Аппарат для обработки газа
Изобретение относится к средствам очистки и тепломассообменной обработки газов. Аппарат содержит тангенциальный входной патрубок, выхлопную трубу, распределительную камеру для жидкости, закручиватель, сепарационную камеру и каплеотделитель, размещенный в выходном патрубке газа. В аппарате достигается высокая эффективность обработки за счет организации в одном аппарате пяти ступеней обработки газа: в пространстве между корпусом и выхлопной трубок, на закручивателе, в выхлопной трубе, в сепарационной камере и в каплеотделителе, размещенном в выходном патрубке газа. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к средствам очистки и тепломассообменной обработки газов и может быть использовано в химической, топливно-энергетической промышленности, в частности, в отопительных котельных на любом топливе, а также в схемах оборотного водоснабжения.
Известно устройство для обработки газа (авт.св. СССР N 441026, кл. B 01 D 47/04, 1974), включающее корпус с патрубками ввода газа и штуцерами ввода и вывода жидкости, вертикальную выхлопную трубу, установленную соосно с корпусом, сепаратор и закручиватель, выполненный в виде частично перекрывающих друг друга лопаток, имеющих форму прямоугольной трапеции. Недостатком указанного устройства является снижение эффективности процесса обработки газа при больших объемах последнего, так как с увеличением скорости закручивания газа либо при увеличении размеров устройства жидкость в бункере приобретает интенсивное вращательное движение, образуя воронку с понижением уровня жидкости к оси бункера, т.е. сокращается поверхность тепломассообмена жидкости с газом. Известно также устройство для обработки газов (авт.св. СССР N 912228, кл. B 01 D 47/02, 1982) - ближайший аналог, включающее корпус с тангенциальным патрубком ввода газа, штуцерами ввода и вывода жидкости, вертикальную выхлопную трубу, установленную соосно с корпусом, сепаратор, патрубок отвода газа и закручиватель, выполненный в виде частично перекрывающих друг друга лопаток, имеющих форму прямоугольной трапеции, прикрепленных к корпусу большими основаниями, а верхними кромками к трубе, при этом верхние кромки лопаток перекрывают сечение трубы по касательным, проведенным к траекториям Архимедовых спиралей, исходящих из центра сечения трубы в точках пересечения их с трубой, а сами лопатки введены внутрь трубы на величину не более 1/3 длины хорды, образуемой при условном продолжении и пересечении трубы плоскостью лопатки. Недостатком известного устройства является невозможность дальнейшего повышения эффективности его работы, так как конструкция устройства не позволяет организовать дополнительные ступени тепломассообмена газа с жидкостью. Кроме того, используемый в устройстве сепаратор не позволяет обеспечить минимальный унос капельной влаги из аппарата, а также использовать ее для осуществления дополнительной ступени тепломассообмена. Изобретение направлено на решение технической задачи повышения эффективности процессов обработки газа за счет организации дополнительных ступеней теплообмена, тепломассообмена и улучшения этих процессов на пластинах закручивателя и в выхлопной трубе, а также уменьшения каплеуноса из аппарата путем создания дополнительной ступени сепарации влаги. Технический результат достигается тем, что аппарат снабжен распределительной камерой для жидкости и сообщенной с ней через гидрозатворы сепарационной камерой, каплеуловителем (сепаратором), размещенным в выходном патрубке, регулятором уровня жидкости, при этом лопатки закручивателя выполнены в виде расположенных в одной плоскости пучков параллельных трубок, присоединенных к коллекторам, все лопатки соединены в последовательную цепь, подключенную к отводам для подачи и выхода жидкости, кроме того, в выхлопной трубе размещен спиральный теплообменник. Таким образом, значительно улучшается тепломассообмен на лопатках закручивателя за счет того, что конструктивно они выполнены как трубчатые теплообменники. Значительное улучшение тепломассообмена осуществляется в выхлопной трубе аппарата за счет использования размещенного внутри трубы спирального теплообменника. Кроме того, тепломассообмен между газом и жидкостью осуществляется в сепарационной камере и на пластинах каплеотделителя, размещенного в выходном патрубке, за счет того, что в поддон выходного патрубка поступает подпитывающая жидкость, которая омывает нижние части пластин каплеотделителя, охлаждая их, и через щелевое отверстие в стенке поддона переливается в сепарационную камеру, подмешиваясь к выпадающим из обрабатываемого газа каплям жидкости. Следовательно, в предлагаемом аппарате улучшается процесс обработки газа в сравнении с существующими аналогами, что в конечном счете повышает эффективность обработки газа. Анализ аналогов показал, что заявляемое техническое решение является новым. Новизна заключается в том, что не только улучшен процесс обработки газа на существующих в аналогах элементах, но и организованы дополнительные ступени обработки газа, кроме того, примененный регулятор уровня позволяет пополнять потери жидкости на испарение, унос и частичный слив со шламом за счет подачи подпитывающей жидкости в поддон выходного патрубка. Изобретение является промышленно применимым, так как включает в себя применяемое устройство по авт.св. СССР N 912228, снабженное работоспособными элементами, повышающими эффективность обработки газа за счет процесса тепломассообмена (на поверхности пластин закручивателя в виде пучков труб, спирального теплообменника) и применением регулятора уровня и пластинчатого каплеотделителя (сепаратора). На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - фрагмент корпуса с пластинами закручивателя; на фиг. 4 - вид аппарат сверху; на фиг. 5 - узел I на фиг. 1. Аппарат для обработки газа включает корпус 1, состоящий из нижней части - поддона 2 и верхней части, образующей сепарационную камеру 3. Сепарационная камера 3 отделена от кольцевого пространства между корпусом и выхлопной трубой 4, расположенной соосно с корпусом и имеющей скошенный под углом к горизонту верхний торец, сплошным кольцевым потолком 5, прикрепленным к выхлопной трубе 4. Ниже кольцевого потолка 5, выше тангенциального газоподводящего патрубка 6 на выхлопной трубе 4 закреплено с зазором от стенок корпуса 1 и трубы 4 днище 7. Пространство между потолком 5 и днищем 7 образует сепарационную камеру 8 для жидкости. В кольцевом потолке закреплены штуцеры 9, закрытые стаканами 10 с отверстиями в стенках, образующие вместе со стаканами гидрозатворы. В распределительную камеру 8 введены под углом к горизонту штуцеры 11 для подачи жидкости, ориентированные в сторону потолка 5. К сепарационной камере 3 присоединен выходной патрубок 12 для отвода газа, снабженный поддоном 13 со щелевым отверстием 14 в стенке. В патрубке 12 размещен с зазором от дна поддона 13 пластинчатый каплеотделитель (сепаратор) 15. К выхлопной трубе снизу примыкают лопатки закручивателя газового потока, изготовленные в виде расположенных в одной плоскости параллельных пучков трубок 16, присоединенных к коллекторам 17. Лопатки закреплены в корпусе 1 на кронштейнах 18 и соединены между собой в последовательную цепь трубами 19, подключенными к отводам 20 и 21 для подачи и выхода жидкости, закрепленным в корпусе 1. Корпус 1 соединен трубкой 22 с газовой полостью корпуса регулятора уровня жидкости 23, жидкостная часть которого присоединена трубкой 24 к сливной трубе 25 поддона 2. В корпусе регулятора уровня 23 размещен датчик уровня 26, соединенный электрически через промежуточное реле 27 с соленоидным клапаном 28, через который по трубе 29 в поддон 13 выходного патрубка газа 12 подается подпитывающая жидкость. Сливная труба 25 снабжена вентилем 30. В выхлопной трубе 4 смонтирован теплообменник, изготовленный в виде двух свернутых в спирали 31 и 32 трубок, соединенных последовательно, размещенных коаксиально вокруг центральной оси трубы 4. Теплообменник присоединен к отводам 33 и 34 для подачи жидкости, закрепленным в крышке 35 корпуса 1. Аппарат для обработки газа работает следующим образом. Вентиль 30 закрывают. На промежуточное реле 27 подается питание
Формула изобретения
1. Аппарат для обработки газа, содержащий корпус с тангенциальным патрубком ввода газа, патрубком выхода газа, штуцерами ввода и вывода жидкости, вертикальную выхлопную трубу, установленную соосно с корпусом, сепаратор, закручиватель, выполненный в виде частично перекрывающих друг друга лопаток, имеющих форму прямоугольной трапеции, прикрепленных большими основаниями к корпусу, а верхними кромками к трубе, при этом верхние кромки лопаток перекрывают сечение выхлопной трубы по касательным, проведенным к траекториям архимедовых спиралей, исходящих из центра сечения трубы в точках пересечения их с трубой и введенных внутрь трубы на величину не более 1/3 длины хорды, образуемой при условном продолжении и пересечении трубы плоскостью лопатки, отличающийся тем, что аппарат снабжен распределительной камерой для жидкости, размещенной в корпусе выше патрубка ввода газа, выполненной с днищем, установленным с зазором от стенок корпуса и выхлопной трубы и со сплошным кольцевым потолком, а штуцера подачи жидкости введены в камеру под углом к горизонту и ориентированы в сторону потолка, над которым размещена сепарационная камера, сообщенная с распределительной камерой через гидрозатворы, смонтированные в кольцевом потолке, патрубок выхода газа из сепарационной камеры установлен горизонтально и выполнен с поддоном, сообщенным через щелевое отверстие с сепарационной камерой, сепаратор размещен в патрубке выхода газа и установлен с зазором от дна поддона, верхний торец выхлопной трубы срезан под острым углом к горизонту, лопатки закручивателя изготовлены в виде расположенных в одной плоскости пучков параллельных трубок, входы и выходы которых присоединены к коллекторам, при этом лопатки соединены между собой в последовательную цепь, подключенную к закрепленным в корпусе аппарата отводам для подачи и выхода жидкости, рядом с нижней частью корпуса аппарата размещен регулятор уровня жидкости, газовая полость которого соединена трубкой с аппаратом, а жидкостная часть - со штуцером вывода жидкости из аппарата, при этом датчик регулятора уровня жидкости, находящийся в корпусе регулятора, соединен электрически через промежуточное реле с соленоидным клапаном, соединенным трубой с поддоном патрубка выхода газа. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что внутри выхлопной трубы смонтирован теплообменник, изготовленный в виде двух свернутых в спирали трубок, соединенных последовательно, размещенных коаксиально вокруг центральной оси трубы и присоединенных к закрепленным в крышке корпуса аппарата отводам для подачи и выхода жидкости.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5