Очисник сатураційного газу

Реферат: Винахід належить до обладнання для очищення сатураційного газу від пилу, шкідливих домішок та його охолодження. Очисник сатураційного газу складається з циліндричного корпусу, вхідного патрубка та витяжної труби. Всередині вхідного патрубка сатураційного газу розміщена відцентрово-струминна форсунка для диспергування гарячої води, а сам патрубок примикає тангенційно до циліндричного корпусу очисника, який має конічне днище з відвідним патрубком. Над основною камерою очисника співвісно розміщена додаткова циліндрична камера вловлювання з розміщеними всередині відцентровими форсунками для диспергування холодної води. При цьому патрубок подачі газу в додаткову камеру очисника розміщений також співвісно корпусу, закритий зверху та має направляючі лопаті. Винахід забезпечує покращення ефективності очищення сатураційного газу від пилу і шкідливих домішок за рахунок послідовного очищення гарячою і потім холодною водою. UA 100063 C2 (12) UA 100063 C2 UA 100063 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до обладнання для очищення сатураційного газу від пилу, шкідливих домішок та його охолодження. Відомий очисник сатураційного газу, що складається з циліндричного корпусу, вхідного патрубка та витяжної труби (Производство извести и сатурационного газа на сахарных заводах Н.П. Табунщиков, Э.Т. Аксенов, Р.Я. Гурвич, Л.Д. Шевцов. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - С. 137-142). Циліндричний корпус зібраний із чавунних царг, які заповнені всередині насадкою (наприклад кільця Рашига). Вода в очисник подається за допомогою бризкалок, які встановлені в його верхній частині. Газ потрапляє знизу під розподільчий дзвін і рухається назустріч краплям рідини. При цьому з газу видаляються часточки пилу, шкідливі домішки і він охолоджується. Основними недоліками такого очисника газу є невисока ефективність уловлювання пилу та очищення газу від шкідливих домішок, значні габарити апарата. В основу винаходу поставлена задача збільшення ефективності вловлювання пилу в очиснику, покращення очищення газу від шкідливих домішок, зменшення металоємкості апарата. Поставлена задача вирішується тим, що очисник сатураційного газу складається з циліндричного корпусу, вхідного патрубка та витяжної труби. Згідно з винаходом, всередині вхідного патрубка сатураційного газу розміщена відцентровоструминна форсунка для диспергування гарячої води а сам патрубок примикає тангенційно до циліндричного корпусу очисника, який має конічне днище з відвідним патрубком, а над основною камерою очисника співвісно розміщена додаткова циліндрична камера вловлювання з розміщеними всередині відцентровими форсунками для диспергування холодної води, причому патрубок подачі газу в додаткову камеру очисника розміщений також співвісно корпусу, закритий зверху та має направляючі лопаті. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і технічним результатом полягає в наступному. Гарячий сатураційний газ з печі потрапляє в очисник через патрубок, виконаний тангенційно до його циліндричної частини. У вхідному патрубку розміщена відцентрово-струминна форсунка соплом по ходу руху газу, в яку подається гаряча вода. Це дозволяє інтенсивно частково охолодити газ, так як в наявності велика поверхня теплопередачі, та збільшити масу часточок пилу, які знаходяться в газі, за рахунок змочування їх водою. В гарячій воді проходить швидке розчинення хлоридів лужних металів, що знаходяться в сатураційному газі після печі. Також має місце ефект ежекції диспергованою рідиною сатураційного газу з газової печі, що дозволить зменшити гідравлічний опір всього газового обладнання. Сатураційний газ разом з промивною водою тангенційно потрапляє в циліндричний корпус з конічним днищем та відвідним патрубком очисника, де під дією відцентрової сили промивна вода і змочені часточки пилу відкидаються до стінки і по спіралеподібних траєкторіях стікають в бункер і через гідрозатвор потрапляють в збірник забрудненої води. Частково очищений газ через патрубок подачі газу в додаткову камеру очисника з середини циліндричного корпусу очисника направляється в другу додаткову камеру очищення, що розміщена співвісно циліндричному корпусу. Цей патрубок виконаний закритим зверху та має направляючий апарат для створення закрученого газового потоку на виході з першого ступеня очищення через бокову відкриту поверхню патрубка. Таким чином, газ, що потрапляє в додаткову камеру очищення, теж має максимальну тангенційну складову швидкості руху і відкидається на периферію циліндричної камери. Відцентрові форсунки, які встановлені всередині цієї камери створюють водяну завісу з холодної води для додаткового уловлювання пилу, очищення від смолистих речовин та охолодження газу. Після проходження водяної завіси від сатураційного газу відділяються великі краплі води і з очисника через витяжну трубу сатураційний газ потрапляє на подальше очищення в циклонний очищувач вологи і потім на насос, де стискується. Слід відмітити, що подвійне вловлювання пилу та домішок з сатураційного газу дозволяє значно покращити ефективність очищення сатураційного газу, так як на першій стадії очищення використовується гаряча вода, яка рекомендована для вловлювання хлоридів лужних металів. Крім того, тут проходить змочування часточок пилу, які під дією відцентрової сили більш ефективно відділяються. На другій стадії вловлювання використовується холодна вода з низькою температурою, при якій проходить інтенсивне охолодження газу до необхідної температури, конденсація водяної пари, яка знаходиться в ньому та розчинення смолистих речовин, які присутні в газі і видаляються разом з водою. Подаючи різну кількість холодної води можливо регулювати 1 UA 100063 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 температуру газу на виході з газоочисника, яка по умовах роботи газового обладнання не повинна перевищувати 30 °C. Таким чином, розділивши газоочисник сатураційного газу на зону інтенсивного теплообміну і видалення хлоридів лужних металів в крапельному режимі при підвищеній температурі води, та зону зниження температури газу до кінцевої величини і уловлювання смолистих речовин в крапельному режимі при подачі холодної води, можливо інтенсифікувати процес охолодження (за рахунок значної поверхні теплообміну, що створюється при розпиленні води форсунками), та більш ефективно уловити шкідливі домішки, що знаходяться в сатураційному газі (за рахунок послідовного використання гарячої і холодної води). Так як для інтенсифікації очищення і охолодження газу використовується дрібнодисперсне розпилювання рідини форсунками і відцентрові сили, то ефективність такого обладнання вище, ніж при використанні лише гравітаційної сили. А значить і обладнання буде більш компактне, його матеріалоємність буде низькою. На фіг. 1 зображений переріз очисника сатураційного газу, на фіг. 2 - перерізи. Очисник сатураційного газу складається з конічного днища 4 з відвідним патрубком, основної циліндричної камери уловлювання 1, до якої тангенційно під'єднаний вхідний патрубок газу 2 з розміщеною в ньому відцентрово-струминною форсункою 3, причому сопло форсунки направлено по ходу руху газу. Відвідний патрубок з конічної частини очисника 4 входить в бункер 5, з якого брудна вода через гідрозатвор зливається в ємкість 6 (перелік елементів першого ступеня очисника утворюють циклон з бункером - найбільш ефективне обладнання для вловлювання пилу та інших домішок в полі дії відцентрових сил). Частково очищений сатураційний газ в першому ступені очисника зсередини циліндричного корпусу 1 по патрубку подачі газу в додаткову камеру очищення 7 потрапляє в нижню частину додаткової камери очисника 8, що розміщена співвісно до корпусу очисника. Патрубок подачі газу в додаткову камеру очищення 7 виконаний заглушеним зверху і має направляючі лопатки 9, які створюють коловий (тангенційний) рух вихідного газу. В циліндричній частині додаткової камери очищення 8 розміщені відцентрові форсунки 10. Сатураційний газ очищається від смолистих речовин та пилу, що не вловився на першому ступені, охолоджується і виходить з очищувача через вихідний патрубок 11. Очисник сатураційного газу працює наступним чином. Сатураційний газ з газової печі при температурі 120-150 °C зі шкідливими домішками та забруднений часточками пилу після сухого вловлювання в циклоні потрапляє в запропонований очисник сатураційного газу по вхідному патрубку 2. В розміщену всередині труби відцентровоструминну форсунку 3 подається гаряча вода. При цьому утворюється велика поверхня теплообміну, що створює сприятливі умови для попереднього зниження температури газу а також проходить вловлювання таких шкідливих газових домішок, як хлориди лужних металів. Крім того, одночасно відбувається зволоження газу і за рахунок осадження на пилових частинках води, збільшується їх маса. Слід відмітити, що форсунка також створює додатковий ежекційний ефект для всмоктування газу, що зменшує гідравлічний опір обладнання. Зволожений і охолоджений газ тангенційно потрапляє в циліндричний корпус газоочисника, де під дією відцентрової сили вода та часточки пилу відкидаються на стінку і по спіралеподібних траєкторіях стікають по ній, а потім по конічному днищу 4 спочатку в бункер 5, а потім видаляються через гідрозатвор в ємкість 6. Очищений сатураційний газ від шкідливих домішок (хлоридів лужних металів) і пилу в першому ступені вловлювача формує висхідний потік і через патрубок подачі газу в додаткову камеру очищення 7 потрапляє в верхню камеру вловлювача 8. При цьому сатураційному газу на вході в верхню камеру очисника надається коловий (тангенційний) рух направляючими лопатями, які встановлені в патрубку подачі газу в додаткову камеру очищення. В верхній камері очисника сатураційного газу встановлені відцентрові форсунки, які створюють дрібнодисперсну водяну завісу з крапель холодної води. Це приводить до більш повного очищення сатураційного газу від смолистих речовин та дозволяє знизити температуру газу до необхідної для нормальної роботи газового обладнання. Крім того, проходить додаткове вловлювання пилу, який не вловився в першій камері. Очищений і охолоджений газ виводиться з очищувача через вихідну трубу 11. Слід відмітити, що ефективність запропонованого очищувача сатураційного газу вища, ніж у відомих очищувачах гравітаційної дії, або в тих, де використовується лише тангенційний підвід газу в очисник, так як в даному випадку використовується дія відцентрової сили на пилові частинки, а відвід очищеного газу відбувається по відвідному патрубку зсередини циліндричної частини очисника, в якій знаходиться найменш забруднений газ (ефект дії циклона). В даному очиснику дія відцентрової сили на пилові частинки в кілька разів вища, ніж дія сили тяжіння. Або 2 UA 100063 C2 5 10 15 фактор розділення (фактор Фруда - відношення дії відцентрової сили до сили тяжіння) більший одиниці. Це дає змогу, не знижуючи ефективність вловлювання, і навіть збільшуючи її зменшити матеріалоємність обладнання. Технічний результат полягає в можливості покращення ефективності очищення сатураційного газу від пилу і шкідливих домішок за рахунок послідовного очищення гарячою і потім холодною водою. Це дозволить збільшити термін експлуатації газового обладнання до ремонту. Крім того, зменшення кількості пилу та шкідливих домішок, які вносяться в цукровий розчин, дозволить зменшити втрати цукру при фільтрації та з мелясою. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Очисник сатураційного газу, що складається з циліндричного корпусу, вхідного патрубка та витяжної труби, який відрізняється тим, що всередині вхідного патрубка сатураційного газу розміщена відцентрово-струминна форсунка для диспергування гарячої води, а сам патрубок примикає тангенційно до циліндричного корпусу очисника, який має конічне днище з відвідним патрубком, а над основною камерою очисника співвісно розміщена додаткова циліндрична камера вловлювання з розміщеними всередині відцентровими форсунками для диспергування холодної води, причому патрубок подачі газу в додаткову камеру очисника розміщений також співвісно корпусу, закритий зверху та має направляючі лопаті. 3 UA 100063 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4