RU2108137C1

RU2108137C1 - Gas scrubbing device

Info

Publication number: RU2108137C1
Application number: RU96119525A
Authority: RU
Inventors: О.Г. Беккер; О.И. Квасенков; П.А. Горшенин
Original assignee: Российский заочный институт текстильной и легкой промышленности
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1998-04-10

Abstract

FIELD: industrial ecology. SUBSTANCE: device includes sectionalized housing with perforated rotor fitted on hollow drive shaft. Perforated rotor is provided with perforated ferrules forming hydraulic seals relative to its ends; device is also provided with perforated stator embracing the rotor and branch pipes for supply and discharge of gas and liquid; perforations of rotor and ferrules are made in the form of Laval nozzles; nozzles of ferrules are provided with rod resonators fitted in them. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к промышленной экологии, а именно к оборудованию для мокрой очистки выхлопных газов различных производств. The invention relates to industrial ecology, and in particular to equipment for wet cleaning of exhaust gases of various industries.

Известно устройство для мокрой газоочистки, содержащее секционированный корпус, размещенный в нем на полом приводном валу перфорированный цилиндрический ротор, патрубок подачи жидкости, сообщенный с полостью вала, патрубок отвода газа, сообщенный с полостью ротора, и патрубки подачи газа и отвода жидкости, сообщенные с разными секциями корпуса (Горшенин П.П., Квасенков О. И., Беккер О.Г. Аппарат для поглощения капсаицина в производстве CO₂-экстракта перца красного жгучего//Международная научно-практическая конференция "Научные основы высоких технологий и техники использования диоксида углерода в пищевой промышленности". Тезисы докладов. - Краснодар: КНИИХП, 1995, с. 17 - 18).A device for wet gas purification is known, comprising a sectioned housing, a perforated cylindrical rotor placed on it on a hollow drive shaft, a fluid supply pipe in communication with the shaft cavity, a gas exhaust pipe in communication with the rotor cavity, and gas supply and fluid discharge pipes in communication with different sections of the body (Gorshenin P.P., Kvasenkov O.I., Bekker O.G. Apparatus for absorption of capsaicin in the production of CO ₂ -extract of red hot pepper // International Scientific and Practical Conference "Scientific Foundations of High technologies and techniques for the use of carbon dioxide in the food industry. "Abstracts. - Krasnodar: KNIIHP, 1995, p. 17 - 18).

Недостатками этого устройства являются низкая эффективность газоочистки и высокий расход жидкости. The disadvantages of this device are the low efficiency of gas purification and high flow rate.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для мокрой газоочистки, содержащее секционированый корпус, размещенный в нем на полом приводном валу перфорированный цилиндрический ротор, перфорация которого имеет вид сопел Лаваля, охватывающий ротор статор с каналами подачи газа, патрубок подачи жидкости, сообщенный с полостью вала, патрубок отвода газа, сообщенный с полостью ротора, и патрубки подачи газа и отвода жидкости, сообщенные с разными секциями корпуса (Квасенков О.И., Беккер О.Г., Горшенин П. П. , Былинкин Б.С. Устройство мокрой газоочистки//Промышленная энергетика, 1995, N 10, с. 47 - 48). Closest to the proposed device is a wet gas scrubber containing a sectioned housing, a perforated cylindrical rotor located on it on a hollow drive shaft, the perforation of which is in the form of Laval nozzles, covering the rotor stator with gas supply channels, a fluid supply pipe in communication with the shaft cavity, a pipe the gas outlet communicated with the rotor cavity, and the gas supply and liquid discharge pipes communicated with different sections of the housing (Kvasenkov O.I., Bekker O.G., Gorshenin P.P., Bylinkin B.S. swarm of gas purification // Industrial Energy, 1995, N 10, pp. 47 - 48).

Это устройство обладает несколько большей эффективностью газоочистки, но сохраняет в полной мере высокий расход жидкости. This device has a slightly greater gas cleaning efficiency, but retains a fully high liquid flow rate.

Техническим результатом изобретения является снижение расхода жидкости и повышение эффективности газоочистки. The technical result of the invention is to reduce fluid flow and increase the efficiency of gas purification.

Этот результат достигается тем, что в устройстве для мокрой газоочистки, содержащем секционированный корпус, размещенный в нем на полом приводном валу перфорированный цилиндрический ротор, перфорация которого имеет вид сопел Лаваля, охватывающий ротор статор с каналами подачи газа, патрубок подачи жидкости, сообщенный с полостью вала, патрубок отвода газа, сообщенный с полостью ротора, и патрубки подачи газа и отвода жидкости, сообщенные с разными секциями корпуса, согласно изобретению, ротор снабжен по меньшей мере одной внутренней цилиндрической перфорированной обечайкой, установленной с образованием гидравлического затвора относительно одного из его торцов, и стержневыми резонаторами, размещенными в перфорации обечаек. This result is achieved by the fact that in a device for wet gas purification containing a sectioned housing, a perforated cylindrical rotor located on it on a hollow drive shaft, the perforation of which is in the form of Laval nozzles, covering the rotor of the stator with gas supply channels, a fluid supply pipe in communication with the shaft cavity , a gas outlet pipe connected to the rotor cavity, and gas supply and liquid pipes connected to different sections of the housing according to the invention, the rotor is provided with at least one inner cylinder an indian perforated shell mounted with the formation of a hydraulic shutter relative to one of its ends, and rod resonators placed in the perforation of the shells.

Это позволяет увеличить кратность контакта газа с жидкостью в процессе очистки, что позволяет в свою очередь увеличить степень насыщения жидкости вредными веществами и, тем самым, повысить эффективность газоочистки и снизить расход жидкости. This allows you to increase the multiplicity of gas contact with the liquid during the cleaning process, which in turn allows you to increase the degree of saturation of the liquid with harmful substances and, thereby, increase the efficiency of gas purification and reduce fluid consumption.

В предпочтительном варианте отверстия смежных обечаек и ротора выполнены несоосно. In a preferred embodiment, the openings of adjacent shells and rotor are made misaligned.

Это позволяет дополнительно повысить эффективность газоочистки. This allows you to further increase the efficiency of gas purification.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - увеличенный фрагмент I фиг. 1. In FIG. 1 shows the proposed device, a longitudinal section; in FIG. 2 is an enlarged fragment I of FIG. one.

Устройство для мокрой газоочистки содержит корпус 1, разделенный перегородкой 2 на секции 3 и 4, сообщенные с патрубками 5 и 6 подачи газа и отвода жидкости соответственно, статор 7 с каналами 8 для подачи газа, размещенный в секции 3, полый приводной вал 9, полость которого сообщена с патрубком 10 подачи жидкости, с отверстиями 11 для ее прохода, а также цилиндрический перфорированный ротор 12 с одной или несколькими перфорированными цилиндрическими обечайками 13, образующими гидравлические затворы 14 относительно его торцов в шахматном порядке, и патрубок 15 отвода газа, сообщенный с полостью ротора 12. Перфорация ротора 12 и его обечаек 13 имеет вид сопел 16 Лаваля. В соплах 16 обечаек 13 установлены стержневые резонаторы 17, а сами сопла размещены в смежных обечайках 13 и роторе 12 несоосно. The wet gas purification device comprises a housing 1, divided by a partition 2 into sections 3 and 4, in communication with gas supply and discharge pipes 5 and 6, respectively, a stator 7 with gas supply channels 8 located in section 3, a hollow drive shaft 9, a cavity which is in communication with the fluid supply pipe 10, with openings 11 for its passage, as well as a cylindrical perforated rotor 12 with one or more perforated cylindrical shells 13 forming hydraulic shutters 14 relative to its ends in a checkerboard pattern, and p a gas outlet pipe 15 in communication with the cavity of the rotor 12. The perforation of the rotor 12 and its shells 13 has the form of Laval nozzles 16. In the nozzles 16 of the shells 13, rod resonators 17 are installed, and the nozzles themselves are placed in adjacent shells 13 and the rotor 12 misaligned.

При работе устройства жидкость, используемую для очистки газа, подают через патрубок 10, полость вала 9 и отверстия 11 на внутреннюю поверхность ближней к оси вращения обечайки 13. Ротор 12 с обечайками 13 приводят во вращение от привода (не показан) через полый вал 9. В поле центробежных сил жидкость распределяется по внутренней поверхности обечайки в виде пленки и постепенно под действием центробежных сил проходит по всей обечайке 13, далее через гидравлический затвор 14 на следующую обечайку 13 или на ротор 12, с которого отработанная жидкость стекает в секцию 4 корпуса 1 и удаляется из нее по патрубку 6. Очищаемый газ подают по патрубку 5 в секцию 3 корпуса 1, откуда он в импульсном режиме при периодическом совпадении каналов 8 статора 7 с соплами 16 ротора 12 проходит через пленку жидкости на поверхности ротора 12 и последовательно через аналогичные сопла 16 обечаек 13 и пленки жидкости на их поверхностях, а затем удаляется из корпуса 1 по патрубку 15. During operation of the device, the liquid used for gas purification is supplied through the pipe 10, the cavity of the shaft 9 and the holes 11 to the inner surface of the shell 13 that is closest to the axis of rotation. The rotor 12 with the shells 13 is rotated from a drive (not shown) through the hollow shaft 9. In the field of centrifugal forces, the liquid is distributed on the inner surface of the shell in the form of a film and gradually under the action of centrifugal forces passes through the entire shell 13, then through the hydraulic shutter 14 to the next shell 13 or to the rotor 12, from which the spent liquid is it flows into section 4 of housing 1 and is removed from it through pipe 6. Purified gas is supplied through pipe 5 to section 3 of housing 1, from where it is pulsed when the channels 8 of stator 7 coincide with nozzles 16 of rotor 12 and passes through a film of liquid on the surface of the rotor 12 and sequentially through similar nozzles 16 of the shells 13 and the liquid film on their surfaces, and then removed from the housing 1 through the pipe 15.

В соплах 16 обечаек 13 при импульсном режиме течения газовый поток вызывает колебания резонаторов 17 с акустической частотой. На выходе из сопел 16 скорость истечения газового потока достигает сверхзвуковой, в результате чего происходит турбулентный срыв струй, сопровождающийся образованием и схлопыванием кавитационных полостей, особенно интенсивный на поверхности ротора 12 в момент перекрытия его сопел 16 статором 7. В итоге в зоне контакта фаз происходит генерирование колебаний ультразвуковых частот. В условиях активного обновления поверхности контакта фаз во вращающемся барботажном слое и интенсификации массообменных процессов в поле ультразвуковых колебаний и в условиях постоянного изменения направления движения газовой фазы при несоосном расположении сопел 16 смежных обечаек 13 и ротора 12 в каждом барботажном слое концентрация загрязнителя достигает равновесного значения. Конструкция установки обеспечивает противоточное контактирование в радиальном направлении, что позволяет снизить равновесную концентрацию загрязнителя на выходе газовой фазы, что повышает степень очистки газа, и увеличить его равновесную концентрацию, практически до насыщения жидкой фазы, на ее выходе из устройства, что позволяет сократить расход жидкости. Следует отметить, что снижение расхода жидкой фазы и повышение эффективности очистки газовой фазы пропорциональны количеству устанавливаемых в устройстве обечаек ротора, а увеличение их количества при сохранении постоянной суммарной поверхности в свою очередь ведет к уменьшению габаритных размеров устройства и снижению его материалоемкости за счет уменьшения массы корпусных деталей. In the nozzles 16 of the shells 13, in a pulsed flow regime, the gas flow causes oscillations of the resonators 17 with an acoustic frequency. At the exit from the nozzles 16, the gas flow outflow rate reaches supersonic, resulting in a turbulent disruption of the jets, accompanied by the formation and collapse of cavitation cavities, which is especially intense on the surface of the rotor 12 at the moment of shutting off its nozzles 16 by the stator 7. As a result, generation occurs in the phase contact zone fluctuations in ultrasonic frequencies. Under conditions of active updating of the contact surface of the phases in the rotating bubbling layer and intensification of mass transfer processes in the field of ultrasonic vibrations and in the conditions of a constant change in the direction of motion of the gas phase with the misaligned arrangement of nozzles 16 adjacent shells 13 and rotor 12 in each bubble layer, the concentration of the contaminant reaches an equilibrium value. The design of the installation provides countercurrent contacting in the radial direction, which allows to reduce the equilibrium concentration of the pollutant at the outlet of the gas phase, which increases the degree of gas purification, and increase its equilibrium concentration, practically until the liquid phase is saturated, at its exit from the device, which allows to reduce the liquid flow rate. It should be noted that a decrease in the flow rate of the liquid phase and an increase in the efficiency of cleaning the gas phase are proportional to the number of rotor shells installed in the device, while an increase in their number while maintaining a constant total surface in turn leads to a decrease in the overall dimensions of the device and a decrease in its material consumption due to a decrease in the mass of body parts .

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет сократить расход жидкости, повысить эффективность газоочистки и обладает сниженной материалоемкостью. Thus, the proposed device can reduce fluid consumption, increase the efficiency of gas purification and has a reduced material consumption.

Claims

1. A device for wet gas purification, comprising a sectioned housing, a perforated cylindrical rotor located on it on a hollow drive shaft, the perforation of which is in the form of Laval nozzles, a rotor stator with gas supply channels, a fluid supply pipe in communication with the shaft cavity, a gas discharge pipe communicated with the rotor cavity, and gas supply and fluid outlet pipes communicating with different sections of the housing, characterized in that the rotor is provided with at least one inner cylindrical perforated shell installed with the formation of a hydraulic shutter relative to one of its ends, and rod resonators placed in the perforation of the shells.

2. The device according to claim 1, characterized in that the openings of adjacent shells and rotor are made misaligned.