Аппарат для очистки газа

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(56) Авторское свидетельство СССР М 1095964, кл В 01 В 47/10, 1984.(54) АППАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА(57) Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для очистки газа от твердых или жидких частиц,и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства, где необходима очистка газа от пыли, золы, возгонов и жидких частиц.Технический результат, Достигаемый предлагаемым изобретением,заключается в увеличении надежности и эффективности работы аппарата за счет улучшения условий сепарации жидкости и ликвидации застойных зон.Аппарат для очистки газа, содержащий корпус с тангенциальным газоподводящим патрубком, 2разделенный перегородкой на мокрый пылеуловитель,содержащий бункер сбора жидкости , ороситель в виде перфорированной трубы, сепараЦионное устройство и циклонное устройство, снабженное перегородкой с центральным отверстием и размещенным на ней закручивающим устройством, имеет наклонную перегородку, разделяющую сухую и мокрую ступени очистки, коническую перегородку с центральным отверстиемицилиндроконический завихритель,верхнее цилиндрическое основание которого со стенкой сепаратора образует кольцевой канал для сбора и удаления жидкости. Сепарационное устройство имеет либо секторные каналы для удаления шлама, либо сплошную стенку со спиральным каналом, образованным согнутой под тупым углом спиральной пластиной.Возможными областями применения являются химическая, нефтехимическая, металлургическая и горно-рудная промышленности.Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для тонкой очистки газа от твердых или жидких частиц и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, где необходима очистка газа от пыли, золы, возгонов и жидких частиц.Известен аппарат для очистки газа, включающий корпус с тангенциальным газоподводящим патрубком,разделенный перегородкой на мокрый пылеуловитель,содержащий бункер сбора жидкости и циклон с центральной трубой, выхлопной конец которой снабжен соплом типа трубы Вентури, ороситель, устройство для инерционного осаждения пыли и Сепарационное устройство, включающее коническую водоотбойную пластину и каплеуловитель (Авторское свидетельство СССР Кв 567473, кл. В 011 Э 47/10,1974).Недостатками данного устройства являются низкая эффективность очистки и высокое гидравлическоесопротивление. В нижней части аппарат работает как циклон, позволяющий отделить частицы только крупной фракции, тогда как наиболее Трудноуловимые мелкие фракции должны улавливаться в мокрой ступени очистки. Кроме того, на стадии сухой очистки наблюдается вынос частиц пыли из бункера осевым вторичным вихрем.В мокрой ступени очистка газа производится за счет осаждения пыли на каплях при сжатии газового потока в сопле, выполненном по типу трубы Вентури, а также при повороте газового потока на 180 и ударе его о зеркало жидкости. Однако из-за несовершенства узла подачи жидкости и малого времени взаимодействия частиц пыли с жидкостью эффективность мокрой стадии очистки незначительна. Высокое гидравлическое сопротивление аппарата обусловлено сужением и поворотом газового потока на 180.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является аппарат для очистки газа, включающий корпус с тангенциальным газоподводящим патрубком,разделенный перегородкой на мокрый пылеуловитель,содержащий бункер сбора жидкости, ороситель в виде перфорированной трубы, сепарационное устройство в виде цилиндрической обечайки с отбортованными во внешнюю сторону соплообразными отверстиями и циклонное устройство с центральной трубой, снабженное горизонтальной перегородкой с Центральным отверстием и размещенным на ней цилиндрическим закручивающим устройством с тангенциальными лопатками (Авторское свидетельство СССР М 91095964, кл. В 01 В 47/ 10,1984).Очистка газа от пыли осуществляется в сухой и мокрой ступенях в поле центробежных сил, причем горизонтальная перегородка позволяет исключить образование осевого вторичного вихря в сухой ступени очистки.Недостатками прототипа являются следующие. На сухой стадии очистки газа имеются две застойные зоны,где происходит накопление частиц пыли, выпадающих из потоков. Этими зонами являются наружная поверхность кольцевой пластины, к которой верхним концом крепятся тангенциальные лопатки, и горизонтальная перегородка с центральным отверстием. Оседающая на этих поверхностях пыль накапливается, и избыток ее вновь подхватывается газовым потоком,транспортирующим частицы в мокрую ступень очистки. Эффективность устройства значительно снимается изза увеличения нагрузки по пыли в процессе мокрого пылеулавливания.На мокрой стадии очистки также имеется застойная зона, образованная горизонтальной перегородкой,разделяющей две ступени очистки. Твердые частицы,выпадающие из стекающего по кольцевому зазору шлама,накапливаются на этой перегородке, вызывая зарастание бункерадля сбора жидкости. Это приводит к снижению расхода жидкости, выходящей из патрубка для слива шлама,и наполнению кольцевого зазора. Избыток отсепарированной жидкости в виде шлама через соплообразные отверстия вновь попадает в сепарационную камеру, где часть ее выносится газовым потоком из аппарата, увеличивая брызгоунос, а часть стекает в сухую ступень очистки. Попавший в сухую ступень щлам приводит к зарастанию тангенциальных лопастей и центрального отверстия нагоризонтальной перегородке за счет налипания сухой пыли на влажную. При этом гидравлическое сопротивление резко возрастает, и очистка от пыли в аппарате не производится.Наличие в сепараторе соплообразных отверстий также не исключает попадание жидкости в сухую ступень очистки, особенно при колебаниях расхода газового потока.Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение надежности и эффективности работы аппарата за счет улучшения условий сепарации жидкости и ликвидации застойных зон.Указанный технический результат достигается тем,что в аппарате, включающем корпус с тангенциальным газоподводящим патрубком, разделенный перегородкой на мокрый пылеуловитель, содержащий бункер сбора жидкости, ороситель в виде перфорированной трубы,сепарационное устройство и циклонное устройство с центральной трубой снабженное перегородкой с центральным отверстием и размещенным на ней закручивающим устройством, последнее имеет форму цилиндроконического завихрителя, верхний конец которого в виде вертикального цилиндрического кольца образует с корпусом сепарационного устройства кольцевой сборник жидкости. Перегородка, разделяющая сухую и мокрую ступени очистки, выполнена наклонной к оси аппарата, а перегородка с центральным отверстием в нижней части завихрителя имеет форму усеченного конуса. Применение цилиндроконического завихрителя с конической перегородкой позволяет исключить образование застойных зон и выполнить сухую ступень более компактной.Сепарационное устройство может быть выполнено с секторными каналами, отбортованными вовнутрь сепаратора, или со сплошной стенкой и спиральным каналом для отвода отсепарированной жидкости через сливной патрубок. В случае выполнения сепаратора с секторными каналами капли жидкости, отбрасываемые центробежной силой к стенкам, практически полностью удаляются из сепарационной зоны в кольцевой зазор между корпусами сепаратора и аппарата, и лишь небольшая их часть стекает в кольцевой сборник жидкости, образованный цилиндрическим кольцом цилиндроконического завихрителя и стенкой сепаратора.В том случае, если сепаратор выполнен со сплошной стенкой, сбор и удаление отбрасываемых газовым потоком капель жидкости осуществляется по спиральному каналу, образованному согнутой под тупым углом пластиной и стенкой сепаратора. При этом спиральный канал проходит по всей длине сепарационной трубы и заканчивается в зоне кольцевого сборника жидкости.В обоих случаях удаление разбрызгиваемой оросителем жидкости происходит даже при значительных колебаниях расходов по газу.На фиг.1 представлен аппарат для очистки газа на фиг.2 - разрез А-А на фиг.3 - часть сепарационной зоны с секторными каналами на фиг. 4 - то же со спиральным каналом на фиг.5 - вид Б секторного канала.Аппарат для очистки газа представляет собой комбинированное устройство, содержащее сухую и мокрую ступени очистки газа. Аппарат содержит патрубок для удаления уловленной пыли 1 . Отверстие 2 в нижнем основании цилиндроконического завихрителя служит для удаления байпасного газового потока. Сухая и мокрая ступени очистки разделены наклонной перегородкой 3, являющейся днищем бункера сбора жидкости. Отвод отсепарированной жидкости осуществляется через патрубок 4, а шлама через патрубок 5. Центральная труба циклонного устройства 6 являетсяоснованием Цилиндроконического завихрителя, осуществляющего закрутку поступающего газового потока. Внутри корпуса 7 установлен сепаратор, верхняя И средняя часть которого снабжена секторнь 1 ми каналами 8,отбортованнь 1 ми внутрь сепаратора. Корпус аппарата оканчивается патрубком для выхода очищенного газа 9. В верхней части корпуса соосно с сепаратором установлен ороситель 10, выполненный в виде трубы с отверстиями для подачи жидкости. Корпус 1 1 является Центральной трубой сепарационного устройства. Вход запыленного газового потока в сухую ступень очистки производится через тангенциальный патрубок 12. Коническая форма корпуса циклона 13 И перегородки 14 в нижней части Цилиндроконического завихрителя 6 способствует беспрепятственному удалению осевшей в циклоне пыли. Вторичная закрутка газового патока, поступающего в сепарационное устройство, осуществляется с помощью наклонных лопаток 15 цилиндроконического завихрителя 6.В аппарате со спиральными каналами последние образуются между согнутой по тупым углом спиральной пластиной 16 И корпусом сепаратора 1 1.В предлагаемом устройстве бункер сбора жидкости 17 представляет собой кольцевой канал, образованный стенкой корпуса аппарата 7 И центральной трубой циклонного устройства 6, разделенный корпусом сепаратора 1 1. Сообщение двух каналов осуществляется через патрубок 4. Аппарат для очистки газа работает следующим образом.Газовый поток, содержащий твердые или жидкие частицы, поступает в аппарат через тангенциальный патрубок 12 в верхнюю часть циклона 13 И получает вращательное движение, расположение тангенциального патрубка 12 под углом к оси циклона 13 обеспечивает увеличение производительности и эффективности за счет усиления гравитационной сИль 1,воздействующей на твердые частицы. Кроме того,благодаря интенсивному вращательному движению возникает центробежная сила, под действием которой твердые частицы отбрасываются к стенке корпуса циклона 13 И при совместном действии гравитационных И аэродинамических сил байпасного потока сползают через кольцевой зазор, образованный конической перегородкой 14 и корпусом циклона 13 к патрубку выгрузки уловленной пыли 1. Наличие конической перегородки 14 снижает продольное перемешивание газа в бункере за счет исключения вторичных осевых вихрей. Это способствует повышению эффективности очистки И отделению более мелких частиц. Удаление байпасного потока осуществляется через отверстие 2 во внутреннюю область завихрителя 6, где он смешивается с основным потоком. Коническая форма перегородки 14 Исключает образование застойной зоны, т.к. оседающая пыль не задерживается на ее поверхности, а под действием силы тяжести движется к зазору. Кроме этого,стенка перегородки 14 И корпуса циклона 13 создают условия для равномерного входа газового потока в межлопастное пространство цилиндроконического завихрителя 6.Применение цилиндроконического завихрителя 6 в аппарате наиболее предпочтительно, т.к. эта конструкция не содержит горизонтально расположенных деталей, вызывающих образование застойных зон И позволяет создать симметрично закрученный поток с интенсивным аэродинамическим режимом движения. Выходящий на завихрителя поток газа, вращаясь,поднимается вверх к выходному концу сепаратора 1 1. Жидкость для орошения поступает по трубе оросителя 10 И разбрызгивается через отверстия в мокрой ступени аппарата. Вращающийся газовый поток дробит струи жидкости на капли, которые под действием центробежной силь 1 отбрасываются к стенкам сепаратора 1 1. Осаждение пыли происходит при прохождении газового потока сквозь слой мелкодисперсных капель за счет соударения твердых частиц с каплями жидкости, а также при трении потока газа о поверхность пленки жидкости,стекающей по стенке сепаратора 1 1 за счет сил инерции И диффузии. Интенсификация процесса очистки происходит также за счет использования концевых эффектов при ударах капель о стекающую пленку жидкости И при пульс ациях газового потока,образующихся за счет сужения И расширения его при прохождении каналов 8 или 16. Все это способствует эффективному взаимодействию газа с жидкостью, увеличивает время контакта И позволяет получить большую поверхность соприкосновения фаз, что в конечном счете приводит к увеличению эффективности очистки.В аппарате удаление жидкости может осуществляться через секторные каналы 8, образованные отбортованными вовнутрь участками стенки сепарационного устройства 1 1.Данная конструкция сепаратора позволяет удалять практически всю жидкость, отбрасываемую центробежной силой газового потока. Собранная в кольцевом зазоре между корпусом 7 мокрой ступени аппарата И корпусом сепаратора 11 жидкость стекает через патрубок 5.Для предотвращения попадания жидкости в нижнюю сухую ступень очистки при колебаниях расхода газового потока предусмотрен другой кольцевой сборник жидкости, образованный корпусом сепаратора 1 1 И цилиндрическим кольцом цилиндроконического завихрителя 6. Слив накопленной жидкости осуществляется через патрубок 4, расположенный внутри патрубка 5. В обоих кольцевых сборниках жидкости днищем служит наклонная перегородка 3,разделяющая аппарат на мокрую И сухую ступени. Выполнение ее под наклоном исключает образование застойных зон и способствует равномерной закрутке газового потока в сухой ступени.Другой конструкцией, служащей для удаления из аппарата жидкости, является сепаратор со сплошной стенкой И спиральным каналом, образованным согнутой под тупым углом спиральной пластиной 16 И корпусом сепаратора 11. Эта конструкция позволяет отказаться от перфорированного сепаратора И тем самым снизить металлоемкость конструкции. Спиральный канал выполняют по всей длине сепаратора вплотьдо кольцевого зазора между корпусом сепаратора 1 1 и цилиндрическим кольцом цилиндроконического завихрителя 6.Преимуществами предложенного решения по сравнению с прототипом являются- отсутствие застойных зон, где возможно скопление уловленной пыли и вторичный унос ее газовым потоком- использование конических наклонных перегородок,предотвращающих зарастание зон сепарации в мокрой и сухой ступенях, итемсамым повышающих надежность работы аппарата- более высокая производительность и эффективность работы аппарата за счет установки тангенциального входного патрубка поднаклоном иусовершенствования узла сепарации капель- снижение материалоемкости в случае применения спиральных каналов для слива шлама.Формула изобретения 1. Аппарат для очистки газа, включающий корпус с тангенциальным газоподводящим патрубком,разделенный перегородкой на мокрый пылеуловитель,содержащий бункер сбора жидкости, ороситель в видеперфорированной трубы, сепарационное устройство,и Циклонное устройство с центральной трубой, снабженное перегородкой с центральным отверстием и размещенным на ней завихрителем, отличающийся тем, что перегородка, разделяющая мокрый пь 1 леуловитель и Циклонное устройство, расположена наклонно к оси аппарата, а закрепленный на ней завихритель имеет цилиндроконическую форму, причем между его боковой цилиндрической стенкой и стенкой сепарационного устройства имеется кольцевой канал для сбора и удаления жидкости.3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что сепарационное устройство выполнено с секторными каналами, образованными отбортованными вовнутрь участками стенки сепарационного устройства.4. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что сепарационное устройство выполнено со спиральным каналом, образованный согнутой под тупым углом спиральной пластиной и сплошной стенкой сепарационного устройства.