RU216987U1

RU216987U1 - DRIPPING ELEMENT

Info

Publication number: RU216987U1
Application number: RU2022133008U
Authority: RU
Inventors: Октябрина Шакировна Девлетова; Сергей Николаевич Бульдяев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Эко-Спектрум"
Filing date: 2022-12-15
Publication date: 2023-03-13

Abstract

Полезная модель относится к области очистки газов. Каплеуловитель содержит вертикальный цилиндрический корпус с конической нижней частью, тангенциальный входной патрубок, расположенный в верхней части цилиндрического корпуса, выходной патрубок для вывода очищенного газа, сообщенный посредством вертикальной трубы с пространством в центре корпуса, сливной патрубок, расположенный в конической части, и средства отвода жидкости. При этом входной патрубок выполнен с щелевым соплом, а средства отвода жидкости выполнены в виде впадин и расположены по всей длине внутренней части цилиндрического корпуса с заходом на внутреннюю поверхность конической части корпуса. Техническим результатом является повышение степени очистки. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.The utility model relates to the field of gas purification. The drop catcher contains a vertical cylindrical body with a conical lower part, a tangential inlet pipe located in the upper part of the cylindrical body, an outlet pipe for removing purified gas, communicated by means of a vertical pipe with a space in the center of the body, a drain pipe located in the conical part, and means for draining liquid . At the same time, the inlet branch pipe is made with a slotted nozzle, and the means for draining the liquid are made in the form of depressions and are located along the entire length of the inner part of the cylindrical body with an approach to the inner surface of the conical part of the body. The technical result is to increase the degree of purification. 2 w.p. f-ly, 6 ill.

Description

Полезная модель относится к области очистки газов, а именно, для отделения капель жидкости от потока газа, очищаемого в мокрых пылеуловителях, и может быть использован в металлургической, угольной, горной промышленностях и промышленности строительных материалов, установках термического обезвреживания, а также утилизации отходов и иных областях.The utility model relates to the field of gas purification, namely, to separate liquid droplets from a gas stream cleaned in wet dust collectors, and can be used in the metallurgical, coal, mining and building materials industries, thermal treatment plants, as well as waste disposal and other areas.

В настоящее время известен пылеуловитель, содержащий корпус, в верхней части которого тангенциально установлено щелевое сопло для ввода загрязненного газа, а по образующим внутренней поверхности корпуса выполнены уступы, в нижней части корпуса соосно установлена обечайка, отделяющая пространство у стенок корпуса от центральной части, пространство внутри обечайки сообщено с полостью вертикальной цилиндрической камеры, расположенной над обечайкой, и далее через выходной патрубок сообщено с устройством для отвода очищенного газа, а к нижней части корпуса присоединен бункер для сбора пыли (см. RU 2174452 C1 от 10.10.2000).At present, a dust collector is known, containing a housing, in the upper part of which a slotted nozzle for introducing contaminated gas is tangentially installed, and ledges are made along the generatrices of the inner surface of the housing, a shell is coaxially installed in the lower part of the housing, separating the space near the walls of the housing from the central part, the space inside the shell is in communication with the cavity of the vertical cylindrical chamber located above the shell, and then through the outlet pipe it is in communication with the device for removing the purified gas, and a dust collection bin is attached to the lower part of the housing (see RU 2174452 C1 dated 10.10.2000).

Однако известное устройство не предназначено для очистки газов от жидкости. К недостаткам известного решения можно отнести сложную конструкцию пылеуловителя и недостаточную степень очистки газа, обусловленную отсутствием уступов в его конической части, помогающим дисперсным частицам перемещаться вниз в бункер. Дисперсные частицы из конической части могут быть подхвачены потоком газа и через обечайку унесены в устройство для отвода очищенного газа. Кроме того, в газожидкостных уловителях скорость потока как правило больше из-за минимального абразивного износа (абразивный износ - потеря энергии при трении частиц о стенки корпуса компенсируется наличием пленки жидкости на поверхности корпуса), что еще больше увеличивает количество подхваченных и унесенных частиц потоком газа.However, the known device is not intended for cleaning gases from liquids. The disadvantages of the known solution include the complex design of the dust collector and the insufficient degree of gas purification due to the absence of ledges in its conical part, which help dispersed particles move down into the bunker. Dispersed particles from the conical part can be picked up by the gas flow and carried away through the shell to the device for removing the purified gas. In addition, in gas-liquid traps, the flow rate is usually higher due to the minimum abrasive wear (abrasive wear - the energy loss when particles rub against the body walls is compensated by the presence of a liquid film on the body surface), which further increases the number of particles picked up and carried away by the gas flow.

Наиболее близким к патентуемому решению является конструкция циклонного сепаратора, предназначенного для очистки газа от жидкости и содержащего цилиндрический корпус с коническим дном и выпускным патрубком, вертикальный входной канал, тангенциально соединенный с корпусом, выпускную трубу и средство отвода жидкости в виде перегородки, прикрепленной к боковой стенке корпуса. Жидкость собирается в кармане в пределах острого угла между перегородкой и боковой стенкой корпуса и стекает вниз (см. US 2917131 A от 11.04.1955).The closest to the patented solution is the design of a cyclone separator designed to purify gas from liquid and containing a cylindrical body with a conical bottom and an outlet pipe, a vertical inlet channel tangentially connected to the body, an outlet pipe and a means for draining liquid in the form of a partition attached to the side wall. corps. The liquid collects in a pocket within an acute angle between the baffle and the side wall of the housing and flows down (see US 2917131 A dated 04/11/1955).

К основным недостаткам прототипа можно отнести недостаточную степень очистки газа и повышенные энергозатраты, обусловленные его конструкцией. Наличие вертикальной перегородки приводит к возникновению дополнительного сопротивления в сепараторе, что уменьшает скорость потока, а также повышает энергозатраты. Кроме того, в известном устройстве средство для отвода жидкости отсутствует в конической части сепаратора, что приводит к захвату и уносу жидкости из этой части.The main disadvantages of the prototype include the insufficient degree of gas purification and increased energy consumption due to its design. The presence of a vertical baffle leads to the appearance of additional resistance in the separator, which reduces the flow rate, and also increases energy costs. In addition, in the known device, there is no means for draining the liquid in the conical part of the separator, which leads to the capture and entrainment of liquid from this part.

Техническая проблема, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, заключается в упрощении конструкции каплеуловителя, повышении ее надежности и повышении эффективности работы каплеуловителя.The technical problem to be solved by the proposed technical solution is to simplify the design of the drop eliminator, increase its reliability and increase the efficiency of the drop eliminator.

Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении степени очистки газа от жидкости, при одновременном уменьшении энергозатрат.The technical result achieved in this case is to increase the degree of purification of gas from liquid, while reducing energy consumption.

Технический результат достигается за счет того, что каплеуловитель содержит вертикальный цилиндрический корпус с конической нижней частью, тангенциальный входной патрубок, расположенный в верхней части цилиндрического корпуса, выходной патрубок, сообщенный посредством вертикальной трубы с пространством в центре корпуса, сливной патрубок, расположенный в конической части, и средства отвода жидкости. Новым является то, что входной патрубок выполнен с щелевым соплом, а средства отвода жидкости выполнены в виде впадин и расположены по всей длине внутренней части цилиндрического корпуса с заходом на внутреннюю поверхность конической части корпуса. The technical result is achieved due to the fact that the drop catcher contains a vertical cylindrical body with a conical lower part, a tangential inlet pipe located in the upper part of the cylindrical body, an outlet pipe connected by means of a vertical pipe with a space in the center of the body, a drain pipe located in the conical part, and means for draining fluid. What is new is that the inlet pipe is made with a slotted nozzle, and the means for draining the liquid are made in the form of depressions and are located along the entire length of the inner part of the cylindrical body with entry to the inner surface of the conical part of the body.

Благодаря выполнению вертикального цилиндрического корпуса и конической нижней части каплеуловителя со впадинами, расположенными по всей длине внутренней части цилиндрического корпуса и на внутренней поверхности конической части корпуса, обеспечивается повышение степени очистки, поскольку благодаря эффекту Коанда в упомянутых впадинах создаются зоны пониженного давления, в которые затягиваются пленка и капли жидкости и под действием гравитационных сил удаляются из зоны сепарации, не вступая в контакт с центральной частью вихревого потока газа. Причем при увеличении скорости газового потока не наблюдается рост сопротивления, связанный с применением впадин. Благодаря выполнению входного патрубка с щелевым соплом и тангенциально расположенным достигается необходимая скорость для формирования стабильного направленного газового потока.Due to the execution of a vertical cylindrical body and a conical lower part of the droplet eliminator with cavities located along the entire length of the inner part of the cylindrical body and on the inner surface of the conical part of the body, an increase in the degree of purification is provided, since due to the Coanda effect, low pressure zones are created in the mentioned cavities, into which the film is drawn and drops of liquid and under the action of gravitational forces are removed from the separation zone without coming into contact with the central part of the vortex gas flow. Moreover, with an increase in the gas flow rate, there is no increase in resistance associated with the use of depressions. Due to the execution of the inlet pipe with a slotted nozzle and a tangentially located one, the necessary speed is achieved for the formation of a stable directional gas flow.

Таким образом, предложенная совокупность существенных признаков является необходимой и достаточной для реализации предлагаемым устройством своего назначения и достижения заявленного технического результата.Thus, the proposed set of essential features is necessary and sufficient for the proposed device to realize its purpose and achieve the claimed technical result.

В частности, длина вертикальной трубы L₁, сообщенной с выходным патрубком, не менее 2/3 длины цилиндрической части корпуса L₂, что является оптимальным для скоростей фильтрации в предлагаемом устройстве - поддерживает заданный уровень тангенциальной скорости, увеличивая степень очистки без увеличения энергозатрат. In particular, the length of the vertical pipe L ₁ connected with the outlet pipe is not less than 2/3 of the length of the cylindrical part of the body L ₂ , which is optimal for the filtration rates in the proposed device - it maintains a given level of tangential velocity, increasing the degree of purification without increasing energy costs.

Также, длина участка впадин на конической части L₄ преимущественно составляет не менее 2/3 длины конической части L₃ для обеспечения беспрепятственного отвода жидкости из каплеуловителя без влияния на центральную часть вихревого потока.Also, the length of the section of the depressions on the conical part L ₄ is preferably at least 2/3 of the length of the conical part L ₃ to ensure unimpeded removal of liquid from the droplet eliminator without affecting the central part of the vortex flow.

Конструкция впадин предусматривает «переходную зону» и «зону стабилизации потока», обеспечивая эффективность и стабильность протыкаемых процессов очистки газа.The design of the troughs provides a "transition zone" and a "flow stabilization zone", ensuring the efficiency and stability of the pierced gas cleaning processes.

Далее предлагаемая полезная модель будет раскрыта более подробно, со ссылкой на графические материалы, на которых изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.Further, the proposed utility model will be disclosed in more detail, with reference to the graphic materials, which depict a schematic diagram of the proposed device.

Заявленная полезная модель поясняется чертежами.The claimed utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлен общий вид каплеуловителя.In FIG. 1 shows a general view of the drop eliminator.

На фиг. 2 - вид спереди с разрезом.In FIG. 2 is a sectional front view.

На фиг. 3 - вид сверху.In FIG. 3 - top view.

На фиг. 4 - разрез Б-Б.In FIG. 4 - section B-B.

На фиг. 5 - увеличенный фрагмент А.In FIG. 5 - enlarged fragment A.

На фиг. 6 - движение потока газа в разрезе Б-Б. In FIG. 6 - movement of the gas flow in the section B-B.

Согласно фигурам заявленной полезной модели, каплеуловитель выполнен в виде вертикального цилиндрического корпуса 1 с конической нижней частью 2. В верхней части корпуса 1 расположен тангенциальный входной патрубок 3, плавно переходящий в щелевое сопло 4, и выходной патрубок 5 для отвода очищенного газа, сообщенный посредством вертикальной трубы 6 с пространством в центре корпуса, соосно расположенной внутри цилиндрического корпуса 1 каплеуловителя. В днище корпуса, выполненном в виде конуса 2, расположен сливной патрубок 7 According to the figures of the claimed utility model, the drop eliminator is made in the form of a vertical cylindrical body 1 with a conical lower part 2. In the upper part of the body 1 there is a tangential inlet pipe 3, which smoothly passes into a slotted nozzle 4, and an outlet pipe 5 for removing the purified gas, communicated by means of a vertical pipes 6 with a space in the center of the body, coaxially located inside the cylindrical body 1 of the drop catcher. In the bottom of the body, made in the form of a cone 2, there is a drain pipe 7

По всей длине внутренней части корпуса по образующим выполнены впадины 8 для дополнительного завихрения потока в зоне пониженного давления, основанного на эффекте Коанда. Впадины 8 представляют собой жидкостные каналы, выполненные непрерывно по всей высоте цилиндрической части корпуса 1 с заходом на коническую часть 2 корпуса. Впадины (карманы) могут быть образованы двумя и более пластинами: а) тыльной плоской 9, которая может располагаться как под острым, прямым или тупым углом к касательной, проведенной из точки соединения пластины 8 с цилиндрической часть корпуса 1; б) криволинейной 10 с рассчитанным радиусом(ами). При этом впадины не занимают полностью поверхность цилиндрического корпуса 1, а плавно с ним соединяются, образуя «переходную зону» 12 и «зону стабилизации потока» 11.Along the entire length of the inner part of the housing, depressions 8 are made along the generatrices for additional swirling of the flow in the low pressure zone, based on the Coanda effect. Depressions 8 are liquid channels, made continuously along the entire height of the cylindrical part of the body 1 with the approach to the conical part 2 of the body. Depressions (pockets) can be formed by two or more plates: a) rear flat 9, which can be located at an acute, right or obtuse angle to the tangent drawn from the connection point of the plate 8 with the cylindrical part of the body 1; b) curved 10 with calculated radius(s). In this case, the depressions do not completely occupy the surface of the cylindrical body 1, but are smoothly connected to it, forming a "transition zone" 12 and a "flow stabilization zone" 11.

В предлагаемом каплеуловителе щелевое сопло 4 смещено в сторону от впадины 8 и газовый поток плавно переходит в зону стабилизации потока, также упомянутое смещение позволяет задействовать все расположенные впадины 8 устройства с начала входа газового потока.In the proposed drop eliminator, the slotted nozzle 4 is shifted away from the cavity 8 and the gas flow smoothly passes into the flow stabilization zone, also the said displacement allows you to use all the located cavity 8 of the device from the beginning of the gas flow inlet.

В частном случае реализации длина вертикальной трубы L₁, сообщенной с выходным патрубком, не менее 2/3 длины цилиндрической части корпуса L₂, что является оптимальным для скоростей фильтрации в предлагаемом устройстве - поддерживает заданный уровень тангенциальной скорости, увеличивая степень очистки без увеличения энергозатрат.In a particular case of implementation, the length of the vertical pipe L ₁ connected with the outlet pipe is at least 2/3 of the length of the cylindrical part of the body L ₂ , which is optimal for the filtration rates in the proposed device - it maintains a given level of tangential velocity, increasing the degree of purification without increasing energy costs.

В частном случае реализации впадины на конической части выполнены длиной L₄ не менее 2/3 длины конической части L₃ для обеспечения беспрепятственного отвода жидкости из каплеуловителя без влияния на центральную часть вихревого потока. In a particular case, the implementation of the cavity on the conical part is made with a length L ₄ not less than 2/3 of the length of the conical part L ₃ to ensure unimpeded removal of liquid from the drop catcher without affecting the central part of the vortex flow.

Каплеуловитель работает следующим образом.The drop catcher works as follows.

Поток газа, содержащий капельную влагу, попадает во входной патрубок 3, затем в щелевое сопло 4, достигая скоростей более 5 м/с за счет сужения сопла. Щелевое сопло 4 формирует поток, который распространяется вдоль стенки корпуса по спирали постепенно перемещаясь вниз цилиндрического корпуса 1 в коническую часть 2. Отделение капельной влаги происходит не только за счет центробежной силы, но и за счет образования зоны пониженного давления во впадинах 8 корпуса 1 и конической части 2. В зонах пониженного давления образуются завихрения за счет эффекта Коанда. Эти завихрения затягивают пленку и капли жидкости во впадины, там капли жидкости теряют часть своей энергии на трения о стенки впадины и под действием гравитационных сил удаляются из зоны сепарации в сливной патрубок 7. «Переходная зона» 12 и «зона стабилизации потока» 11 обеспечивают эффективность и стабильность протыкаемых процессов очистки газа. В нижней части корпуса происходит смена направления потока газа от «сверху-вниз» к «снизу-вверх» и за счет сил гравитации и инерции осуществляется доочистка газа, очищенный газ проходит к выходному патрубку 5. При этом поток газа в конической части не увлекает жидкие частицы и не уносит их в выходной патрубок 5 благодаря впадинам в конической части. The gas flow containing droplet moisture enters the inlet pipe 3, then into the slotted nozzle 4, reaching speeds of more than 5 m/s due to the narrowing of the nozzle. Slotted nozzle 4 forms a flow that propagates along the body wall in a spiral, gradually moving down the cylindrical body 1 into the conical part 2. Separation of drip moisture occurs not only due to centrifugal force, but also due to the formation of a low pressure zone in the depressions 8 of the body 1 and conical Part 2. Vortices form in low pressure zones due to the Coanda effect. These vortices draw the film and liquid drops into the depressions, where the liquid drops lose part of their energy to friction against the walls of the depression and, under the action of gravitational forces, are removed from the separation zone into the drain pipe 7. The “transition zone” 12 and the “flow stabilization zone” 11 provide efficiency and stability of pierced gas cleaning processes. In the lower part of the body, the direction of the gas flow changes from “top-down” to “bottom-up”, and due to the forces of gravity and inertia, the gas is further cleaned, the purified gas passes to the outlet pipe 5. At the same time, the gas flow in the conical part does not entrain liquid particles and does not carry them into the outlet pipe 5 due to the depressions in the conical part.

Таким образом, в предлагаемом каплеуловителе отделение капель жидкости от потока газа производится трижды благодаря: 1) центробежной силе - базовый способ очистки, 2) дополнительным завихрениям потока в зоне пониженного давления, основанного на эффекте Коанда - улучшение базового способа очистки, 3) сил гравитации и инерции - дополнительный способ очистки (доочистка). Thus, in the proposed droplet eliminator, liquid droplets are separated from the gas flow three times due to: 1) centrifugal force - the basic cleaning method, 2) additional flow swirls in the low pressure zone based on the Coanda effect - improving the basic cleaning method, 3) gravitational forces and inertia - an additional method of cleaning (post-cleaning).

Предлагаемый каплеуловитель можно применять в системах мокрой газоочистки для улавливания капель жидкости после скрубберов Вентури, пенных аппаратов и других мокрых пылеуловителях.The proposed droplet eliminator can be used in wet gas cleaning systems to trap liquid droplets after Venturi scrubbers, foam apparatus and other wet dust collectors.

Таким образом, предложено простое, технологичное в производстве и использовании решение, позволяющее повысить эффективность очистки газа, и, следовательно, качество газа на выходе из каплеуловителя.Thus, a simple solution, technologically advanced in production and use, has been proposed, which makes it possible to increase the efficiency of gas purification, and, consequently, the quality of the gas at the outlet of the droplet eliminator.

Claims

1. A drop eliminator comprising a vertical cylindrical body with a conical lower part, a tangential inlet pipe located in the upper part of the cylindrical body, an outlet pipe for removing purified gas, communicated by means of a vertical pipe with a space in the center of the body, a drain pipe located in the conical part, and means for draining the liquid, characterized in that the inlet pipe is made with a slotted nozzle, and the means for draining the liquid are made in the form of cavities and are located along the entire length of the inner part of the cylindrical body with an approach to the inner surface of the conical part of the body.

2. Drop catcher according to claim 1, characterized in that the length of the vertical pipe L ₁ communicated with the outlet pipe, and the length of the cylindrical part of the housing L ₂ are made in the ratio L ₁ ≥2/3L ₂ .

3. Drop catcher according to claim 1, characterized in that the length of the recesses of the conical part L ₄ and the length of the conical part of the body L ₃ are made in the ratio L ₄ ≥2/3L ₃ .