RU2137531C1 - Gas cleaning device - Google Patents

Abstract

FIELD: wet cleaning of waste gases of ash, dust and moisture; power engineering; metallurgy; mining industry, construction engineering and other industries. SUBSTANCE: device has housing with gas inlet and out branch pipes. Ash cleaning unit with sprinkling system above drip pan is arranged inside housing. Shutter-type drip pan is made from equal angles mounted in inclined position relative to housing at angle for optimal flowing of drops over helical line. Pitch between shutter angles reduces from periphery to center. Lower end of angles has bevel cut tightly faying to surface of housing. EFFECT: reduced emission of moisture from apparatus; enhanced reliability and low cost of ash cleaning process. 5 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для отделения газов от твердых примесей и влаги, и может быть использовано в энергетической, металлургической, угольной, горнодобывающей, строительной и других отраслях промышленности. The invention relates to devices designed to separate gases from solid impurities and moisture, and can be used in energy, metallurgy, coal, mining, construction and other industries.

Известен пенный газоочиститель мокрой очистки газов, имеющий тарелку провального типа, на которой расположен стабилизатор пенного слоя, представляющий собой сотовую решетку из вертикально расположенных пластин и с площадью свободного сечения 0,8 от сечения газоочистителя [ А.С. N 434969]. Known foam gas scrubber for wet gas cleaning, having a plate of a failure type, on which the foam layer stabilizer is located, which is a honeycomb grid of vertically arranged plates and with a free cross-sectional area of 0.8 from the cross section of the scrubber [A.S. N, 434969].

Недостатком аппарата является низкая эффективность по золоочистке вследствие высокого влагоуноса, который способствует отложению золы на тарелках, решетках и отводящих газоходах, коррозии оборудования, увеличению гидравлического сопротивления аппарата. The disadvantage of this apparatus is its low ash cleaning efficiency due to high moisture absorption, which contributes to the deposition of ash on plates, gratings and exhaust ducts, corrosion of equipment, and an increase in the hydraulic resistance of the apparatus.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство эмульсионной золоочистки газов, содержащих механические примеси, работающее в пенном режиме в условиях противоточного массообмена между жидкостью и газом [Дюскин П.Ф., Агафонова Л.Н. , Монов В.И. Батарейный эмульгатор // Электрические станции. - 1994 - N 8 - с. 52-53]. Closest to the proposed invention in technical essence and the achieved result is a device for emulsion ash treatment of gases containing mechanical impurities, operating in a foam mode under conditions of countercurrent mass transfer between a liquid and a gas [Dyuskin PF, Agafonova L.N. , Monov V.I. Battery emulsifier // Electric stations. - 1994 - N 8 - p. 52-53].

Устройство состоит из четырехгранного корпуса, патрубков ввода и вывода газов, блока эмульгаторных труб, системы водораздачи, патрубка слива пульпы и горизонтального каплеуловителя жалюзийного типа. The device consists of a tetrahedral case, gas inlet and outlet pipes, an emulsifier tube unit, a water distribution system, a pulp discharge pipe and a horizontal louver-type droplet eliminator.

Эмульсионный золоочиститель включает следующие элементы. Элемент эмульгатора состоит из батареи вертикально расположенных труб, в нижней части которых размещены завихрители, а выше над ними - инициаторы эмульгирования. Трубы компануются в единый корпус и закрепляются снизу и сверху с помощью трубных досок. Emulsion ash cleaner includes the following elements. The emulsifier element consists of a battery of vertically arranged pipes, in the lower part of which there are swirlers, and above them are emulsification initiators. Pipes are compiled into a single housing and secured from above and below with the help of tube boards.

Водораспределительное устройство состоит из водонапорных баков, подающих и орошающих коллекторов. The water distribution device consists of water tanks, supply and irrigation collectors.

Каплеуловитель жалюзийного типа размещается горизонтально над водораспределительным устройством и перекрывает проходное сечение на 1/3. The louvre-type droplet eliminator is placed horizontally above the water distribution device and overlaps the passage section by 1/3.

Коэффициент очистки от золы с помощью вышеописанного устройства составляет 99,6 - 99,8%. The coefficient of ash removal using the above device is 99.6 - 99.8%.

К недостаткам эмульсионного золоочистителя относится то, что при высоких скоростях газового потока в трубных элементах наблюдается интенсивный каплеунос. The disadvantages of the emulsion ash cleaner include the fact that at high speeds of the gas flow in the pipe elements there is an intense droplet drop.

Расположенный горизонтально жалюзийный каплеуловитель сбрасывает уловленную влагу в поток газа, что эквивалентно дополнительному каплеуносу, т.е. наблюдается эффект вторичного каплеуноса. A horizontal louvre droplet eliminator discharges trapped moisture into the gas stream, which is equivalent to an additional droplet drop, i.e. observed the effect of secondary kapleunos.

Кроме того, горизонтальные жалюзийные каплеуловители, выполненные с постоянным шагом, не учитывают аэродинамику аппарата, в котором вынос влаги и скорости газов распределяются неравномерно по сечению и в тех местах, где уменьшен зазор между элементами жалюзийного каплеуловителя, происходит отложение золы. In addition, horizontal louvre droplet eliminators made with a constant step do not take into account the aerodynamics of the apparatus, in which moisture removal and gas velocities are distributed unevenly over the cross-section and in those places where the clearance between the elements of the louvre droplet eliminator is reduced, ash is deposited.

Вынос влаги далее несет за собой интенсивное отложение золы в газопроводах, увлажнение стенок газопроводов и их коррозийное поражение. The removal of moisture then carries with it the intensive deposition of ash in gas pipelines, moistening of the walls of gas pipelines and their corrosion damage.

Появление золовых отложений на каплеуловителе и в газоходах сопровождается повышением гидравлического сопротивления в эмульсионном газоочистителе, что приводит к повышению скорости газового потока в трубных элементах и еще более усиленному каплеуносу. Повышение гидравлического сопротивления и увеличение скорости газового потока приводят еще и к нарушению процесса эмульгирования, отложению золы на завихрителях и забиванию трубных элементов по всему сечению. The appearance of ash deposits on the droplet eliminator and in the flues is accompanied by an increase in hydraulic resistance in the emulsion gas scrubber, which leads to an increase in the gas flow rate in the pipe elements and an even more intensified droplet drop. An increase in hydraulic resistance and an increase in gas flow rate also lead to disruption of the emulsification process, the deposition of ash on swirlers, and clogging of tube elements throughout the cross section.

Все это нарушает эффективность работы эмульсионного газоочистителя, повышаются капитальные затраты на ремонт и затрудняется эксплуатация всего энергетического блока. All this violates the efficiency of the emulsion scrubber, increases the capital cost of repairs and makes it difficult to operate the entire power unit.

Эмульсионный газоочиститель с горизонтальным жалюзийным каплеуловителем был смонтирован на Иркутской ТЭЦ-10 на котле ст. N 8. Объем очищаемых газов составлял 90 нм³/ч. Газоочиститель был запущен в эксплуатацию в 1991 году и проработал в общей сложности полтора года. Эмульсионный газоочиститель был остановлен в связи с нарушением герметичности корпуса, коррозийным поражением и заносом золой каплеуловителя, разрушением внутренних деталей установки, отложением золы и коррозионным разрушением газоходов за каплеуловителем. Все эти осложнения возникли вследствие неудовлетворительной работы каплеуловителя.An emulsion gas scrubber with a horizontal louvre droplet eliminator was mounted at the Irkutsk CHP-10 at the boiler station N 8. The volume of the purified gases was 90 nm ³ / h The gas scrubber was put into operation in 1991 and worked for a total of one and a half years. The emulsion scrubber was stopped due to a violation of the tightness of the casing, corrosion and drift of the ash of the droplet eliminator, destruction of the internal parts of the unit, deposition of ash and corrosive destruction of the flues behind the droplet eliminator. All these complications arose due to the unsatisfactory operation of the droplet eliminator.

Целью изобретения является сокращение выноса влаги из аппарата, повышение технической надежности и удешевление процесса золоочистки. The aim of the invention is to reduce the removal of moisture from the apparatus, increase technical reliability and reduce the cost of the ash treatment process.

Поставленная цель достигается тем, что жалюзийные решетки каплеуловителя устанавливаются под углом к стенке корпуса и выполнены из равносторонних уголков, расположенных по винтовой линии. Угол наклона уголков отвечает оптимальному углу стекания капли. Уголки имеют одинаковый профиль по всей длине, нижний конец уголков имеет косой срез, плотно примыкающий к поверхности корпуса золоуловителя. В периферийной части каплеуловителя шаг его между уголками увеличен, в центральной - уменьшен. This goal is achieved by the fact that the louvre gratings of the droplet eliminator are installed at an angle to the wall of the housing and are made of equilateral angles located along a helical line. The angle of inclination of the corners corresponds to the optimum angle of runoff of the drop. The corners have the same profile along the entire length, the lower end of the corners has an oblique cut that is closely adjacent to the surface of the ash collector body. In the peripheral part of the droplet eliminator, its step between the corners is increased, in the central part it is reduced.

Изобретение поясняется фиг. 1, 2, 3. The invention is illustrated in FIG. 1, 2, 3.

На фиг. 1 представлен аппарат мокрой золоочистки дымовых газов, на фиг. 2А - конструкция каплеуловителя - вид сбоку, 2Б - вид сверху, на фиг. 3А - конструкция уголков, 3Б - профиль уголковых элементов. In FIG. 1 shows an apparatus for wet ash treatment of flue gases; FIG. 2A — droplet eliminator design — side view; 2B — top view; FIG. 3A - design of corners, 3B - profile of corner elements.

Аппарат содержит цилиндрический корпус 1 с патрубками входа 2 и выхода 3 газа, гидрозатвор 4 для вывода пульпы. The apparatus comprises a cylindrical body 1 with nozzles of the inlet 2 and the outlet 3 of gas, a water trap 4 for outputting the pulp.

Внутри корпуса находится трубная доска 5, в которой закреплены эмульгаторные трубы 6 с завихрителями 7, инициаторами эмульгирования 8 и отверстиями 9 для подачи воды в трубы, система водораздачи 10 и каплеуловитель 11. Каплеуловитель выполнен с наклонной установкой жалюзийных решеток по винтовой линии (фиг. 2А и Б). Угол наклона отвечает оптимальному углу стекания капли. В пристенной части каплеуловителя шаг его между уголками увеличен, в центральной - уменьшен. Inside the case there is a tube board 5, in which emulsifier tubes 6 are fixed with swirls 7, emulsification initiators 8 and holes 9 for supplying water to the pipes, a water distribution system 10 and a droplet eliminator 11. The droplet eliminator is made with inclined installation of louvres on a helical line (Fig. 2A and B). The angle of inclination corresponds to the optimal drip angle. In the near-wall part of the droplet eliminator, its step between the corners is increased, in the central part it is reduced.

Уголки имеют одинаковый профиль по всей длине, нижний конец уголков имеет косой срез, плотно примыкающий к поверхности корпуса золоуловителя (фиг. 3А и Б). The corners have the same profile along the entire length, the lower end of the corners has an oblique cut that is closely adjacent to the surface of the ash collector body (Fig. 3A and B).

Аппарат работает следующим образом. The device operates as follows.

Дымовые газы от котлоагрегатов поступают в корпус 1 аппарата через входной патрубок 2, направляются вниз эмульгаторных элементов 6 и закручиваются завихрителями 7, при этом центробежными силами зола отбрасывается к периферии. Орошающая жидкость, поступая самотеком из системы водораздачи через отверстия в трубах 9 и стекая вниз по стенкам трубных элементов, отрывается от стенок на кольцевых диафрагмах 8, дробясь на мельчайшие частицы и смешиваясь с запыленным газом. Смоченные частицы золы отбрасываются к стенкам трубных элементов и выносятся пленкой воды в золосборник. Очищенный газ с каплями влаги поступает в каплеуловитель 11. Flue gases from boiler units enter the apparatus body 1 through the inlet pipe 2, are sent downwards of the emulsifier elements 6 and are swirled by swirlers 7, while the ash is discarded to the periphery by centrifugal forces. Irrigating liquid, flowing by gravity from the water distribution system through the holes in the pipes 9 and flowing down the walls of the pipe elements, breaks away from the walls on the annular orifice 8, crushing into tiny particles and mixing with dusty gas. The wetted ash particles are thrown to the walls of the pipe elements and removed by a film of water into the ash pan. The purified gas with drops of moisture enters the droplet eliminator 11.

Каплеуловитель смонтирован таким образом, что практически полностью исключается каплеунос. The droplet eliminator is mounted in such a way that droplet elimination is almost completely eliminated.

Уголки жалюзийной решетки выполнены одинакового профиля по всей длине, что обеспечивает равномерную эффективность работы каплеуловителя как на периферийной, так и в центральной части каплеуловителя. Капли воды, равномерно формируясь, стекают по наклонной плоскости уголков (фиг.3А) под действием силы тяжести, не срываясь с плоскости уголков, до стенок корпуса. При этом центральная часть, имеющая уменьшенный шаг, воспринимает максимальную нагрузку по воде и обеспечивает интенсивную промывку межуголковых промежутков, что исключает отложение золы на жалюзийных уголках. Пристеночная часть, которая наиболее подвержена заносу золой, имеет увеличенный шаг и интенсивную промывку вследствие стекающей жидкости из центральной части. Капли воды вместе с частью уносимой золы стекают по стенкам корпуса золоуловителя благодаря тому, что нижний конец уголков имеет косой срез, плотно примыкающий к поверхности корпуса. The corners of the louvre grille are made of the same profile along the entire length, which ensures uniform efficiency of the droplet eliminator both on the peripheral and in the central part of the droplet eliminator. Drops of water, uniformly forming, flow down the inclined plane of the corners (figa) under the action of gravity, without breaking from the plane of the corners, to the walls of the housing. At the same time, the central part, which has a reduced pitch, perceives the maximum water load and provides intensive washing of the inter-angle gaps, which eliminates the deposition of ash on the louvered corners. The parietal part, which is most susceptible to drift ash, has an increased pitch and intensive flushing due to flowing liquid from the central part. Drops of water along with part of the fly ash flow down the walls of the ash collector housing due to the fact that the lower end of the corners has an oblique section that is closely adjacent to the surface of the housing.

Благодаря расположению уголков каплеуловителя по винтовой линии каплеуловитель работает как завихритель, поэтому направление газового потока происходит на стенке корпуса золоулавителя за счет центробежного эффекта, где осуществляется дополнительное улавливание капель. Due to the location of the corners of the droplet eliminator along the helix, the droplet eliminator acts as a swirl, therefore, the direction of the gas flow occurs on the wall of the ash collector body due to the centrifugal effect, where additional droplet collection is carried out.

Скорость газового потока в предлагаемом устройстве не ограничивается. Устранение интенсивного каплеуноса исключает возможность отложения золы внутри корпуса, на каплеуловителе и на трубопроводах, устраняется коррозийное поражение оборудования. The gas flow rate in the proposed device is not limited. The elimination of intensive droplet elimination eliminates the possibility of ash deposition inside the housing, on the droplet eliminator and on the pipelines; corrosion damage to the equipment is eliminated.

Предлагаемый каплеуловитель имеет низкое гидродинамическое сопротивление - 1 - 5 мм вод. ст. и монтируется на опорном кольце внутри аппарата без применения сварки, что особенно актуально при использовании композиционных материалов. The proposed droplet eliminator has a low hydrodynamic resistance of 1 to 5 mm of water. Art. and mounted on the support ring inside the apparatus without the use of welding, which is especially true when using composite materials.

Внедрение нового устройства на Иркутской ТЭЦ-10 позволило повысить надежность его работы без капитального ремонта в течение 4-х лет, что в 2,5 раза превосходит время эксплуатации известного устройства (известное устройство проработало 1,5 года). Эффективность золоочистки аппарата с предлагаемым каплеуловителем составила 99,99% против 99,6-99,8%. The introduction of a new device at Irkutsk TPP-10 made it possible to increase the reliability of its operation without major repairs for 4 years, which is 2.5 times longer than the operating time of the known device (the known device lasted 1.5 years). The efficiency of the ash treatment apparatus with the proposed drip tray amounted to 99.99% against 99.6-99.8%.

Claims (1)

Устройство для очистки газов, содержащее корпус, патрубки ввода и вывода очищаемых газов, эмульгирующие элементы, систему водораздачи, жалюзийный каплеуловитель, отличающееся тем, что жалюзийные решетки каплеуловителя установлены с наклоном к корпусу под углом, оптимальным стеканию капли, по винтовой линии с шагом, уменьшающимся от периферии к центру, и выполнены из равнобоких углов одинакового профиля по всей длине, имеющие косой срез, плотно примыкающий к корпусу аппарата. A device for cleaning gases, comprising a housing, nozzles for input and output of purified gases, emulsifying elements, a water distribution system, a louvre droplet eliminator, characterized in that the louvre grilles of the droplet eliminator are installed with an inclination to the housing at an angle that optimally drains the droplet along the helix in increments decreasing from the periphery to the center, and made of equal-angled corners of the same profile along the entire length, having an oblique section that is tightly adjacent to the body of the apparatus.

Images