RU2201U1 - TWO-STAGE SCUBBER - Google Patents

Abstract

Двухступенчатый скруббер, содержащий первую ступень с патрубками подвода газов и вывода жидкости, а также форсункой для ввода жидкости, и вторую ступень, представляющую собой сепарационную камеру с направляющим аппаратом, над которым расположена форсунка для ввода жидкости, а в верхней части находится патрубок для вывода газов, отличающийся тем, что направляющий аппарат выполнен в виде цилиндрического лопастного завихрителя со сквозным осевым отверстием и периферическим выводом жидкости, а над форсункой установлена отражательная тарелка, расстояние от высшей точки которой до завихрителя равно 0,25 диаметра завихрителя.A two-stage scrubber containing a first stage with gas supply and liquid outlet nozzles, as well as a nozzle for injecting liquid, and a second stage, which is a separation chamber with a guide apparatus, above which a nozzle for injecting liquid is located, and in the upper part there is a nozzle for exhausting gases characterized in that the guiding apparatus is made in the form of a cylindrical blade swirler with a through axial hole and a peripheral fluid outlet, and a reflective container is installed above the nozzle LCA, the distance from the highest point to which the swirler is 0.25 swirler diameter.

Description

ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ СКРУББЕР,TWO-STAGE SCRUBER,

Полезная модель относится к мокрой очистке газа от мелкодисперсных примесей, особенно образующих с водой вязкие суспензии, и может быть использована в химической, нефтехимической, металлургической, энергетической и других отраслях промышленности.The utility model relates to wet gas purification from fine impurities, especially those that form viscous suspensions with water, and can be used in the chemical, petrochemical, metallurgical, energy, and other industries.

Известен скруббер для мокрой очистки газа от пыли, содержащий цилиндрический корпус, вдоль продольной оси которого расположен трубопровод с распределительными насадками для подачи воды (см, Перри Д.Г, Справочник инженера-химика. Л,, 1969г.),Known scrubber for wet gas cleaning from dust, containing a cylindrical body, along the longitudinal axis of which there is a pipeline with distribution nozzles for water supply (see, Perry D.G., Handbook of a chemical engineer. L, 1969),

В верхней трети корпуса установлена отражательная тарелка для предотвращения выноса из скруббера неотсепарированной жидкости и пылевых включений. Запыленный газ поступает в скруббер через установленный на входе тангенциальный патрубок, осуществляющий закрзгчивание потока.A reflective plate is installed in the upper third of the housing to prevent the removal of unseparated liquid and dust inclusions from the scrubber. Dusty gas enters the scrubber through a tangential pipe installed at the inlet, which implements a swirling flow.

Недостатком данного устройства является неинтенсивная турбулизация газового потока, следствие, плохое перемешивание газового потока с орошающей жидкостью, приводящее к снижению эффективности очистки загрязненных газовых потоков.The disadvantage of this device is the non-intense turbulization of the gas stream, as a result, poor mixing of the gas stream with the irrigation liquid, which leads to a decrease in the efficiency of cleaning polluted gas streams.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту и выбранным в качестве прототипа является двухступенчатый скруббер (СМ, Двзгхступенчатый скруббер: Опыт изобретателей, рационализаторов и новаторов производства, ЦВТИ, Об,12,61г.).The closest in technical essence to the claimed object and selected as a prototype is a two-stage scrubber (SM, Two-stage scrubber: Experience of inventors, rationalizers and innovators of production, TsVTI, Ob, 12.61 g.).

Скруббер имеет первую полую цилиндрическую степень большего диаметра, содержащую тангенциальный патрубок подвода запыленных газов и патрубок, по которому отводится образовавшаяся пульпа, В средней части первой ступени по окружности расположены форсунки для подачи воды, В нижней части второй ступени находитсяThe scrubber has a first hollow cylindrical degree of a larger diameter, containing a tangential branch pipe for supplying dusty gases and a pipe along which the resulting pulp is discharged. In the middle part of the first stage, nozzles for supplying water are located around the circumference. At the bottom of the second stage is

9S 9S

М.Кл. В01Д 47У06M.C. V01D 47U06

направляющий аппарат, представляющий собой две относительно подвижные створки, выше которого по кругу расположен ряд форсунок для подачи воды во вторую ступень.a guiding apparatus, which is two relatively movable leaves, above which in a circle there is a series of nozzles for supplying water to the second stage.

Загрязненный газ с помощью тангенциального патрубка закручивается по винтовой траектории и поступает в первзлю ступень скруббера, где предварительно смачивается и очищается от наиболее крупных частиц за счет действия центробежной силы.The contaminated gas is twisted along a helical path with the help of a tangential nozzle and enters the scrubber stage, where it is pre-wetted and cleaned of the largest particles due to the action of centrifugal force.

Во второй ступени очищаемый газ дополнительно закручивается и очищается за счет действия центробежных сил.In the second stage, the gas to be cleaned is further twisted and purified due to the action of centrifugal forces.

Недостатком прототипа является слабая интенсивность перемешивания газа с жидкостью и каплезшос жидкости и, следовательно, низкая степень очистки загрязненного газа.The disadvantage of the prototype is the low intensity of mixing gas with liquid and droplets of liquid and, therefore, the low degree of purification of contaminated gas.

Технической задачей данной полезной модели является интенсификация массообмена за счет развития поверхности контракта фаз и предотвращение каплеуноса образующейся суспензии.The technical task of this utility model is the intensification of mass transfer due to the development of the surface of the contract phase and the prevention of drop formation of the resulting suspension.

Согласно предлагаемой полезной модели в известном двзгхступенчатом скруббере, содержащем первую ступень с патрубками подвода газов и вывода жидкости, а также форсзшками для ввода жидкости, и вторую ступень, представляющую собой сепарационнзпо камеру с направлающим аппаратом, над которым расположена форсзшка для ввода жидкости, а в верхней части находится патрубок вывода газов, в отличие от прототипа направляющий аппарат выполнен в виде цилиндрического лопастного завихрителя со сквозным осевым отверстием и периферическим выводом жидкости, а над форсункой находится отражательная тарелка, расстояние от высшей точки которой до завихрителя составляет 1/4 диаметра завихрителя.According to the proposed utility model, in the well-known two-stage scrubber containing the first stage with gas supply and liquid outlet nozzles, as well as nozzles for introducing liquid, and the second stage, which is a separation chamber with a guiding apparatus, above which there is an nozzle for introducing liquid, and in the upper part there is a gas outlet pipe, in contrast to the prototype, the guiding apparatus is made in the form of a cylindrical blade swirler with a through axial hole and a peripheral liquid outlet awns and is reflective over the nozzle plate, the distance from the highest point to which the swirler is 1/4 the diameter of the swirler.

Выполнение направляющего аппарата в виде цилиндрического лопастного завихрителя с периферическим выводом жидкости позволяетThe implementation of the guide apparatus in the form of a cylindrical blade swirler with a peripheral liquid outlet allows

существенно увеличить центробежную силу, действующз/то на частицы пыли в потоке очищаемого газа, и формировать на стенках скруббера устойчивую равномерно стекающую пленку жидкости. Наличие сквозного центрального отверстия в завихрителе и присутствие отражательной тарелки над форсунками обеспечивают интенсивную турбулизацию среды в области завихрителя. Таким образом, достигается эффективный массообмен за счет развития поверхности контакта фаз очищаемого газа и жидкости. Одновременно исключается налипание частиц вязкой суспензии к завихрителю и его забивание.significantly increase the centrifugal force acting on the dust particles in the stream of the gas to be purified, and form a stable uniformly flowing liquid film on the walls of the scrubber. The presence of a through central hole in the swirl and the presence of a reflective plate above the nozzles provide intensive turbulence of the medium in the swirl region. Thus, effective mass transfer is achieved due to the development of the contact surface of the phases of the gas and liquid being purified. At the same time, sticking of particles of a viscous suspension to a swirler and its clogging is excluded.

Расстояние между тарелкой и завихрителем определяется в- диаметра завихрителя, исходя из следующих причин:The distance between the plate and the swirl is determined by the diameter of the swirl, based on the following reasons:

При расположении тарелки на расстоянии, превышающем- - диаметра завихрителя, сопротивление двухфазному потоку в процессе прохождения через центральноеотверстие завихрителя и щель между завихрителем и тарелкой становится меньще, чем через внутренние каналы завихрителя. Поток, минуя завихритель, устремляется к выходному патрубку. Эффективность очистки при этом значительно снижается, т,к стадия центробежной очистки практически исключается.When the plate is located at a distance exceeding - the diameter of the swirl, the resistance to two-phase flow during passage through the central hole of the swirl and the gap between the swirl and the plate becomes smaller than through the internal channels of the swirl. The flow, bypassing the swirl, rushes to the outlet pipe. The cleaning efficiency is significantly reduced, t, to the stage of centrifugal cleaning is practically eliminated.

При выполнении расстояния между тарелкой и завихрителем меньше одной четверти диаметра завихрителя возрастание кинетической энергии частиц двухфазного потока и его турбулизация от соударения с тарелкой оказываются недостаточны для преодоления сил сцепления между частицами потока и завихрителем, В этом случае избежать забивания завихрителя не удается.When the distance between the plate and the swirler is less than one quarter of the swirl diameter, the increase in the kinetic energy of the particles of the two-phase flow and its turbulization from collisions with the plate turn out to be insufficient to overcome the adhesion forces between the flow particles and the swirler.In this case, clogging of the swirler cannot be avoided.

Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам информации показали, что предлагаемый скруббер неизвестен и его конструкция не следует явным образом из изученного уровня техники, то есть соответствует критерию новизна.Studies on patent and scientific and technical sources of information showed that the proposed scrubber is unknown and its design does not follow explicitly from the studied prior art, that is, it meets the criterion of novelty.

Предлагаемый скруббер может быть широко использован на предприятиях химической, металлургической, фармацевтической и энергетической промышленности и легко изготовлен на стандартном оборудовании, широко выпускаемом отечественной и зарубежной промышленностью. Следовательно, предлагаемая полезная модель соответствует критерию промьшленная применимость.The proposed scrubber can be widely used in enterprises of the chemical, metallurgical, pharmaceutical and energy industries and is easily manufactured using standard equipment widely manufactured by domestic and foreign industries. Therefore, the proposed utility model meets the criterion of industrial applicability.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, на котором представлен общий вид заявляемого скруббера в разрезе.The essence of the claimed utility model is illustrated in the drawing, which shows a General view of the inventive scrubber in section.

Скруббер содержит корпус (на чертеже не обозначен), состоящий из первой ступени I и второй ступени 2, разделенных диафрагмой 3 со сквозным отверстием 4,The scrubber contains a housing (not shown in the drawing), consisting of a first stage I and a second stage 2, separated by a diaphragm 3 with a through hole 4,

Первая ступень I содержит патрубок 5 для подвода очищаемого газа, форсунку б для подачи воды, патрубок 7 вывода образовавшейся суспензии.The first stage I contains a pipe 5 for supplying a gas to be purified, a nozzle b for supplying water, a pipe 7 outputting the resulting suspension.

Вторая ступень 2 представляет собой сепарационную камеру, в центре которой на трубчатой опоре 8, установленной на диафрагме 3, закреплен цилиндрический лопастной завихритель 9 потока с периферическим выводом жидкости и сквозным осевым отверстием 10,The second stage 2 is a separation chamber, in the center of which on a tubular support 8 mounted on the diaphragm 3, a cylindrical blade flow swirl 9 is fixed with a peripheral liquid outlet and a through axial hole 10,

Над завихрителем 9 на трех закрепленных на нем стойках II установлена коническая отражательная тарелка 12, обращенная вогнутой поверхностью к завихрителю 9, Расстояние от вершины конуса до завихрителя 9 равно одной четверти диаметра завихрителя.Above the swirler 9, on three posts II mounted on it, a conical reflective plate 12 is installed, facing a concave surface to the swirl 9, the distance from the top of the cone to the swirl 9 is equal to one quarter of the swirl diameter.

Между отражательной тарелкой 12 и завихрителем 9 расположена форсунка 13, представляющая собой трубку с отверстиями.Between the reflective plate 12 and the swirler 9 is a nozzle 13, which is a tube with holes.

В верхней части второй ступени 2 имеется патрубок 14 для вывода очищенного газа, перед которым расположена форсзшка 15,In the upper part of the second stage 2 there is a pipe 14 for the output of purified gas, in front of which there is an injector 15,

У основания трубчатой опоры 8 имеется несколько отверстий 16 для стока образовавшейся суспензии из второй ступени 2 в первую ступень I.At the base of the tubular support 8 there are several holes 16 for draining the resulting suspension from the second stage 2 to the first stage I.

Скруббер работает следующим образом.Scrubber works as follows.

Запыленный воздух подается через патрубок 5 в нижнюю часть первой ступени I и смачивается водой, поступающей из форсунки 6. Взвешенные в газовом потоке твердые частицы захватываются мелкодисперсной капельной жидкостью и уносятся газовым потоком во вторую ступень 2 скруббера - через трубчатую опору 8 на лопастной завихритель 9,Dusty air is supplied through the nozzle 5 to the lower part of the first stage I and is moistened with water coming from the nozzle 6. The solid particles suspended in the gas stream are captured by the finely divided droplet liquid and carried away by the gas stream into the second stage 2 of the scrubber - through the tubular support 8 to the blade swirler 9,

При достижении двзпсфазным потоком спиральных лопастей завихрителя 9 происходит закрутка потока. По действием центробежных сил жидкая фаза с уловленными твердыми частицами, а также неуловленные крупные твердые частицы выводятся на внутреннюю поверхность второй ступени 2 скруббера и далее через отверстия 16 в первую ступень I к патрубку 7 вывода образовавшейся суспензии.When the two-phase flow reaches the spiral blades of the swirl 9, the flow swirls. By the action of centrifugal forces, the liquid phase with trapped solid particles, as well as non-trapped large solid particles, are discharged onto the inner surface of the second stage 2 of the scrubber and then through the openings 16 to the first stage I to the outlet pipe 7 of the resulting suspension.

Часть увлажненного запыленного воздуха проходит через сквозное отверстие 10 завихрителя 9, дополнительно смачивается водой из форсунки 13 и, ударяясь о тарелку 12, вместе с водой частично отбрасывается на внутреннюю поверхность второй ступени. Это обеспечивает более равномерное распределение пленки жидкости по внутренней поверхности скруббера, что увеличивает поверхность контакта фах и площадь зоны захвата твердых частиц, отброшенных на внутреннюю поверхность,Part of the moistened dusty air passes through the through hole 10 of the swirl 9, is additionally wetted with water from the nozzle 13 and, hitting the plate 12, partially with the water is discarded on the inner surface of the second stage. This provides a more uniform distribution of the liquid film on the inner surface of the scrubber, which increases the contact surface fax and the area of the capture zone of solid particles discarded on the inner surface,

Другая часть жидкости и увлажненного газа отбрасывается обратно в область завихрителя, за счет этого между завихрителем 9 и тарелкой 12 создается зона интенсивной турбулизации, что способствует эффективному перемешиванию фаз и повышает степень улавливания твердых частиц жидкостью, а также препятствует налипанию твердых частиц к поверхностям лопастей завихрителя его образующейся суспензией.Another part of the liquid and humidified gas is thrown back to the swirl region, due to this, an intensive turbulization zone is created between the swirl 9 and plate 12, which contributes to effective mixing of phases and increases the degree of capture of solid particles by the liquid, and also prevents the sticking of solid particles to the surfaces of the blades of the swirl the resulting suspension.

-Ч-H

нию с прототипом обеспечивает интенсивный массообмен очищаемого газа с жидкостью и позволяет предотвратить каплеунос жидкости и обеспечивает эффективную очистку загрязненного газа от твердых включений.The use of a prototype ensures intensive mass transfer of the gas to be cleaned with the liquid and prevents liquid droplet dropping and ensures efficient cleaning of contaminated gas from solid inclusions.

Заявитель - автор: Авторы:Applicant - author: Authors:

А,И, КриворуковAnd, And, Krivorukov

А,А, Трифонов A, A, Trifonov

.Н. Косьяненко.N. Kosyanenko

Claims (1)

Двухступенчатый скруббер, содержащий первую ступень с патрубками подвода газов и вывода жидкости, а также форсункой для ввода жидкости, и вторую ступень, представляющую собой сепарационную камеру с направляющим аппаратом, над которым расположена форсунка для ввода жидкости, а в верхней части находится патрубок для вывода газов, отличающийся тем, что направляющий аппарат выполнен в виде цилиндрического лопастного завихрителя со сквозным осевым отверстием и периферическим выводом жидкости, а над форсункой установлена отражательная тарелка, расстояние от высшей точки которой до завихрителя равно 0,25 диаметра завихрителя.A two-stage scrubber containing a first stage with gas supply and liquid outlet nozzles, as well as a nozzle for injecting liquid, and a second stage, which is a separation chamber with a guide apparatus, above which a nozzle for injecting liquid is located, and in the upper part there is a nozzle for exhausting gases characterized in that the guiding apparatus is made in the form of a cylindrical blade swirler with a through axial hole and a peripheral fluid outlet, and a reflective container is installed above the nozzle LCA, the distance from the highest point to which the swirler is 0.25 swirler diameter.