RU2314145C1

RU2314145C1 - Injection-foaming apparatus for purification of the gases

Info

Publication number: RU2314145C1
Application number: RU2006111641/15A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мари Олеговна Кочетова (RU); Мария Олеговна Кочетова; Елена Сергеевна Бородина (RU); Елена Сергеевна Бородина; Сергей Сергеевич Шестаков (RU); Сергей Сергеевич Шестаков; Ольга Алексеевна Бородина (RU); Ольга Алексеевна Бородина
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2008-01-10

Abstract

FIELD: chemical industry; textile industry; food-processing industry; light industry; other industries; devices for purification of the gases.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to technique of the wet dust-catching and may be used in chemical, textile, alimentary, light and other industries for purification of the dusty gases. The injection-foaming apparatus has the blade swirling device with at least three blades having the trapezium shape. The plain of each blade is made with the tip section bent as the spiral of Archimedes protruding beyond the round of the contact-exhaust pipe. In the upper part of the contact-exhaust pipe there is the body of the moisture separator with the plate separator having, at least, two plates. Each plate is fixed on the body of the moisture separator by means, at least, of three resilient plates. In the lower part of the apparatus there is the level controller of the working liquid and a water-measuring small tube with the gage-marks. The technical result of the invention consists in the increased efficiency and reliability of the dust-and-gas catching process.

EFFECT: the invention ensures the increased efficiency and reliability of the dust-and-gas catching process.

3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки загрязненных газов.The invention relates to techniques for wet dust collection and can be used in chemical, textile, food, light and other industries for the purification of polluted gases.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является инжекционно-пенный аппарат для обработки газа по а.с. СССР № 912228, В01D 47/02, 1980 г., содержащий корпус, тангенциальный патрубок для подачи загрязненного воздуха и вертикальную цилиндрическую контактно-выхлопную трубу, установленную соосно с корпусом, нижний конец которой помещен внутри корпуса и снабжен лопаточным закручивателем, связанным с нижней частью корпуса (прототип).The closest technical solution to the claimed object is an injection-foam apparatus for gas processing by AS USSR No. 912228, B01D 47/02, 1980, comprising a housing, a tangential nozzle for supplying contaminated air, and a vertical cylindrical contact exhaust pipe mounted coaxially with the housing, the lower end of which is placed inside the housing and provided with a blade twister associated with the lower part housing (prototype).

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылегазоулавливания за счет недостаточно эффективной крутки лопаточным завихрителем.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of the dust and gas collection process due to insufficiently efficient twisting with a blade swirler.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылегазоулавливания.The technical result is an increase in the efficiency and reliability of the dust and gas collection process.

Это достигается тем, что в инжекционно-пенном аппарате для обработки газа, содержащем корпус, тангенциальный патрубок для подачи загрязненного воздуха и вертикальную цилиндрическую контактно-выхлопную трубу, установленную соосно с корпусом, нижний конец которой помещен внутри корпуса и снабжен лопаточным закручивателем, связанным с нижней частью корпуса, лопаточный закручиватель выполнен, по меньшей мере, с тремя лопатками, расположенными в нижней части корпуса, причем лопатки закручивателя выполнены в форме трапеции, большее основание которой закреплено по образующей цилиндрической поверхности корпуса, и равномерно расположены по поперечному сечению последнего так, что разделяют на равные части кольцевое пространство между корпусом и контактно-выхлопной трубой, при этом плоскость каждой лопатки выполнена с изогнутой по спирали Архимеда концевой частью, выступающей за окружность контактно-выхлопной трубы, причем смежные лопатки расположены так, что образуют русла, сужающиеся к центру аппарата, а в верхней части контактно-выхлопной трубы расположен корпус влагоотделителя с тарельчатым сепаратором, имеющим, по меньшей мере, две тарелки, каждая из которых закреплена на корпусе влагоотделителя посредством, по меньшей мере, трех упругих пластин, а на корпусе влагоотделителя, соосно контактно-выхлопной трубе, закреплен патрубок для выхода очищенного воздуха, причем в нижней части аппарата, заполненной жидкостью, установлены регулятор уровня рабочей жидкости и водомерная трубка с контрольными рисками.This is achieved by the fact that in an injection-foamy gas treatment apparatus comprising a housing, a tangential nozzle for supplying contaminated air and a vertical cylindrical contact exhaust pipe mounted coaxially with the housing, the lower end of which is placed inside the housing and provided with a blade twist associated with the lower part of the body, the blade swirl is made with at least three blades located in the lower part of the body, and the swirl blades are made in the form of a trapezoid, more based which is fixed along the generatrix of the cylindrical surface of the casing, and evenly spaced across the cross section of the latter so that the annular space between the casing and the contact-exhaust pipe is divided into equal parts, while the plane of each blade is made with an end portion curved in a Archimedes spiral that projects beyond the circle a contact-exhaust pipe, and adjacent blades are arranged so that they form channels, tapering to the center of the apparatus, and a moisture-proof housing is located in the upper part of the contact-exhaust pipe a divider with a disk separator having at least two plates, each of which is fixed to the body of the moisture separator by means of at least three elastic plates, and a nozzle is secured to the outlet of the cleaned air on the case of the moisture separator, coaxially to the contact-exhaust pipe, in the lower part of the apparatus filled with liquid, a fluid level regulator and a water measuring tube with control risks are installed.

На фиг.1 изображен общий вид инжекционно-пенного аппарата для обработки газа, на фиг.2 - его профильная проекция, на фиг.3 - сечение нижней части корпуса аппарата, на фиг.4 - схема регулятора уровня рабочей жидкости поплавкового типа.Figure 1 shows a General view of the injection-foam apparatus for processing gas, figure 2 is a profile projection, figure 3 is a cross section of the lower part of the apparatus, figure 4 is a diagram of a regulator of the level of the working fluid float type.

Инжекционно-пенный аппарат для обработки газа состоит из корпуса 1 (фиг.1, 2), тангенциального патрубка 3 для подачи загрязненного воздуха, штуцеров 6, 5 и 13 соответственно для ввода и вывода рабочей жидкости, вертикальной цилиндрической контактно-выхлопной трубы 10, установленной соосно с корпусом 1. Нижний конец контактно-выхлопной трубы 10 помещен внутри корпуса аппарата и снабжен лопаточным закручивателем, по меньшей мере, с тремя лопатками 4, расположенными в нижней части корпуса 1, заканчивающегося конической частью 11, заполненной жидкостью.The injection-foam apparatus for gas processing consists of a housing 1 (Fig. 1, 2), a tangential nozzle 3 for supplying contaminated air, fittings 6, 5 and 13, respectively, for introducing and discharging a working fluid, a vertical cylindrical contact-exhaust pipe 10 installed coaxially with the housing 1. The lower end of the contact-exhaust pipe 10 is placed inside the housing of the device and is equipped with a blade twist with at least three vanes 4 located in the lower part of the housing 1 ending in a conical part 11 filled with liquid Yu.

Лопатки 4 закручивателя выполнены в форме трапеции, большое основание которой закреплено по образующей цилиндрической поверхности корпуса 1, и равномерно расположены по поперечному сечению последнего так, что разделяют на равные части кольцевое пространство между корпусом 1 и контактно-выхлопной трубой 10.The swirl blades 4 are made in the form of a trapezoid, the large base of which is fixed along the generatrix of the cylindrical surface of the housing 1, and are evenly spaced along the cross section of the latter so that the annular space between the housing 1 and the contact-exhaust pipe 10 is divided into equal parts.

При этом плоскость каждой лопатки 4 выполнена с изогнутой по спирали Архимеда концевой частью 14, выступающей за окружность контактно-выхлопной трубы 10. Смежные лопатки 4 расположены так, что образуют русла 15 (фиг.3), сужающиеся к центру аппарата. В верхней части контактно-выхлопной трубы 10 расположен корпус влагоотделителя 2 с тарельчатым сепаратором 8, имеющим, по меньшей мере, две тарелки, каждая из которых закреплена на корпусе влагоотделителя 2 посредством, по меньшей мере, трех упругих пластин 12, которые способствуют за счет небольших колебаний тарелок более интенсивному сливу с них жидкости, тем самым повышая эффективность влагоотделения. На корпусе влагоотделителя 2, соосно контактно-выхлопной трубе 10, закреплен патрубок 7 для выхода очищенного воздуха.The plane of each blade 4 is made with an end portion 14 curved in a spiral of Archimedes that protrudes beyond the circumference of the contact-exhaust pipe 10. Adjacent blades 4 are arranged so that they form a channel 15 (FIG. 3), tapering to the center of the apparatus. In the upper part of the contact-exhaust pipe 10 there is a case of a water separator 2 with a disk separator 8, which has at least two plates, each of which is fixed to the body of the moisture separator 2 by means of at least three elastic plates 12, which contribute to the small oscillations of the plates to more intensive discharge of liquid from them, thereby increasing the efficiency of moisture separation. On the housing of the dehumidifier 2, coaxially contact-exhaust pipe 10, a pipe 7 is fixed for the outlet of purified air.

В аппарате используется регулятор уровня рабочей жидкости поплавкового типа (фиг.4), состоящий из цилиндрического корпуса 16 с крышкой 24 и патрубками 17 и 18 для подключения к корпусу аппарата 1, и штуцером 6 для ввода рабочей жидкости, соединенным с краном 19. В корпусе 16 размещен поплавок 20 с соосно закрепленным на нем конусом 21, перекрывающим, при избытке жидкости в нижней части корпуса 1, калиброванную втулку 22, ввернутую в резьбовую втулку 23, закрепленную в крышке 24, с возможностью регулировки ее выступающей части над поплавком 20.The apparatus uses a float type fluid level controller (Fig. 4), consisting of a cylindrical housing 16 with a cover 24 and nozzles 17 and 18 for connecting to the apparatus 1, and a nozzle 6 for injecting the working fluid connected to the valve 19. In the housing 16 there is a float 20 with a cone 21 coaxially mounted on it, overlapping, with an excess of liquid in the lower part of the housing 1, the calibrated sleeve 22 screwed into the threaded sleeve 23, mounted in the cover 24, with the possibility of adjusting its protruding part above the float 20.

Для контроля уровня рабочей жидкости в нижней части корпуса 1 аппарата устанавливается водомерная трубка 9 с контрольными рисками, указывающими допустимые максимальный и минимальный уровни жидкости, а также уровень наиболее эффективной работы аппарата.To control the level of the working fluid in the lower part of the apparatus body 1, a water meter tube 9 is installed with control risks indicating the permissible maximum and minimum fluid levels, as well as the level of the most effective operation of the apparatus.

Инжекционно-пенный аппарат для обработки газа работает следующим образом. Подлежащий очистке воздух поступает через входной тангенциальный патрубок 3 в корпус 1, нижняя часть которого заполнена жидкостью. В кольцевом пространстве, образованном стенкой корпуса 1 и нижней частью трубы 10, воздушный поток получает начальный вращательный импульс. Опускаясь по спирали к поверхности и достигая лопаток 4, воздух отклоняется ими от внутренней поверхности корпуса. Последовательно перетекая через лопатки вследствие центронаправленного уменьшения их высоты, поток воздуха смещается к контактно-выхлопной трубе 10 и одновременно разделяется лопатками 4 на равновеликие объемы. Отделяемые объемы воздуха, проходя по руслам 15 между лопатками 4 закручивателя, частично погруженного в рабочую жидкость, дополнительно ускоряются и, приобретая интенсивное вращательное движение, в виде нескольких взаимодействующих потоков поступают в контактно-выхлопную трубу 10. При этом направление входа воздушных потоков благодаря принятому расположению и частичному заглублению лопаток 4 внутрь торца трубы пересекает траектории вращательного движения газожидкостного слоя внутри трубы. В результате происходит завихрение и отрыв его пристенного слоя от внутренней поверхности трубы. Это интенсифицирует перемешивание воздуха и жидкости, а также препятствует переходу к раздельному с воздухом кольцевому движению жидкости внутри трубы, при котором резко сокращается площадь поверхности контакта и снижается эффективность процесса очистки.Injection-foam apparatus for processing gas works as follows. The air to be cleaned enters through the tangential inlet pipe 3 into the housing 1, the lower part of which is filled with liquid. In the annular space formed by the wall of the housing 1 and the lower part of the pipe 10, the air flow receives an initial rotational impulse. Descending in a spiral to the surface and reaching the blades 4, the air deflects them from the inner surface of the housing. Consistently flowing through the blades due to the centrally directed decrease in their height, the air flow is shifted to the contact-exhaust pipe 10 and at the same time is divided by the blades 4 into equal volumes. Separated volumes of air passing through the channels 15 between the blades 4 of the swirl, partially immersed in the working fluid, are additionally accelerated and, having acquired intensive rotational motion, enter the contact-exhaust pipe in the form of several interacting flows 10. Moreover, the direction of entry of the air flows is due to the accepted arrangement and partial deepening of the blades 4 inside the pipe end crosses the trajectory of the rotational motion of the gas-liquid layer inside the pipe. As a result, a turbulence and separation of its wall layer from the inner surface of the pipe occurs. This intensifies the mixing of air and liquid, and also prevents the transition to a separate circular motion of liquid with air inside the pipe, in which the contact surface area is sharply reduced and the efficiency of the cleaning process is reduced.

Под воздействием закрученных масс воздуха, перемешивающихся над поверхностью жидкости, последняя также приобретает вращательное движение и лопатками закручивателя направляется к центру аппарата, где восполняет объем воздуха, отводимый под действие центробежных сил и сил Кориолиса. При таком перемешивании исключается воронкообразование и тем самым достигается выравнивание уровня жидкости в корпусе аппарата, и возрастает турбулентность ее поверхности, что облегчает условия отрыва и инжекции жидкости потоками обрабатываемого воздуха, и повышается энергетическая эффективность аппарата. Прошедший обработку воздух движется вверх по контактно-выхлопной трубе 10 и поступает во влагоотделитель 2, где освобождается от капельной влаги, выносимой воздухом из зоны контакта. По мере работы аппарата в корпус его подается рабочая жидкость через штуцер 6 регулятора уровня и удаляется отработанная через штуцер 5.Under the influence of swirling masses of air, mixing above the surface of the liquid, the latter also acquires rotational motion and is directed to the center of the apparatus by the blades of the curler, where it replenishes the volume of air discharged by centrifugal and Coriolis forces. With such mixing, funnel formation is eliminated and thereby leveling the liquid in the apparatus body is achieved, and its surface turbulence increases, which facilitates the conditions of separation and injection of the liquid by the treated air flows, and the energy efficiency of the apparatus increases. The treated air moves upward through the contact exhaust pipe 10 and enters the moisture separator 2, where it is freed from the drip moisture carried by the air from the contact zone. As the device operates, working fluid is supplied to its body through the nozzle 6 of the level controller and the spent fluid through the nozzle 5 is removed.

В аппарате используется регулятор уровня рабочей жидкости поплавкового типа, а для контроля уровня рабочей жидкости в нижней части корпуса аппарата устанавливается водомерная трубка 9 с контрольными рисками, указывающими допустимые максимальный и минимальный уровни жидкости, а также уровень наиболее эффективной работы аппарата.The apparatus uses a float type fluid level controller, and to control the level of the working fluid, a water meter tube 9 is installed in the lower part of the apparatus body with control risks indicating the permissible maximum and minimum fluid levels, as well as the level of the most effective operation of the apparatus.

Эффективность улавливания, например дизельной сажи, аппаратом достигает порядка 98%.The efficiency of trapping, for example diesel soot, by the apparatus reaches about 98%.

Оптимальный режим работы инжекционно-пенного аппарата производительностью от 2500 м³/ч до 9000 м³/ч осуществляется при следующих соотношениях параметров: отношение диаметра D влагоотделителя к его высоте Н лежит в оптимальном интервале величин: D/H=1,28÷1,34; отношение диаметра d контактно-выхлопной трубы к ее высоте h лежит в оптимальном интервале величин: d/h=0,32÷0,44; отношение диаметра d₁корпуса аппарата к высоте h₁ закручивателя лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=3,0÷3,1; отношение высоты h контактно-выхлопной трубы к высоте h₁ закручивателя лежит в оптимальном интервале величин: h/h₁=4,5÷6,2.The optimal operating mode of the injection-foam apparatus with a capacity of 2500 m ³ / h to 9000 m ³ / h is carried out with the following parameter ratios: the ratio of the diameter D of the dehumidifier to its height N lies in the optimal range of values: D / H = 1.28 ÷ 1, 34; the ratio of the diameter d of the contact exhaust pipe to its height h lies in the optimal range of values: d / h = 0.32 ÷ 0.44; the ratio of the diameter d ₁ of the apparatus to the height h _{1 of the} spinner lies in the optimal range of values: d ₁ / h ₁ = 3.0 ÷ 3.1; the ratio of the height h of the contact exhaust pipe to the height h _{1 of the} twister lies in the optimal range of values: h / h ₁ = 4.5 ÷ 6.2.

Claims

1. Injection-foam apparatus for processing gas, comprising a housing, a tangential nozzle for supplying contaminated air and a vertical cylindrical contact exhaust pipe mounted coaxially with the housing, the lower end of which is placed inside the housing and provided with a blade twist associated with the lower part of the housing, characterized the fact that the blade swirl is made with at least three blades located in the lower part of the housing, and the swirl blades are made in the form of a trapezoid, the larger base to otor is fixed along the generatrix of the cylindrical surface of the casing, and are evenly spaced across the cross section of the latter so that the annular space between the casing and the contact-exhaust pipe is divided into equal parts, while the plane of each blade is made with an end portion curved in an Archimedes spiral that protrudes beyond the contact circle -exhaust pipe, and adjacent blades are located so that form a channel, tapering to the center of the apparatus, and in the upper part of the contact-exhaust pipe there is a moisture separator Itel with a plate separator having at least two plates, each of which is fixed to the body of the moisture separator by means of at least three elastic plates, and on the case of the moisture separator coaxial contact-exhaust pipe is fixed a pipe for the outlet of purified air, and in the lower parts of the apparatus filled with liquid, a fluid level regulator and a water measuring tube with control risks are installed.

2. The injection-foam apparatus for processing gas according to claim 1, characterized in that the fluid level controller is made of a float type and consists of a cylindrical body with a cap and nozzles for connecting to the apparatus body and a nozzle for introducing a working fluid connected to a tap, and in the housing there is a float with a cone coaxially mounted on it, overlapping with excess fluid in the lower part of the housing a calibrated sleeve screwed into a threaded sleeve fixed in the cover, with the possibility of adjusting its protruding part on the float.

3. The injection-foam apparatus for gas processing according to claim 1, characterized in that the optimal mode of operation of the injection-foam apparatus is carried out with the following parameter ratios: the ratio of the diameter D of the dehumidifier to its height H lies in the optimal range of values D / H = 1, 28-1.34, the ratio of the diameter d of the contact exhaust pipe to its height h lies in the optimal range of values d / h = 0.32-0.44, the ratio of the diameter d ₁ of the apparatus body to the height h _{1 of the} twister lies in the optimal range of values d ₁ / h ₁ = 3.0-3.1, ratio of the height h of contact-exhaust tube to the height h ₁ zakruchivatelya lies in an optimum range of values h / h ₁ = 4,5-6,2.