RU2260126C1

RU2260126C1 - Device for dust removal from air

Info

Publication number: RU2260126C1
Application number: RU2004109977/03A
Authority: RU
Inventors: В.А. Телегин (RU); В.А. Телегин; С.И. Сергеев (RU); С.И. Сергеев; В.Ф. Цыганков (RU); В.Ф. Цыганков; Л.М. Запорожцева (RU); Л.М. Запорожцева
Priority date: 2004-04-01
Filing date: 2004-04-01
Publication date: 2005-09-10

Abstract

FIELD: mining industry, particularly to provide dust control in different processes by ejecting dust-laden air and entraining dust particles with liquid spray cone inside device and by separating the formed sludge.

SUBSTANCE: device has body with inlet and outlet orifices, injector nozzle, sludge trap and sludge removal pipe. Spray nozzles communicated with sludge trap through orifices of the body are arranged along inlet orifice perimeter. Sludge trap has floating valve arranged in bottom sludge trap part and installed in sludge removal pipe. Device also has dust catching sheets arranged between inlet and outlet orifices and defining working space for spray cone generated by injector nozzle shaped as expanding diffuser, which provides free spray cone penetration into sludge trap and air suction into inlet orifice. Dust catching sheets located near inlet orifice are inclined from body periphery towards spray cone axis and dust catching sheets arranged near outlet orifice are inclined from spray cone axis to body periphery.

EFFECT: increased capacity and efficiency, possibility of rational wetting liquid utilization.

2 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для борьбы с пылью при различных производственных процессах посредством эжекции запыленного воздуха и захвата пылевых частиц факелом распыленной жидкости внутри устройства и отделения образующегося при этом шлама.The invention relates to the mining industry and can be used to combat dust in various production processes by ejecting dusty air and trapping dust particles with a torch of atomized liquid inside the device and separating the resulting sludge.

Известно устройство для улавливания пыли, включающее корпус, эжектирующую форсунку, создающую факел распыленной, жидкости, пластинчатый и уголковый шламоуловители и шламосборник, где для уменьшения габаритов устройства и повышения эффективности пылеулавливания пластины шламоуловителя установлены со смещением одна относительно другой в продольном направлении, на которых закреплены уголковые шламоуловители, причем уголковые шламоуловители выполнены с размерами, обеспечивающими полное перекрытие зазора между смежными пластинами, по авторскому свидетельству СССР МКИ4 Е 21 F 5/20 №724777, БИ №12, 30.03.80 и дополнительному к нему №815318, БИ №11, 28.03.81, которые являются аналогом изобретения.A device for collecting dust, comprising a housing, an ejecting nozzle, creating a spray of torch, liquid, plate and corner sludge traps and a sludge collector, where to reduce the dimensions of the device and increase the efficiency of dust collection plate sludge traps are installed with an offset relative to each other in the longitudinal direction, on which are angled sludge traps, moreover, corner sludge traps are made with dimensions that provide complete overlap of the gap between adjacent plates, p Author's Certificate USSR MKI4 E 21 F 5/20 №724777, BI №12, 30.03.80 and further thereto №815318, BI №11, 28.03.81, which are analogs of the invention.

Недостатками этого устройства являются слаборезультативное взаимодействие факела распыленной жидкости с эжектируемым воздухом, когда большая часть потока минует наиболее активный начальный участок факела и образует паразитное вихревое возвратное течение воздуха в свободном пространстве внутренней полости устройства, а пластинчатый и уголковый шламоуловители создают большое аэродинамическое сопротивление движению воздушного потока, что снижает производительность и эффективность очистки воздуха.The disadvantages of this device are the poorly effective interaction of the sprayed liquid torch with the ejected air, when most of the flow passes the most active initial portion of the torch and forms a parasitic vortex return air flow in the free space of the device’s internal cavity, and the plate and corner sludge tracers create a large aerodynamic resistance to the movement of the air flow, which reduces the performance and efficiency of air purification.

Известно техническое решение, направленное на увеличение производительности подобных устройств, включающее корпус, эжектирующую форсунку, создающую факел распыленной жидкости, шламоуловитель и шламоотводящий патрубок, в котором шламоуловитель выполнен в виде пакетов спирально загнутых на конце пластин, установленных с зазорами между собой и размещен снаружи корпуса по периметру выходного отверстия по авторскому свидетельству СССР МКИ4 Е 21 F 5/20 №976108 БИ №43, 23.11.82, которое является прототипом изобретения.A technical solution is known aimed at increasing the productivity of such devices, including a casing, an ejecting nozzle that creates a spray of liquid, a sludge trap and a sludge outlet, in which the sludge trap is made in the form of packets helically bent at the end of the plates installed with gaps between them and placed outside the casing by the perimeter of the outlet according to the copyright certificate of the USSR MKI 4 E 21 F 5/20 No. 976108 BI No. 43, 11.23.82, which is the prototype of the invention.

Недостатками этого устройства являются слаборезультативное взаимодействие факела распыленной жидкости с эжектируемым воздухом, когда большая часть потока минует наиболее активный начальный участок факела и образует паразитное вихревое возвратное течение воздуха в свободном пространстве внутренней полости устройства, непродуктивное использование для обеспыливания пространства этой полости и образующейся в процессе очистки воздуха шламовой жидкости.The disadvantages of this device are the poor result of the interaction of the sprayed liquid torch with the ejected air, when most of the flow passes the most active initial portion of the torch and forms a parasitic vortex return air flow in the free space of the device’s internal cavity, unproductive use for dedusting the space of this cavity and the air formed during the air purification process sludge liquid.

Изобретение направлено на:The invention is directed to:

1. Увеличение эффективности пылеулавливания путем:1. Increasing the efficiency of dust collection by:

а) интенсификации взаимодействия факела распыленной жидкости с эжектируемым запыленным воздухом за счет концентрирования подводимого воздушного потока в области наиболее активного начального участка факела посредством установки между входным и выходным отверстиями внутри корпуса пылеосадительных листов, наклоненных, начиная от входного отверстия, от периферии корпуса к оси факела эжектирующей форсунки, что позволяет сконцентрировать подводимый воздушный поток в активной зоне факела и увеличить энергию взаимодействия капель жидкости с частицами пыли, а следовательно, степень улавливания пылевых частиц;a) the intensification of the interaction of the sprayed liquid torch with the ejected dusty air by concentrating the supplied air flow in the region of the most active initial section of the torch by installing dust-collecting sheets between the inlet and outlet openings inclined, starting from the inlet, from the periphery of the casing to the ejection torch axis nozzles, which allows you to concentrate the supplied air flow in the core of the torch and increase the interaction energy of liquid droplets STI with dust particles, and hence the collection efficiency of dust particles;

б) увеличения концентрации смачивающей жидкости и поверхности взаимодействия жидкой и твердой фаз процесса пылеулавливания без увеличения расхода смачивающей жидкости за счет повторного использования для интенсификации пылеулавливания образующейся в процессе обеспыливания воздушного потока шламовой жидкости посредством расположения по периметру входного отверстия устройства оросительных сопел, сообщающихся через проемы в теле корпуса со шламоуловителем, в полости которого расположен плавающий клапан, открывающийся в шламоотводящий патрубок и регулирующий уровень концентрации смачивающей жидкости в оросительных соплах, а также установки между входным и выходным отверстиями внутри корпуса пылеосадительных листов различно наклоненные от периферии корпуса к оси факела эжектирующей форсунки, создающих дополнительные площади поверхности взаимодействия смешивающихся фаз, что позволяет интенсифицировать массообменные процессы взаимодействия капель шламовой жидкости, выбрасываемых из сопел, с частицами пыли, а следовательно, степень смачивания, шламообразования и улавливания пыли.b) increasing the concentration of the wetting liquid and the surface of the interaction of the liquid and solid phases of the dust collection process without increasing the flow rate of the wetting liquid due to reuse to intensify the dust collection of the sludge liquid formed during the dust removal process by arranging irrigation nozzles communicating through openings in the body around the inlet opening housing with a sludge trap, in the cavity of which is located a floating valve that opens in the sludge trap The main nozzle and the regulating level of the concentration of wetting liquid in the irrigation nozzles, as well as the installations between the inlet and outlet openings inside the dust collecting sheets body, are differently inclined from the periphery of the housing to the torch axis of the ejecting nozzle, creating additional surface areas for the interaction of the mixing phases, which makes it possible to intensify the mass transfer processes of droplet interaction sludge discharged from nozzles with dust particles, and therefore the degree of wetting, sludge dust collection and collection.

2. Увеличение производительности устройства путем интенсификации воздействия факела распыленной жидкости на эжектируемый воздушный поток и ликвидации паразитных вихревых возвратных течений в рабочем пространстве внутри корпуса устройства за счет сосредоточения подводимого воздушного потока в области наиболее активного начального участка факела и равномерного распределения воздушного потока по сечению рабочего пространства вблизи выходного отверстия посредством установки между входным и выходным отверстиями внутри корпуса пылеосадительных листов, формирующих рабочее пространство факела эжектирующей форсунки в виде расширительного диффузора с возможностью свободного распространения факела в шламоуловитель, а потока воздуха в выходное отверстие, причем пылеосадительные листы, начиная от входного отверстия, наклонены от периферии корпуса к оси факела, а ближе к выходному отверстию от оси факела к периферии, что позволяет повысить уровень междуфазного энергообмена к процессе эжектирования воздуха факелом распыленной жидкости, стабилизировать воздушный поток и избежать в нем возвратных течений, а следовательно, увеличить производительность.2. Increasing the productivity of the device by intensifying the effect of the sprayed liquid torch on the ejected air flow and eliminating spurious vortex return flows in the working space inside the device due to the concentration of the supplied air flow in the region of the most active initial section of the torch and uniform distribution of air flow over the working space near outlet by installing between the inlet and outlet openings inside the dustproof housing sediment sheets, forming the working space of the torch of the ejecting nozzle in the form of an expansion diffuser with the possibility of free propagation of the torch into the sludge trap, and air flow into the outlet, and dust sheets, starting from the inlet, are inclined from the periphery of the body to the axis of the torch, and closer to the outlet from the axis of the torch to the periphery, which allows to increase the level of interphase energy exchange to the process of ejection of air by a torch of atomized liquid, to stabilize the air flow to and to avoid return flows in it, and therefore, increase productivity.

На основе изложенного можно констатировать, что изобретение направлено на увеличение производительности, эффективности пылеулавливания и рациональное использование смачивающей жидкости.Based on the foregoing, it can be stated that the invention is aimed at increasing productivity, dust collection efficiency and rational use of wetting liquid.

Это достигается тем, что в устройстве для обеспыливания воздуха, включающем корпус с входным и выходным отверстиями, эжектирующую форсунку, шламоуловитель и шламоотводящий патрубок, по периметру входного отверстия предусмотрены оросительные сопла, сообщающиеся через проемы в теле корпуса со шламоуловителем, снизу которого размещен плавающий клапан на шламоотводящем патрубке, между входным и выходным отверстиями внутри корпуса установлены пылеосадительные листы, формирующие рабочее пространство факела эжектирующей форсунки в виде расширительного диффузора с возможностью свободного распространения факела в шламоуловитель, а потока воздуха в выходное отверстие, причем пылеосадительные листы, начиная от входного отверстия, наклонены от периферии корпуса к оси факела, а ближе к выходному отверстию от оси факела к периферии.This is achieved by the fact that in the device for dedusting air, including a housing with inlet and outlet openings, an ejecting nozzle, a sludge trap and a sludge outlet, irrigation nozzles are provided around the inlet of the inlet, communicating through openings in the body of the body with a sludge trap, at the bottom of which a floating valve is placed on sludge outlet pipe, between the inlet and outlet openings inside the housing there are dust settling sheets forming the working space of the torch of the ejecting nozzle in the form of p an expansion diffuser with the possibility of free spread of the torch into the sludge trap, and air flow into the outlet, and dust sheets, starting from the inlet, are inclined from the periphery of the housing to the axis of the torch, and closer to the outlet from the axis of the torch to the periphery.

На фиг.1 показано устройство для обеспыливания воздуха, общий вид в изометрии с продольным разрывом по осям; на фиг.2 - сечение по А-А на фиг.1.Figure 1 shows a device for dust removal of air, a General view in isometric view with a longitudinal gap along the axes; figure 2 is a section along aa in figure 1.

Устройство для обеспыливания воздуха состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями, расположенной во входном отверстии эжектирующей форсунки 4, установленного по периметру вокруг выходного отверстия шламоуловителя 5, расположенного под шламоуловителем шламоотводящего патрубка 6, предусмотренных по периметру входного отверстия оросительных сопел 7, сообщающихся через проемы 8 в теле корпуса со шламоуловителем, снизу которого размещен плавающий клапан 9 на шламоотводящем патрубке, и установленных внутри корпуса пылеосадительных листов 10.The device for dust removal of air consists of a housing 1 with an inlet 2 and an outlet 3 openings located in the inlet of the ejection nozzle 4, mounted around the outlet of the sludge trap 5, located under the sludge trap of the sludge outlet 6, provided around the perimeter of the inlet of the irrigation nozzles 7 communicating through openings 8 in the body of the housing with a sludge trap, from the bottom of which a floating valve 9 is located on the sludge outlet, and installed inside the housing sheets 10.

Устройство работает следующим образом. Эжектирующая форсунка 4 создает внутри полости корпуса 1 между входным и выходным 3 отверстиями факел распыленной жидкости в форме полой четырехгранной пирамиды, прямоугольное основание которой упирается в приемные зазоры шламоуловителя 5. В зоне плоских струй факела, создаваемого форсункой 4, происходит интенсивное перемешивание запыленного воздуха со струями распыленной жидкости, инерционный захват и смачивание пылевых частиц с образованием шламовой жидкости. Струи факела и шламовой жидкости попадают в щелевые зазоры шламоуловителя 5, где оседают на поверхностях закрученных пластин шламоуловителя 5 в виде пленки шламовой жидкости, которая через проемы 8 в теле корпуса возвратным потоком воздуха, возникающим за счет перепада давления на входном 2 и выходном 3 отверстиях, направляется в предусмотренные по периметру входного отверстия 2 оросительные сопла 7, через которые шламовая жидкость разбрызгивается в набегающий поток запыленного воздуха, где происходит предварительный захват пылевых частиц каплями шламовой жидкости, которые вместе с потоками воздуха устремляются между установленными внутри корпуса 1, начиная от входного отверстия 2, пылеосадительными листами 10, смачивая их поверхности, что способствует осаждению на них пылевых частиц, затем шламовоздушная смесь направляется пылеосадительными листами 10 в активную зону факела эжектирующей форсунки 4 и вновь попадает в шламоуловитель 5, где избыточная часть шламовой жидкости скапливается в нижней части шламоуловителя 5, шламовая жидкость по мере накопления посредством открытия плавающего клапана 7 удаляется через шламоотводящий патрубок 6.The device operates as follows. The injecting nozzle 4 creates a torch of sprayed liquid in the form of a hollow tetrahedral pyramid inside the cavity of the housing 1 between the inlet and outlet 3 openings, the rectangular base of which abuts against the receiving clearances of the sludge trap 5. Intensive mixing of dusty air with the jets occurs in the area of the flat jets of the torch created by the nozzle 4. sprayed liquid, inertial capture and wetting of dust particles with the formation of slurry liquid. The jet of the torch and sludge liquid fall into the slit gaps of the sludge trap 5, where they settle on the surfaces of the swirling plates of the sludge trap 5 in the form of a film of sludge liquid, which through the openings 8 in the body of the body by the return air flow arising due to the pressure drop at the inlet 2 and outlet 3 openings, sent to the irrigation nozzles 7 provided around the perimeter of the inlet 2, through which the slurry liquid is sprayed into the incoming flow of dusty air, where the dust particles are pre-captured droplets of sludge liquid, which together with air flows rush between those installed inside the housing 1, starting from the inlet 2, dust sediment sheets 10, wetting their surfaces, which contributes to the deposition of dust particles on them, then the sludge-air mixture is directed by dust sediment sheets 10 into the active zone of the torch the ejection nozzle 4 and again enters the sludge trap 5, where the excess part of the sludge liquid accumulates in the lower part of the sludge trap 5, the sludge liquid as it accumulates by opening The floating valve 7 is removed through the sludge outlet 6.

Воздушный поток, эжектируемый струями жидкости, распыляемой в факеле эжектирующей форсункой 4, устремляется между установленными внутри корпуса 1, начиная от входного отверстия 2, пылеосадительными листами 10 и направляется ими в наиболее активную начальную зону факела, подвергаясь по пути воздействию разбрызгиваемой из оросительных сопел 7 капель шламовой жидкости. В рабочем пространстве факела в условиях интенсивного межфазного энергообмена происходит разгон потока, а в расширительном диффузоре формирование исходящего потока при трансформации скоростного напора в статическое давление, с которым воздух покидает устройство через выходное отверстие 3, а струи распыленной жидкости и шлама попадают в шламоуловитель 5.The air flow ejected by the jets of liquid sprayed in the flare by the ejection nozzle 4 rushes between the dust-collecting sheets 10 installed inside the housing 1, starting from the inlet 2, and directs them to the most active initial zone of the torch, being exposed to 7 drops sprayed from irrigation nozzles along the way sludge liquid. In the working space of the torch under conditions of intense interfacial energy exchange, the flow accelerates, and in the expansion diffuser, the outgoing flow is formed when the pressure head is transformed into static pressure, with which air leaves the device through outlet 3, and the sprayed liquid and sludge stream enter the sludge trap 5.

Пылевые частицы вместе с потоком воздуха устремляется между установленными внутри корпуса 1, начиная от входного отверстия 2, пылеосадительными листами 10 и направляются ими в наиболее активную начальную зону факела, подвергаясь воздействию разбрызгиваемой из оросительных сопел 7 капель шламовой жидкости, где пылевые частицы захватываются каплями и оседают на поверхности пылеосадительных листов 10, а с них со шламовой жидкостью устремляются в факел. Попадая в зону наиболее активного начального участка факела распыленной жидкости в условиях интенсивного массо- и энергообмена между дисперсными фазами, пылевые частицы захватываются каплями жидкости, образовавшаяся шламовая жидкость вместе со струями факела попадает в шламоуловитель 5, откуда при срабатывании плавающего клапана 7 удаляется через шламоотводящий патрубок 6.Dust particles together with the air flow rush between the dust collection sheets 10 installed inside the housing 1, starting from the inlet 2, and sent to the most active initial zone of the torch by exposure to droplets of sludge liquid sprayed from irrigation nozzles 7, where dust particles are captured by droplets and settle on the surface of the dust-collecting sheets 10, and from them with the slurry liquid rush into the torch. When sprayed liquid enters the zone of the most active initial portion of the jet plume under conditions of intensive mass and energy exchange between the dispersed phases, dust particles are captured by liquid droplets, the formed sludge liquid and the torch jets enter the sludge trap 5, from where, when the floating valve 7 is activated, it is removed through the sludge outlet 6 .

Claims

A device for dedusting air, including a housing with inlet and outlet openings, an ejecting nozzle, a sludge trap and a sludge outlet, characterized in that irrigation nozzles are provided along the perimeter of the inlet, communicating through the openings in the body of the body with a sludge trap, from the bottom of which a floating valve is placed on the sludge outlet , between the inlet and outlet openings inside the casing there are dust settling sheets forming the working space of the torch of the ejecting nozzle in the form of an extension a diffuser with the possibility of free spread of the torch into the sludge trap, and air flow into the outlet, and dust sheets, starting from the inlet, are inclined from the periphery of the body to the axis of the torch, and closer to the outlet - from the axis of the torch to the periphery.