RU1782638C - Устройство дл очистки газа - Google Patents

Abstract

Использование: мокра  очистка газа. Сущность изобретени : с целью повышени  эффективности и экономичности устройства дл  очистки газа в его цилиндрическом вертикальном корпусе 1 со штуцером 2 дл  подачи и слива воды установлена труба Вентури 3, образующа  совместно с корпусом 1 кольцевую вод ную камеру 4. В проницаемо диффузорной части трубы Вентури 3 размещен регулирующий шар 6, диаметр которого больше диаметра горловины трубы Вентури 3. 2 ил.

Description

Фиг.1

Изобретение относитс  к газоочистным системам и может быть использовано при мокрой очистке газа.

Известна установка дл  очистки воздуха от механических примесей, содержаща  паровоздушный эжектор, центробежный пылеуловитель, патрубки дл  подвода и отвода газа и трубопроводы дл  подачи и слива воды.

При работе установки вода попадаетс  а паровоздушный эжектор, где за счет высокой скорости газа вода дробитс  на мелкие капли, в результате чего увеличиваетс  поверхность контакта газа с жидкостью, меха- нические примеси, столкнувшись с капельками воды, укрупн ютс  и в центробежном пылеуловителе за счет циклонного эффекта крупные частицы с водой осаждаютс  и удал ютс  из установки.

Условием эффективной очистки газа в известной установке  вл етс  поддержание посто нного высокого гидравлического сопротивлени  в паровоздушном эжекторе. Однако довольно частые колебани  расхода газа, которые имеют место на практике привод т к колебани м перепада давлени  в эжекторе, при снижении которого очистка ухудшаетс . Скомпенсировать падение скорости газа увеличением плотности орошени  при тонкой очистке газа полностью не удаетс . Скорость газа в центробежном пылеуловителе должна быть сравнительно велика (3.5..5 м/с), чтобы снизить брызгоунос (см. А.В.Вальдберг... с. 33). Поэтому гидравлическое , сопротивление пылеуловител  велико . Большие гидравлические сопротивлени  в последовательно установленных паровоздушном эжекторе и центробежном пылеуловителе требуют значительной мощности газонапорного аппарата или вентил тора , что снижает экономичность устройства. Уменьшение гидравлического сопротивлени  вследствие снижени  скорости в газовом тракте устройства приводит к снижению эффективности очистки газа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс  аппарат дл  очистки газов, содержащий вертикально установленную трубу Вентури, в полости которой размещен на опоре регулирующей орган-шар и установлены форсунки орошени .

В начале технологического процесса (малые расходы) запыленный газ поступает в трубу Вентури и проходит дроссельное место создава  определенный перепад давлени . По достижении определенного пере- пада давлени  шар переходит во взвешенное состо ние в потоке газа и начинаетс  режим работы с саморегулированием перепада давлени . При малых расходах регулирующий орган-шар находитс  на опоре с минимальным заданным зазором между его поверхностью и стенками диффузора.

При взвешенном состо нии шар турбулизи- рует поток газа и тем самым интенсифицирует массообмен между газом и капельками воды, подаваемыми в поток из форсунок орошени .

При этом за шаром образуетс  вихрева  область, котора  определ ет гидравлическое сопротивление шара. Наличие в газовом тракте аппарата шара с присоединенным вихрем за ним и форсунок

обусловливает сравнительно большое гидравлическое сопротивление аппарата. Если через форсунки вода подаетс  крупными капл ми, то сравнительно мала поверхность контакта между газом и водой, следовательно , эффективность очистки газа невелика и, кроме того, большого расхода воды снижаетс  экономичность аппарата. Если оборотна  вода подаетс  через отверсти  форсунки малого диаметра, то поверхность

контакта газа с водой выше, а расход воды меньше. Однако, при этом оборотна  вода должна быть очищена от взвеси, в противном случае отверсти  форсунок могут забитьс  пылью. Это приводит к

необходимости дополнительных затрат энергии на циркул цию и очистку оборотной воды. Кроме того, в аппарате с форсунками мелкого распыла велик унос мелких капель воды потоком газа. Все это снижает эффективность и Экономичность известного аппарата .

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности и экономичности устройства дл  очистки газа.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  очистки газа, содержащем вертикально установленную трубу Вентури, в диффузорной полости которой размещен регулирующий шар, и снабженное системой

дл  подачи и слива воды, согласно изобретению , труба Вентури выполнена с проницаемой диффузорной частью, установлена в корпусе и образует совместно с корпусом вод ную камеру, а диаметр шара больше

диаметра дроссельной части трубы Вентури . образующа  которой может быть выполнена по закону:

г d vp/3 ch (р/3 ).

где р arch 0,5 (р/3)15

Р- (D/d)3-1 . (D/d)-sin20

(D

в - угол наклона радиуса-вектора г к продольной оси трубы Вентури;

D - диаметр трубы Вентури (выходного сечени );

d - диаметр регулирующего шара.5

Такое выполнение устройства позвол ет исключить применение оросителей. Про- ницаема  диффузорна  часть трубы Вентури выполн ет функции трубы-распы- пител . Вода подсасываетс  из вод ной ка- 10 меры через отверсти  по периферии дроссельной части трубы Вентури вблизи ее горловины (дроссельной части). За счет высокой скорости газа вода дробитс  на мелкие капли, в результате чего увеличиваетс  15 поверхность контакта газа с жидкостью.

В рабочем состо нии устройства шар выполн ет функции турбулизатора и капле- уловител , а гидравлическое сопротивление собственно шара практически отсутствует. 20 При известных услови х (см. а.с. СССР № 924513 М кл. G 01 F 1/10), а именно d0/D 0,1..0,6; d/D 0.34..0.6 (где D - диаметр трубы Вентури, do - диаметр горловины дроссельной части трубы Вентури, d - диа- 25 метр регулирующего шара), шар при работе устройства находитс  в состо нии левитации . При этом шар хаотически колеблетс  и вращаетс , а вихрева  зона за ним вследствие струйного обтекани  отсутствует (см. 30 Марченко А.В. Эффект левитации тел вращени  в стесненном потоке теплоносител . Теплоэнергетика, 1977, № 3, с. 51-54). Отсутствие вихревой зоны обусловливает пре- небрежимо малое гидравлическое 35 сопротивление собственно шара. Колебани  и вращение шара способствуют турбу- лизации газового потока и, следовательно, интенсификации процесса массообмена.

В качестве каплеуловител  шар работа- 40 ет следующим образом. Поскольку плотность капель воды больше плотности газа, мелкие капли воды попадают на поверхность шара и захватываютс  шаром (см. Р.Скорер. Аэродинамика окружающей ере- 45 ды. М., Мир, 1980 г.. с. 75, рис. 2.9.1). На поверхности шара капли укрупн ютс  за счет захвата новых капель, и большие капли , вследствие циклонного эффекта, возникающего благодар  вращению шара при 50 левитации, срываютс  и отбрасываютс  на периферию устройства к проницаемой стенке диффузорной части трубы Вентури. Прой- д  через проницаемую стенку, капли воды с, частицами пыли и вредными веществами 55 попадают в вод ную камеру, где под действием силы т жести оседают.

В техническом решении обеспечиваетс  самопроизвольна  циркул ци  воды в рабочей части аппарата за счет действи 

эфекционных и гравитационных сил, без дополнительных затрат мощности ьа циркул цию воды.

Гидравлическое сопротивление устройства может быть снижено более, чем в два раза за счет профилировани  образующей трубы Вентури по закону (1).

Соотношение (1) получено из известного выражени  дл  функции тока при безвихревом омывании тел вращени  (см, Л.ГЛойц нский, Механика жидкости и газа. М.. 1987, с. 289):

0,5 Woo 1 - (| f sin2 в (2)

с учетом новых условий однозначности, а именно детерминант кубического уравнени  (2) Т -д - ( р/3 )3 прин т положительным , т.к. только в этом случае обеспечиваютс  услови  левитации шара, и при 0 90° радиус-вектор г составл ет половину диаметра трубы Вентури (г D/2), что обеспечивает возможность последовательной установки друг над другом таких устройств , вследствие зеркальной симметрии конфузорной и диффузорной частей трубы Вентури.

Таким образом, техническое решение в отличие от прототипа позвол ет интенсифицировать массообмен, снизить каплеунос, гидравлическое сопротивление и удельный расход жидкости за счет совместного использовани  эффектов эжекции жидкости, левитации шара, захвата капелек жидкости шаром и циклонного эффекта, что позвол ет получить новое сверхсуммарное свойство: повысить эффективность очистки газа при снижении гидравлического сопротивлени  в газовом тракте устройства.

На фиг.1 показан продольный разрез устройства дл  очистки газа; на фиг.2 -тоже с профилированной по закону (1) трубкой Вентури.

В цилиндрическом вертикальном корпусе 1 со штуцером (системой) 2 дл  подачи и слива воды установлена труба Вентури 3, образующа  совместно с корпусом 1 кольцевую вод ную камеру 4. В проницаемом диффузоре 5 трубы Вентури 3 размещен регулирующий шар 6, диметр которого больше диаметра горловины трубы Врнтури 3.

При работе газ подаетс  в трубу Вентури 3, ускор етс  в ее конфузорной части, подсасывает воду по периферии дроссельной части трубы Вентури 2 вблизи ее горло- вины 7, обеспечивает левитацию регулирующего шара 5, вг имодействует с раздробленными капепьками воды, очищаетс  от вредных веществ и удал етс  из устройства. При уменьшении расхода регулирующий шар б уменьшает проходное сечение , поддержива  посто нной максимальную скорость газа вблизи горло- вины 7 трубы Вентури 3. За счет высокой скорости газа эжектируема  из вод ной камеры 4 вода дробитс  на мелкие капли, которые захватываютс  регулирующим шаром 6 и отбрасываютс  на периферию дроссельной части трубы Вентури 3, где че- раз проницаемую стенку 8 попадают обратно в вод ную камеру 4. Требуемый уровень воды регулируетс  штуцером 2 дл  подачи и слива воды.

Технико-экономический эффект изобретени  заключаетс  в том, что

-снижаетс  каплеунос из устройства;

-повышаетс  интенсивность массооб- мена;

-обеспечиваетс  самопроизвольна  циркул ци  воды, снижаетс  ее удельный расход;

-уменьшаетс  гидравлическое сопро- тивление в газовом тракте устройства.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  очистки газа, содержащее вертикально установленную трубу Вентури , регулирующий шар, размещенный в диффузоре трубы и выполненный с диаметром большим диаметра горловины трубы Вентури, систему подачи воды, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности и экономичности устройства , труба Вентури ограничена корпусом с образованием наружной вод ной камеры, снабженной системой слива и воды и подключенной к системе подачи воды, при этом диффузор трубы Вентури имеет проницаемую стенку, а образующа  ее выполнена по закону

   г б р/3 ch (p/3 ) где р ,5(р/3)15 Р- P/d)3-1

   ( D/d ) sin 2 в

   О- угол наклона радиус-вектора г к продольной оси трубы Вентури;

   D - выходной диаметр трубы Вентури: d - диаметр регулирующего шара.