Пенный аппарат

 

1. ПЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус с патрубками для входа и выхода газа и патрубками для входа и выхода подпиточной и отработанной жидкости, перегородку, снабженную вертикальной трубой для взаимодейстВИЯ газа и жидкости, стабилизатор пенного слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности газоочистки и упрощения конструкции аппарата, стабилизатор пенного слоя выполнен в виде радиальных наклонных лопаток, установленных в несколько рядов, начиная от нижнего среза трубы так, что лопатки последующего ряда расположены между лопатками предыдущего, причем вертикальная труба снабжена поддоном, диаметр которого равен 1,15-1,3 диаметра трубы. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что поддон снабжен успокоителем жидкости, опущенным в него на 0,05-0,07 диаметра трубы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. 0Ю (11) В 01 D 47/04

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3562538/23-26 (22) 15.03.83 (46) 23. 11.84. Бюл. У 43 (72) К.M.Ëèòâèíåíêî, О.С.Ковалев, Н.Д.Афанасьев, С.Г.Савченко и Н.С.Хищенко (71) Волжский филиал Ленинградского государственного научно-исследовательского института основной химической промышленности (53) 621.928.97(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 722557, кл. В 01 D 47/04, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 339301, кл. В 01 D 47/02, 1969. (54) (57) 1. ПЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус с патрубками для входа и выхода газа и патрубками для входа и выхода подпиточной и отработанной жидкости, перегородку, снабженную вертикальной трубой для взаимодейст( вия. газа и жидкости, стабилизатор пенного слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности газоочистки и упрощения конструкции аппарата, стабилизатор пенного слоя выполнен в виде радиальных наклонных лопаток, установленных в несколько рядов, начиная от нижнего среза трубы так, что лопатки последующего ряда расположены между лопатками предыдущего, причем вертикальная труба снабжена поддоном, диаметр которого равен 1, 15-1,3 диаметра трубы. Э

2. Аппарат по п. 1, о т л и ч а ю- уу шийся тем, что поддон снабжен успокоителем жидкости, опущенным в него на 0,05-0,07 диаметра трубы.

Ф 1

IaeL

1125023 3

Цель изобретения — повышение эффективности газоочистки и упрощение конструкции пенного аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что в пенном аппарате, содержащем >5 корпус с натрубками для входа и вьмода газа, и патрубками для входа и выхода подпиточной и отработанной жидИзобретение относится к технике мокрой очистки газов от газообразных и твердых примесей и может быть использовано в химической, энергетической громышленности и других отраслях народного хозяйства.

Известен циклонно-пенный аппарат.

Аппарат включает в себя корпус, поддон для жидкости, улитку для подачи основного потока газа, сообщающуюся 10 с корпусом через окна, патрубок для подвода дополнительного очищенного потока газа, нижняя кромка которого расположена под уровнем жидкости.

Но подача газа в аппарат двумя 15 потоками (через улитку и центральный барботажный натрубок) усложняет регулирование гидродинамики процесса (11.

Наиболее близким к изобретению является пенный аппарат. Аппарат содержит корпус с патрубками для входа и выхода газа, и патрубками для входа и выхода подпиточной и отрабо": танной жидкости. Внутри корпуса расположены перегородка с центрапьиой 25 вертикальной трубой и брызго-отбойник с отбойным конусом. Для улучшения процессов взаимодействия rasp и жидкости, предотвращения проскбка газа за счет пульсаций, по оси цент- ЗО ральной трубы установлен стабилиза.тор пенного слоя в виде конуса, меньшее основание которого расположено на уровне нижнего среза центральной трубы (2 3.

Недостатками скруббера являются сложность конструкции, связанная с наличием значительного количества элементов сложной геометрической формы внутри центральной трубы, и не- 4 достаточная эффективность очистки газов из-за слабого стабилизирующего эффекта конуса, установленного в нижней части центральной трубы. Ликвидировать полностью пульсации слоя и проскоки газов, в особенности íà an паратах большей единичной мощности, т.е. большого диаметра, не удается.

Вследствие этого и снижается эффективность очистки. кости, перегородку, снабженную вертикальной трубой для взаимодействия газа и жидкости, стабилизатор пенного слоя, пенный аппарат выполнен в виде радиальных наклонных лопаток, установленных в несколько рядов, начиная от нижнего среза трубы так, что лопаТУН последующего ряда расположены между лопатками предццущего, причем вертикальная труба снабжена поддоном, диаметр которого равен 1,151,3 диаметра трубы.

Кроме того, поддон снабжен успокоителем жидкости, опущенным в него на 0,05-0,07 диаметра трубы. ф

В случае установки нескольких труб необходимо каждую снабжать индивидуальным поддоном, поскольку при нали-, чии общего для всех труб поддона, возникающий в нем волновой режим рез." ко ухудшает гидродинамику слоя, ого.я участки труб и способствуя проскоку .газа.

На фиг. 1 представлен пенный аппарат; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; нз фиг. 3 †.разрез Б-Б на фиг. 2.

Аппарат содержит корпус 1, патрубок 2 входа газов, перегородку 3, делящую аппарат на нижнюю часть (предреакционное пространство) и верхнюю часть (сепарационное пространство), сборник 4 жидкости, поддоны 5, установленные под каждой реакционной трубой 6, таким образом, что переливная (верхняя) кромка поддонов и нижний срез труб находится на одном уровне, орошающее устройство 7 с отводами для подачи жидкости в каждую трубу, установленные в каждом поддоне успокоителей 8 жидкости, выполненные в виде взаимно-перпендику. лярных пластин, расположенных ниже переливной кромки поддонов на глубину 0,05-0,07 диаметра труб.

В каждой реакционной трубе 6 установлены стабилизаторы пенного слоя, выполненные в виде наклонно-радиальных лопаток 9. Лопатки расположены в несколько рядов, начиная с нижнего среза каждой трубы. Лопатки последующего ряда расположены между лопатками предыдущего. Аппарат имеет патрубок 10 для выхода очищенных газов и патрубок 11 для вывода отработанной жидкости.

Успокоитель 8 жидкости может быть выполнен по одному из известных принципов в виде концентрических обечаек, 3 1125 радиальных ребер, решеток, сетчатых насадок и др °

Пенный аппарат работает следующим образом.

Загрязненные примесями газы подают в нижнюю часть корпуса 1 через патрубок-входа 2 газов в предреакционное пространство, ограниченное перегородкой 3 г сборником отработанрой жидкости 4. Затем газы через за- 10 зор между переливной кромкой поддонов 5 и нижним срезом труб 6 поступают в реакционное пространство труб, куда через орошающее устройство 7 подают орошающую жидкость, которая 15 заполняет поддоны 5. При проходе газов над жидкостью, находящейся в поддонах, происходит ее эжектирование газами в реакционное пространство труб 6. В трубах газы и орошающая жидкость взаимно диспергируют друг в друге, создавая слой пены с высокоразвитой, непрерывно обновляющейся поверхностью контакта фаз, в котором происходит очистка газов 25 от твердых и газообразных примесей.

С целью предотвращения раскачивания жидкости в подонах 5 установлены успо. коители 8 жидкости. Успокоители установлены ниже переливной кромки поддонов, т.е. в рабочем состоянии пол- ° ностью погружены в слой жидкости.

Глубина погружения от нижнего среза труб составляет 0,05-0,07 диаметра труб и выбрана из условия, что зазор

35 между срез ом труб и успокоит елем должен обеспечивать рабочие скорости в нем (зазоре) 10-17 м/с. Характерис. тики аппарата в зависимости от установки успокоителя приведены в табл. 1. Характеристики сняты для трубы диаметром 0,5 м, диаметр поддона 6,6 м, высота поддона 0,2.м, успокоитель выполнен из взаимно-перпен;,икулярных полос шириной 0,1 м, размер ячеек О, 15х0,15 м, нагрузка по воздуху 0,6-0,7 м /с, орошение водой в количестве 0,12 л/м .

Зависимость технического параметров пенного аппарата от глубины уста50 новки успокоителя жидкости в поддоне приведена в табл. 1".

Как видно из таблицы 1, оптимальные пределы глубины установки успокоителя жидкости находятся в интер- 55 вале 0,05-0,07 диаметра реакционной трубы . Уменьшение зазора ведет к .резкому росту гидравлического со023 4 противления аппарата, увеличение ведет к снижению его целевых характеристик, как успокоителя, и, в результате, снижает высоту пенного слоя.

С целью стабилизации гидродинамического режима в пенном слое в реакционном пространстве труб 6 установлены наклонно-радиальные лопатки 9.

Их устанавливают начиная от нижнего среза труб в несколько рядов, таким образом, чтобы лопатки последующего ряда находились между лопатками предыдущего. Такая установка лопаток дает возможность стабилизировать пенный слой во всем его объеме и, кроме того, за счет подкрутки газового потока, до минимума свести брызгоунос из труб. Под действием центробежных сил брызги орошающей жидкости отбрасываются на стенки труб, практически не попадая в сепарационное пространство над перегородкой 3. Очищенные газы удаляются иэ аппарата через патрубок 10, а отработанная жидкость через патрубок 11.

Для нормальной рабаты пенного аппарата необходимо, чтобы диаметр поддонов составлял 1,15-1,3 диаметра реакционных труб. Кольцевой зазор, полученный между наружным диаметром труб и внутренним диаметром поддонов .обеспечивает оптимальные условия захвата жидкости движущимися над ее поверхностью газами при практически неизменном входном сопротивлении.

Зависимость гидравлического сопротивления аппарата от соотношения диаметров реакционной трубы и поддона показана в табл. 2.

Рекомендуемая нагрузка на одну трубу до !2 тыс. м /ч при скоростях газа в рабочем пространстве 2,54,5 м/с.

В.таблице приведены усредненные значения (показатели) сопротивления пустого (без орошающей жидкости) аппарата. Скорость газог в пересчете на полное сечение реакционной трубы составила около 3,5 м/с, диаметр трубы 0,5 м. Как видно из таблицы, гидравлическое сопротивление аппарата зависит не от абсолютных диамет ров трубы и поддона, а от их соотношения, т.е. обусловлено шириной зазора и скоростью газов в нем. Предпо- чтительный диаметр поддона -составля1125023

Таблица

1Ъщравлическое сопротивление аппарата, мм в ст, Высота пенного слоя, м

1О

0,04

0,05

0,07

0,08

0,10 !

Таблица2

1:1,4

1:1,15 1:1,2

1Ф1 3

:1 10

1: 1;05

45 40 40

120

Гидравлическое сопротивл. мм. в. ст

S ет 1,15-1.,3 диаметра трубы. При этом сопротивление его минимально, дальнейшее увеличение диаметра не снижает гидравлическое сопротивление которое обусловлено другими конструк- тивными особенностями аппарата.

СУ

Внедрение предложенного пенного аппарата в производство позволит повысить эффективность. газоочистки, упростить конструкцию и увеличить надежность аппарата в целом.

В известных аппаратах при большой их единичной мощности по газовой фазе 1> не удается добиться стабильного гидродинамического режима s аппарате:. вследствие его большого диаметра.

В предложенном аппарате путем установки необходимого количества реакци- 2ц онных труб можно добиться необходимой производительности аппарата без снижения его эффективности.

Ъ

Отношение d трубы к

d поддона

Отношение глубины установки успокоителя к диа метру реак ционной трубы

220-280

140-150

140-150

85-105

60-80

0,4-0,45

0,4-0,45

0,4-0,45

0,15-0,25

0,1-0,2

1125023

/1 6//! i

ppzeewasi газ

1125023 ва

Лапасти j-@ 2@

Мпаст

2-ze ряЭ

Составитель О.Беккер

Редактор Л.Лосева Техред М.Кузьма Корректор А.Зимокосов

Заказ 8381/7 Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4