SU1669506A1 - Устройство дл пылеулавливани и охлаждени жидкости - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Цель - повышение эффективности очистки газа и охлаждени  жидкости за счет увеличени  поверхности контакта фаз. Потоки дроб тс  на отдельные струи и капли дробител ми 8 потока, подпорным кольцом 9, а также двухступенчатой конической обечайкой 3, при этом обеспечиваютс  соответствующие толщины газовоздушного сло  и сплошностью внутренней жидкости пленки вод ным затвором. Цель достигаетс  соединением корпуса 1 с радиальными патрубками 7 подвода газа, установлением их между пленкообразователем и кольцом 9 и размещением в них на входе в корпус дробителей 8, выполнением нижней части корпуса в виде двухступенчатой конической обечайки 3 с углом конуса на первой ступени 0,61 - 0,67, на второй 0,33 - 0,39 угла конуса подпорного кольца. Кроме того, цель достигаетс  применением пленкообразовател  из концентричных цилиндроконических обечаек 14 и 15, расположением ниже последних конического отражател  18, соединением полого усеченного конуса подпорного кольца 9 с цилиндрической обечайкой 11, направлением угла конуса вниз и его величиной 130 - 148°, тангенциальными патрубками 13 подвода жидкости в цилиндрические части обечаек 14 и 15 пленкообразовател . Газ поступает внутрь корпуса 1 по патрубкам 7 подвода газа, раздел етс  на струи дробител ми 8, прорывает сплошную жидкостную пленку, стекающую по внутренней поверхности корпуса 1 между обечайками 14, 15 и отражателем 18 пленкообразовател , подвод жидкости в которые осуществл етс  по патрубкам 13 тангенциального подвода жидкости. Газ не прорывает внутреннюю жидкостную пленку и смешиваетс  с жидкостью, а газожидкостный поток устремл етс  вниз корпуса через зазор между подпорным кольцом и корпусом, турбулизируетс  на двускатной конической обечайке 2 и взаимодействует с капл ми жидкости, дроб щейс  о кольцо 9. Происход т очистка газа и охлаждение жидкости. 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к оборудованию по газоочистке и охлаждению и может найти применение в химической и смежной с ней отрасл х промышленности где необходимо производить улавливание пыли и охлаждение жидкости Кроме того, оно может быть использовано дл  улавливани  фосфатной пыли и охлаждени  пульпы в производстве экстракционной фосфорной

кислоты,

Цель изобретени  - повышение эффективности очистки газа и охлаждени  жидкости .

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - график зависи- мости степени охлаждени  от соотношени 

& о%п

углов д- и -- ; на фиг. 3 - график зависимости степени охлаждени  и коэффициента разложени  апатитового концентрата от уг- ла оз ; на фиг. 4 - график зависимости степени очистки газа ог угла од ; на фиг. 5 - график зависимости степени очистки от сос  аг отношени  углов - и -д-

Устройство содержит вертикальный корпус 1, состо щий из верхней цилиндро- конической обечайки 2 и нижней двухступенчатой конической обечайки 3, котора  включает коническую обечайку первой сту- пени 4 и второй ступени 5, а также отвод 6 жидкости. В цилиндрическую часть циличд- роконической обечайки 2 корпуса подсоединены радиальные патрубки 7 подвода газа, которые на входе в корпус снабжены дробител ми 8 потока, например решеткой или сеткой. В нижней части цилиндрической части цилиндрсконической обеч йки 2 расположено подпорное кольцо 9 состо щее из поло о усеченного конура 10, примы- кающеи к нему снаружи цилиндричесюй обечайки 11, а также креплени  12, позво л ющего жестко крепитьс  подпорному кольцу между цилиндроконичегкой обечайкой 2 и двухстугенчз гой конической обечай- кой 3. В креплении 12 предусмотрена максимальна  площадь окон или отверстий дл  прохода жидкости и газа. Центробежный пленкообразователь состоит из патрубков 13 тангенциального подвода жидкости в цилиндрические части цилиндрокониче- ских обечаек 14 и 15, заканчивающихс  коническими обечайками 16, 17, конического отражател  18, креп щегос  к крышке 19 осью 20. В нижн эй части Корпуса при неос- ходимости используют эмкэсть дл  разделени  жидкости и газа, дл  чего предусмотрен фланец на отводе 6 жидкости . Конус 10 размещен с зазором 21 к корпусу 1, Устройство имеет патрубки отвода 22 газа и отвода 23 жидкости

Устройство работает следующим образом .

Гс.ч поступает по родиалы.ым патрубкам 7 подвода газа в цилиндрическую часть цилиндроконической обечайки 2 предварительно дроб сь на отдельные струи-no-,оки, проход  через дробители 8 потоков (решетки ). Жидкость поступающа  внутрь цилиндрических обечаек пленкообразовэтел  по

патрубкам 13, раскручиваетс  и заполн ет почти весь объем цилиндроконических обечаек 14, 15, Раскрученна  жидкость, проход  между обечайками 2 и 17, а также обечайкой 16 и отражателем 18. образует жидкостную пленку, стекающую по внутренней поверхности корпуса 1, и жидкостный купол внутри него. Струи газа покрывают жидкостную пленку и интенсивно диспергируютс  в жидкости. При этом давление газа и толщина жидкостного купола внутри корпуса выбирают таким, что не происходит нарушение его сплошности. Подпорное кольцо 9 углом конуса направлено вниз и охвачено цилиндрическбй обечайкой 11, что способствует направлению основной массы жидкости при отражении от него внутрь корпуса 1, а затем в отвод 6 жидкости, разбива  жидкостной купол на от, эльные струи и капли . Цилиндрическа  обечайка 11 образует зазор 21 с корпусом 1. в который устремл етс  газожидкостный поток. Часть капель сливаетс  оп ть в пленку, стекающую по внутренним поверхност м двухскатной конической обечайки 3, а часть газо-жидкост- ного потока проникает внутрь жидкостного купола. Происходит интенсивное контактирование потоков газа с жидкостью за счет тчачительной поверхности взаимодействующих фаз, способствующей высокой степени охлаждени  и пылеулавливани . Затем Оллажденна  жидкость и очищенный газ вывод тс  из устройства через отвод 6 жидкости . При необходимости происходит их дальнейшее разделение и отвод жидкости и очищенного газа из устройства

В результате экспериментальных исследований установлено, что дл  наиболее эффективной работы устройства угол конуса на первой ступени двухступенчатой конической обечайки должен составл ть 0,61-0,67 угла конуса подпорного кольца, а на второй 0,33-0,39, а угол конуса подпорного кольца 9 должен укладыватьс  в интервал 130-148° (см, фиг. 2 и 3)

На фиг. 1 показан график зависимости степени охлаждени  пульпы при подаче в реактор при производстве экстракционной фосфорной кислоты от следующих соотношений: угла конуса первой ступени двухступенчатой конической обечайки и угла конуса подпорного кольца при посто нном угле конуса второй ступени ai 30° и угла конуса второй ступени двухступенчатой конической обечайки и угла конуса подпорного кольца при посто нном угле конуса первой ступени а - 90°.

Степень охлаждени  в интервалах ai/CQ - 0,61-0,67 и CS/CQ - 0.33-0,39 максимальна и составл ет 1,8°С, что  вл етс  наиболее благопри тным условием дл  работы реакторов, так как повышение данного интервала более 2°С влечет за собой захо- лаживание пульпы, т.е. по вление в реакто- ре мелких кристалликов фосфогипса, что сказываетс  на эффективности работы всей технологической линии производства экстракционной фосфорной кислоты. А за пределами данных интервалов степень охлаждени  резко падает, что влечет за собой значительное повышение затрат энергии на увеличение кратности циркул ции пульпы через данный охладитель дл  получени  смеси такого же качества, а следова- тельно, и увеличение времени проведени  технологического процесса, а в конечном итоге и снижение производительности

На фиг. 3 приведен график зависимости степени охлаждени  пульпы и коэффициен- та разложени  апатитового концентрата от угла конуса подпорного кольца при производстве экстракционной фосфорной кислоты , причем величины углов конусов первой 4 и второй 5 ступеней конической обечайки брались посто нными (на первой ступени а 90°, а на второй щ 30°) из соответствующих интервалов стабильной работы устройства . Из графика видно,что в пределах интервала угла конуса кольца 130-148° сте- пень охлаждени  пульпы максимальна (пор дка 1,8°), а коэффициент разложени  апатитового концентрата значитеien (до 98,2%), что определ ет хорошее качество смеси. При выходе за рамки этого /нтерва- ла коэффициент разложени  апатитового концентрата практически не увеличиваетс , а качество раствора ухудшаетс  за счет по влени  кристаллов фосфогипса в растворе. При этом веро тность по влени  кристал- лов фосфогипса в растворе резко возрастает . Кроме того, данный интервал углов конуса подпорного кольца 9 позвол ет добитьс  более интенсивной диспергации, т.е. более интенсивного дроблени  падающего на него потока жидкости, что резко увеличивает поверхность контакта фаз и, следовательно , степень очистки газа. Поэтому полученный интервал (130-148)°  вл етс  наиболее благопри тным дл  работы уст- ройства, так как способствует получению небольшой степени очистки газа и охлаждени  пульпы одновременно.

Подтверждением служит график зависимости степени очистки газа от фосфат- ной пыли от угла конуса подпорного кольца при производстве экстракционной фосфорной кислоты также при посто нных а 90° и 02 30° (см. фиг. 4).

В пределах 126-153° степень очистки газа имеет максимальное значение. Данный интервал получен при учете степени очистки газа более 85%. Сравнива  фиг. 3 и 4, установлено , что общим интервалом углов конуса подпорного кольца, определ ющим оптимальность работы устройства как в режиме очистки, так и в режиме охлаждени ,  вл етс  интервал 130-148°, так кок данный интервал полностью входит в полученный из фиг. 4(126-153)°.

При экспериментальных исследовани х получены значени  степени очистки газа на границе данного интервала: нижнее- 87% (130°)и верхнее -80,5% (148П). Установлено, что при выходе за рамки данного интервала степень очистки газа падает.

На фиг. 5 показан графи1 зависимости степени очистки газа от отношени  угла конуса первой ступени двухступенчатой конической обечайки и угла конуса подпорного кольца при посто нном угле конуса второй ступени (ti 30° и степени очистки газа от отношени  угла конуса второй ступени двухступенчатой конической обечайки и угла конуса подпорного кольца при посто нном угле конуса первой ступени it 90°, причем угол конуса подпорного кольца од 140° в обоих случа х посто нный

Как видно из графика фиг. 5, степень очистки газа сначала резко возрастает, затем практически посто нна (увеличиваетс  незначительно), а потом оп ть слабо возрастает . Степень очистки газа имеет максимальное значение при t- од 0,55 и «2/ОД 0,31. Сравнива  интервалы максимальной степени очистки газа фиг. 2 и фиг. 5, получают общий интервал максимальной очистки газа и охлаждени  пульпы в пределах «1/ОД 0,61-0,67; ац 0,33 0,39. Поэтому эти интервалы соответствуют оптимальной работе устройства на различных режимах.

Таким образом соединение корпуса устройства с радиальными патрубками подвода газа, установленными между пленкообразователем и подпорным кольцом , позвол ет турбулизировот ь значитель- ные объемы жидкости, стекающей по внутренней поверхности корпуса, а следовательно , увеличить степень охлаждени  пульпы. Установление дробителей потока на входе в корпус в патрубках подвода газа позвол ет раздел ть потоки на отдельные струи и направл ть их в различные точки корпуса, что в значительной степени увеличивает поверхность контакта фаз. Выполнение нижней части корпуса в виде двухступенчатой конической обечайки поэвол ет стекающему газо-жидкостному потоку турбулизироватьс  при движении по ступен м, выполнение угла конуса на первой ступени 0,61-0,67, а на второй 0,33-0,39 угла конуса подпорного кольца позвол ет значительно повысить степень охлаждени  жидкости за счет оптимальных гидродинамических условий течени  жидкости. Применение пленкообразовател  в виде концентричных цилиндроконических обеча- ек-с установлением ниже последних конического отражател  с тангенциальным подводом жидкости в цилиндрические их части позвол ет почти полностью заполн ть свободный объем между обечайками жидкостью и получать стабильные жидкостные пленки - стекающую по внутренней поверхности корпуса и образующуюс  внутри корпуса, что позвол ет внутренней жидкостной пленке служить как бы вод ным затвором и не пропускать газ через него, поступающий из радиальных патрубков, что обеспечивает надежность работы устройства и при работе его как пылеуловител  не допускать проскок непрореагированного газа в систему абсорции. Выполнение полого усеченного конуса подпорного кольца, соединенного с цилиндрической обечайкой, позвол ет направить весь стекающий по внутренней стенке корпуса поток только в образовавшуюс  щель между кольцом и корпусом, что вызывает также увеличение поверхности контакта фаз жидкости и газа при прохождении между ними. Угол конуса подпорного кольца направлен вниз и составл ет (130/148)°. Это дает возможность внутренней свободной жидкостной пленки пленкообразовател  служить вод ным затвором, что обеспечивает соответствующие толщины газо-воздушного сло  дл  наибольшей эффективности процесса, а также позвол ет направить стекающий поток, разбивающийс  на брызги только внутрь устройства . Образующеес  множество струй и брызг в значительной степени увеличивает поверхность контакта фаз. Поступающий газ проникает внутрь купола и реагирует с капельным потоком. Эффективность процесса возрастает, так как поверхность контакта фаз жидкости и газа значительно увеличиваетс .

10

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  пылеулавливани  и охлаждени  жидкости, содержащее вертикальный корпус с пленкообразователем в

   верхней части, патрубки подвода жидкости, патрубок подвода газа, подпорное кольцо в виде полого усеченного конуса, расположенное ниже пленкообразовател , патрубки отвода газа и жидкости, отличающеес 

   тем, что, с целью повышени  эффективности очистки газа и охлаждени  жидкости за счет увеличени  поверхности контакта фаз, оно снабжено дополнительными патрубками подвода газа и дробител ми потока, патрубки подвода газа подведены радиально к корпусу на уровне между пленкообразователем и подпорным кольцом, дробители потока размещены в патрубках подвода газа на вводе в корпус, выполненный в нижней части в виде двухступенчатой конической обечайки с углом конуса НА первой ступени 0,61-0,67, на второй - 0,33-0,39 угла конуса подпорного кольца, при этом пленкообразо- ватель имеет концентрические цилиндроконические обечайки и конический отражатель, конус подпорного кольца размещен с зазором к корпусу, ориентирован меньшим основанием вниз, выполнен с цилиндрической обечайкой по верхнему обрезу

   и имеет угол при вершине 130-148°, а патрубки подвода жидкости подсоединены тангенциально к цилиндрическим част м обечаек пленкообразовател .

   -€

   Фиг 1

   ffS 0.55 0.6 065 07 0.75 cff-30

   1.25

   0.25 03 035 OA ОЛ5 0.5 dtj-90

   Хг/«э фиг.

   1.25

   130

   14-0 150 фиг.З

   JO

   130 ПО 150 160 170

   з фиг. 4

   &1/Ъ

   0.55 0.6 0.65 0.7 0.75

   90

   70

   160