УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

Полезная модель относится к мокрой очистке загрязненных газов от механических примесей, пыли, аэрозолей, паров и газовых примесей и может быть использована в химической, горнодобывающей, металлургической и других отраслях промышленности.
Известно устройство для мокрой очистки газов в слое механической пены, содержащее корпус с патрубком ввода газа, вертикальную выхлопную трубу, сепаратор и закручиватель, выполненный в виде усеченного полого конуса с прорезями, на наружной и внутренней поверхности которого жестко закреплены лопатки. При этом закручиватель установлен автономно и имеет возможность осевого возвратно-поступательного перемещения. Недостатком этого устройства является недостаточная эффективность очистки за счет неравномерного распределения газожидкостных потоков по сечению выхлопной трубы и гидравлические потери (патент RU №2393911, МПК В01D 47/02, 2006 г.).
Наиболее близким техническим решением является аппарат мокрой очистки газов, содержащий корпус, входной и выходной патрубки, орошающее устройство, содержащее форсунку, пенообразователь, выполненный в виде горизонтальной перегородки, стабилизатор пены, расположенный над кольцевым лопаточным завихрителем. По ходу движения газожидкостной смеси установлен каплеуловитель, предназначенный для сепарации брызг и капель жидкости, уносимых скоростным потоком, и защитный козырек (патент RU №2158166, МПК B01D 47/04, 1999 г.). Недостатком данного технического решения являются повышенные требования к орошающей жидкости из-за наличия малого проходного сечения форсунки, которое может забиваться при недостаточно качественно очищенной орошающей жидкости, отсутствие надежной системы каплеулавливания, недостаточная эффективность и надежность работы.
Техническая задача, решаемая предлагаемой полезной моделью - создание простой и надежной конструкции устройства, обеспечивающего высокую эффективность очистки загрязненного газа, при минимальных требованиях к качеству орошающей жидкости.
Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве, содержащем корпус, входной и выходной патрубки, орошающее устройство, горизонтальный пенообразователь, завихритель, сепаратор, согласно полезной модели, корпус выполнен прямоугольным, в нижней части которого установлен поддон, соединенный с горизонтальным пенообразователем, представляющим собой распылительную решетку, состоящую из ячеек, а над решеткой расположен сепаратор, выполненный в виде полой цилиндрической трубы со сливными трубками, соединенной в ее нижней части с конусообразным завихрителем с равномерно жестко закрепленными на его боковой поверхности тангенциально направленными завихряющими лопатками, при этом боковые поверхности ячеек образованы усеченными прямоугольными трапециями, большие основания которых примыкают к меньшим основаниям, а верхняя щелевидная поверхность ячеек образована соединенными в вершинах треугольниками, основаниями которых служат наклонные стороны усеченных прямоугольных трапеций. Конусообразный завихритель имеет дугообразно вогнутую боковую поверхность. Кроме того, распылительная решетка может быть выполнена многоступенчатой.
Указанный технический результат - высокоэффективная очистка загрязненного газа происходит в результате его глубокого смешивания с орошающей жидкостью, с последующим полным отделением капельной влаги из очищенного газа. Это достигается наличием диспергирующей распылительной решетки, состоящей из ячеек, боковые поверхности которых образованы усеченными прямоугольными трапециями, большие основания которых примыкают к меньшим основаниям, а верхняя щелевидная поверхность ячеек образована соединенными в вершинах треугольниками, основаниями которых служат наклонные стороны усеченных прямоугольных трапеций. Загрязненный газ проходит через диспергирующую распылительную решетку сверху вниз, а орошающая жидкость свободным истечением подается на нее сверху. В результате их смешивания формируется турбулентный дисперсный газожидкостный («кипящий») слой, обеспечивающий высокоэффективную промывку газа за счет интенсивного смачивания пылевых частиц и/или растворения в орошающей жидкости газовых примесей. Очищенный газ перед выходом из устройства проходит через сепаратор, выполненный в виде полой цилиндрической трубы со сливными трубками, соединенной в ее нижней части с конусообразным завихрителем с равномерно жестко закрепленными на его боковой поверхности тангенциально направленными завихряющими лопатками, где освобождается от остаточных мелких капель жидкости. Выполнение конусообразного завихрителя с тангенциально направленными завихряющими лопатками способствует снижению аэродинамического сопротивления и созданию центробежной силы, позволяющей частицы жидкости отбросить к стенкам трубы, которая через отверстия сливных трубок стекает вниз. Боковая поверхность конусообразного завихрителя может быть выполнена дугообразно вогнутой, а распылительная решетка может быть выполнена многоступенчатой, для усиления эффекта очистки.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 схематично показан общий вид устройства в продольном разрезе, на фиг. 2 - общий вид ячейки распылительной решетки в аксонометрии (поверхности остальных ячеек условно не показаны), на фиг. 3 - схематично общий вид устройства из нескольких модулей с многоступенчатой распылительной решеткой.
Устройство для мокрой очистки газа содержит корпус 1, выполненный прямоугольным, входной 2 и выходной 3 патрубки, орошающее устройство 4. В нижней части корпуса 1 установлен поддон 5, соединенный с распылительной решеткой 6, состоящей из ячеек. Над распылительной решеткой установлен сепаратор 7, выполненный в виде полой цилиндрической трубы со сливными трубками, соединенной в ее нижней части с конусообразным завихрителем 8 с равномерно жестко закрепленными на его боковой поверхности тангенциально направленными завихряющими лопатками. Поддон 5 снабжен сливным патрубком 9 для отвода отработанной орошающей жидкости. Каждая ячейка распылительной решетки 6 имеет боковую поверхность, образованную усеченными прямоугольными трапециями 10, большие основания которых примыкают к меньшим основаниям, а верхняя щелевидная поверхность ячеек образована соединенными в вершинах треугольниками 11, основаниями которых служат наклонные стороны усеченных прямоугольных трапеций 10. Конусообразный завихритель 8 может иметь дугообразно вогнутую боковую поверхность, а распылительная решетка 6 может быть выполнена многоступенчатой.
Устройство работает в составе фильтровентиляционных систем, оснащенных дополнительно вентилятором, устройствами для отбора загрязненного газа, подходящей и отходящей вентиляционной магистралями, системой подачи и приема орошающей жидкости.
Загрязненный газ поступает через входной патрубок 2 в поддон 5, равномерно распределяется в нем и проходит снизу вверх через распылительную решетку 6, формирующую после себя взаимно перекрещенные потоки, из-за наличия верхней щелевидной поверхности, образованной соединенными в вершинах треугольниками 11, основаниями которых служат наклонные стороны усеченных прямоугольных трапеций 10. Орошающая жидкость подается свободным истечением без избыточного давления через установленное в корпусе 1 орошающее устройство 4, где равномерно распределяется над распылительной решеткой 6 и дробится на капли в сформированных струях загрязненного газа. В результате формируется значительно развитый турбулентный дисперсный газожидкостный слой, удерживаемый над распылительной решеткой 6 балансом сил аэродинамического напора очищаемого воздуха и силой тяжести. Этот слой отличает максимально развитая удельная поверхность контакта, высокая скорость ее обновления и однородность структуры, где происходит интенсивное смачивание пылевых частиц. Очищенный газ далее поступает в сепаратор 7, имеющий конусообразный завихритель 8, на боковой поверхности которого равномерно жестко закреплены тангенциально направленные завихряющие лопатки, создающие центробежную силу, позволяющую отбросить частицы жидкости к стенкам трубы, которая через отверстия сливных трубок стекает вниз. Пройдя через сепаратор 7 и конусообразный завихритель 8, газ освобождается от остаточных мелких капель жидкости и выходит из устройства через выходной патрубок 3. Из сепаратора 7 уловленная жидкость сливается обратно в газожидкостный слой. Постоянно поступающая орошающая жидкость нарушает равновесие, удерживающее газожидкостный слой, и лишняя жидкость проваливается сквозь распылительную решетку 6 и попадает в поддон 5, из которого вытекает через сливной патрубок 9. При выполнении распылительной решетки 6 многоступенчатой количество сепараторов 7 не меняется, но добавляются диспергирующие слои распылительной решетки. При этом орошающая жидкость подается на верхнюю решетку, откуда проваливается вниз, обеспечивая противоточную схему взаимодействия с очищаемым воздухом, что приводит к повышению эффективности очистки.
Положительный эффект, получаемый в результате использования данной полезной модели, заключается в простоте конструкции и ее высокой эффективности очистки от технической пыли, который составляет 95-99%.
2
Для эффективной очистки от некоторых газовых примесей (SO, HCN, HCl и т.д.) в орошающую жидкость может потребоваться добавка химических реагентов в зависимости от состава газовых примесей (соли, кислоты, щелочи и т.д.).
Предложенное устройство для мокрой очистки газов может использоваться самостоятельно, но может являться отдельным модулем, из которых в зависимости от объема очищаемого газа компонуется вся установка.
Принципы, заложенные в конструкцию устройства, позволяют исполнять их практически любой производительности, и при этом удобной для конкретной планировки помещений конфигурации, что существенно упрощает проектирование новых и реконструкцию старых систем газоочистки.