RU198086U1

RU198086U1 - Condensation-ejection type air purification device

Info

Publication number: RU198086U1
Application number: RU2019132672U
Authority: RU
Inventors: Владислав Сергеевич Назаров; Игорь Эдуардович Иванов
Priority date: 2019-10-15
Filing date: 2019-10-15
Publication date: 2020-06-17

Abstract

Полезная модель предназначена для очистки воздуха на теплоэлектростанциях. Полезная модель состоит из сопла 1, которое соединено с емкостью 3, из которой испаряется жидкость при помощи устройства нагрева 4. Проходя через сопло 1, испарившаяся жидкость ускоряется за счет перепадов давления до сверхзвуковых скоростей и эжектирует за собой грязный поступающий в систему по воздухозаборнику 2 воздух в канал 9. Проходя по каналу 9, воздух замедляется, повышается давление в результате торможения воздуха, и он попадает в завихритель 5, где он раскручивается и поступает во второе сопло 7. Проходя по соплу 7 увлажненный воздух, смешанный с вредными примесями, расширяется за счет перепадов давления и геометрии сопла 7, охлаждается и происходит конденсация. Конденсация влаги происходит на ядрах конденсации, которыми в данном случае будут являться чужеродные частицы. Частицы тяжелеют из-за образовавшейся на них жидкой пленки. За счет центробежной силы конденсат, содержащий вредные примеси, оседает на стенках шламосборника 6. Более мелкие капли улавливаются в каплеуловителе 8, а очищенный газ поступает в выходное отверстие 10. Технической задачей полезной модели является очистка воздуха на теплоэлектростанциях от средне-, крупно- и мелкодисперсных примесей, возникающих из-за неполного сгорания топлива.The utility model is intended for air purification at thermal power plants. The utility model consists of a nozzle 1, which is connected to a container 3, from which liquid is evaporated by means of a heating device 4. Passing through the nozzle 1, the evaporated liquid is accelerated due to pressure drops to supersonic speeds and ejects dirty air entering the system through the air intake 2 into channel 9. Passing through channel 9, the air slows down, pressure increases as a result of air braking, and it enters the swirl 5, where it spins up and enters the second nozzle 7. Passing through the nozzle 7, humidified air mixed with harmful impurities expands due to pressure drops and the geometry of the nozzle 7, it cools and condensation occurs. Moisture condensation occurs on the condensation nuclei, which in this case will be foreign particles. Particles become heavier due to the formation of a liquid film on them. Due to centrifugal force, the condensate containing harmful impurities settles on the walls of the sludge collector 6. Smaller droplets are trapped in the droplet eliminator 8, and the purified gas enters the outlet 10. The technical task of the utility model is to purify medium, coarse and finely dispersed air from thermal power plants impurities arising from incomplete combustion of fuel.

Description

Настоящая полезная модель относится к системам очистки воздуха и может быть использована для улавливания пыли, дымов и для очистки технологических газовоздушных выбросов в атмосферу. Система может применяться на электростанциях в качестве способа очистки воздуха от вредных частиц, возникающих из-за неполного сгорания топлива.This utility model relates to air purification systems and can be used to trap dust, fumes and to clean process gas-air emissions into the atmosphere. The system can be used in power plants as a method of purifying air from harmful particles arising from incomplete combustion of fuel.

Известны очистительные сооружения скрубберы (https://fakel-f.ru/skrubber). В них газовые или воздушные среды аэродинамически разгоняются в трубке Вентури за счет перепада диаметров сечений трубы и сталкиваются с распыляемой водой или иной промывочной жидкостью. Высокая скорость и турбулентность потока, возникающего в узкой части трубы Вентури, способствуют взаимодействию воды с примесями и осаждению средне- и крупнодисперсных примесей на частички распыленной жидкости. Однако данные технологические установки служат для фильтрации от средне- и крупнодисперсных примесей, но не способны очистить воздух от мелкодисперсных примесей. Это связано с тем, что взаимодействие воды с примесями происходит за счет коагуляции (взаимодействия капель воды с твердыми частицами за счет столкновения). Коагулировать могут средне- и крупнодисперсные примеси.Known treatment facilities for scrubbers (https://fakel-f.ru/skrubber). In them, gas or air media are aerodynamically accelerated in the venturi due to the difference in the diameters of the pipe sections and collide with sprayed water or other flushing fluid. The high speed and turbulence of the flow occurring in a narrow part of the venturi, contribute to the interaction of water with impurities and the deposition of medium and coarse impurities on the particles of the sprayed liquid. However, these process units are used to filter from medium and coarse impurities, but are not able to purify air from fine impurities. This is due to the fact that the interaction of water with impurities occurs due to coagulation (the interaction of water droplets with solid particles due to collisions). Medium and coarse impurities can coagulate.

Наиболее близким аналогом является скруббер Вентури (патент РФ №171024). В нем жидкость подается через форсунку и распыляется. Смешивание жидкости и примесей происходит за счет возросшей турбулентности потока и соударений частиц жидкости и примесей. Коагуляция происходит не со всеми частицами. Мелкие частицы очень летучие и плохо коагулируют с каплями воды.The closest analogue is a Venturi scrubber (RF patent No. 171024). In it, liquid is supplied through the nozzle and sprayed. Mixing of liquid and impurities occurs due to increased turbulence of the flow and collisions of liquid particles and impurities. Coagulation does not occur with all particles. Small particles are very volatile and poorly coagulate with drops of water.

В предлагаемой модели смешивание происходит в результате эжекции газа с примесями парами воды, и последующей конденсации влаги в смеси, которая происходит на зародышах, роль которых в данной смеси осуществляют вредные примеси. Предлагаемое изобретение предполагает использование конденсации непосредственно на чужеродных частицах, в результате резкого охлаждения воздуха во втором сопле, что утяжелит частицы и позволит очистить воздух от мелкодисперсных примесей.In the proposed model, mixing occurs as a result of gas ejection with impurities of water vapor, and subsequent condensation of moisture in the mixture, which occurs on the nuclei, the role of which in this mixture is carried out by harmful impurities. The present invention involves the use of condensation directly on foreign particles, as a result of a sharp cooling of the air in the second nozzle, which will make the particles heavier and will allow you to clean the air from fine impurities.

Технической задачей является создание устройства очистки воздуха, позволяющего очистить воздух от средне-, крупно- и мелкодисперсных примесей, возникающих из-за неполного сгорания топлива.The technical task is to create an air purification device that allows you to clean the air from medium-, coarse and finely divided impurities arising from incomplete combustion of fuel.

Заявленный технический результат достигается тем, что в устройстве очистки воздуха конденсационно-эжекционного типа, содержащем воздухозаборник, соединенный каналом с коническим завихрителем с соплом, патрубок с соплом для подачи водяного пара, и шламосборник с выходным отверстием, при этом патрубок для подачи водяного пара расположен в воздухозаборнике и соединен с емкостью для жидкости, снабженной нагревателем, сопло патрубка своей расширяющейся частью направлено к завихрителю, завихритель расположен во втором сопле, которое соединено со шламосборником, в котором находится каплеуловитель, выполненный с возможностью улавливания мелких капель и с выходным отверстием для очищенного газа.The claimed technical result is achieved by the fact that in a condensation-ejection type air purification device containing an air intake connected to a conical swirl channel with a nozzle, a nozzle with a nozzle for supplying water vapor, and a sludge collector with an outlet, the nozzle for supplying water vapor is located in the air inlet and is connected to a liquid container equipped with a heater, the nozzle of the nozzle with its expanding part is directed to the swirl, the swirl is located in the second nozzle, which is connected to the sludge collector, in which there is a droplet eliminator configured to capture small droplets and with the outlet for the purified gas.

В отличие от скруббера Вентури, в предлагаемой полезной модели осуществляется эжекция загрязенного воздуха парами воды и последующая конденсация влаги на частицах вредных примесей всех размеров. Конденсация происходит непосредственно на чужеродных частицах в результате резкого охлаждения воздуха при расширении во втором сопле. На частицах дыма, пыли и других чужеродных частицах, входящих в состав грязного воздуха образуется жидкая пленка, что утяжеляет частицы и позволяет очистить воздух с помощью сепарации от примесей всех размеров, в том числе, и мелкодисперсных. В завихрителе потоку воздуха придается боковая скорость. Капли с вредными примесями удаляются с помощью центробежной силы, оседая на стенках шламосборника и в каплеуловителе.Unlike the Venturi scrubber, the proposed utility model ejects contaminated air with water vapor and then condensates moisture on particles of harmful impurities of all sizes. Condensation occurs directly on foreign particles as a result of a sharp cooling of the air during expansion in the second nozzle. A liquid film forms on the particles of smoke, dust and other foreign particles that make up the composition of dirty air, which makes the particles heavier and allows the air to be cleaned by separation from impurities of all sizes, including fine ones. In the swirl, lateral velocity is imparted to the air flow. Drops with harmful impurities are removed using centrifugal force, settling on the walls of the sludge trap and in the droplet eliminator.

Сущность полезной модели поясняется следующими фигурами:The essence of the utility model is illustrated by the following figures:

фиг. 1 - общий вид устройства очистки воздуха конденсационно-эжекционного типаFIG. 1 is a general view of a condensation-ejection type air purification device

фиг. 2 - вид снизу завихрителяFIG. 2 - bottom view of the swirl

фиг. 3 - вид сбоку завихрителяFIG. 3 - side view of the swirl

фиг. 4 - вертикальный разрез каплеуловителя перпендикулярно плоскости OXZFIG. 4 - a vertical section of the droplet eliminator perpendicular to the OXZ plane

фиг. 5 - вертикальный разрез каплеуловителя перпендикулярно плоскости OXY.FIG. 5 is a vertical section through a droplet eliminator perpendicular to the OXY plane.

Устройство очистки воздуха конденсационно-эжекционного типа, содержит сопло 1 для подачи пара, размещенное в воздухозаборнике 2. Сопло 1 соединено патрубком с емкостью 3 для жидкости. Емкость 3 снабжена устройством нагрева 4. Воздухозаборник 2 соединен каналом 9 со вторым соплом 7, размещенным в шламосборнике 6. Второе сопло 7 снабжено завихрителем 5. В шламосборнике установлен каплеуловитель 8 с выходным отверстием 10 для очищенного газа.A condensation-ejection type air purification device comprises a nozzle 1 for supplying steam located in the air intake 2. The nozzle 1 is connected by a nozzle to a liquid container 3. The tank 3 is equipped with a heating device 4. The air intake 2 is connected by a channel 9 with a second nozzle 7 located in the sludge collector 6. The second nozzle 7 is equipped with a swirler 5. A drop eliminator 8 is installed in the sludge collector with an outlet 10 for purified gas.

Ниже приведено описание работы устройства в соответствии с прилагаемыми фигурами. Система состоит из сопла 1, которое соединено с емкостью 3, из которой испаряется жидкость при помощи устройства нагрева 4. Проходя через сопло 1, испарившаяся жидкость ускоряется за счет перепадов давления до сверхзвуковых скоростей и эжектирует за собой грязный поступающий в систему по воздухозаборнику 2 воздух в канал 9. Проходя по каналу 9, воздух замедляется, соответственно, в результате торможения воздуха повышается давление. Далее поток воздуха попадает в завихритель 5, где он раскручивается и поступает во второе сопло 7. Проходя по соплу 7 увлажненный воздух, смешанный с вредными примесями, расширяется за счет перепадов давления и геометрии сопла 7, охлаждается и происходит конденсация. Конденсация влаги происходит на ядрах конденсации, которыми в данном случае будут являться чужеродные частицы. Частицы тяжелеют из-за образовавшейся на них жидкой пленки. За счет центробежной силы конденсат, содержащий вредные примеси, оседает на стенках шламосборника 6. Более мелкие капли улавливаются в калеуловителе 8, а очищенный газ поступает в выходное отверстие 10.The following is a description of the operation of the device in accordance with the attached figures. The system consists of a nozzle 1, which is connected to a tank 3, from which the liquid is evaporated by means of a heating device 4. Passing through the nozzle 1, the evaporated liquid is accelerated due to pressure drops to supersonic speeds and ejects dirty air entering the system through the air intake 2 channel 9. Passing through channel 9, the air slows down, respectively, as a result of air braking, the pressure rises. Next, the air stream enters the swirl 5, where it spins up and enters the second nozzle 7. Passing through the nozzle 7 moistened air mixed with harmful impurities expands due to pressure drops and the geometry of the nozzle 7, cools and condensation occurs. Moisture condensation occurs on the condensation nuclei, which in this case will be foreign particles. Particles become heavier due to the formation of a liquid film on them. Due to the centrifugal force, condensate containing harmful impurities settles on the walls of the sludge collector 6. Smaller droplets are trapped in the catalytic trap 8, and the purified gas enters the outlet 10.

В качестве жидкости в емкости 3 используется вода и/или вода с адсорбентом.As the liquid in the tank 3, water and / or water with an adsorbent is used.

Завихритель 5 представляет собой лопасти, закрученные под углом для придания потоку боковой скорости.The swirler 5 is a blade twisted at an angle to give the flow lateral speed.

Каплеуловитель 8 представляет собой систему каналов, отделенных друг от друга пластинами с отверстиями.Drop eliminator 8 is a system of channels separated from each other by plates with holes.

Claims

A condensation-ejection type air purification device comprising an air inlet connected to a conical swirler with a nozzle by a channel, a nozzle with a nozzle for supplying water vapor and a sludge collector with an outlet, while the nozzle for supplying water vapor is located in the air intake and is connected to a liquid container provided with by a heater, the nozzle of the nozzle is directed towards the swirl with its expanding part, the swirl is located in the second nozzle, which is connected to the sludge collector, in which there is a droplet eliminator, made with the possibility of collecting small droplets and with an outlet for purified gas.