Апарат комплексного очищення газів

Корисна модель належить до устаткування для очищення газів від домішок шкідливих речовин і може бути застосований на будь-яких підприємствах для селективного чи комплексного очищення газів як від завислих, так і від газоподібних або пароподібних домішок шкідливих речовин. Відомо апарат мокрого очищення газів, основними елементами якого є циліндричний корпус, розкручувач для вирівнювання потоку, зрошувач, завихритель, бункер для збирання рідини і патрубки для входу газу, що очищається, та виходу очищеного. (Див., наприклад, Справочник по пыле- й золоулавливанию/ М.И. Биргер, А.Ю.Вальдберг, Б.И.Мягков и др.; под общ. ред. А.А.Русанова, М.: Энергоатомиздат, 1983,- C.112-114). Проте, щоб забезпечити нормальну роботу такого апарата потребується велика витрата води. Крім того, завислі домішки налипають на корпус скрубера. Ефективність відцентрового скрубера знижується у процесі очищення газів від дрібнодисперсного не змочуваного пилу. Як прототип запропонованого винаходу прийнято апарат для очищення газів, який за конструктивними особливостями і ефектом, що досягається, більшою мірою відповідає запропонованому винаходу - апарату комплексного очищення газів і складається з робочої камери, бункера, патрубків для підведення газу, що очищається, та відведення очищеного, завихрителя, патрубків для підведення води та відведення шламу. (Див., наприклад. Каталог пыле- газоочистных аппаратов, рекомендуемых для применения при проектировании промышленных предприятий отрасли, ХГПИ, 1987, - С.26-27). Недоліками пристрою-прототипу є: великі питомі витрати енергії на очищення газу, зумовлені багатократною зміною напрямку руху потоку газу, що очищається; винос крапель рідини з апарата через рух крапель і потоку очищеного газу в одному напрямку; низька експлуатаційна надійність апарата за рахунок відкладення завислих домішок у бункері; велика витрата води. В основу корисної моделі покладено завдання створити апарат комплексного очищення газів, який дає змогу підвищити ефективність очищення газу, знизити питомі витрати енергії і підвищити надійність роботи апарата. Поставлене завдання вирішується в апараті комплексного очищення газів, який складається з робочої камери, розподільної камери, сепараційної камери, бункера, завихрителя, краплевіддільника, патрубків для підведення газу, що очи щається, видалення очищеного, для видалення шламу і переливного, при цьому патрубок для підведення газу, що очищається, приєднаний тангенціальне до проточної розподільної камери перемінного перетину, над завихрителем на відстані 1-1,5 діаметра апарата встановлено краплевіддільник, який має форму перекинутого зрізаного конуса з кутом розкриття 30¸50°, бокова поверхня якого виконана з лопатей перемінної ширини по висоті конуса, під кутом 10¸20° до дотичних, проведених до умовних утворюючих конуса, вн утрішні кінці лопатей закріплюються до обичайки, виконаної у виді конуса, а зовнішні - до плоского фланця, прикріпленого до корпуса сепараційної камери, сепараційна камера виконана у вигляді двох коаксіальне розташованих циліндрів, між якими передбачено мінімум один канал, внутрішній циліндр закінчується над робочою камерою на висоті 1 4 відстані між циліндрами, до нижньої основи краплевіддільника прикріплений обтічник, виконаний із фторопласта, уздовж вісі якого розташовано направляючий канал для штока регулятора витрати рідини, що циркулює, а для реверсивного переміщення штока уздовж вісі апарата в сепараційній камері закріплена горизонтальна вісь з консоллю, яка має можливість повороту на кут 0¸85° вгору і вниз від горизонтального положення консолі, до якої шарнірно прикріплений шток з диском, безпосередньо над краплевіддільником по периметру корпуса сепараційної камери розташовано карман, висота якого має бути не менше половини радіуса більшої основи краплевіддільника, безпосередньо над каналом та робочою камерою розташовані колектори з патрубками підведення рідини, закріплені тангенціальне. Відмінними ознаками пристрою, що заявляється, є: - патрубок для підведення газу, що очи щається, приєднано тангенціальне до проточної розподільної камери перемінного перетину; - над завихрителем на відстані 1¸1,5 діаметра апарата встановлено краплевіддільник, який має форму перекинутого зрізаного конуса з кутом розкриття 30¸50°, бокова поверхня якого виконана з лопатей перемінної ширини по висоті конуса, під кутом 10¸20° до дотичних, проведених до умовних утворюючи х конуса; - внутрішні кінці лопатей прикріплюються до обичайки, виконаної у вигляді конуса, а зовнішні - до плоского фланця, прикріпленого до корпуса сепараційної камери; - сепараційна камера виконана у вигляді двох коаксіальне розташованих циліндрів, між якими передбачено мінімум один канал, внутрішній циліндр закінчується над робочою камерою на висоті 1 4 відстані між циліндрами; - до нижньої основи краплевіддільника прикріплено обтічник, виконаний з фторопласту, уздовж вісі якого розташовано направляючий канал для штока регулятора витрати рідини, що рециркулює; - для реверсивного переміщення штока уздовж вісі апарата в сепараційній камері закріплено горизонтальну вісь з консоллю, яка має можливість повороту на кут 0¸85° вгору і вниз від горизонтального положення консолі, до якої шарнірне прикріплено шток з диском; - безпосередньо над краплевіддільником по периметру корпуса сепараційної камери розташовано карман, висота якого має бути не менше половини радіуса більшої основи краплевіддільника; - безпосередньо над каналом та робочою камерою розміщено колектори з патрубками підведення рідини, закріплені тангенціальне. Підвищення ефективності роботи досягається за рахунок того, що патрубок для підведення газу, що очищається, приєднаний тангенціальне до проточної розподільної камери перемінного перетину, таке приєднання патрубка і форма розподільної камери забезпечують рівномірний розподіл потоку газу, що очищається, по всіх каналах завихрителя, а, отже, стійкий изокінетичний рух газу, що очищається, поблизу лопатей у робочій камері апарата і рівномірне обертання крапельно-зернистого шару. Встановлення над завихрителем краплевіддільника на відстані 1¸1,5 діаметра апарата, який має форму перекинутого зрізаного конуса з кутом розкриття 30¸50°, бокова поверхня якого виконана з лопатей перемінної ширини по висоті конуса, під кутом 10¸20° до дотичних, проведених до умовних утворюючи х конуса, внутрішні кінці лопатей прикріплююся до обичайки, виконаної у вигляді конуса, а зовнішні - до плоского фланця, прикріпленого до корпуса робочої камери, сприяє підвищенню ефективності роботи апарата за рахунок додаткового інерційного очищення та інтенсифікації масообмінних процесів у межлопаткових каналах із зовнішнього та внутрішнього боків поверхні краплевіддільника. Внаслідок встановлення краплевіддільника над завихрителем на відстані менше одного діаметра збільшується опір апарата і погіршується відцентрова сепарація крапель рідини, а на відстані більше 1,5 діаметра - збільшуються габарити, металоємність і знижується надійність роботи апарата. При куті розкриття краплевіддільника більше 50° збільшується опір апарата, а при куті менш 30° - збільшуються габарити апарата і зменшується площа живого перетину краплевіддільника та надійність роботи. Внаслідок встановлення лопатей під кутом менше 10° знижується експлуатаційна надійність апарата, а при кутах більш 20° - знижується інтенсивність закрутки і ефективність роботи, або збільшується металоємність краплевіддільника. Виконання обтічника з фторопласта, уздовж вісі якого розташовано направляючий канал для штока регулятора витрати рідини, що реціркулюється, забезпечує вільне переміщення штока і повернення відсепарованої рідини з краплевіддільника, виключаючи корозію і забезпечує безвихрове обтікання потоку очищеного газу, що підвищує ефективність очищення і надійність роботи апарата. Змонтована для реверсивного переміщення штока уздовж вісі апарата, горизонтальна вісь з консоллю, яка має можливість повороту на кут 0¸85° вгору і вниз від горизонтального положення консолі, до якої шарнірне прикріплено шток з диском, забезпечує переміщення регулятора витрати рідини, що ре циркулює, залежно від властивостей газу, що очищається, і домішок, що уловлюються, що підвищує е фективність роботи і забезпечує зниження витрат енергії на очищення газу. Виконання безпосередньо над краплевіддільником по периметру корпуса сепараційної камери кармана, висота якого має бути не менше половини радіуса більшої основи краплевіддільника і поєднання кармана з бункером мінімум одним каналом для стоку від сепарованої рідини, розміщення над каналом і робочою камерою колекторів з патрубками для підведення рідини, забезпечують підвищення ефективності роботи апарата комплексного очищення газів і зниження витрат. Виконання сепараційної камери у вигляді дво х коаксіальне розташованих циліндрів, між якими є мінімум один канал і так, що довжина внутрішнього циліндра коротше зовнішнього на 1 4 відстані між циліндрами, забезпечує інтенсивність процесу масообміну за рахунок підведення води в зону виходу газу, що очи щається, з робочої камери і підвищення ефективності роботи апарата. На рис. на фіг.1, фіг.2 та фіг.3 подано схему пристрою, що заявляється. Апарат комплексного очищення газів складається з патрубка 1 підводу газу на очищення, робочої камери 2, утвореної внутрішніми торцями лопатей завихрителя 3 та циліндричним патрубком 4, розташованим над лопатями завихрителя, розподільна камера 5 виконана з перемінним перетином і розташована по периметру завихрителя 3 так, що між стінками циліндричного патрубка робочої камери 2 і розподільної камери 5 утвориться замкнутий простір. Кришка 6 завихрителя 3 і кришка 7 розподільної камери 5 мають форму кілець, внутрішній діаметр яких більше діаметрів сепараційної камери та завихрителя на ширину 1/12 діаметра робочої камери 2. Знизу до розподільної камери прикріплюється бункер 8, а зверху - сепараційна камера 9, у вер хній частині по периметру корпуса передбачено карман 10. Вгорі корпуса прикріплюється патрубок для видалення очищеного газу 11, в якому розміщується пристрій для переміщення регулятора витрати рідини, що реціркулюється, виконане з диску 12, штока 13 та горизонтальної вісі 14 з консоллю 15. До робочої порожнини кармана 10 тангенціально підведені патрубки 16, що відходять від колектора зрошуваної рідини 17. До сепараційної камери 9 на фланці 18 кріпиться краплевіддільник 19 у вигляді зрізаного конуса, і складається з лопатей 20 і обтічника 21, виконаного з фторопласту. По вісі обтічника 21 розташовано канал для штока 13 регулятора витрати рідини, що реціркулює. Внутрішні кінці лопатей 20 прикріпляюся до обичайки 22, виконаної у вигляді конуса Сепараційна камера 9 виконана з двох коаксіальне розташованих циліндрів 23 та 24, між якими є мінімум один канал 25 і так, що довжина внутрішнього циліндра коротша від зовнішнього на 1 4 відстані між циліндрами. До бункеру 8 прикріплюються патрубок переливний з гідрозатвором 26 та патрубок видалення шламу 27. Пристрій працює таким чином. Очищений газ подається через патрубок 1 і розподільну камеру 5 до завихрителя 3. Одночасно, через колектор 17 наклонними патрубками 16 та каналами 25 подається рідина, якої може бути вода та ін. абсорбенти. Внаслідок взаємодії закрученого потоку газу, що очищається, утворюється обертовий циліндричний крапельнозернистий шар. Частина рідини разом з уловленими домішками з робочої камери 2 скидається в бункер 8. При наповненні бункера частина рідини (за рахунок обертання газу над нерухомою підставою диска 12 ) вноситься в робочу камеру 2 і диспергується потоком газу, що очищається, який фільтрується через обертовий циліндричний крапельно-зернистий шар. Очищений газ та частина рідини надходить з робочої до сепараційної камери 9, де основна маса рідини відокремлюється за рахунок відцентрових сил на внутрішній стінці циліндричної форми 23, яка розташована коаксіальне всередині апарата і відокремлює канали 25 від зовнішнього циліндра сепараційної камери 24, а залишок дрібнодисперсних крапель в очищеному газі відокремлюються за допомогою краплевіддільника 19, всередині краплевіддільника 19 потік газу буде продовжувати обертовий рух, при цьому частина дрібнодисперсних крапель буде коагулюватися, і під впливом відцентрових сил відкидатися до периферії. На виході з краплевіддільника 19 зкоагульовані краплі будуть відводитись в карман 10 і каналами 25 повертатись до робочої камери. Кількість циркулюючої рідини в робочій камері регулюється за допомогою пристрою, який складається з диска 12, штока 13 та горизонтальної вісі 14 з консоллю 15. При цьому шток з консоллю поєднано шарнірне, і вісь має можливість повороту на кут 0¸850 вниз - вгору. Краплевіддільник 19 виконано у вигляді зрізаного конуса, поверхня якого утворена з обтічника 21 та лопатей 20 перемінної ширини по висоті конуса. Внутрішні кінці лопатей 20 вгорі прикріпляються до обичайки 22, виконаної у вигляді зрізаного конуса, а зовнішні - до плоского фланця 18, прикріпленого до корпуса сепараційної камери 9, з можливістю швидкого знімання. Рідина з бункера 8 разом з уловленими домішками періодично чи постійно віддаляється через патрубок видалення шламу 27. Під час очищення газів з високою відносною вологістю може виникати конденсація рідини, і надмір рідини з верхньої частини бункера буде видалятися через переливний патрубок з гідрозатвором 26. Очищений газ віддаляється через патрубок 11. Техніко-економічні переваги пристрою, що заявляється, у порівнянні з пристроєм-прототипом складається в підвищенні ефективності очищення газів, зниженні питомих витрат енергії і підвищенні надійності роботи апарата.