RU2021844C1

RU2021844C1 - Device to scrub gas flow from fouling

Info

Publication number: RU2021844C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Воробьев; С.Ю. Калинченко; В.Д. Карминский; В.И. Лисица; В.А. Соломин
Original assignee: Воробьев Владимир Васильевич; Калинченко Светлана Юрьевна; Карминский Валерий Давидович; Лисица Василий Иванович; Соломин Владимир Александрович
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1994-10-30

Abstract

FIELD: gas scrubbing from dust in chemical industry, metallurgy and power engineering. SUBSTANCE: device has a body comprising upper part 1, and lower part 2, inlet 3 for contaminated gas, purified gas outlet 4 combined with compressor 5, highly contaminated process fluid outlet 6 combined with compressor 7, rotary body as rotor 8 provided with shaft 9 connected to mechanical energy source. The shaft passes through magnetic/fluid seal 11. Springs 12 are installed on outer surface of the rotor. Permanent magnets 13 are fixed to ends of the springs. Electromagnets 14 are installed on upper part 1 of the body. Valve 17 is provided for process fluid 16 of inlet 15. Electromagnets 14 may be disposed in the form of several ring-like rows. EFFECT: higher purification degree. 11 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области техники мокрой очистки газов и предназначено для использования в химической, металлургической промышленности и в энергетике. The invention relates to the field of wet gas cleaning technology and is intended for use in the chemical, metallurgical industry and in the energy sector.

Известно устройство для очистки газовых потоков от загрязнений, содержащее ввод загрязненного газа, выводы чистого газа с повышенной концентрацией загрязнений, неподвижный корпус, внутри которого размещен ротор, выполненный в виде тела вращения, связанный валом с источником механической энергии, и ввод технологической жидкости. A device for cleaning gas streams from contaminants, containing a contaminated gas inlet, clean gas outlets with a high concentration of contaminants, a fixed housing, inside which a rotor is made, made in the form of a body of revolution, connected by a shaft with a source of mechanical energy, and the input of process fluid.

Это устройство не обеспечивает достаточно эффективной очистки газа. This device does not provide sufficiently effective gas purification.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для очистки газовых потоков от загрязнений, содержащее ввод загрязненного газа, выводы чистого газа и концентрированных загрязнений, неподвижный корпус, состоящий из верхней и нижней частей, ротор, размещенный внутри корпуса, выполненный в виде тела вращения и связанный валом с источником механической энергии, ввод технологической жидкости, при этом вал ротора проходит через неподвижный корпус сквозь уплотнение. Closest to the technical nature of the claimed is a device for cleaning gas flows from contaminants, containing the input of contaminated gas, the conclusions of pure gas and concentrated pollution, a stationary body consisting of upper and lower parts, a rotor located inside the body, made in the form of a body of revolution and connected by a shaft with a source of mechanical energy, the input of the process fluid, while the rotor shaft passes through a stationary housing through the seal.

Невысокая эффективность очистки газов от загрязнений - недостаток прототипа. The low efficiency of cleaning gases from pollution is the lack of a prototype.

Целью изобретения является устранение отмеченного недостатка в разработанной конструкции устройства. The aim of the invention is to eliminate the noted drawback in the developed device design.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для очистки газовых потоков от загрязнений, содержащем ввод загрязненного газа, выводы чистого газа и концентрированных загрязнений, неподвижный корпус, состоящий из верхней и нижней частей, ротор, размещенный внутри корпуса и выполненный в виде тела вращения, ввод технологической жидкости, при этом ротор связан с источником механической энергии валом, проходящим сквозь неподвижный корпус через уплотнение, согласно изобретению вал ротора проходит сквозь неподвижный корпус через магнитожидкостное уплотнение, а корпус содержит по меньшей мере один кольцевой коллектор, связанный кольцевой щелью с внутренней полостью между корпусом и ротором, при этом верхняя часть корпуса выполнена из немагнитного материала и на ней размещены электромагниты. This goal is achieved by the fact that in the device for cleaning gas flows from contaminants, containing an input of contaminated gas, the conclusions of pure gas and concentrated contaminants, a stationary body consisting of upper and lower parts, a rotor located inside the body and made in the form of a body of revolution, input technological fluid, while the rotor is connected to a source of mechanical energy by a shaft passing through the stationary housing through the seal, according to the invention, the rotor shaft passes through the stationary housing through the magnet idkostnoe seal, and the body comprises at least one annular manifold associated annular gap with the inner cavity between the housing and the rotor, wherein the upper casing is made of non-magnetic material and has magnets on it.

Кроме того, на наружной поверхности ротора размещены нити, одним концом закрепленные на роторе. In addition, threads are placed on the outer surface of the rotor, one end attached to the rotor.

На наружной поверхности ротора одним концом закреплены упорные стержни. On the outer surface of the rotor one end fixed thrust rods.

На наружной поверхности ротора одним концом закреплены пружины. On the outer surface of the rotor, springs are fixed at one end.

На свободных концах пружин закреплены постоянные магниты. Permanent magnets are fixed to the free ends of the springs.

На наружной поверхности ротора выполнено спиральное оребрение. On the outer surface of the rotor is made spiral fins.

В качестве технологической применена магнитная жидкость, а электромагниты на верхней части корпуса образуют кольцеобразный ряд. Magnetic fluid was used as the technological one, and the electromagnets on the upper part of the body form an annular row.

На наружной поверхности корпуса установлен по меньшей мере еще один кольцеобразный ряд электромагнитов. At least one more annular row of electromagnets is mounted on the outer surface of the housing.

Обмотки электромагнитов разных рядов связаны с источником напряжения посредством одного общего переключателя. The windings of electromagnets of different rows are connected to a voltage source through one common switch.

Обмотки электромагнитов разных рядов связаны с источником напряжения посредством разных переключателей. The windings of electromagnets of different rows are connected to the voltage source through different switches.

Источник напряжения выполнен регулируемым. The voltage source is adjustable.

Выполнение магнитожидкостного уплотнения между валом ротора и корпусом, снабжение корпуса по меньшей мере одним кольцевым коллектором, установка на роторе нитей, упругих стержней, пружин, снабжение свободных концов пружин магнитами, выполнение на наружной поверхности ротора спирального оребрения, установка на верхней немагнитной части корпуса кольцеобразного ряда электромагнитов, установка на корпусе по меньшей мере еще одного кольцеобразного ряда электромагнитов, применение в качестве технологической магнитной жидкости, соединение обмоток электромагнитов разных рядов с источником напряжения посредством одного общего переключателя, соединение обмоток электромагнитов разных рядов с источником напряжения посредством разных переключателей, выполнение источника напряжения регулируемым - эти признаки определяют новизну технического решения. Performing a magneto-liquid seal between the rotor shaft and the housing, supplying the housing with at least one annular collector, installing threads, elastic rods, springs on the rotor, supplying the free ends of the springs with magnets, making spiral finning on the outer surface of the rotor, installing an annular row on the upper non-magnetic part electromagnets, installation on the housing of at least one more annular row of electromagnets, use as a technological magnetic fluid, is connected e windings of electromagnets of different series with the source voltage through a common switch, the connection of the windings of the electromagnets of different series with the voltage source by different switches, the implementation of the voltage source variable - these features determine the novelty of technical solutions.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для очистки газовых потоков от загрязнений (вид спереди в разрезе); на фиг. 2 - ротор устройства, снабженный нитями (схематично); на фиг. 3 - ротор, на котором закреплены упругие стержни; на фиг. 4 - ротор, выполненный со спиральным оребрением; на фиг. 5 - верхняя немагнитная часть корпуса с установленными на ней электромагнитами, образующими три кольцеобразных ряда, при этом обмотки всех рядов электромагнитов соединены с источником напряжения посредством одного общего переключателя; на фиг. 6 - то же, но обмотки электромагнитов разных рядов соединены с источником напряжения посредством разных переключателей; на фиг. 7 - регулируемый источник напряжения. In FIG. 1 shows a General view of a device for cleaning gas streams from pollution (front view in section); in FIG. 2 - device rotor equipped with threads (schematically); in FIG. 3 - a rotor on which elastic rods are fixed; in FIG. 4 - a rotor made with spiral fins; in FIG. 5 - the upper non-magnetic part of the housing with electromagnets mounted on it, forming three ring-shaped rows, while the windings of all rows of electromagnets are connected to the voltage source through one common switch; in FIG. 6 - the same, but the windings of the electromagnets of different rows are connected to the voltage source through different switches; in FIG. 7 - adjustable voltage source.

Устройство для очистки газовых потоков от загрязнений содержит неподвижный корпус, состоящий из верхней части 1, выполненной из немагнитного материала, и нижней части 2, ввод 3 для загрязненного пылью газа, вывод 4 для очищенного газа, связанный с компрессором 5, вывод 6 с компрессором 7 для отвода технологической жидкости с повышенной концентрацией загрязнений. Внутри корпуса размещен ротор 8, выполненный в виде тела вращения, вал 9 которого соединен с источником механической энергии, например с электродвигателем (не показан). Вал 9 может быть гибким, а ротор 8 может подвешиваться на воздушной подушке, для чего служит вентиль 10 для подачи воздуха. Вал 9 проходит сквозь неподвижный корпус через магнитожидкостное уплотнение 11, включающее постоянные магниты и магнитную жидкость (не показаны). На наружной поверхности ротора 8 установлены пружины 12, на свободных концах которых закреплены постоянные магниты 13, а на немагнитной верхней части 1 корпуса размещены электромагниты 14. Ввод 15 для технологической жидкости 16 снабжен вентилем 17. Стрелка 18 на фиг. 1 показывает направление подачи загрязненного газа, а стрелка 19 - направление вращения ротора 8. Электромагниты 14 могут располагаться в виде нескольких кольцеобразных рядов. A device for cleaning gas streams from contaminants contains a fixed casing consisting of an upper part 1 made of non-magnetic material and a lower part 2, input 3 for dust-contaminated gas, terminal 4 for purified gas connected to compressor 5, terminal 6 with compressor 7 for the removal of process fluid with a high concentration of contaminants. Inside the housing there is a rotor 8 made in the form of a body of revolution, the shaft 9 of which is connected to a source of mechanical energy, for example, an electric motor (not shown). The shaft 9 can be flexible, and the rotor 8 can be suspended on an air cushion, for which purpose the valve 10 for supplying air. The shaft 9 passes through a stationary housing through a magneto-liquid seal 11, including permanent magnets and magnetic fluid (not shown). Springs 12 are installed on the outer surface of the rotor 8, permanent magnets 13 are fixed at the free ends of the magnets 13, and electromagnets 14 are placed on the non-magnetic upper part 1 of the housing. The input 15 for the process fluid 16 is equipped with a valve 17. Arrow 18 in FIG. 1 shows the direction of supply of contaminated gas, and the arrow 19 indicates the direction of rotation of the rotor 8. The electromagnets 14 can be arranged in several annular rows.

На фиг. 2 показан ротор 8 с валом 9, на котором одним концом закреплены нити 20, а на фиг. 3 - ротор, снабженный упругими стержнями 21. In FIG. 2 shows a rotor 8 with a shaft 9, on which threads 20 are fixed at one end, and in FIG. 3 - a rotor equipped with elastic rods 21.

Ротор 8, на поверхности которого установлено спиральное оребрение 22, изображен на фиг. 4. The rotor 8, on the surface of which a spiral fin 22 is mounted, is shown in FIG. 4.

Верхняя немагнитная часть 1 корпуса устройства с установленными на ней в три кольцеобразных ряда электромагнитами 14 представлена на фиг. 5. Обмотки 23 электромагнитов 14 всех рядов проводами 24 посредством одного общего переключателя 25 соединены с источником напряжения 26. The upper non-magnetic part 1 of the device body with electromagnets 14 mounted on it in three annular rows is shown in FIG. 5. The windings 23 of the electromagnets 14 of all rows of wires 24 through one common switch 25 are connected to a voltage source 26.

Обмотки 23 электромагнитов 14 разных рядов соединены проводами 24 с источником напряжения посредством разных переключателей 27, 28 и 29 (фиг. 6). The windings 23 of the electromagnets 14 of different rows are connected by wires 24 to a voltage source through different switches 27, 28 and 29 (Fig. 6).

Источник напряжения 26 (фиг. 7) выполнен регулируемым и содержит реостат 30, включенный как делитель напряжения. The voltage source 26 (Fig. 7) is made adjustable and contains a rheostat 30 included as a voltage divider.

Устройство для очистки газовых потоков от загрязнений работает следующим образом. A device for cleaning gas streams from pollution works as follows.

Ротор 8 вращается, например, на воздушной подушке в направлении стрелки 19. Загрязненный пылью газ подается в направлении стрелки 18 во внутреннюю полость устройства, туда же подается технологическая жидкость 16 (фиг. 1), попадающая на ротор 8 и разбрызгиваемая при его вращении в виде мелких капель, образуя завесу технологической (промывочной) жидкости. Загрязненный газ при вращении ротора закручивается вместе с завесой технологической жидкости и контактирует с каплями жидкости, очищаясь от пыли. Капельки жидкости, загрязненные пылью, отбрасываются к стенкам корпуса и стекают в вывод (коллектор) 6, откуда компрессором 7 откачиваются для регенерации, а очищенный газ, поступая в вывод (коллектор) 4, отводится, например, в атмосферу. Если ротор 8 снабжен нитями 20 или упругими стержнями 21, то они при вращении ротора под действием центробежных сил (фиг. 2 и 3) приподнимаются и вращаются вместе с газом и завесой технологической жидкости, увеличивая степень контакта загрязненного газа с капельками промывочной жидкости, что повышает эффективность очистки газа от пыли. Тому же способствует и снабжение ротора пружинами 12 (фиг. 1). Наличие на свободных концах пружин 12 постоянных магнитов 13 и установка на верхней части 1 корпуса электромагнитов 14 позволяют получить дополнительное растяжение пружин при включении электромагнитов и сжатие их при отключении электромагнитов. Циклическое растяжение и сжатие пружин способствует увеличению контакта загрязненного пылью газа с каплями технологической жидкости и повышению эффективности очистки газа. При размещении на наружной поверхности ротора 8 спирального оребрения 22 (фиг. 4) повышаются интенсивность образования завесы из капель жидкости и закручивание загрязненного газа, что также позволяет повысить степень очистки газа от пыли. The rotor 8 rotates, for example, on an air cushion in the direction of the arrow 19. The dust-contaminated gas is supplied in the direction of the arrow 18 into the internal cavity of the device, the process fluid 16 (Fig. 1), which enters the rotor 8 and is sprayed during its rotation in the form small drops, forming a veil of technological (flushing) liquid. When the rotor rotates, the contaminated gas is twisted together with the curtain of the process fluid and is in contact with the liquid droplets, being cleaned of dust. Liquid droplets contaminated with dust are thrown to the walls of the casing and flow into the outlet (collector) 6, from where they are pumped out by the compressor 7 for regeneration, and the purified gas entering the outlet (collector) 4 is discharged, for example, into the atmosphere. If the rotor 8 is equipped with threads 20 or elastic rods 21, then when the rotor rotates under the action of centrifugal forces (Figs. 2 and 3), they are lifted and rotated together with the gas and the curtain of the process fluid, increasing the degree of contact of the contaminated gas with droplets of the wash fluid, which increases gas cleaning efficiency from dust. The supply of the rotor with springs 12 also contributes to the same (Fig. 1). The presence on the free ends of the springs 12 of permanent magnets 13 and the installation of electromagnets 14 on the upper part 1 of the housing allow additional tension of the springs when electromagnets are turned on and their compression when electromagnets are turned off. Cyclic tension and compression of the springs increases the contact of dust-contaminated gas with droplets of the process fluid and increases the efficiency of gas purification. When placed on the outer surface of the rotor 8 of the spiral fin 22 (Fig. 4), the intensity of the formation of a curtain of liquid droplets and the swirling of contaminated gas increase, which also allows to increase the degree of gas purification from dust.

При использовании в качестве технологической магнитной жидкости от источника магнитной жидкости (не показан) в дополнение к описанному появляется возможность управления завесой из капель жидкости при помощи электромагнитного поля, возникающего при включении электромагнитов 14 и исчезающего при их отключении. При включении обмоток 23 электромагнитов 14 (фиг. 5 и 6) возбуждается электромагнитное поле, протекающее во внутреннюю полость устройства через немагнитную часть 2 корпуса и намагничивающее частицы магнитной жидкости, которые взаимодействуют с магнитным полем и увеличивают хаотичность движения капель жидкости. При этом повышаются степень контакта загрязненного газа с частицами магнитной жидкости и эффективность очистки газа. Все электромагниты 14 могут одновременно включаться и отключаться, если их обмотки 23 соединяются с источником напряжения 26 посредством одного общего переключателя 25. Более широкий диапазон работы устройства обеспечивает соединение обмоток 23 электромагнитов 14 разных рядов с источником напряжения 26 посредством разных переключателей 27, 28 и 29. В этом случае разные ряды электромагнитов могут включаться и отключаться как все вместе, так и поочередно или в другом порядке, что позволяет регулировать степень очистки газа от пыли. Еще более увеличивается возможность выбора режима очистки газа от пыли, если обмотки электромагнитов соединены с регулируемым источником напряжения 26 (фиг. 7), где реостат 30, включенный как делитель напряжения, позволяет в широких пределах регулировать напряжение, подаваемое на обмотки электромагнитов. При этом регулируется электромагнитное поле в зависимости от скорости вращения ротора, размера капель технологической жидкости и степени запыленности газа. По сравнению с прототипом повышена эффективность очистки газа от пыли. When used as a technological magnetic fluid from a source of magnetic fluid (not shown), in addition to the described, it becomes possible to control the curtain of liquid droplets using an electromagnetic field that occurs when electromagnets 14 are turned on and disappear when they are turned off. When you turn on the windings 23 of the electromagnets 14 (Fig. 5 and 6), an electromagnetic field is excited that flows into the internal cavity of the device through the non-magnetic part 2 of the body and magnetizes particles of magnetic fluid that interact with the magnetic field and increase the randomness of the movement of liquid droplets. This increases the degree of contact of contaminated gas with particles of magnetic fluid and the efficiency of gas purification. All electromagnets 14 can be simultaneously turned on and off if their windings 23 are connected to a voltage source 26 through one common switch 25. A wider range of operation of the device provides the connection of the windings 23 of the electromagnets 14 of different rows with a voltage source 26 through different switches 27, 28 and 29. In this case, different rows of electromagnets can be switched on and off both all together, and alternately or in a different order, which allows you to adjust the degree of gas purification from dust. The possibility of choosing a dust gas cleaning mode even more increases if the electromagnet windings are connected to an adjustable voltage source 26 (Fig. 7), where the rheostat 30, included as a voltage divider, allows you to widely control the voltage supplied to the electromagnet windings. At the same time, the electromagnetic field is regulated depending on the speed of rotation of the rotor, the size of the droplets of the process fluid and the degree of dustiness of the gas. Compared with the prototype, the efficiency of gas cleaning from dust is increased.

Claims

1. DEVICE FOR CLEANING GAS FLOWS FROM POLLUTIONS, containing the input of contaminated gas, the conclusions of clean gas and concentrated contaminants, the input of the process fluid, a stationary body consisting of upper and lower parts, a rotor located in the body, made in the form of a body of revolution and associated with the source of mechanical energy is a shaft passing through the stationary housing through the seal, characterized in that it is equipped with electromagnets located on the upper part of the housing, the shaft seal is magnetically liquid wherein the housing contains at least one annular collector communicated with the cavity between the housing and the rotor through an annular gap, and the upper part of the housing is made of non-magnetic material.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is provided with threads fixed at one end on the outer surface of the rotor.

3. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with thrust rods fixed at one end to the outer surface of the rotor.

4. The device according to claim 1, characterized in that it is provided with springs fixed at one end on the outer surface of the rotor.

5. The device according to claim 4, characterized in that it is equipped with permanent magnets mounted on the free ends of the springs.

6. The device according to p. 1, characterized in that on the outer surface of the rotor is made of spiral fins.

7. The device according to paragraphs. 1 to 6, characterized in that the input of the process fluid is provided with a source of supply of magnetic fluid, and the electromagnets are placed on the upper part of the housing in the form of an annular row.

8. The device according to paragraphs. 1 to 6, characterized in that the electromagnets are placed on the upper part of the housing in the form of at least two annular annular rows.

9. The device according to p. 8, characterized in that the windings of the electromagnets of different rows are connected to the voltage source through one common switch.

10. The device according to p. 8, characterized in that the windings of the electromagnets of different rows are connected to the voltage source through different switches.

11. The device according to paragraphs. 1.8 - 10, characterized in that the voltage source is adjustable.