книги из ГПНТБ / Хордас, Г. С. Техническое кондиционирование воздуха и инертных газов на судах
.pdfшении числа тарелок снижается примерно до 3 кПа (300 мм вод. ст.). Однако, по некоторым данным, количество удаляемых твердых час тиц связано с падением давления газов в аппаратах, которое в ряде случаев доводится до 6 кПа (600 мм вод. ст).
Рис. 45. Конструктивная схема скруббера трехтарелочного типа с выносным центробежным отделителем воды.
1 — патрубок подвода воды (0 152); 2 — труба перепуска газов в от делитель воды (0 305); 3 — колпачок; 4 — разделительная перегородка; 5 — внутренняя переливная перегородка; 6 — переходная труба; 7 — внешняя переливная перегородка; 8 — дополнительный отдели тель поды; 9 — патрубок осушения отделителя воды; 10 — корпус центробежного отделителя воды; 11 — затопленный патрубок входа газов; 12 — патрубок отлива воды с гидравлическим затвором; 13 —
патрубок для прохода газа; 14 — тарелка.
Конструктивная схема трехтарелочного скруббера с выносным центробежным отделителем воды, разработанным фирмой Месерс Девидсон, показана на рис. 45. Аппарат рассчитан на обработку газов, поступающих при температуре около 580 К. В отличие от первоначальной конструкции колпачки 3 на тарелках 14 распола
104
гаются не в один, а в два ряда вдоль диаметральной плоскости судна, что улучшает работу при качке. Прямоугольная конфигурация кор пуса и организация потока воды с помощью плоских перегородок 5 и 7 вместо переливных трубок позволяет обеспечить качественное нане сение защитных покрытий на внутренних плоскостях.
Корпус аппаратов стальной, с защитным синтетическим покры тием; тарелки и колпачки — чугунные. Патрубок входа газа вы-
вода воды; 5 — отделитель во ды; € — труба подвода воды для промывки отделителя воды; 7 — патрубок отбора газа к на гнетателям; 8 — патрубок гид-
равлического затвора при отводе воды; 9 — затопленный патрубок входа газов; 10 — патрубок подачи воды на гидравлическое уплотнение; 11 — входные про рези; 12 — колпачок; 13 — прижимная пластина со шпильками и гайками-ба рашками; 14 — патрубок для прохода газа.
полнен из антикоррозионного сплава. Подобная конструкция со встроенным отделителем воды применена фирмой Ф. А. Хаджес
(рис. 46).
Отличительной особенностью этих аппаратов является изго товление деталей тарелок — патрубков 14, колпачков 12 и других из синтетического материала — полипропилена.
Скрубберы орошающего типа представляют собой более компакт ные конструкции. В скруббере с насадкой (рис. 47, а) газы, посту пающие через затопленные патрубки 5, проходят орошаемую на садку 4 и после отделителя [воды направляются к нагнетателям. Забортная вода поступает на орошение насадки через шесть—восемь равномерно расположенных распылителей. Корпус аппарата сталь ной. В качестве защитного покрытия применена резина, армирован-
105
g) Вида
Вода
|
|
|
|
|
|
Рис. 47. Конструктив |
||||
|
|
|
|
|
|
ная |
схема скрубберов |
|||
|
|
|
|
|
|
орошающего типа: а — |
||||
|
|
|
|
|
|
с насадкой [из ромбо |
||||
|
|
|
|
|
|
видных элементов. |
||||
|
|
|
|
|
|
1 — патрубок |
подвода |
|||
|
|
|
|
|
|
воды; |
2 — патрубок |
от |
||
|
|
|
|
|
|
бора газов к нагнетате |
||||
|
|
|
|
|
|
лям; |
3 — распылители |
|||
|
|
|
|
|
|
воды; |
4 — насадка |
из |
||
|
|
|
|
|
|
ромбовидных |
элементов; |
|||
|
|
|
|
|
|
5 — затопленные патруб |
||||
|
|
|
|
|
|
ки входа газов; 6 — гид |
||||
|
|
|
|
|
|
равлический |
затвор на |
|||
|
|
|
|
|
|
отливе воды; |
7 — патру |
|||
|
|
|
|
|
|
бок отлива воды; |
||||
|
|
|
|
|
|
6 — без |
насадки |
типа |
||
|
|
|
|
|
|
«Ку-Коне» фирмы |
||||
|
|
|
|
|
|
|
ЖАКО. |
|
||
|
|
|
|
|
|
/ — патрубок |
подвода |
|||
|
|
|
|
|
|
воды; |
2 — отделитель во |
|||
колец; |
3 — патрубок |
отбора |
газов к |
|
ды из слоя керамических |
|||||
нагнетателям; |
4 — труба для |
рас |
||||||||
пыла |
воды; 5 — патрубок |
осушения |
наружной камеры; |
g |
— патрубок |
|||||
отлива воды с |
гидравлическим затвором; |
7 — патрубок |
входа газов; |
|||||||
|
|
в — без насадки фирмы Ховден. |
|
|
|
|||||
/ — з а т о п л е н н ы й |
п а т р у б о к в х о д а га зо в ; 2 — п а т р у б о к |
о т б о р а |
г а з о в |
|||||||
к н а г н е т а т е л я м ; |
3 — т р у б а |
п о д в о д а |
вод ы |
с р а с п ы л и т е л я м и ; |
4 — о т б о й |
|||||
н и к ; 5 — п е р е г о р о д к а |
г и д р а в л и ч е с к о г о з а т в о р а ; 6 — п а т р у б о к о т л и в а |
|||||||||
|
|
|
|
вод ы . |
|
|
|
|
|
I0G
ная стеклопластиком. Ромбовидные элементы насадки также выпол нены из стеклопластика.
Выполнение корпуса конусообразной и пирамидальной конфигу рации обеспечивает надежное смачивание водой заключенной в нем насадки при кренах и дифферентах судна. Конструкция аппарата позволяет использовать его в широком диапазоне расходов инертных газов (от 7600 до 25 000 м3/ч).
На рис. 47, б изображена |
схема |
работы |
J |
||||
скруббера |
орошающего |
типа |
без |
насадки |
|
||
фирмы ЖАКО. Газы с |
температурой около |
|
|||||
450 К через патрубок 7 поступают в конусо |
|
||||||
образную внутреннюю камеру, где ороша |
|
||||||
ются забортной водой. |
Пройдя отделитель |
|
|||||
воды, выполненный в виде слоя керамиче |
|
||||||
ских колец 2, |
газы поступают |
во внешнюю |
|
||||
камеру, |
где |
происходит |
дополнительное |
|
|||
инерционное отделение воды. Температура |
|
||||||
выходящих газов не превышает температуру |
|
||||||
забортной более чем на 3 К. Аналогичный |
|
||||||
скруббер фирмы Ховден показан на рис. 47, в. |
|
||||||
Скрубберы орошающего |
типа характери |
|
|||||
зуются более |
низким аэродинамическим со |
|
|||||
противлением, |
что вместе с тем обусловли |
|
вает больший унос твердых частиц. |
Рис. |
48. Конструктивная |
||
Лучшая очистка от твердых частиц обес |
схема циклонного скруб |
|||
бера |
типа «Анти-Коне» |
|||
печивается в циклонном скруббере (рис. 48), |
|
фирмы ЖАКО. |
||
разработанном также фирмой ЖАКО. |
/ — патрубок подвода воды |
|||
Движение газов, поступающих через па |
на |
распыление; 2 — патру |
||
трубок 2, в конусообразной орошаемой во |
бок |
входа газов; 3 — вы |
||
ходная камера; 4 — патрубок |
||||
дой камере аппарата осуществляется по спи |
отбора газов к нагнетателям; |
|||
5 — отбой капель влаги; 6 — |
||||
рали. |
Благодаря возникающей центробежной |
патрубок отлива воды с гид |
||
силе |
происходит отбой капель влаги 5 и |
равлическим затвором; 7 — |
||
|
отбой твердых частиц |
твердых частиц 7. Из-за затрат энергии на завихрение потока газов падение давления в таком аппарате больше,
чем в скрубберах орошающего типа с насадками и без насадок [79]. Высокая степень очистки достигается в скрубберах комбини
рованного типа при двух- и трехстадийной обработке газов.
В скрубберах (рис. 49, а и б), изготовляемых фирмой ФМВ, производится как орошение, так и влажная фильтрация газов. Скруббер состоит из камеры первичного орошения 5 и основного блока. Камера первичного орошения рассчитана на наиболее жест кие условия охлаждения газов — она обеспечивает снижение темпе ратуры газов до 373 К даже в том случае, если температура газов на входе достигает 673 К. В камере первичного орошения осуще ствляется основная очистка газа от S 0 2 и твердых частиц, которые вместе с водой вымываются за борт. В основном блоке скруббера осуществляется дальнейшее охлаждение и очистка газов с помощью контактного охлаждения забортной водой и влажной фильтрации. Температура газов на выходе из скруббера на 2—3 К выше темпера-
107
туры охлаждающей забортной |
воды, а содержание двуокиси серы |
и твердых частиц сведено до |
незначительных величин. В верхней |
части скруббера газ проходит через циклонные отделители воды 3. Окончательная очистка газа достигается при его прохождении через фильтры 2, выполненные из синтетических волокон.
Все детали скруббера, находящиеся в непосредственном кон такте с забортной водой, изготовлены из легированной стали.
Скрубберы выпускаются пяти типоразмеров, рассчитанных на расход газов, равный 8 , 10, 16, 20 и 24 тыс м3/ч, при нормальных условиях, и вместе с главными нагнетателями компонуются в агре гаты, характеристики которых приведены в табл. 18. Недостатки скрубберов фирмы ФМВ, как и скрубберов орошающего типа: отсут ствие гидравлического затвора на входе газов, в результате чего снижается степень надежности комплекса устройств, предохраняю щих дымоходы котлов от попадания в них углеводородов из грузовых помещений.
Таблица 18
Основные характеристики скрубберно-нагнетательных агрегатов фирмы ФМВ [93]
|
|
Нагнетатель |
|
|
|
|
|
номи |
|
|
Расход |
|
|
Типоразмер |
нальная |
номи |
устано |
заборт |
Габарит, мм |
|
произво |
вочная |
ной воды |
||||
|
дитель |
нальное |
мощ |
на скруб |
|
|
|
ность X |
давление, |
ность, |
бер. |
|
|
|
хЮ '3, |
кПа |
кВт |
м*/ч |
|
|
|
м3/ч |
|
|
|
|
|
Минимальный |
8,0 |
24,5 |
74,6 |
100 |
2854 x 4055 x 3540 |
|
Максимальный |
24,0 |
179,1 |
300 |
5994X4745X3540 |
||
|
По аналогичной схеме, но выполненной в ином конструктивном оформлении, работает скруббер (рис. 49, в) фирмы Мосс Розенберг, применяемый в системах инертных газов, известных ранее как си стемы фирмы КТВ (Кваернер-Тхуне Верметекник) [97].
Ряд фирм в целях улучшения очистки газов и возможности отбора их от котлов с высокой температурой применяют двухстадийную комбинированную обработку, устанавливая в системах скрубберы тарелочного типа. Так, в системах фирмы Ф. А. Хаджес предусма тривается предварительный впрыск воды в трубопровод газов на входе в скруббер (рис. 50). Такое решение упрощает конструкцию контактного аппарата, но увеличивает трудоемкость изготовления и монтажа трубопроводов.
В скруббере комбинированного типа фирмы Пибоди (рис. 51, а, б) газы через патрубок 6 поступают под уровень воды, после чего они подвергаются первичному орошению водой, подаваемой по тру бам 9. При этом, так же как и в скруббере фирмы ФМВ, поглощается значительное количество двуокиси серы и твердых частиц. Пройдя диффузоры, расположенные на нижней тарелке 5 и обеспечивающие
109
подсос газов и интенсивный контакт их с водой, газы поступают на последующую стадию очистки и охлаждения. Поток газов барбатирует сквозь слои воды на трех тарелках с отражателями 4, где удаляются малейшие частицы примесей. Корпус скруббера стальной.
Внутренние полости имеют синтетическое защитное покрытие. Элементы тарелок и входной патрубок выполняют из антикоррозион ных материалов.
В тмосфео!и
Рис. 50. Схема системы фирмы Ф. А. Хаджес с предварительным орошением газов, поступающих в скруббер тарелочного типа.
/ |
— жидкостное |
предохранительное устройство для сброса давления и снятия вакуума; |
|||
2 |
— дыхательный |
клапан; |
3 — запорный |
клапан; 4 — палубный гидравлический |
затвор; |
5 |
— реле контроля статического давления |
в трубопроводе; 6 — клапан регулирования дав |
|||
ления газов; 7 — клапан |
рециркуляции; |
8 — скруббер; 9 — патрубок с заглушкой для |
|||
приема воздуха; to — дымоход котлов; 11 — клапан отбора газов с дистанционным |
управ |
||||
лением; 12 — анализатор |
кислорода; 13 — нагнетатель газа с электроприводом; 14 — кла |
пан приема газов в нагнетатель; 15 — реле управления работой нагнетателя (останавливаю щее электродвигатель нагнетателя при повышении температуры газов и отсутствии подачи воды); 16 — датчик температуры; 17 — клапан выпуска газов из нагнетателя; 18 — водяной
т р у б о п р о в о д .
Аппараты данной конструкции при уменьшенных габаритах, по сравнению со скрубберами тарелочного типа с колпачковыми тарел ками, отличаются высокой степенью очистки газов. Удаление дву окиси серы в них происходит на 99,7%, остаточное содержание ее не превышает одной части на миллион.
Аналогичные по схемному решению, но в ином конструктивном
выполнении выпускает скрубберы фирма |
Эйрфилко (рис. |
51, в). |
В скрубберах обеспечивается очистка от |
твердых частиц |
(сажи) |
на 98% и от двуокиси серы не менее чем на 95%.
Применение в системах инертных газов палубных гидравлических затворов обусловлено возможностью попадания углеводородов из грузовых цистерн в дымоходы котлов через неплотности запорной
ПО
Г а з ы
Рис. 52. |
Палубный |
гидравлический затвор |
фирмы |
|||
|
|
|
Ф. А. Хаджес. |
|
||
1 — патрубок |
входа |
газов; |
2 — патрубок отбора газоп |
|||
к |
танкам; |
3 — отделитель |
воды; 4 — штуцер осушения; |
|||
5 |
— змеевик обогрева; |
6 — протекторная защита; |
7 — шту |
|||
цер подвода |
воды; 8 — стакан гидравлического |
затвора; |
||||
9 — патрубок отлива воды; |
10 — съемный люк с гидравли |
|||||
|
|
|
ческим затвором. |
|
Рис. 53. Палубный гидравлический затвор с регулированием уровня фирмы Ховден: а — схема работы при прохождении газов; б — схема работы при отсутствии потоков газов; в — конструкция.
/ — труба для создания разрежения; |
2 — газовый |
эжектор; |
3 —патрубок входа |
|
газов; 4 — стакан |
гидравлического затвора; 5 — отбойник; |
6 — паровой змеевик; |
||
7 — |
предохранительное |
устройство; |
8 — отлив |
воды. |
112