Устройство для мокрой очистки газа

 

СООЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (1% (11) (511 4 В 01 D 47/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /: с 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3620934/23-26 (22) 13.07.83 (46) 28.02.86. Вюл. !! - 8 (7I) Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промьппленности (72) А.В. Дьмшиц, А.Ф. Туболкин, Л.М. Черемисинов, О.С. Ковалев, P.È. Малкин, С.А. Стахурский и В.Г. Шабанов (53) 621.928.97(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 599828, кл. В 01 D 47/04, !972.

Авторское свидетельство СССР

9 691164, кл. В 01 D 47/04, !977. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ЛЛЯ МОКРОЙ

ОЧИСТКИ ГАЗА, содержащее цилиндрический корпус, штуцера для подвода и отвода газа и орошающего раствора, решетку провального типа и стабилизатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения оптимального гидродинамического режима при изменениях нагрузки по газовой фазе, увеличения производительности и уменьшения брызгоуноса, оно снабжено дополнительной решеткой провального типа, установленной над основной, отверстия в провальных решетках выполнены треугольной или трапециевидной формы и размещены радиально, вершинами к центру решетки, длина боковых сторон отверстий составляет 0,45-0,495 Т!, длина основания отверстий — 0,01-0,049 D где ) — диаметр корпуса, дополнитель" ная решетка снабжена треугольными отбойными элементами, расположенньгми на боковой стороне отверстия под

0 углом с = 5-85 и на основании отверстия — перпендикулярно плоскости решетки, при этом стабилизатор выполнен в ниде полого перфорированного конуса с углом при вершио не P = 60-170 и диаметром основания 0,8-0,95 D, установленного на расстоянии 0,02-0@4 D от дополнительной решетки.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что основная решетка установлена с возможностью поворота вокруг оси.

Изобретение относится к технике мокрой очистки газа от твердых и газообразных примесей, для проведения тепло- и массообменных процессов между газом и жидкостью и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, угольной промышленности, металлургии, энергетике, промышленности строительных материалов и других отраслях народ." ного хозяйства.

Цель изобретения - обеспечение оптимального гидродинамического режима при изменениях нагрузки по газовой фазе, увеличение производительности и уменьшение брызгоуноса.

На фиг. 1 изображено устройство для мокрой очистки газа, продольный разрез; на фиг. 2 и 3 - верхняя решетка и отбойные элементы; на фиг. 4 и 5 - нижняя решетка с отверстиями трапециевидной и треуголь" ной формы.

Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1, штуцеров подвода 2 и отвода 3 газовой фазы, орошающего устройства 4, вывода отработанного раствора 5. В корпусе установлены нижняя (основная ) 6 и верхняя (дополнительная) 7 решетки провального типа и над решеткой стабилизатор 8. Верхняя решетка 7 выполнена с отбойными элементами 9 и !О, устанавливаемыми на боковой стороне отверстия 11 под углом о = 5-85, а на основании *- перпендикулярно плоскости решетки. Нижняя решетка с отверстиями 12 выполнена без отбойных элементов с возможнос-" тью поворота вокруг центральной оси для изменения живого сечения решетки.

Стабилизатор выполнен в виде полого конуса с перфорированной боковой поверхностью, угол при вершине конуса P = 60-170 . Расстояние от вершины конуса стабилизатора до решетки составляет (0,02-0,4) 7, диа метр основания конуса (0,8".0,95) Р, Совокупность конфигураций отверстий решеток, наличие отбойных элементов.и стабилизатора позволяет устройству работать в,широком диапазоне скоростей в реакционном объеме (1,1-18 м/с) и плотностей орошения — 1-300 м /м ч.

Выполнение треугольной и трапеци" евидной формы отверстий решетки дает возможность получения равномерного слоя пены, так как узкой части отверстий будет соответствовать большее значение скорости газовой фазы, а расширенной части отверстий — меньшее значение скорости, таким образом, достигается равномерная подача газа по всему сечению решетки.

Установка отбойных элементов о верхней решетки под углом g = 5-85 способствует завихрению газожидкостного слоя, уменьшая брызгоунос и увеличивая поверхность контакта фаз, обеспечивая воэможность расширения диапазона работы устройства, практически при значениях скоростей в реакционном объеме 1,1-18 м/с и при минимальных значениях плотности оро20 шения 1-300 м /м ч (табл. 1).

4О

4!) Наличие стабилизатора в виде полого конуса с перфорированной поверхностью способствует устранению брызгоуноса вследствие действия инерционного фактора и увеличению поверхности контакта фаз, объясняемой дополнительной диспергацией газовой фазы.

При увеличении значения угла при о вершине конуса выше 1?О уменьшается высота пенного слоя, а снижение о значения угла ниже 60 способствует повышенному брызгоуносу (табл, 2).

Испытания проводились при плотности орошения L о = 5 м /м ч ско2 рости газа в реакционном объеме W =

3 м/с и живом сечении решетки

Б, = 0,24 м /м

Зависимость гидравлического сопротивления контактной ступени от величины диаметра основания стабилизатора приведена в табл. 3. Испытания проведены при W = 3 м/с;

L = 5 м /м ч; Б = 0,24 м /м .

При значении диаметра основания менее 0,8 D уменьшается поверхность контакта фаз, а при значении диаметра основания более 0,951> резко увеличивается гидравлическое сопротивление.

В табл. 4 приводятся данные, позволяющие судить о влиянии расположения стабилизатора над решеткой на высоту пенного слоя.

Испытания проводились при плотности орошения L = 5 м /м ч;

2

W = 3 м/с и $ = 0,24 м /м

1214173

0,01!7

0,03 Т!

0,04 D

О, 0493

0,04953

При значениях верстий с 0,01D

210 (проскок газа) длины основания отснижается поверхТаблица 1

Высота газожидкостного слоя, мм

400 850 900 1130 1100 1100 1120 1150 900

Гидравлическое сопротивление

Па

4500 3000 2900 2700 2500 2450 2450 2400 1500

Поверхность контакта фаэ, отнесенная к площади рег г шетки, м /м

100 800 890 890 880 860 855 850 320

Оптимальными значениями высоты расположения стабилизатора над решеткой являются значения h = 0,02. 0,48.

Зависимость поверхности контактных фаз (ПКФ) от длины боковых сторон следующая

ПКФ, и /м

0,4Р 120 (проскок газа) 10

0,45D 720

0,472 860

0,49 11 820

0,495Ý 610

0,51! 240 (проскок газа)

При значениях длины боковых сторон 0,453 резко уменьшается поверхность контакта фаз, при увеличении длины стороны ) 0,495D увеличивается влияние пристенного эффекта, 20 поэтому оптимальные значения находят" ся в диапазоне (0,45-0,495} 17.

Зависимость поверхности контакта фаз (ПКФ) от длины основания отверстий следующая: 25

ПКФ, н г/мг

0,005 П 180 (пристенный эффект) ность контакта фаз и увеличивается гидравлическое сопротивление и

) 0,049 снижается поверхность контакта фаз.

Устройство работает следующим образом.

Запыленный (или содержащий вредные компоненты) газ через штуцер 2 поступает под нижнюю решетку 6, пройдя через отверстия ll, направляется к отверстиям верхней решетки 7, ударяясь об отбойные элементы 9 и 10, выходит через боковые отверстия, вступая в контакт с жидкой фазой, подаваемой на решетку орошающим устройством 4.

При взаимодействии газовой и жидкой фаз над решеткой 7 внутри стабилизатора 8 и над ним образуется слой мелкоячеистой пены. Прореагировавший раствор через отверстия решеток 7 и 6 стекает вниз корпуса 1 и через штуцер 5 выводится из устройства, а обработанный газ выбрасывается в атмосферу (или используется для других технологических нужд).

Таким образом, устройство для мокрой очистки газов обеспечивает оптимальный гидродинамический режим при изменениях нагрузки по газовой фазе, позволяет увеличить обьем обрабатываемого газа и ликвидирует брыэгоунос вследствие центробежного действия отбойных элементов и инерционного стабилизатора.

1?1417

Таблица 2

Таблица 3

420

870 890 910 940

250

1900

1100

Таблица 4!

000 1000 1 100 600

900

800

400

Высота пенного слоя, мм

Брызгоунос, г/нм.

Поверхность контакта фаз, м1/м 2

Гидравлическое сопротивление, им

Высота пенного слоя, мм вершине конуса стабилизатора, Ф

80 90 120 140 !60 170 175

450 800 980 1000 1)00 1150 1120 1000 700

0,9 О,! . 0,15 0,16 0,13 0,10 0,09 0,02 0,19

2400 2500 2800 3800

1214173

1214173

Составитель А. Зюзин

Редактор Л. Авраменко Техред О.Вашишина Корректор M. Пожо

Заказ 817/9 Тираж 663 . Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППЛ "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4