Скруббер энерготехнологической обработки газов

 

Изобретение относится к мокрой очистке и утилизации теплоты запыленных горячих газов с использованием жидкости в качестве промывающего агента и может быть использовано в промышленности строительных материалов, химической, металлургической и других отраслях народного хозяйства. Для создания скрубберов энерготехнологической обработки газов на различные производительности по газу с сохранением оптимальных технико-эксплуатационных параметров в скруббере обработки газов, включающем корпус с входным и выходным патрубками, опорно-распределительную решетку, встроенную насадку, устройство для подачи жидкости и каплеуловитель в верхней части корпуса; встроенная насадка выполнена из двух и более секций теплообменника, габариты и технико-экплуатационные характеристики которых соответствуют базовой секции теплообменника, их подключение выполнено параллельным, причем теплообменники между собой разделены горизонтальными коридорами, нижняя часть которых представляет собой гидрозатвор. 2 ил.

Изобретение относится к мокрой очистке и утилизации теплоты запыленных горячих газов с использованием жидкости в качестве промывающего агента и может быть использовано в промышленности строительных материалов, химической, металлургической и других отраслях народного хозяйства. Известно устройство для энерготехнологической обработки газов, содержащее корпус, частично заполненный жидкостью, с входным и выходным патрубками, газораспределительную решетку, газораспределительный элемент, выполненный из многоярусных рядов труб.

Очищенный газ поступает под газораспределительную решетку и, вытеснив часть жидкости через отверстия решетки, образует над ней слой высокотурбулизированной пены, в котором происходит очистка газа и тепломассообменные процессы с помощью распределительного элемента, выполненного из труб, в которые подается жидкость для отбора тепла от очищаемых газов (см. авт. св. СССР N 1414427, кл. B 01 D 47/04 - аналог).

Недостатками этого устройства являются как относительно низкая степень газоочистки вследствие низких (2 - 2,5 м/с) скоростей газа и неравномерного поступления жидкости по площади решетки, так и высокое (1600 - 2100 Па) гидравлическое сопротивление.

Наиболее близким по технической сущности является скруббер энерготехнологической обработки горячих газов, включающий корпус с входным и выходным патрубками, опорно-распределительную решетку, встроенную насадку, устройство для подачи жидкости и каплеуловитель в верхней части корпуса (см. патент N 1834692, кл. B 01 D 47/04, 1993).

Это устройство повышает степень очистки запыленных горячих газов и одновременно уменьшает гидравлическое сопротивление за счет обеспечения устройству работы в режиме эмульгирования. Однако изменение производительности по газу изменяет геометрические и технико-эксплуатационные параметры аппарата, что приводит к необходимости проведения новых технико-эксплуатационных, конструкторских расчетов устройства, а порою даже исследовательских работ. Это, в свою очередь, приводит к неоправданным затратам при создании устройства с другой производительностью.

Цель изобретения - создание скрубберов энерготехнологической обработки газов на различные производительности по газу с сохранением оптимальных технико-эксплуатационных параметров.

Для достижения поставленной цели в известном скруббере энерготехнологической обработки газов, включающем корпус с входным и выходным патрубками, опорно-распределительную решетку, встроенную насадку, устройство для подачи жидкости и каплеуловитель в верхней части корпуса, встроенная насадка выполнена из двух и более секций теплообменника, габариты и технико-эксплуатационные характеристики которых соответствуют базовой секции теплообменника, их подключение выполнено параллельным, причем теплообменники между собой разделены горизонтальными коридорами, нижняя часть которых представляет собой гидрозатвор.

Размеры базовой секции теплообменника выбираются из условия оптимальной эффективности по всем технико-эксплуатационным параметрам и максимально высокой технологичности.

Сущность предлагаемого изобретения сводится к обеспечению сохранности оптимальной высоты и других параметров гидрогазодинамического слоя над поверхностью секций теплообменников при различной производительности скруббера.

Оптимальная эффективность по всем технико-эксплуатационным параметрам определяется из условия максимальной эффективности обеспыливания газов и сорбционных процессов при минимальных энергозатратах и габаритах.

Максимально высокая технологичность определяется габаритами базовой секции теплообменника, которые позволяют использовать имеющиеся производственные площади, подъемные устройства и технологическое оборудование того или иного завода (цеха, участка). Выполнение подключений секций теплообменников параллельным позволяет сохранить оптимальной высоту гидрогазодинамического слоя над поверхностью секций теплообменников при различной производительности скруббера.

Разделение секций теплообменников между собой горизонтальными коридорами, обеспечивает равномерный отвод промывающей жидкости, а наличие в нижней части коридора гидрозатвора не позволяет необработанным газам поступать в выходную часть скруббера.

Выполнение встроенной насадки из двух и более секций теплообменника не изменяет технико-эксплуатационных характеристик скруббера, так как гидрогазодинамический слой над поверхностью секций теплообменников при различной производительности скруббера свою высоту сохраняет оптимальной.

Предлагаемый скруббер энерготехнологической обработки газов показан на чертежах. На фиг. 1 показан осевой разрез, на фиг. 2 - разрез по А-А фиг. 1.

Скруббер состоит из корпуса 1, частично заполненного жидкостью, входного патрубка 2 для ввода загрязненного газа и выходного патрубка 3 для выхода очищенного газа. Внутри корпуса 1, в проточной части, размещены форсунки 4 диспергирования промывающей жидкости, над которыми установлена опорно-распределительная решетка 5 и выше нее - встроенная насадка 6, состоящая из двух и более секций 7 теплообменника, выполненных из горизонтальных рядов плоскоовальных пластин или труб, расположенных в шахматном порядке; габариты и технико-эксплуатационные характеристики каждой секции 7 соответствуют базовой секции теплообменника, а подключение секций 7 теплообменника между собой выполнено параллельным по газовому потоку. Секции 7 теплообменника разделены между собой горизонтальными коридорами 8, обеспечивающими локальный и равномерный отвод промывающей жидкости.

Нижняя часть горизонтального коридора 8 представляет собой гидрозатвор 9, который не позволяет необработанным газам проникать в выходную часть скруббера. Над проточной частью установлена сепарационная часть 10, содержащая каплеуловитель 11 с переливными трубками 12 возврата промывающей жидкости. К напорному трубопроводу 13 подачи промывающей жидкости и к коллектору форсунок 4 присоединен патрубок 14 отвода части промывающей жидкости на регенерацию, а к всасывающему трубопроводу промывающей жидкости из нижней части корпуса 1 подсоединен патрубок 15 подпитки промывающей жидкости и возврата ее после регенерации.

Геометрические параметры сечения проточной части корпуса 1 форсунок 4, распределительной решетки, встроенной насадки, состоящей из секций 7 теплообменника, а также их взаимное расположение по высоте определяются условиями требуемого диспергирования промывающей жидкости, создания газожидкостной эмульсии с равномерной структурой на распределительной решетке 5 и во встроенной насадке, отвечающими высокой степени очистки запыленных горячих газов и утилизации их теплоты. Устройство работает следующим образом. Очищаемый газ через входной патрубок 2 поступает в проточную часть корпуса 1 под коллектор форсунок 4 диспергирования промывающей жидкости, где производится предварительная очистка запыленного газа в факелах диспергированной промывающей жидкости, после чего очищаемый газ проходит через распределительную решетку 5, образуя на ней и выше, во встроенной насадке, выполненной из секций 7 теплообменника, высокотурбулизированную газожидкостную эмульсию, в которой происходит дальнейшая очистка газа и тепломассообменные процессы, а также процессы конденсации водяных паров в случае, когда секции 7 выполнены из плоскоовальных труб, по которым протекает чистый теплоноситель, утилизирующий тепло очищаемых газов. В сепарационной части 10 скорость газа уменьшается и происходит отделение газа от промывающей жидкости, которая поступает в коридоры 8 с гидрозатворами 9 и далее возвращается в нижнюю часть корпуса 1. Очищенный газ проходит через каплеуловитель 11, отделяясь от выносимых капель, которые стекают по переливным трубкам 12.

Очищенный газ удаляется из аппарата через выходной патрубок 3. С помощью циркуляционного насоса и трубопровода 13 осуществляется непрерывная подача промывающей жидкости из нижней части корпуса 1 к коллектору с форсунками 4, диспергирования промывающей жидкости. Часть промывающей жидкости непрерывно или периодически отводится через патрубок 14 на регенерацию - отделение твердой фазы, уловленной из газа, на десорбцию или на извлечение растворимых компонентов, поступивших из газа и выщелоченных из твердой фазы. Для восполнения потерь промывающей жидкости, затраченных на испарение и регенерацию, по патрубку 15 непрерывно или периодически осуществляется подпитка.

Формула изобретения

Скруббер энерготехнологической обработки газов, включающий корпус с входным и выходным патрубками, опорно-распределительную решетку, встроенную насадку, устройство для подачи жидкости и каплеуловитель в верхней части корпуса, отличающийся тем, что встроенная насадка выполнена из двух и более секций теплообменника, их подключение выполнено параллельным, причем теплообменники между собой разделены горизонтальными коридорами, нижняя часть которых представляет собой гидрозатвор.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2