RU196765U1

RU196765U1 - SCRUBBER DISPERSION HYDROFILTER GRILLE

Info

Publication number: RU196765U1
Application number: RU2019138220U
Authority: RU
Inventors: Сергей Владиленович Титов; Валерий Владимирович Коновалов
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2020-03-13

Abstract

Полезная модель относится к области очистки отработавших газов с помощью скрубберов с пенным слоем. Достигаемый технический результат - простота конструкции и высокая эффективность. Решётка диспергационного гидрофильтра скруббера имеет форму прямого кругового цилиндра, в котором выполнены сквозные радиальные каналы спиралевидной формы с переменным относительно оси шагом спирали и с уменьшающимся по высоте решёки проходным сечением.The utility model relates to the field of purification of exhaust gases using scrubbers with a foam layer. Achievable technical result - simplicity of design and high efficiency. The grating of the dispersion scrubber hydraulic filter has the shape of a straight circular cylinder, in which through spiral radial channels are made with a spiral pitch variable with respect to the axis and with a passage section decreasing in height of the grating.

Description

Полезная модель относится к области очистки отработавших газов с помощью скрубберов с пенным слоем.The utility model relates to the field of purification of exhaust gases using scrubbers with a foam layer.

Известна диспергирующая решетка, которая используется для смешивания текучих сред [патент РФ №2658395, 21.05.2014, B01D 3/14, B01F 3/04, B01J 19/32], состоящая из множества одинаковой формы насадок, которые имеют такую форму и расположены внутри решетки таким образом, чтобы струи очищаемого газа, формируемые отверстиями каждой насадки, были разнонаправлены и в канале над решеткой формировали взаимно перекрещенную структуру в виде множества вихревых потоков, создающих дисперсный газожидкостной слой.Known dispersive grating, which is used for mixing fluids [RF patent No. 2658395, 05/21/2014, B01D 3/14, B01F 3/04, B01J 19/32], consisting of many identical shapes of nozzles that have such a shape and are located inside the lattice so that the jets of gas to be cleaned, formed by the openings of each nozzle, are multidirectional and in the channel above the lattice a mutually crossed structure is formed in the form of many vortex flows creating a dispersed gas-liquid layer.

Одним из недостатков известной диспергирующей решетки является нестабильность потока отработавших газов на выходе из решетки, что приводит к низкой степени очистки газов при изменении их расхода.One of the disadvantages of the known dispersion grate is the instability of the exhaust gas stream at the outlet of the grate, which leads to a low degree of gas purification when changing their flow rate.

Известна решетка скруббера [патент РФ №169602, 22.03.2016, B01D 47/00, B01D 3/22], выполненная в форме кольца с возможностью создания вихревого газожидкостного потока и образована коаксиально расположенными кольцами и лопастями, закрепленными на кольцах. Лопасти выполнены в виде секторов, наклонены к основанию решетки и расположены внахлест так, что в области нахлеста между лопастями образованы щелевые отверстия, создающие «живое сечение» для ускорения газа, изменения направления его движения, тангенциального срыва стекающей жидкости и образования вихревого газожидкостного потока с регулируемыми параметрами. Решетка, указанной конструкции, способствует уменьшению сопротивления, повышению пропускной способности, расширению области использования в оборудовании с широким диапазоном параметров очистки.Known scrubber grill [RF patent No. 169602, 03.22.2016, B01D 47/00, B01D 3/22], made in the form of a ring with the possibility of creating a vortex gas-liquid flow and is formed by coaxially arranged rings and blades mounted on the rings. The blades are made in the form of sectors, are inclined to the base of the grating and overlapped so that slotted holes are formed in the overlap area between the blades, creating a “live section” for accelerating the gas, changing its direction of movement, tangential disruption of the flowing liquid and the formation of a vortex gas-liquid flow with adjustable parameters. The lattice of this design helps to reduce resistance, increase throughput, expand the scope of use in equipment with a wide range of cleaning parameters.

В виду отсутствия осевой симметрии в решетке поток будет сильно турбулентным без заметного структурного вихря.In view of the absence of axial symmetry in the lattice, the flow will be strongly turbulent without a noticeable structural vortex.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой конструкции является диспергирующая вихревая решетка для скрубера [Мищенко П.А., Соляков О.В., Титов С.В. Скруббер с пенным аппаратом для очистки отработавших газов судовых дизелей. Физико-математическая модель расчета пенного аппарата // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2017. №3-4. С. 165-171], которая состоит из радиальных лопастей переменного сечения, сужающихся по высоте решетки и имеющих спиральное смещение, которое дополнительно увеличивает турбулентность потока газов на выходе из решетки. Указанная диспергирующая вихревая решетка предназначена для использования на флоте и позволяет сохранять высокую степень очистки отработавших газов через скруббер в условиях качки с углом до 30 градусов.Closest to the technical nature of the proposed design is a dispersive vortex grating for a scrubber [Mishchenko PA, Solyakov OV, Titov SV Scrubber with foam apparatus for cleaning exhaust gases of marine diesel engines. Physical and mathematical model for calculating the foam apparatus // Scientific problems of transport in Siberia and the Far East. 2017. No. 3-4. S. 165-171], which consists of radial blades of variable cross-section, tapering along the height of the lattice and having a spiral displacement, which further increases the turbulence of the gas flow at the exit of the lattice. The specified dispersive vortex lattice is designed for use in the fleet and allows you to maintain a high degree of purification of exhaust gases through a scrubber in rolling conditions with an angle of up to 30 degrees.

Недостатком известной диспергирующей вихревой решетки для скруббера является нестабильность потока отработавших газов на выходе из решетки, что связано с отсутствием осевой симметрии в решетке.A disadvantage of the known dispersive vortex grating for a scrubber is the instability of the exhaust gas flow at the exit of the grate, which is due to the lack of axial symmetry in the grating.

Таким образом, общими недостатками всех известных решеток является нестабильность потока отработавших газов на выходе из решетки, а также трудоемкость и сложность их изготовления с высокой геометрической точностью.Thus, the common disadvantages of all known grilles are the instability of the exhaust gas flow at the outlet of the grill, as well as the complexity and complexity of their manufacture with high geometric accuracy.

Решаемая задача - устранение указанных недостатков аналогов путем создания решетки диспергационного гидрофильтра скруббера, простой в изготовлении и позволяющей получать стабильный вращающийся поток отработавших газов, движущийся с постоянной скоростью в любой точке на выходе из решетки.The problem to be solved is the elimination of the indicated disadvantages of analogues by creating a dispersion scrubber hydro-filter grate, which is easy to manufacture and allows to obtain a stable rotating flow of exhaust gases moving at a constant speed at any point at the outlet of the grate.

Технический результат:Technical result:

- высокая степень очистки газов за счет достижения стабильности потока отработавших газов на выходе из решетки;- a high degree of gas purification due to the stability of the exhaust gas stream at the outlet of the grate;

- высокая надежность и прочность конструкции;- high reliability and structural strength;

- простота изготовления.- ease of manufacture.

Согласно полезной модели, решетка диспергационного гидрофильтра скруббера имеет форму прямого кругового цилиндра, в котором выполнены сквозные радиальные каналы спиралевидной формы с уменьшающимся по высоте решетки в направлении движения потока проходным сечением.According to a utility model, the grating of a dispersion scrubber hydraulic filter has the shape of a straight circular cylinder, in which through radial channels of a spiral shape are made with a grating that decreases in height along the grating in the direction of flow flow.

Согласно полезной модели, радиальные каналы имеют форму идентичных «лепестков» в плоскости сечения решетки, перпендикулярной оси решетки, причем «лепестки» расположены радиально симметрично относительно центра симметрии (точки пересечения оси решетки и плоскости сечения решетки), т.е. таким образом, что при вращении полученного сечения вокруг центра симметрии на определенный угол, оно будет отображаться само на себя (совпадать само с собой).According to the utility model, the radial channels have the shape of identical “petals” in the plane of the cross-section of the lattice perpendicular to the axis of the lattice, and the “petals” are arranged radially symmetrically with respect to the center of symmetry (the intersection points of the axis of the lattice and the plane of the cross-section of the lattice), i.e. so that when the obtained section rotates around the center of symmetry by a certain angle, it will be displayed on itself (coincide with itself).

Согласно полезной модели, шаг спирали каждого спиралевидного канала является переменным относительно оси. Все каналы идентичны, т.е все имеют одинаковый шаг спирали и одинаково изменяющееся по высоте решетки проходное сечение.According to a utility model, the spiral pitch of each spiral channel is variable with respect to the axis. All channels are identical, that is, all have the same spiral pitch and the passage section equally changing along the height of the lattice.

Согласно полезной модели, решетка изготовлена методом литья или с использованием аддитивных технологий и является монолитной (цельнолитой).According to a utility model, the lattice is made by casting or using additive technologies and is monolithic (solid).

Сущность полезной модели поясняется чертежами.The essence of the utility model is illustrated by drawings.

На фигурах 1 и 2 показана решетка диспергационного гидрофильтра.In figures 1 and 2 shows the grill dispersion hydraulic filter.

На фиг. 1 показан общий вид сверху.In FIG. 1 shows a general view from above.

На фиг. 2 показан общий вид снизу.In FIG. 2 shows a general view from below.

На фигурах обозначены: 1 - корпус; 2 - радиальные каналы.In the figures indicated: 1 - body; 2 - radial channels.

Корпус 1 решетки диспергационного гидрофильтра скруббера имеет форму прямого кругового цилиндра, в котором выполнены сквозные радиальные каналы 2 спиралевидной формы с уменьшающимся по высоте решетки в направлении движения потока проходным сечением. Радиальные каналы спиралевидной формы и переменного проходного сечения выполнены симметрично относительно оси цилиндрического корпуса (оси решетки). Радиальные каналы имеют форму идентичных «лепестков» в плоскости сечения корпуса решетки, перпендикулярной оси решетки, и расположены радиально симметрично относительно центра симметрии. Такая форма каналов, позволяет стабилизировать скорость проходящих через них отработавших газов. Второй особенностью каналов является уменьшение проходного сечения. За счет сужающегося проходного сечения каналов происходит разгон отработавших газов при их прохождении через решетку.The housing 1 of the grating of the dispersion scrubber hydraulic filter has the shape of a straight circular cylinder, in which through radial channels 2 are made of a spiral shape with a passage section decreasing along the height of the grating in the direction of flow. The radial channels of a spiral shape and a variable flow cross section are made symmetrically with respect to the axis of the cylindrical body (grating axis). The radial channels have the shape of identical “petals” in the plane of the cross section of the lattice body perpendicular to the axis of the lattice and are located radially symmetrically with respect to the center of symmetry. This form of channels allows you to stabilize the speed of the exhaust gases passing through them. The second feature of the channels is a reduction in the bore. Due to the narrowing passage section of the channels, the exhaust gases are accelerated as they pass through the grate.

Третьей особенностью каналов служит их спиральное смещение, выполненное с переменным шагом относительно оси, благодаря которому на выходе из решетки образуется вращающийся поток отработавших газов.The third feature of the channels is their spiral displacement, performed with a variable pitch relative to the axis, due to which a rotating stream of exhaust gases is formed at the outlet of the lattice.

Решетку диспергационного гидрофильтра изготавливают литьем или с использованием аддитивных технологий, что позволяет достичь высокой геометрической точности изделия. К тому же использование таких технологий значительно проще и менее трудоемко, чем при изготовлении с помощью сварки, как в случае аналогов.The dispersion hydraulic filter grate is made by casting or using additive technologies, which allows to achieve high geometric accuracy of the product. In addition, the use of such technologies is much simpler and less laborious than in the manufacture by welding, as in the case of analogues.

Отработавшие газы проходят сквозь решетку диспергационного гидрофильтра снизу (со стороны, где каналы имеют большее проходное сечение) вверх (по направлению сужения каналов). Жидкий реагент подают сверху (со стороны, где каналы имеют меньшее проходное сечение), и под действием встречного потока отработавших газов образуется пенный слой, высота которого регулируется и зависит от расхода реагента и скоростных характеристик потока отработавших газов. В пенном слое происходит нейтрализация оксидов серы, содержащихся в отработавших газах. Газожидкостная система находится в равновесии, избыток подаваемого реагента стекает через решетку под действие гравитационных сил.The exhaust gases pass through the grill of the dispersion hydraulic filter from the bottom (from the side where the channels have a larger cross-section) upward (in the direction of narrowing of the channels). The liquid reagent is fed from above (from the side where the channels have a smaller flow area), and under the action of the oncoming exhaust gas stream a foam layer forms, the height of which is regulated and depends on the reagent flow rate and the speed characteristics of the exhaust gas flow. In the foam layer, the sulfur oxides contained in the exhaust gases are neutralized. The gas-liquid system is in equilibrium, the excess supplied reagent flows through the grate under the influence of gravitational forces.

В результате испытаний опытного образца решетки диспергационного гидрофильтра для судового скруббера было подтверждено, что использование предложенной решетки позволяет повысить эффективность судового скруббера по очистке отработавших газов судового дизеля от оксидов серы до 99%.As a result of testing a prototype dispersion grating filter grate for a ship scrubber, it was confirmed that the use of the proposed grating allows to increase the efficiency of a ship scrubber in purifying the exhaust gases of a ship diesel engine from sulfur oxides to 99%.

При использовании решетки образование качественного пенного (газожидкостного) слоя начинается с низких расходов отработавших газов судового дизеля, характерных для долевых режимов работы (менее 25% от номинальной мощности), что позволяет обеспечивать качественную очистку отработавших газов от оксида серы во всем рабочем диапазоне судового дизеля.When using the grate, the formation of a high-quality foam (gas-liquid) layer begins with low consumption of marine diesel exhaust gases, typical for fractional operation modes (less than 25% of the rated power), which allows for high-quality cleaning of exhaust gas from sulfur oxide in the entire operating range of marine diesel.

Claims

1. The grating of the dispersion scrubber hydraulic filter, including the casing and the spiral radial channels with the passage section decreasing in height of the grating, characterized in that the grating is monolithic, the grating has the shape of a straight circular cylinder in which through radial channels are made in the form of identical “petals” in the plane of the cross-section of the lattice perpendicular to the axis of the lattice, located radially symmetric with respect to the center of symmetry, the spiral pitch of each channel is variable relative to the axis.

2. The lattice under item 1, characterized in that the lattice is made using additive technologies.

3. The lattice according to claim 1, characterized in that the lattice is made by casting.