RU2217219C2

RU2217219C2 - Gas scrubbing unit

Info

Publication number: RU2217219C2
Application number: RU2001117560A
Authority: RU
Inventors: Н.Н. Городилов; А.Н. Городилов
Original assignee: ОАО "Разрез Кедровский"
Priority date: 2001-06-22
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2003-11-27

Abstract

FIELD: gas scrubbing units. SUBSTANCE: proposed gas scrubbing unit has U-shaped housing with helical partition, hydraulic seal, gas inlet and outlet branch pipes, sprinklers located inside housing, vertical tubular collector for communication of pump supplying water from sludge settler and sprinklers. Novelty of invention consists in form of water drains having shape of boxes located in housing across flow of gas moving inside it; overflow lips of water drains are directed towards motion of gas and wall opposite to overflow lip is engageable at obtuse angle with its bottom having several equidistant holes whose diameter does not exceed depth of water above overflow lip. Besides that, pressure pipe line supplying water from sludge settler is connected coaxially to bottom of vertical tubular collector; diameter of water pipe line is lesser than diameter of collector by 4-6 times; pump delivers clarified water from sludge settler; pressure water pipe line connected to pump and equipped with drain cock, as well as hydraulic seal mounted on drain of water-and-sludge mixture from housing are located in warm room above sludge settler where ambient temperature does not drop below 0 C. Secured in lower portion of housing at its outlet is water receiver to which pipe line discharging water to hydraulic seal is connected; outlet branch pipe is made in form of elbow with outlet hole directed upward; it is located inside smoke stack of larger diameter. EFFECT: enhanced efficiency of cleaning. 5 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к топливно-энергетической промышленности и может быть использовано в очистных сооружениях, а более конкретно к оборудованию котельных установок, работающих на угольном топливе. The invention relates to the fuel and energy industry and can be used in wastewater treatment plants, and more particularly to the equipment of coal-fired boiler plants.

Известны вихревые аппараты для очистки газов, состоящие из вертикально расположенного корпуса с тангенциальным лопастным завихрением и соосно расположенным перфорированным трубчатым оросителем с щелевыми прорезями под углом к оси аппарата (1). Known vortex devices for cleaning gases, consisting of a vertically arranged housing with a tangential blade vortex and coaxially arranged perforated tubular irrigation with slotted slots at an angle to the axis of the apparatus (1).

Также известны устройства для очистки дымовых газов, содержащие цилиндрический корпус, винтовую перегородку, ороситель в виде перфорированной трубы, расположенной в верхней части корпуса, патрубков ввода и вывода газа и жидкости, где соосно спирали и корпусу размещена дренажная труба (2). Flue gas purification devices are also known, containing a cylindrical body, a helical partition, an irrigator in the form of a perforated pipe located in the upper part of the body, gas and liquid inlet and outlet nozzles, where a drain pipe is placed coaxially with the spiral and the body (2).

Недостатками указанных устройств являются низкая надежность их работы из-за засорения оросителей, а также неэффективное увлажнение в зоне орошения. The disadvantages of these devices are the low reliability of their work due to clogging of irrigators, as well as inefficient humidification in the irrigation zone.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для мокрой очистки газов, содержащее U-образный корпус с винтовой перегородкой, входные и выходные патрубки для газа и воды, перфорированные оросители, расположенные вверху корпуса на расстоянии, равном половине шага винтовой перегородки, и соединенные с вертикальным трубным коллектором, в который вода поступает из шламоотстойника посредством эрлифта (3). The closest in technical essence to the invention is a device for wet gas purification, comprising a U-shaped housing with a screw partition, inlet and outlet nozzles for gas and water, perforated sprinklers located at the top of the housing at a distance equal to half the pitch of the screw partition, and connected to vertical pipe collector, into which water enters from the sludge tank by means of airlift (3).

Недостатком прототипа является низкая эффективность и надежность работы, т. к. при использовании для орошения осветленной воды возможна зашламовка коллектора в нижней его части, где к нему соединяются патрубки, подающие воду к оросителям, а также при использовании для разбрызгивания воды в перфорированном оросителе мелких отверстий или щелей могут зашламовываться и оросители, а при внезапном прекращении подачи воды к оросителям с одновременным снижением температуры окружающей среды ниже нуля может произойти замерзание оставшейся в оросителях воды и последующий их разрыв от образовавшегося в них льда, к тому же в данной установке имеется большой брызгоунос. The disadvantage of the prototype is the low efficiency and reliability, because when using clarified water for irrigation, the collector may be clogged in its lower part, where pipes connecting water to the sprinklers are connected to it, and also when small holes are used to spray water in a perforated sprinkler or gaps can be sludge and sprinklers, and if the water supply to the sprinklers suddenly stops while the ambient temperature drops below zero, freezing of the remaining water carriers and their subsequent rupture from the ice formed in them, moreover, in this installation there is a large spray-boom.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы установки для мокрой очистки газов на основе повышения надежности ее работы, степени очистки газов и уменьшения брызгоуноса воды. The technical result of the invention is to increase the efficiency of the installation for wet gas purification based on increasing the reliability of its operation, the degree of gas purification and reducing the splash of water.

Технический результат достигается тем, что в указанном устройстве, состоящем из входного и выходного патрубков, соединенных с U-оборазным корпусом, где внутри линейных участков корпуса имеется винтовая перегородка, а над ней размещены оросители, выполненные в виде коробчатых водосливов и установленных в корпусе поперек траектории движения газа, а сливные пороги водосливов обращены в сторону по направлению движения газа. Стенка водослива, расположенная напротив его сливного порога, сопрягается с его дном под тупым углом, где в дне водослива имеется несколько эквидистантно расположенных между его боковинами сквозных отверстий диаметром не более глубины воды на пороге водослива. При этом насос, подающий осветленную воду из шламоотстойника, через напорный водопровод сообщается с трубным коллектором, к дну которого соосно соединен этот водопровод, где его диаметр в 4-6 раза меньше диаметра коллектора. Водосливы соединены водоводами с нижней частью трубного коллектора, из которого осветленная вода самотеком поступает в корпус устройства, а затем после орошения газа водошламовая смесь стекает по корпусу к выходной его части, где снизу корпуса закреплен водосборник, сообщающийся с помощью трубопровода с гидрозатвором, установленным в шламоотстойнике, куда через них сливается из корпуса водошламовая смесь. Гидрозатвор и насос, у которого со стороны напорного водопровода имеется сливной кран, размещены над шламоотстойником в теплом помещении, где температура не снижается ниже нуля градусов по шкале Цельсия. Выходной патрубок выполнен в виде колена, размещенного выпускным отверстием вверх в дымовой трубе большего диаметра. The technical result is achieved by the fact that in the specified device, consisting of inlet and outlet nozzles connected to a U-shaped housing, where inside the linear sections of the housing there is a screw partition, and above it sprinklers are arranged in the form of box-shaped spills and installed in the housing across the path gas movement, and the drainage weirs thresholds are turned to the side in the direction of gas movement. The wall of the spillway, located opposite its drainage threshold, mates with its bottom at an obtuse angle, where in the bottom of the spillway there are several through holes equidistantly located between its sidewalls with a diameter of not more than the depth of the water at the spillway threshold. At the same time, a pump supplying clarified water from a sludge tank through a pressure water pipe communicates with a pipe manifold, to the bottom of which this water pipe is coaxially connected, where its diameter is 4-6 times smaller than the diameter of the collector. Spillways are connected by water conduits to the lower part of the pipe collector, from which clarified water flows by gravity into the device body, and then, after gas irrigation, the water-sludge mixture flows down the body to its outlet part, where a water collector is fixed from the bottom of the body, communicating with a water trap installed in the sludge trap where the water-sludge mixture flows from them through the casing. A water trap and pump, which has a drain valve on the pressure side of the water supply, are located above the sludge trap in a warm room, where the temperature does not drop below zero degrees Celsius. The outlet pipe is made in the form of a bend, placed by an outlet upward in a chimney of a larger diameter.

Сравнительный анализ упомянутых выше решений и устройства показывает, что последнее отличается тем, что оросители выполнены в виде коробчатых водосливов, которые размещены внутри корпуса в верхней его части и расположены поперек двивижущемуся потоку газа, при этом их сливные пороги обращены в сторону по направлению движения газа, а противолежащая к сливному порогу стенка водослива сопрягается под тупым углом с его дном, в котором имеется несколько эквидистантно расположенных между боковинами водослива сквозных отверстий диаметром не более глубины воды над сливным порогом, причем к дну трубного коллектора соосно ему присоединен подводящий водопровод диаметром в 4-6 раза меньше, чем диаметр коллектора, а снизу корпуса у выходного его конца закреплен водосборник, сообщающийся трубопроводом с гидрозатвором, который вместе с насосом, подающим осветленную воду в коллектор, и сливным краном, присоединенным к напорному водопроводу, размещены у шламоотстойника в теплом помещении, при этом выходной патрубок выполнен в виде колена, загнутого выпускным отверстием вверх, и размещен внутри дымовой трубы большего диаметра. A comparative analysis of the solutions and devices mentioned above shows that the latter differs in that the sprinklers are made in the form of box-shaped spills, which are located inside the housing in its upper part and are located across a moving gas stream, while their drain thresholds are turned to the side in the direction of gas movement, and the side wall of the spillway, which is opposite to the drain threshold, is mated at an obtuse angle with its bottom, in which there are several through holes with a diameter not equidistant between the side walls of the spillway more than the depth of water above the drainage threshold, and to the bottom of the pipe collector coaxially connected to it is a supply water pipe with a diameter of 4-6 times less than the diameter of the collector, and a water collector is connected to the bottom of the housing at its outlet end, communicating with a water seal, which, together with a pump, feeds clarified water into the collector, and a drain valve connected to the pressure head water supply, are placed at the sludge trap in a warm room, while the outlet pipe is made in the form of a bend bent upward by the outlet, and the size ene inside chimney larger diameter.

На фиг. 1 представлен общий вид установки для мокрой очистки газов; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.4; на фиг.6 - разрез Е-Е на фиг. 3. In FIG. 1 shows a General view of the installation for wet gas purification; figure 2 is the same, a top view; figure 3 is a section aa in figure 1; figure 4 is a section bB in figure 2; figure 5 - section bb in figure 4; in Fig.6 is a section EE in Fig. 3.

Устройство для мокрой очистки газов состоит из U-образного корпуса 1, в котором на прямолинейных его участках размещены винтовые перегородки 2, где над ними установлено несколько оросителей, выполненных в виде водосливов 3, сообщающихся водоводами 4 с нижней частью вертикального трубного коллектора 5. Для подачи загрязненного газа к прямолинейному участку корпуса 1 присоединен входной патрубок 6, а для отвода очищенного газа из корпуса 1 к нему присоединен выходной патрубок 7, выполненный в виде колена с направлением выпускного отверстия вверх, который размещен внутри дымовой трубы 8 с диаметром, большим, чем патрубок 7. Всасывающий патрубок насоса 9 погружен ниже уровня воды в шламоотстойнике 10, при этом насос 9 соединен с коллектором 5 посредством водопровода 11, соосно закрепленного к дну коллектора 5, где внутренний диаметр водопровода 11 в 4-6 раза меньше диаметра трубного коллектора 5. В линейной части корпуса 1 со стороны выходного патрубка 7 снизу закреплен водосборник 12, который с гидрозатвором 13, погруженным ниже уровня шламоотстойника 10, сообщается посредством трубопровода 14. В теплом помещении 15, где температура окружающей среды не опускается ниже нуля градусов по Цельсию, расположены гидрозатвор 13 и насос 9, где на примыкающем к нему конце трубопровода 14 установлен сливной кран 16. Каждый водослив 3 имеет стенку 17, расположенную напротив сливного порога 18 и сопрягающуюся под тупым углом с дном 19, где просверлено несколько эквидистантно размещенных (расположенных на равном расстоянии друг от друга) сквозных отверстий 20 с диаметром не более глубины воды на пороге водослива 18. К торцам стенки 17 водослива, порога 18 и дна 19 присоединены боковины 21. Водосливы 3 установлены в корпусе 1 в верхней его части поперек траектории движения потока газа. Сливные пороги 18 водосливов 3 обращены в сторону по направлению движения газа в корпусе 1. The device for wet cleaning of gases consists of a U-shaped housing 1, in which screw partitions 2 are located on its straight sections, where several sprinklers are installed above them, made in the form of spillways 3, connected by conduits 4 to the bottom of the vertical pipe manifold 5. For supply the contaminated gas to the straight section of the housing 1 is connected to the inlet pipe 6, and for the removal of purified gas from the housing 1 to it is connected an outlet pipe 7 made in the form of a bend with the direction of the outlet inlet px, which is placed inside the chimney 8 with a diameter larger than the pipe 7. The suction pipe of the pump 9 is submerged below the water level in the sludge tank 10, while the pump 9 is connected to the collector 5 by means of a water pipe 11 coaxially fixed to the bottom of the collector 5, where the inner the diameter of the water supply 11 is 4-6 times smaller than the diameter of the pipe collector 5. In the linear part of the housing 1 from the side of the outlet pipe 7, a water collector 12 is fixed at the bottom, which is communicated through a pipeline with a water seal 13 submerged below the level of the sludge sump 10 14. In a warm room 15, where the ambient temperature does not fall below zero degrees Celsius, a water lock 13 and a pump 9 are located, where a drain valve 16 is installed at the adjacent end of the pipeline 16. Each spillway 3 has a wall 17 located opposite the drain threshold 18 and mating at an obtuse angle with the bottom 19, where several equidistantly located (equally spaced from each other) through holes 20 are drilled with a diameter of not more than the water depth at the spillway threshold 18. To the ends of the spillway wall 17, the threshold 18 and bottom 19 are connected to the sidewalls 21. Spillways 3 are installed in the housing 1 in its upper part transversely to the gas flow path. The drainage thresholds of 18 spillways 3 are turned to the side in the direction of gas movement in the housing 1.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В начале насос 9 при закрытом кране 16 подает под напором осветленную воду из шламоотстойника 10 по водопроводу 11 в коллектор 5, где вода, частично заполнив нижнюю часть коллектора 5, создает высокотурбулентный поток, исключающий зашламовку дна коллектора 5, откуда вода равномерными потоками самотечной подачей, за счет образованного в коллекторе 5 столба воды по водоводам 4 поступает к водосливам 3. Затем включается подача загрязненного газа, который поступает во входной патрубок 6, а из него в корпус 1, где поток газа, взаимодействуя с винтовой перегородкой 2, эавихряется и движется по винтовой траектории. В это время поступающая через водовод 4 вода заполняет короб водослива 3, плавно перетекая от стенки 17 по дну 19 к сливному порогу 18, через который вода плавно сливается, образуя широкий поток с небольшой глубиной над порогом 18, при этом незначительная часть воды сливается и через отверстия 20. Образованный при этом поток воды, падая вниз, расширяется и смешивается с газом, а при встрече потока газа и воды она разбрызгивается, связывая пылевые частицы и растворимые оксиды, загрязняющие газ, очищая газ от них. At the beginning, the pump 9, with the valve 16 closed, delivers clarified water from the sludge tank 10 through the water supply pipe 11 to the collector 5, where the water, partially filling the lower part of the collector 5, creates a highly turbulent flow, which prevents the bottom of the collector 5 from being clogged, from where the water flows by uniform flows by gravity, due to the column of water formed in the collector 5 through the water conduits 4, it flows to the weirs 3. Then, the supply of contaminated gas is turned on, which enters the inlet pipe 6, and from it into the housing 1, where the gas flow interacting with the screw partition 2, edits and moves along a helical path. At this time, the water entering through the conduit 4 fills the box of the spillway 3, smoothly flowing from the wall 17 along the bottom 19 to the drain threshold 18, through which the water smoothly drains, forming a wide stream with a small depth above the threshold 18, while a small part of the water drains through openings 20. The water flow formed in this case, falling down, expands and mixes with gas, and when the gas and water flow meet, it is sprayed, binding dust particles and soluble oxides polluting the gas, purifying the gas from them.

Собранная на внутренней поверхности корпуса 1 вода со шламом из пыли и оксидами стекает к водосборнику 12, а затем из него по трубопроводу 14 и гидрозатвору 13 в шламоотстойник 10, где производится последующее осветление воды. Очищенный газ из корпуса 1 подается в выходной патрубок 7, где в зоне его изгиба оставшиеся еще в газе капли воды задерживаются за счет центробежных сил на внутренней поверхности патрубка 7, снижая каплеунос воды. При остановке работы установки сначала прекращают подачу газа в патрубок 6, а затем выключается насос 9, что приводит к обезвоживанию всей установки потому, что вода самотеком выливается из коллектора 5, водоводов 4, через отверстия 20 из оросителей 3, а также из водосборника 12, трубопровода 14 и гидрозатвора 13, а после открытия крана 16 обезвоживается и водопровод 11. При низких температурах насос 9, гидрозатвор 13 и шламоотстойник 10 защищены от замерзания теплым помещением 15, а обезвоженная установка, расположенная вне помещения 15, при замерзании разрушена быть не может. В случае аварийной остановки устройства неочищенные газы могут быть пропущены внутри дымовой трубы 8 мимо выходного патрубка 7, имеющего диаметр, меньший, чем диаметр трубы 8, и выходное отверстие патрубка 7, направленное вверх. Collected on the inner surface of the housing 1, water with sludge from dust and oxides flows to the water collector 12, and then from it through a pipe 14 and a water trap 13 to a sludge trap 10, where water is subsequently clarified. The purified gas from the housing 1 is fed into the outlet pipe 7, where in the bending zone the water droplets remaining in the gas are retained by centrifugal forces on the inner surface of the pipe 7, reducing water droplet drop. When the installation is stopped, the gas supply to the nozzle 6 is first stopped, and then the pump 9 is turned off, which leads to dehydration of the entire installation because water is spontaneously poured out of the collector 5, water conduits 4, through openings 20 from irrigators 3, and also from the water collector 12, pipeline 14 and a water trap 13, and after opening the tap 16, the water supply system 11 is also dehydrated. At low temperatures, the pump 9, a water trap 13 and a sludge trap 10 are protected from freezing by a warm room 15, and a dehydrated installation located outside 15 is freezed azrushena can not be. In the event of an emergency stop of the device, untreated gases can be passed inside the chimney 8 past the outlet pipe 7 having a diameter smaller than the diameter of the pipe 8 and the outlet opening of the pipe 7 directed upward.

Применение предлагаемого изобретения позволит повысить эффективность очистки дымовых газов на действующих котельных, что значительно уменьшит загрязнение окружающей среды за счет снижения объемов выбросов в атмосферу, а также повысит надежность эксплуатации устройства в условиях низких температур, что даст высокий экономический эффект. The application of the present invention will improve the efficiency of flue gas cleaning at existing boiler houses, which will significantly reduce environmental pollution by reducing emissions, as well as increase the reliability of operation of the device at low temperatures, which will give a high economic effect.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Авт. свид. СССР 1316209, кл. В 01 D 47/06, 1987 г.SOURCES OF INFORMATION
1. Auth. testimonial. USSR 1316209, class B 01 D 47/06, 1987

2. Свидетельство РФ 2517, кл. 6 В 01 D 47/06, 1996 г. 2. Certificate of the Russian Federation 2517, cl. 6 B 01 D 47/06, 1996

3. Патент РФ 2050175, кл. 6 В 01 D 47/06, 1995 г. 3. RF patent 2050175, cl. 6 B 01 D 47/06, 1995

Claims

1. A device for wet cleaning of gases, comprising a U-shaped housing with a screw baffle, a water seal, gas inlet and outlet nozzles, sprinklers located inside the housing, a vertical pipe collector through which pipelines supply the water from the sludge trap, and sprinklers, characterized in that the sprinklers are made in the form of box-shaped overflows, which are placed in the housing across the gas flow moving in the housing, the overflow drainage thresholds are turned to the side in the direction of gas flow, and the counter aschaya to the skimming weir overflow wall is interfaced at an obtuse angle to its bottom, in which there are several equidistant between sidewalls overflow through holes with a diameter of not more than the depth of water over the skimming weir overflow.

2. The device according to claim 1, characterized in that a pressure water supply pipe supplying water from the sludge tank is connected coaxially to the bottom of the vertical pipe manifold, the water supply pipe having a diameter 4-6 times smaller than the diameter of the collector.

3. The device according to claim 1, characterized in that the pump, which delivers clarified water from the sludge trap and a pressure pipe connected to the pump equipped with a drain valve, as well as a water trap installed on the discharge of the water-sludge mixture from the casing, are placed in a warm room above the sludge trap, where the ambient temperature does not drop below zero degrees Celsius.

4. The device according to claim 1, characterized in that a water collector is fixed at the bottom in the housing at the output part thereof, at which a pipeline is connected from the bottom that discharges water to the water seal at the discharge of the water-sludge mixture into the sludge trap.

5. The device according to claim 1, characterized in that the outlet pipe is made in the form of a bend, bent by the outlet upward, which is located inside the chimney of a larger diameter.