RU2063791C1 - Apparatus for absorption and gasses wet purification - Google Patents

Abstract

FIELD: power industry, metallurgy, mining, other branches of industry, absorption and dust wet purification of dusted technical gasses. SUBSTANCE: apparatus for absorption and gasses wet purification has stones trapper, horizontal chamber filled with liquid and having bottom inclined in direction of gasses movement, in which two bodies are mounted: first one - for vertical flowing gas stream - is made as Venturi tube, that has converging tube with jets, neck, diffuser; second body - for vertically upcoming gas stream - is made as pipe of constant cross-section. At second body gas inlet there is capacity for spraying liquid with its level control. In the case drop trapper is connected through hydraulic seal with capacity for spraying liquid and the latter through hydraulic seal is connected with chamber. EFFECT: improved quality of absorption and gasses wet purification. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике массообмена и мокрой очистки запыленных технологических газов и аспирационного воздуха от трудно смачиваемых водой микронных фракций среднедисперсных пылей, может быть использовано в энергетике, металлургической, горнорудной и других отраслях промышленности. The invention relates to techniques for mass transfer and wet cleaning of dusty process gases and aspiration air from micron fractions of medium-dispersed dusts that are difficult to wet with water, and can be used in the energy, metallurgical, mining and other industries.

Известен аппарат для очистки газов, который содержит конфузор, горловину, диффузор, камеру, каплеуловитель, форсунки орошения жидкостью и гидрозатворы. A known apparatus for cleaning gases, which contains a confuser, a neck, a diffuser, a chamber, a droplet eliminator, liquid irrigation nozzles and water seals.

Недостатком таких аппаратов является низкое удельное орошение с вводом орошающей жидкости только в диффузор, предельное значение которого находится в прямой зависимости от гидравлического сопротивления аппарата, из-за чего невозможно обеспечить высокую эффективность улавливания пыли с широким дисперсным составом во всем диапазоне физико-химических свойств газов и пыли. Кроме того, увеличение удельного орошения приводит к значительному увеличению расхода орошающей жидкости направляемой в шламоотвал, что в конечном итоге снижает эффективность очистки оборотной (осветленной) воды и приводит к росту энергетических затрат на собственные нужды. Имеет место рост отложений в нижней тупиковой части диффузора. The disadvantage of such devices is low specific irrigation with the introduction of the irrigation liquid only into the diffuser, the limiting value of which is directly dependent on the hydraulic resistance of the apparatus, which makes it impossible to ensure high efficiency of dust collection with a wide dispersed composition over the entire range of physical and chemical properties of gases and dust. In addition, an increase in specific irrigation leads to a significant increase in the flow rate of the irrigation fluid sent to the sludge dump, which ultimately reduces the efficiency of treating recycled (clarified) water and leads to an increase in energy costs for own needs. There is an increase in deposits in the lower dead end of the diffuser.

Недостатком является и низкая надежность из-за абразивного износа верхней части диффузора, расположенной в камере, загрязненным газовым потоком, выходящим из горловины. The disadvantage is the low reliability due to the abrasive wear of the upper part of the diffuser located in the chamber, polluted by the gas stream exiting the neck.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы устройства при различных режимах и различной степени загрязненности газов, для всего спектра физико-химического состава газов и пыли, за счет увеличения удельного орошения газа и дифференцированного подхода к чистоте орошающей жидкости, по ходу очищаемого газа. Снижение гидравлического сопротивления газа при высоком удельном орошении, за счет снижения скоростей в диффузоре и горловине, и промежуточной сепарации загрязненной жидкости в диффузоре. Снижение расхода орошающей жидкости в связи с многократным ее использованием в самом устройстве. Повышение надежности за счет достижения сравнительно низкой скорости газа в диффузоре и смачиваемости всех его стенок, особенно тупиковой зоны. The objective of the invention is to increase the efficiency of the device under various modes and varying degrees of gas pollution, for the entire spectrum of the physico-chemical composition of gases and dust, by increasing the specific irrigation of the gas and a differentiated approach to the purity of the irrigation liquid along the gas being cleaned. Reducing the hydraulic resistance of the gas with high specific irrigation, due to lower speeds in the diffuser and neck, and the intermediate separation of contaminated liquid in the diffuser. Reducing the flow of irrigation fluid due to its repeated use in the device itself. Improving reliability by achieving a relatively low gas velocity in the diffuser and the wettability of all its walls, especially the dead-end zone.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для мокрой очистки газов, содержащем конфузор, горловину, диффузор, камеру, каплеуловитель, форсунки орошения жидкостью, и гидрозатворы, диффузор выполнен ступенчатым и включает последовательно расположенные части, вертикальную - нисходящего потока загрязненного газа, расширяющуюся в сторону поворота его на 90^o, горизонтальную часть с камерой, заполненной жидкостью, вертикальную часть восходящего потока, на входе в которую установлены форсунки и емкость орошающей жидкости с регулятором уровня, при этом каплеуловитель соединен через гидрозатвор с емкостью орошающей жидкости, а последняя, через затвор с камерой.The essence of the invention lies in the fact that in a device for wet cleaning of gases containing a confuser, a mouth, a diffuser, a chamber, a droplet eliminator, liquid irrigation nozzles, and hydraulic locks, the diffuser is made stepwise and includes successive parts, the vertical one - a downward flow of contaminated gas, expanding into the direction of its rotation by 90 ^o , the horizontal part with a chamber filled with liquid, the vertical part of the upward flow, at the inlet of which nozzles and a tank of irrigating liquid are installed with level, while the droplet eliminator is connected through a water trap to the capacity of the irrigating liquid, and the latter, through the shutter to the chamber.

На чертеже изображена схема предложенного устройства, с вырывом. The drawing shows a diagram of the proposed device, with a break.

Устройство содержит трубу Вентури, которая включает конфузор 1 с форсунками 2 орошающей жидкости, горловину 3 и диффузор выполненный ступенчатым с последовательно расположенными частями, вертикальной частью 4 нисходящего потока загрязненного газа, расширяющейся в сторону поворота его на 90^o, горизонтальной частью 5 с камерой 6, заполненной жидкостью и имеющей дно 7, наклонены в сторону движения газа, и вертикальной частью 8 восходящего потока, на входе в которую установлены форсунки 9, и емкость 10 орошающей жидкости с регулятором 11 уровня, патрубок 12, каплеуловитель 13, гидрозатвор 14, соединенный с каплеуловителем 13 и емкостью 10, гидрозатвор 15, соединенный с емкостью 10 и камерой 6, гидрозатвор 16, соединенный с камерой 6 и шламосборником.The device comprises a Venturi pipe, which includes a confuser 1 with nozzles 2 of irrigating liquid, a neck 3 and a diffuser made stepwise with successive parts, the vertical part 4 of the downward flow of contaminated gas, expanding in the direction of rotation by 90 ^o , the horizontal part 5 with chamber 6, filled with liquid and having a bottom 7, inclined in the direction of gas movement, and the vertical part 8 of the upward flow, at the inlet of which nozzles 9 are installed, and the capacity of the irrigation liquid 10 with a level control 11, pa cuttings 12, the drip tray 13, the water seal 14 connected to a drop eliminator 13 and the container 10, the water seal 15 connected with the container 10 and the chamber 6, the hydraulic lock 16 connected with the chamber 6 and the chip catcher.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Запыленный газ ускоряется в конфузоре 1, поступает в горловину 3, где орошаясь водой форсунками 2, промывается и двигается в вертикальную нисходящую часть 4 диффузора. Здесь газ замедляется, а капли имеют большую скорость, что приводит к интенсификации столкновения частиц и капель, и коагуляции их. В связи с расширением диффузора в сторону поворота на 90^o, часть скоагулированной жидкости орошает вертикальную стенку и стекает в камеру 6. При повороте газа на 90^o на входе в горизонтальную часть 5 диффузора, загрязненные капли жидкости, сепарируясь из газа, выпадают на поверхность жидкости камеры 6, где в процессе седиментации оседают на наклонное дно 7 и далее транспортируются через гидрозатвор 16 в шламосборник. Частично очищенный газ контактирует на скорости с поверхностью жидкости в камере 6, срывает частично осветленную жидкость, дробя ее скоростным напором, захватывает коагулируя твердые частицы. При последующем повороте газа на 90^o в вертикальную восходящую часть 8 диффузора, загрязненные капли из газа, под действием центробежных сил выделяются, сепарируясь на поверхности воды и вертикальной стенке, оседают на наклонное дно 7 камеры 6, откуда через гидрозатвор 16 отводятся в шламосборник. Повторно очищенный газ поступает в вертикальную восходящую часть 8 диффузора, где навстречу ему, через сопла 9 поступает чистая вода, орошающая газ. Газ барботируется через слой жидкости, дробит ее и создает взвешенный слой аэрозолей, на каплях которого, при очень высокой площади контакта, происходит коагуляция мелкодисперсных (микронных и субмикронных) частиц пыли, и далее вместе с газовым потоком, через патрубок 12, поступает в центробежный каплеуловитель 13. Отсюда, частично загрязненная жидкость мелкодисперсной фракции пыли, сепарируется и стекает, через гидрозатвор 14 в емкость 10 орошающей жидкости. Осевшая твердая фракция пыли, по наклонному дну емкости 10, через гидрозатвор 15, поступает в камеру 6, откуда, после осветления, шлам отводится, через гидрозатвор 16, в шламосборник. Потеря воды, связанная с испарением и уносом, компенсируется подачей чистой воды через регулятор 11 уровня.The dusty gas is accelerated in the confuser 1, enters the neck 3, where it is irrigated with water by the nozzles 2, it is washed and moves to the vertical descending part 4 of the diffuser. Here the gas slows down, and the droplets have a high speed, which leads to intensification of the collision of particles and droplets, and their coagulation. Due to the expansion of the diffuser in the direction of rotation by 90 ^o , part of the coagulated liquid irrigates the vertical wall and flows into the chamber 6. When turning the gas 90 ^o at the entrance to the horizontal part 5 of the diffuser, the contaminated liquid droplets, separating from the gas, fall onto the surface of the liquid chambers 6, where in the process of sedimentation they settle onto an inclined bottom 7 and are then transported through a water trap 16 to a sludge collector. The partially purified gas contacts at speed with the surface of the liquid in the chamber 6, breaks off the partially clarified liquid, crushing it with a high-speed pressure, and captures coagulating solid particles. When the gas is subsequently rotated 90 ^° into the vertical ascending part 8 of the diffuser, contaminated droplets from the gas are released under the action of centrifugal forces, separating on the surface of the water and the vertical wall, settle on the inclined bottom 7 of the chamber 6, from where they are discharged into the sludge collector through the hydraulic lock 16. Re-purified gas enters the vertical ascending part 8 of the diffuser, where towards it, through the nozzle 9, clean water enters the gas. Gas is bubbled through the liquid layer, crushes it and creates a suspended aerosol layer, on the droplets of which, with a very high contact area, fine particles (micron and submicron) dust particles coagulate, and then, together with the gas stream, passes through the nozzle 12 to a centrifugal droplet eliminator 13. From here, the partially contaminated liquid of the finely dispersed dust fraction is separated and drains through the water trap 14 into the tank 10 of the irrigation liquid. The settled solid fraction of dust, along the inclined bottom of the tank 10, through the water trap 15, enters the chamber 6, from where, after clarification, the sludge is discharged, through the water trap 16, into the sludge collector. The loss of water associated with evaporation and entrainment is compensated by the supply of clean water through a level 11 regulator.

При очистке кислых газовых компонентов используются как щелочные свойства улавливаемой пыли, так и возможность добавления реагента. When cleaning acid gas components, both the alkaline properties of the captured dust are used, as well as the possibility of adding a reagent.

Высокий уровень массообмена позволяет обеспечить как эффективность абсорбции твердых частицей газа, так и хемосорбцию кислых компонентов с водными растворами, имеющими достаточно высокую реактивную способность. A high level of mass transfer allows one to ensure both the efficiency of absorption by a solid gas particle and the chemisorption of acidic components with aqueous solutions having a sufficiently high reactivity.

Claims (1)

Устройство для абсорбции и мокрой очистки газов, включающее горизонтальную камеру, заполненную жидкостью, с наклонным дном в сторону движения газа, на которой установлены два корпуса, первый - вертикально-нисходящего потока газа в виде трубы Вентури, содержащей конфузор с форсунками, горловину, диффузор, средства орошения, и второй вертикально - восходящего потока газа в виде трубы, гидрозатворы, каплеуловитель, отличающееся тем, что средство орошения выполнено в виде охватывающей нижнюю часть второго корпуса емкости орошающей жидкости с регулятором уровня и соплами, соединяющими емкость с корпусом, при этом каплеуловитель соединен через гидрозатвор с емкостью орошающей жидкости, которая соединена через гидрозатвор с камерой. A device for absorption and wet cleaning of gases, including a horizontal chamber filled with liquid, with an inclined bottom in the direction of gas movement, on which two housings are installed, the first is a vertically downward gas flow in the form of a venturi pipe containing a confuser with nozzles, a neck, a diffuser, irrigation means, and the second vertically upward gas flow in the form of a pipe, water seals, droplet eliminator, characterized in that the irrigation means is made in the form of covering the lower part of the second body of the tank of irrigation fluid with a level regulator and nozzles connecting the container to the housing, while the droplet eliminator is connected through a water trap to the capacity of the irrigating liquid, which is connected through a water trap to the chamber.