RU2361648C1

RU2361648C1 - Conic jet scrubber

Info

Publication number: RU2361648C1
Application number: RU2007148571/15A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Кочетова (RU); Мария Олеговна Кочетова
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2009-07-20

Abstract

FIELD: technological processes, filters.

SUBSTANCE: invention is related to procedure of wet dust collection and may be used in different industries for cleaning of wet gases. Scrubber comprises body with nozzles for dusty and cleaned gas, jet spraying device, elastic support and limiting plates, between which the following components are installed - spray box, mist eliminator and device for slurry discharge. Mist eliminator is arranged in the form of spray box layer from elastic materials in the form of, for instance, polyethylene balls. Spraying nozzle is arranged in the form of acoustic nozzle. Nozzle comprises body with generator of acoustic oscillations installed inside, ring with conic surface connected to body and sprayer. Sprayer is fixed in body by means of hollow rod with auger swirler and collar at the end for installation of annular platform, on which liquid flows from sprayer. Resonator is arranged in the form of at least one spherical cavity installed in ring wall. Spherical cavity is connected by calibrated hole to annular slot created by end planes of body and ring from the side of conic surface. Ring is installed with the possibility of fixed displacement along body axis by means of threaded joint.

EFFECT: higher efficiency and reliability of dust collection process by increasing extent of liquid dispersion by water sprinklers.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных 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 dusty gases.

Известен аппарат для мокрой очистки запыленного воздуха по а.с. СССР №1711952, кл. В01D 47/06 от 14.05.90, содержащий корпус, водоразбрызгиватель, ввод газового потока, выходной патрубок очищенного газа и устройство для выхода шлама.A known apparatus for wet cleaning of dusty air by AS USSR No. 1711952, class B01D 47/06 of 05/14/90, comprising a housing, a water sprinkler, a gas stream inlet, a clean gas outlet pipe and a sludge outlet device.

Недостатком его является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания, а также усложненная конструкция.Its disadvantage is the relatively low efficiency of the dust collection process, as well as the complicated design.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является скруббер, известный из книги А.А.Русанова. Справочник по пыле- и золоулавливанию. М.: - Энергоатомиздат, - 1983 г., стр.106, рис.4.24а (прототип), содержащий корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, форсуночное оросительное устройство, опорные и ограничительные тарелки, между которыми расположена насадка, брызгоуловитель и устройство для отвода шлама.The closest technical solution to the claimed object is a scrubber, known from the book of A.A. Rusanov. A guide to dust and ash collection. M .: - Energoatomizdat, - 1983, p. 106, Fig. 4.24a (prototype), comprising a housing with nozzles for dusty and purified gas, an irrigation nozzle, support and restriction plates, between which there is a nozzle, a spray catcher and a device for removal of sludge.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет недостаточно развитой поверхности распыления жидкости.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of the dust collection process due to the underdeveloped spray surface of the liquid.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания путем увеличения степени распыла жидкости форсунками.EFFECT: increased efficiency and reliability of the dust collection process by increasing the degree of liquid atomization by nozzles.

Это достигается тем, что в коническом форсуночном скруббере, содержащим корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, форсуночное оросительное устройство, опорные и ограничительные тарелки, между которыми расположена насадка, брызгоуловитель, выполненный в виде слоя насадки, размещенной между опорной и ограничительной тарелками, и устройство для отвода шлама, причем опорные тарелки выполнены упругими, а насадка, размещенная над нижней опорной тарелкой, выполнена из упругих материалов, например в форме полиэтиленовых шаров, а на нижней опорной тарелке установлен вибратор, оросительная форсунка выполнена в виде акустической форсунки для распыливания жидкостей, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний с концентрическими кольцевыми щелями, расположенными в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом и служащее для формирования образующегося факела распыливаемой жидкости, и распылитель, служащий для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из генератора и закрепленный в корпусе посредством полого стержня со шнековым завихрителем на конце и буртиком для размещения кольцевой площадки, на которую вытекает жидкость из распылителя, причем резонатор выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости, расположенной в стенке кольца, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, а кольцо расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения.This is achieved by the fact that in a conical nozzle scrubber containing a housing with nozzles for dusty and purified gas, a nozzle irrigation device, support and restriction plates, between which there is a nozzle, a spray trap made in the form of a nozzle layer located between the support and restriction plates, and a device for discharging sludge, the support plates being made elastic, and the nozzle placed above the lower supporting plate made of elastic materials, for example in the form of plastic balls, but and a vibrator is mounted on the lower support plate, the irrigation nozzle is made in the form of an acoustic nozzle for spraying liquids, comprising a housing with an acoustic oscillation generator located inside it with concentric annular slots located in a plane perpendicular to the axis of the housing, a ring with a conical surface connected to the housing and used for the formation of the formed torch of the sprayed liquid, and the sprayer, which serves to form a liquid film that blocks the exit from the generator and fixed which is enclosed in the housing by means of a hollow rod with a screw swirl at the end and a shoulder to accommodate an annular platform onto which liquid flows from the atomizer, the resonator being made in the form of at least one spherical cavity located in the ring wall, the spherical cavity being connected by a calibrated hole with an annular gap formed by the end planes of the housing and the ring on the side of the conical surface, and the ring is located with the possibility of fixed movement along the axis of the housing by threaded connection.

На фиг.1 изображен конический форсуночный скруббер с подвижной насадкой, на фиг.2 - насадка в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка, на фиг.3 - насадка в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, на фиг.4 - насадка в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, имеющая в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа «седла Берля» или седла «Италлокс», на фиг.5 - схема акустической форсунки.Figure 1 shows a conical nozzle scrubber with a movable nozzle, figure 2 shows a nozzle in the form of hollow balls, on the spherical surface of which a helical groove is cut, figure 3 is a nozzle in the form of cylindrical rings, on the side surface of which a helical groove is cut, in Fig.4 - nozzle in the form of cylindrical rings, on the side surface of which a helical groove is cut, having in cross section perpendicular to the helix a profile of the "Berl saddle" or "Itallox" saddle, and Fig. 5 is a diagram of an acoustic nozzle.

Конический форсуночный скруббер с подвижной насадкой содержит корпус, состоящий из цилиндрической части 1, конической части 2, нижняя часть которой соединена с цилиндрической частью 3 и коническим шламосборником 4, с патрубками соответственно для запыленного и очищенного газа. Оросительное устройство 7 выполнено в виде установленной в центре корпуса, по крайней мере, одной акустической форсунки, соединенной с подводящими соответственно газ и жидкость магистралями (см. фиг.1). На нижней опорной тарелке 8 расположен слой насадки 9. Брызгоуловитель выполнен в виде слоя насадки 9, размещенной между опорной 5 и ограничительной 6 тарелками (фиг.1). Нижние 5 и 8 опорные тарелки и насадка 9 выполнены из упругих материалов. Насадка 9, размещенная над нижней опорной тарелкой, выполнена из упругих материалов, например, в форме полиэтиленовых шаров.A conical nozzle scrubber with a movable nozzle comprises a housing consisting of a cylindrical part 1, a conical part 2, the lower part of which is connected to a cylindrical part 3 and a conical sludge collector 4, with nozzles for dusty and purified gas, respectively. The irrigation device 7 is made in the form of at least one acoustic nozzle mounted in the center of the housing connected to the gas and liquid supply lines, respectively (see Fig. 1). On the lower support plate 8 is a layer of nozzle 9. The spray catcher is made in the form of a layer of nozzle 9, located between the support 5 and restrictive 6 plates (figure 1). The lower 5 and 8 support plates and nozzle 9 are made of elastic materials. The nozzle 9, placed above the lower support plate, is made of elastic materials, for example, in the form of plastic balls.

На нижней опорной тарелке 8 может быть установлен вибратор (не показан). Насадка 9 выполнена в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка (фиг.2), или в виде винтовой линии, образованной на сферической поверхности. Насадка 9 выполнена в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка (фиг.3), или в виде винтовой линии, образованной на цилиндрической поверхности. Насадка выполнена из упругих полимерных материалов, композиционных материалов и получена способами формования или спекания.A vibrator (not shown) may be mounted on the lower support plate 8. The nozzle 9 is made in the form of hollow balls, on a spherical surface of which a helical groove is cut (Fig. 2), or in the form of a helix formed on a spherical surface. The nozzle 9 is made in the form of cylindrical rings, on the side surface of which a helical groove is cut (Fig. 3), or in the form of a helical line formed on a cylindrical surface. The nozzle is made of elastic polymeric materials, composite materials and obtained by molding or sintering.

Акустическая оросительная форсунка (фиг.4) для распыливания жидкостей содержит корпус 10 с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла 11 и резонатора 12. На корпусе 10 расположено кольцо 13 с конической поверхностью 14, связанное с корпусом и служащее для формирования образующегося факела распыливаемой жидкости, поступающей через канал полого стержня 15. Распыливающий агент, например воздух или любой другой газ, поступает в газовый канал 16, а из него через сопло 11, выполненное в виде кольцевой щели 17, в кольцо 13 навстречу шнековому завихрителю 18, служащему для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из резонатора 12. Жидкость подается из полого стержня 15 со шнековым завихрителем 18 на конце и буртиком для размещения кольцевой площадки 19, на которую она и вытекает. Резонатор выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости 12, расположенной в стенке кольца 13, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием 20 с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса 10 и кольца 13 со стороны конической поверхности 14, а кольцо 13 расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса 10 посредством его резьбового соединения 21.The acoustic irrigation nozzle (Fig. 4) for spraying liquids comprises a housing 10 with an acoustic oscillation generator located in the form of a nozzle 11 and a resonator 12. A ring 13 with a conical surface 14 is located on the housing 10 and is connected to the housing and serves to form the resulting sprayed liquid torch flowing through the channel of the hollow rod 15. A spraying agent, such as air or any other gas, enters the gas channel 16, and from it through the nozzle 11, made in the form of an annular gap 17, into the ring 13 towards w some swirl 18, which serves to form a liquid film that blocks the exit from the resonator 12. The fluid is supplied from the hollow rod 15 with a screw swirl 18 at the end and a shoulder to accommodate the annular platform 19, to which it flows. The resonator is made in the form of at least one spherical cavity 12 located in the wall of the ring 13, and the spherical cavity is connected by a calibrated hole 20 with an annular gap formed by the end planes of the housing 10 and the ring 13 from the side of the conical surface 14, and the ring 13 is located with the possibility of a fixed movement along the axis of the housing 10 by means of its threaded connection 21.

Резонатор может быть выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели 17, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, посредством установки между корпусом 10 и кольцом 13 калиброванных прокладок 22, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.The resonator can be configured to control the generated frequency of acoustic vibrations by adjusting the width of the annular gap 17 formed by the end planes of the housing and the ring from the side of the conical surface by installing calibrated spacers 22 between the housing 10 and ring 13, the thickness of which corresponds to a given frequency of acoustic vibrations.

Конический форсуночный скруббер с подвижной насадкой работает следующим образом.Conical nozzle scrubber with a movable nozzle operates as follows.

Запыленный газовый поток поступает в корпус 1, через ввод запыленного газового потока, и встречает на своем пути завесу из насадки 9, которая смачивается водой или другим абсорбентом из оросительного устройства 7. Для удаления шлама применено устройство 4 для удаления шлама в виде канала в днище корпуса или отдельного механизма. Для обеспечении свободного перемещения насадки 9 в газожидкостной смеси ее плотность не должна превышать плотности жидкости. Процесс пылеулавливания протекает в оптимальном гидродинамическом режиме газопромывателя, характеризующимся режимом полного развитого псевдоожижения. Для интенсификации гидродинамического режима на нижней опорной тарелке 8 может быть установлен вибратор (не показан). Это позволит скрубберу перейти в режим вибропсевдоожиженного слоя, при котором увеличится эффективность взаимодействия насадки 9, орошаемой жидкостью, с газовой фазой, а следовательно, и увеличит эффективность работы аппарата в целом. Выполнение насадки 9 нижней 8 опорной тарелки из упругого материала позволит при определенных условиях создавать режим колебаний или автоколебаний, который также будет способствовать увеличению эффективности взаимодействия насадки 9 с орошаемой жидкостью. Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.The dusty gas stream enters the housing 1, through the inlet of the dusty gas stream, and meets a curtain from the nozzle 9, which is wetted with water or other absorbent from the irrigation device 7. To remove sludge, a device 4 is used to remove sludge in the form of a channel in the bottom of the housing or a separate mechanism. To ensure free movement of the nozzle 9 in the gas-liquid mixture, its density should not exceed the density of the liquid. The process of dust collection takes place in the optimal hydrodynamic mode of the gas scrubber, characterized by the regime of full developed fluidization. To intensify the hydrodynamic regime, a vibrator (not shown) can be installed on the lower support plate 8. This will allow the scrubber to switch to the vibro-fluidized bed mode, in which the efficiency of the interaction of the nozzle 9, irrigated by the liquid, with the gas phase will increase, and consequently, will increase the overall efficiency of the apparatus. The implementation of the nozzle 9 of the bottom 8 of the supporting plate of elastic material will allow under certain conditions to create a mode of oscillation or self-oscillation, which will also increase the efficiency of interaction of the nozzle 9 with the irrigated liquid. The acoustic nozzle for spraying liquids works as follows.

Распыливающий агент, например воздух, подается по газовому каналу 16, где встречает на своем пути резонатор 12, выполненный в виде сферической полости, соединенной с соплом 11 посредством калиброванного отверстия 20. В результате прохождения резонатора 12 распыливающим агентом (например воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распиливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в полый стержень 15. Из шнекового завихрителя 18 жидкость вытекает в виде пленки на площадку 19, а затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 14 кольца 13.A spraying agent, for example air, is supplied through a gas channel 16, where it meets a resonator 12 made in the form of a spherical cavity connected to the nozzle 11 by means of a calibrated hole 20. As a result of the passage of the resonator 12, a pulsating agent (for example, air) ripples in the latter pressure, creating acoustic vibrations, the frequency of which depends on the parameters of the resonator. The acoustic vibrations of the sawing agent contribute to a finer atomization of the solution supplied to the hollow rod 15. From the screw swirler 18, the liquid flows in the form of a film to the platform 19, and then crushes under the influence of acoustic vibrations of air into small droplets, resulting in the formation of a spray torch with air whose root angle is determined by the angle of inclination of the conical surface 14 of the ring 13.

Сруббер может быть применен для очистки от тонкой фракции пыли и увлажнения воздуха в вентиляционных установках и установках кондиционирования воздуха, а также при улавливании туманов, хорошо растворимой пыли, а также при совместном протекании процессов пылеулавливании, охлаждения газов и абсорбции насадочных газопромывателей. Эффективность предлагаемой конструкции насадочного скруббера увеличивается за счет большей поверхности взаимодействия насадки в вышеуказанных процессах, а также за счет оптимизации гидродинамической обстановки, и составляет при улавливании пылевых частиц размером больше 2 мкм порядка 97%.Srubber can be used to remove fine dust and humidify air in ventilation installations and air conditioning units, as well as in trapping mists, readily soluble dust, as well as in the process of dust collection, gas cooling and absorption of packed gas washers. The effectiveness of the proposed design of the nozzle scrubber increases due to the larger interaction surface of the nozzle in the above processes, as well as due to the optimization of the hydrodynamic situation, and amounts to about 97% when collecting dust particles larger than 2 microns in size.

Claims

1. A conical nozzle scrubber comprising a housing with nozzles for dusty and purified gas, an nozzle irrigation device, support and restriction plates, between which there is a nozzle, a spray catcher made in the form of a nozzle layer placed between the support and restriction plates and a device for removing sludge, moreover, the supporting plates are made elastic, and the nozzle placed above the lower supporting plate is made of elastic materials, for example, in the form of plastic balls, and on the lower supporting plate a vibrator is installed, characterized in that the irrigation nozzle is made in the form of an acoustic nozzle for spraying liquids, comprising a housing with an acoustic oscillation generator located inside it with concentric annular slots located in a plane perpendicular to the axis of the housing, a ring with a conical surface connected to the housing and serving for the formation of the formed torch of the sprayed liquid, and the sprayer, which serves to form a liquid film that blocks the exit from the generator, and is fixed which is enclosed in a housing by means of a hollow rod with a screw swirl at the end and a shoulder to accommodate an annular platform onto which fluid flows from the atomizer, the resonator being made in the form of at least one spherical cavity located in the ring wall, the spherical cavity being connected by a calibrated hole with an annular gap formed by the end planes of the housing and the ring on the side of the conical surface, and the ring is located with the possibility of fixed movement along the axis of the housing by means of a cut fuck connection.

2. The conical nozzle scrubber according to claim 1, characterized in that the nozzle resonator is configured to control the generated frequency of acoustic vibrations by adjusting the width of the annular gap formed by the end planes of the housing and the ring from the side of the conical surface, by means of installing calibrated gaskets between the housing and the ring , the thickness of which corresponds to a given frequency of acoustic vibrations.