Устройство для биологической очистки газов

 

Использование: для очистки газов в пищевой, химической, деревообробрабатывающей и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: устройство для биологической очистки газов содержит корпус, опирающийся на приемник жидкости, контактную трубу, лопаточную решетку-завихритель, решетку для исключения вращения жидкости ниже завихрителя, перегородку в виде усеченного конуса, служащую для более равномерного подвода газа к решетке- завихрителю и исключения бесконтактного прохода газа через нее. С целью поддержания уровня жидкости в устройстве к приемнику жидкости подсоединен автоматический поплавковый регулятор с перепускным клапаном. Для удобства обслуживания и наладки корпус установки соединяется с приемником жидкости при помощи фланцев. 5 ил.

Изобретение относится к технике очистки газов от вредных компонентов, может найти применение в пищевой, химической, деревообрабатывающей и других отраслях промышленности.

Известно устройство для биологической очистки газов, содержащее корпус с патрубками ввода и вывода газа, каплеуловителем, размещенным в его верхней части, опорными решетками с контактными слоями, приемник жидкости, сообщенный с нижней частью корпуса, снабженный коллектором и соединенный с размещенным над опорными решетками водораспределителем посредством трубопровода с циркуляционным насосом иловой среды. Установка обеспечивает очистку большого количества отходящих газов, но имеет следующие недостатки. Размещение в активном объеме тарелок, насадок увеличивает гидравлическое сопротивление. Наличие гидрозатвора и эрлифта усложняет конструкцию. Наличие водяного насоса с электродвигателем значительно увеличивает энергозатраты. При применении присоединенной к коллектору Г-образной аэрационной трубы, входная часть которой выполнена с отбойником, значительно возрастают потери давления, а, следовательно, и энергетические затраты. При такой подаче газа к аэрационной трубе возможно неравномерное его распределение в активном объеме, что может приводить к нарушению оптимального для данного устройства гидродинамического режима. В нижней части камеры образуется застойная зона.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки газа, упрощение устройства, удобство обслуживания и наладки, снижение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для биологической очистки газов, содержащем корпус с патрубками ввода и вывода газа, приемник жидкости, соединенный с нижней частью корпуса, сепаратор-разделитель и аэрационное устройство, для непосредственного контакта газа с жидкостью используются вместо опорных решеток с контактными слоями - решетка-завихритель и контактная труба, установленная внутри корпуса. Газ поступает через осевой патрубок в пространство, образованное корпусом и контактной трубой, и направляется в ее нижнюю часть. Затем газовый поток, захватывая жидкость из приемника, проходит вместе с ней через решетку-завихритель и приобретает вращательное движение. В контактной трубе образуется сильно турбулизованная пена. Этим обеспечивается большая удельная поверхность контакта фаз, что способствует повышению эффективности очистки газа. Турбулизация газожидкостного потока и отсутствие насадки обеспечивает уменьшение габаритов и массы установки. Под решеткой-завихрителем установлена решетка для исключения вращения жидкости ниже завихрителя, что позволяет снизить необходимый для закручивания напор вентилятора, а, следовательно, и энергозатраты. Нижняя часть корпуса выполняется в виде усеченного конуса, что способствует повышению эффективности газоочистки путем более равномерного подвода газа к решетке-завихрителю и исключению бесконтактного прохода газа через нее. Вместо каплеуловителя используется лопаточный сепаратор-разделитель. При прохождении через него газожидкостный поток приобретает вращательное движение, и за счет действия центробежных сил происходит разделение пены. В сепарационной камере газовый поток освобождается от брызг жидкости. Использование циркуляционной трубы, соединяющей камеру для разделения динамической пены с приемником жидкости, позволяет отказаться от водораспределительной системы и циркуляционного насоса. Это дает возможность существенно упростить конструкцию и снизить энергозатраты, т.к. отпадает необходимость в перекачке орошающей жидкости. Отсутствие нескольких камер в приемнике жидкости способствует естественной циркуляции жидкости. С целью удобства обслуживания и наладки приемник жидкости установлен непосредственно под корпусом и крепится при помощи фланцев.

На фиг.1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг.5 - узел I на фиг.1.

Устройство для биологической очистки газов содержит корпус 1, опирающийся на приемник жидкости 2, контактную трубу 3, лопаточную решетку-завихритель 4, решетку 5 для исключения вращения жидкости ниже завихрителя, перегородку 6 в виде усеченного конуса, служащую для более равномерного подвода газа к решетке-завихрителю и исключения бесконтактного прохода газа через нее, сепаратор-разделитель 7 для разрушения динамической пены, перегородку 8, разделяющую камеру 9 для ввода и распределения отходящих газов от камеры 10 для разделения динамической пены. Устройство имеет патрубки для ввода газа 11 и его вывода 12, циркуляционную трубу 13, аэрационное устройство 14, трубопровод 15 для удаления избыточного ила в запорную арматуру 16, в частности резиновый клапан типа 33 АРЗ (ГОСТ 17980.07.150М). С целью поддержания уровня жидкости в устройстве к приемнику жидкости подсоединен при помощи гибкого дюритового шланга автоматический поплавковый регулятор 17 с перепускным клапаном 18. Для удобства обслуживания и наладки корпус установки соединяетcя с приемником жидкости при помощи фланцев 19.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Отходящий газ вводится в камеру 9 устройства через патрубок 11 и направляется в ее нижнюю часть. Затем газовый поток, захватывая жидкость, вытесняемую из пространства между обечайками и над решеткой 5, проходит вместе с ней через решетку-завихритель 4 и приобретает вращательное движение. В контактной трубе 3 образуется сильно турбулизованная нестабильная пена. При пенном режиме контактирование газа и жидкости происходит на поверхности пузырьков и струй газа, а также на поверхности капель жидкости, которые образуются над барботажным слоем при выходе пузырьков газа из барботажного слоя и разрушении их оболочек.

Растворимые органические вещества переходят при этом из газовой фазы в жидкую. Далее данная нестабильная пена поступает в сепаратор-разделитель 7, где происходят разрушение пены и выделение жидкости из газового потока за счет действия центробежных сил при закручивании последнего. Жидкость собирается на перегородке 8 и стекает по ней на дно камеры 10, откуда через циркуляционную трубу 13 поступает обратно в приемник жидкости. Таким образом, осуществляется самоциркуляция жидкости в предлагаемой установке. Выделенный из пены очищенный газ выводится из устройства через патрубок 12 в атмосферу. В циркулирующей жидкости происходит биохимическое окисление, которому предшествует перенос растворенных в жидкости органических веществ к поверхности микробных клеток. Необходимый для жизнедеятельности микроорганизмов активного ила кислород поступает как при помощи аэраторного устройства, так и при контактировании газа и жидкости в контактной трубе 3.

Из аэрируемой цилиндрической части приемника жидкости 2 клетки большего размера с нисходящим потоком воздуха поступают в его коническую часть, где из-за уменьшения скорости давления нисходящего потока оседают на дне устройства. Накопившаяся избыточная биомасса отводится через трубопровод 15 и запорную арматуру 16. Клетки меньшего размера поднимаются и циркулируют вместе с жидкостью в данном устройстве.

В процессе работы устройства происходит частичное испарение жидкости. Возникающее при этом понижение уровня жидкости устраняется за счет перетекания ее из поплавкового регулятора 17. Одновременно с этим как только уровень в бачке регулятора начнет понижаться, поплавок, опускаясь, откроет перепускной клапан 18 и жидкость из водопроводной сети будет поступать до тех пор, пока не будет восстановлен оптимальный уровень жидкости в устройстве. При восстановлении оптимального уровня поплавок, всплывая, перекрывает перепускной клапан и доступ жидкости прекращается.

Настройка оптимального статического уровня жидкости в устройстве, необходимого для поддержания требуемой высоты пены, достигается перемещением поплавкового регулятора по высоте. С этой целью к приемнику жидкости подсоединена балка. Прикрепляя к различным по высоте точкам балки поплавковый регулятор, можно достичь требуемого уровня жидкости в установке.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволяет добиться снижения энергозатрат путем самоциркуляции жидкости и исключения насосной установки и системы трубопроводов для рециркулирующей жидкости. Данное устройство дает также возможность интенсифицировать массообменные процессы типа "газ-жидкость", т.к. поверхность контакта фаз при пенном режиме максимальна.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ, содержащее корпус с патрубками ввода и вывода газа, приемник жидкости, соединенный с нижней частью корпуса, сепаратор-разделитель и аэрационное устройство, отличающееся тем, что в корпусе установлена контактная труба с решеткой-завихрителем и решеткой для исключения вращения жидкости, расположенной ниже первой, а в нижней части корпуса имеется перегородка в виде усеченного конуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5