Абсорбер

 

Изобретение относится к устройствам для абсорбции и пылеочистки газов мокрым способом и может быть применено во всех отраслях промышленности с целью повышения эффективности массообмена и расширения производительности по газу. В абсорбере между камерой 6 орошения с многокаскадным распределителем 7 жидкости и сепарационной камерой 8 с волнообразными жалюзийными пластинами 9 размещена вогнутая перегородка 10 с обечайкой 11, причем соотношение площадей поперечного сечения камер орошения и сепарации составляет 2,0-2,4. Газовый поток, сталкиваясь с системой пространственных пленок распределителя 7 жидкости, изменяет направление движения на радиальное, набегает на перегородку 10 торообразной формы и отбрасывается ею на поверхность последней по ходу газа пленки. То же самое происходит и с частью жидкости. Все это обеспечивает большую сепарационную способность аппарата. 3 ил. I (Л -цсо о 4 СХ) СП 00 Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (58 4 В 01 Р 47 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3989527/31-26 (22) 16.12.86 (46) 23.04.87. Бюл. № 15 (71) Московский институт химического машиностроения и Всесоюзный научно-исследо вательский биотехнический институт (72) А. В. Костин, Э. Ф. Шургальский и А. Н. Цетович (53) 621.928.97 (088.8) (56) Страус В. Промышленная очистка газов. М.: Химия, 1981, с. 402.

Очистка газовых выбросов на предприятиях различных отраслей промышленности. Тезисы Всесоюзной конференции. М.:

ЦИНТИхимнефтемаш, 1983, с. 43. (54) АБСОРБЕР (57) Изобретение относится к устройствам для абсорбции и пылеочистки газов мокрым способом и может быть применено во

ÄÄSUÄÄ 1304858 А1 всех отраслях промышленности с целью повышения эффективности массообмена и расширения производительности по газу. В абсорбере между камерой 6 орошения с многокаскадным распределителем 7 жидкости и сепарационной камерой 8 с волнообразными жалюзийными пластинами 9 размещена вогнутая перегородка 10 с обечайкой 11, причем соотношение площадей поперечного сечения камер орошения и сепарации составляет 2,0 — 2,4. Газовый поток, сталкиваясь с системой пространственных пленок распределителя 7 жидкости, изменяет направление движения на радиальное, набегает на перегородку 10 торообразной формы и отбрасывается ею на поверхность последней по ходу газа пленки. То же самое происходит и с частью жидкости. Все это обес- 3 печивает большую сепарационную способность аппарата. 3 ил.

1304858

50 стабилизируется их положение и повышается сепарационная способность. Часть жидкос- 55 ти, увлекаемая потоком газа на вогнутую перегородку, также отбрасывается на поверхность пленки и улавливается ею, что сниИзобретение относится к устройствам для абсорбции и пылеочистки газов мокрым способом и может быть применено во всех отраслях промышленности для высокоэффективной очистки газов, например химической и микробиологической.

Целью изобретения является повышение эффективности массообмена и расширение диапазона производительности по газовому потоку.

На фиг. 1 абсорбер, общий вид; на фиг. 2 — график эффективности пылеулавливания в абсорбере и скруббере в зависимости от соотношения площадей поперечного сечения камер орошения и сепарации; на фиг. 3 — график эффективности газоочистки в зависимости от Ф-фактора при соотношении размеров F>,,/Р, =2,2.

Абсорбер содержит корпус 1 с патрубками ввода 2 и 3 и вывода 4 и 5 соответственно газового потока и орошающей жидкости, последовательно расположенные камеру 6 орошения, в которой установлен многокаскадный распределитель 7 жидкости, и камеру 8 сепарации с установленными в ней волнообразными жалюзийными пластинами 9, вогнутую перегородку

10 и обечайку 11. При этом соотношение площадей поперечного сечения камер орошения и сепарации лежит в пределах 2,0 — -2,4.

Абсорбер работает следующим образом.

Орошающий раствор через патрубок 3 под давлением подается в каскадный распределитель 7 жидкости, откуда он выходит в виде системы плоских пространственных пленок, перекрывающих понерсчное сечение камеры 6 орошения, внутри которой и установлен распределитель 7 жидкости. Газовый поток через патрубок 2 поступает в камеру 6 орошения, сталкиваясь с системой пространственных пленок орошающего раствора, и изменяет направление движения на радиальное. Двигаясь вдоль поверхности пленок, в пристенной зоне газ Ilpoрывает пленки, в результате чего происходит интенсивное дробление жидкости, причем плотность орошения в этом месте в несколько раз превышает среднее значение по всему поперечному сечению аппарата.

При этом происходит осаждение аэрозолей на поверхностях пленок и каплях жидкости и поглощение раствором вредных газовых примесей.

Проходя через систему пленок в оросительной камере, газ набегает на вогнутую перегородку 10 торообразной формы и отбрасывается назад на поверхность последней по ходу газа пленки. Такое движение газового потока создает противодавление обратной стороны пленок, в результате чего

35 №О №5 жает вторичный брызгоунос. Затем газовый поток через обечайку 11 поступает в камеру 8 сепарации, где происходит сепарация капель и неуловленных ранее твердых частиц на вертикальных волнообразных жалюзийных пластинах 9.

Соотношение площадей поперечных сечений камер орошения 6 и сепарации 8, равное 2,Π— 2,4, обуславливается тем, что при невысоких скоростях газового потока происходит его очистка на поверхностях жидкостных пленок и пристенной зоне камеры орошения за счет инерционного и барботажного механизмов. С возрастанием расхода газа начинается диспергирование пленочных завес и в действие вступает механизм осаждения и зацепления каплями жидкости. При дальнейшем увеличении скорости газа пространственные пленки принимают куполообразную форму и диспергиру.отся на круп >одисперсные капли. При этом часть газа может проскакивать без контакта с пленками. В этом случае газ турбулизируется вогнутой перегородкой и, отражаясь от последней пленки, входит в вертикальные волнообразные жалюзи, образующие длинные изогнутые каналы, по которым газ выходит из аппарата уже очищенным. При прохождении газожидкостной смеси по каналам происходит инерционное и диффузионное осаждение капель жидкости и аэрозолей на стенки каналов. Пленочный отвод жидкости по вертикальным пластинам предотвращает втори .ный брызгоунос.

Эффективность осаждения капель жидкости и твердых частиц па стекающие пленки возрастает с увеличе>кием скорости газового потока, так как усиливается его турбулизация. Причем наиболее эффективный режим работы жал>озийного сепаратора наступает, когда несколько снижается эффективность действия пространственных жидкостных пленок, и таким образом общая эффективность очистки газового потока не снижается.

Пример. Исследования проводятся на экспериментальной установке, выполненной из оргстекла. Диаметр камеры орошения варьируется в пределах от 300 до 600 мм с интервалом в 50 мм. При этом соотношение площадей поперечного сечения камер орошения и сепарации меняется от 1 4 до 2 9.

Скорость газового потока, выраженная через Ф-фактор (1=а; > р, где ь -- скорость газового потока; р> — плотность газа) меняется в пределах от 0 до 15 кг /см . В качестве орошающей жидкости используется вода, в качестве твердой фазы - — кварцевый песок с медианным диаметром 40 мкм, в качестве вредной газовой примеси — аммиак.

Содержание примесей в потоке воздуха и степень очистки газа определяются весовым методом с помощью фильтров АФА и газоанализатором.

1304858

Обобщенные результаты экспериментальных данных представлены в виде графиКоВ эффективности пылеулавливания B абсорбере и скруббере в зависимости от соотношения плогцадей поперечного сечения камер орошения и сепарации (фиг. 2) и графиков эффективности газоочистки в зависимости от Ф-фактора при соотношении размеров FI,„)F,=2,2 (фиг. 3).

Кривая 1 (фиг. 2) характеризует работу скруббера. Максимальная эффективность работы аппарата достигается при соотношении плоШадей поперечных сечений камер орошения и сепарации равном 2,1 — 2,5. Вне этих пределов эффективность работы скруббера снижается.

Кривая 2 показывает влияние соотношения площадей поперечных сечений камер орошения и сепарации с установленной вогнутой перегородкой и обечайкой. При небольших соотношениях влияние вогнутой перегородки мало из-за ее небольших размеров и незначительной турбулизации набегающего потока. Кривая 2 практически совпадает с кривой 1. При достижении соотношения 2 — 2,4 кривая 2 резко возрастает и достигает максимума в интервале 2,2- 2,3.

Это объясняется тем, что на вогнутую перегородку попадает практически весь газожидкостной поток, в результате чего происходит его интенсивная турбулизация, коагуляция капель и аэрозоля и их инерционное осажден не на вогнутой перегородке и пленках жидкости. Кроме того, в этом случае в оптимальном режиме работают волнообразные жалюзи, расположенные за перегородкой с обечайкой. При соотношении 2 4 кривая 2 резко падает и пересекает кривую эффективности 1 скруббера.

Дальнейшее увеличение соотношения ведет к существенному снижению эффективности очистки в абсорбере. Это объясняется тем, что в связи с дальнейшим ростом размеров вогнутой перегородки падает скорость набегания на «ее потока, ослабевает механизм осаждения и поглощения вредных примесей, а также за счет увеличения скорости на входе в сепаратор и в самих жалюзях начинается вторичный брызгоунос, так что снижается и его эффективность.

Таким образом, соотношение площадей поперечного сечения камер орошения и сепарации, лежащее в пределах 2,0- 2,4 предопределяет скачкообразное изменение эффективности газоочистки.

Исследование эффективности работы абсорбера и скруббера в зависимости от производительности по газу показывает, что абсорбер (кривая 1 на фиг. 3) устойчиво и с высокой эффективностью работает в широком диапазоне нагрузок по газовому потоку., начиная с Ф-фактора, равного 2. Стабильность его работы резко падает лишь при возрастании Ф-фактора свыше 13- 13,5, при котором начинается силь1О ный унос жидкости с твердыми частицами из сепарационной камеры.

Скруббер (кривая 2 на фиг. 3) имеет достаточно стабильную эффективность работы в диапазоне Ф-фактора от 6 до 11.

При остальных режимах работы его эффективность заметно снижается. Кроме того, и при работе в оптимальных для него диапазонах скруббер показывает более низкую эффективность (75Я) по сравнению с абсорбером.

Таким образом, абсорбер обеспечивает более высокую эффективность очистки и устойчивую работу в более широком диапазоне расходов газа.

Предлагаемый абсорбер позволяет исполь25 зовать его для пылегазоочистки, например, в металлургических и микробиологических процессах, где с течением времени могут значительно изменяться расходы газа. 3а счет установки таких устройств в значительной степени снижаются выбросы вредных веществ в атмосферу, а уловленные вещества использованы для выработки дополнительной продукции.

Форл ула изобретения

Лбсорбер, содержаший корпус с последовательно установленными камерами орошения с каскадным распределителем жидкости и сепарации, патрубки ввода и вывода газового потока и жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффекТНВНосТН массообмена и расширения диапазона производительности по газу, он снабжен вогнутой перегородкой с обечайкой, установленной между камерой орошения и

45 сепарационной камерой и обращенной в сторону каскадного распределителя жидкости, причем отношение плошадей поперечного сечения камер орошения и сепарации составляет 2,0 2,4.

1304858

0,88

0,80

tZ, доли

7,0 а,г (.оставитеаь О. Беккер

Редактор А. Петров Техрел И. Верее Корректор . 1. Патай

Заказ 1337Д 1 и раж 657 Подписное

Вг1ИИПИ Государственного комитета (.ССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, аугиская наб., л. 4, 5

Производственно-по.зиграфинсскос пзслприятие, г. Ужгород, I.л . Проектная.-1