RU2440838C1

RU2440838C1 - Scrubber

Info

Publication number: RU2440838C1
Application number: RU2010129593/05A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева (RU); Мария Олеговна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева
Priority date: 2010-07-19
Filing date: 2010-07-19
Publication date: 2012-01-27

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: invention relates to wet dust separation and may be used in chemical, textile, light industries, etc, for dusty gas cleaning. Scrubber comprises housing with dusty and cleaned gas branch pipes, sprinkler, support grids with nozzle arranged there between, and sludge removing device. Nozzle is made up of cylindrical rings with their side surfaces provided with two cutouts directed parallel with cylindrical surface generatrix and one cutout directed perpendicular to ring axis. Note that said cutouts close to form ""-shape cutout. Lobes that result are bent toward ring axis, Said lobes are provided with flange-like bends in made direction perpendicular to ring axis. Similar lobes are arranged spaced 90 degrees apart. Casing of every nozzle is made up of confuser-like outlet and restricting orifice aligned therewith. Swirling chamber is made up of cylindrical barrel. Inlet and restricting orifice are located perpendicular and tangentially to said swirling chamber. Nozzle insert is arranged aligned with said swirling chamber to house three restricting orifices located sequentially and coaxially, one with another and with swirling chamber cylindrical surface: tapered, cylindrical central and outlet orifices. ^ EFFECT: higher efficiency and reliability of dust separation. ^ 5 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 патенту РФ №2279905, кл. В01D 47/06, содержащий корпус, водоразбрызгиватель, ввод газового потока, выходной патрубок очищенного газа и устройство для выхода шлама.A known apparatus for wet cleaning of dusty air according to the patent of the Russian Federation No. 2279905, class. B01D 47/06, comprising a housing, a water sprinkler, a gas stream inlet, a clean gas outlet pipe and a sludge outlet device.

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

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания, а также снижение металлоемкости и виброакустической активности аппарата в целом.The technical result is an increase in the efficiency and reliability of the dust collection process, as well as a decrease in the metal consumption and vibroacoustic activity of the apparatus as a whole.

Это достигается тем, что в насадочном скруббере, содержащем корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство, опорные решетки, между которыми расположена насадка, и устройство для отвода шлама, насадка выполнена в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых оппозитно выполнены две прорези в направлении, параллельном образующим цилиндрической поверхности, и по одной прорези в направлении, перпендикулярном оси кольца, причем прорези, смыкаясь, образуют П-образную прорезь, полученные в результате лепестки отогнуты в направлении оси кольца, а также на лепестках выполняют отгибы в виде полочек в направлении, перпендикулярном оси кольца, при этом аналогичные лепестки выполнены в направлении, отстоящем на угол 90° от первых двух.This is achieved by the fact that in a nozzle scrubber containing a housing with nozzles for dusty and purified gas, an irrigation device, support grids between which the nozzle is located, and a device for removing sludge, the nozzle is made in the form of cylindrical rings, on the side of which two the slots in the direction parallel to the generatrix of the cylindrical surface, and one slot in the direction perpendicular to the axis of the ring, and the slots, closing, form a U-shaped slot, the result e the petals are bent in the direction of the axis of the ring, and also on the petals bends in the form of shelves in the direction perpendicular to the axis of the ring, while similar petals are made in a direction 90 ° apart from the first two.

На фиг.1 изображен насадочный скруббер с поперечным орошением, на фиг.2 изображен противоточный насадочный скруббер, на фиг.3 - насадка в виде тороидальных выемок на поверхности тора, на фиг.4 - вид сверху фиг.3, на фиг.5 - схема форсунки.Figure 1 shows a nozzle scrubber with transverse irrigation, figure 2 shows a counterflow nozzle scrubber, figure 3 - nozzle in the form of toroidal recesses on the surface of the torus, figure 4 - top view of figure 3, figure 5 - nozzle circuit.

Насадочный скруббер содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство 6, опорные решетки 4, между которыми расположена насадка 5, и устройство для отвода шлама (фиг.1 и 2).The nozzle scrubber comprises a housing 1 with nozzles 2 and 3 for dusty and purified gas, an irrigation device 6, support grids 4, between which the nozzle 5 is located, and a device for removing sludge (Figs. 1 and 2).

Чтобы повысить степень очистки газового потока от пыли или целевого компонента за счет увеличения площади контакта запыленного потока с насадкой 5 (фиг.3 и 4).To increase the degree of purification of the gas stream from dust or the target component by increasing the contact area of the dusty stream with the nozzle 5 (Fig.3 and 4).

Насадка 5 выполнена в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности 7 которых оппозитно выполнены две прорези 8 и 9 в направлении, параллельном образующим цилиндрической поверхности, и по одной прорези в направлении, перпендикулярном оси кольца, причем прорези, смыкаясь, образуют П-образную прорезь. Полученные в результате лепестки отгибуют в направлении оси кольца, а также на лепестках выполняют отгибы в виде полочек 10 и 11 в направлении, перпендикулярном оси кольца. Аналогичные лепестки получают в направлении, отстоящем на угол 90° от первых двух, т.е. два лепестка 12 и 14 с отгибами в виде полочек 13 и 15. Возможно выполнение отгибов в форме спирали Архимеда.The nozzle 5 is made in the form of cylindrical rings, on the side surface 7 of which two slots 8 and 9 are made opposite, in the direction parallel to the generatrices of the cylindrical surface, and one slot in the direction perpendicular to the axis of the ring, and the slots, closing, form a U-shaped slot. The resulting petals are bent in the direction of the axis of the ring, and bends in the form of shelves 10 and 11 are also performed on the petals in the direction perpendicular to the axis of the ring. Similar petals are obtained in a direction 90 ° apart from the first two, i.e. two petals 12 and 14 with bends in the form of shelves 13 and 15. It is possible to perform bends in the form of a spiral of Archimedes.

Насадка 5 выполнена из пористых полимерных материалов, стекла, пористой резины, композиционных материалов, древесины, нержавеющей стали, титановых сплавов, благородных металлов.The nozzle 5 is made of porous polymeric materials, glass, porous rubber, composite materials, wood, stainless steel, titanium alloys, precious metals.

Центробежная широкофакельная форсунка (фиг.5) состоит из корпуса 16 длиной L со впускным отверстием 19, выполненным в виде конфузора длиной L₁, соосного с ним дроссельного отверстия 18 диаметром d₁, камеры завихрения 17, выполненной в виде цилиндрического стакана, ось которого в плоскости чертежа перпендикулярна оси впускного 19 и дроссельного 18 отверстий. При этом ось впускного 19 и дроссельного 18 отверстий в профильной плоскости расположена по касательной по отношению к цилиндрической поверхности камеры завихрения 17, т.е. имеет место тангенциальный ввод в камеру завихрения 17 в виде отверстия 23.A centrifugal wide-torch nozzle (Fig. 5) consists of a housing 16 of length L with an inlet 19 made in the form of a confuser of length L ₁ , a throttling hole 18 with diameter d ₁ coaxial with it, and swirl chamber 17 made in the form of a cylindrical glass whose axis the plane of the drawing is perpendicular to the axis of the inlet 19 and throttle 18 holes. In this case, the axis of the inlet 19 and the throttle 18 holes in the profile plane is tangent to the cylindrical surface of the swirl chamber 17, i.e. there is a tangential entry into the turbulence chamber 17 in the form of an opening 23.

Соосно камере завихрения 17 расположен сопловый вкладыш 20 с внешним диаметром D₁, выполненный из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира. Внутри вкладыша выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения 17 три калиброванных отверстия: коническое отверстие 21 с диаметром D нижнего основания усеченного конуса, центральное цилиндрическое отверстие 22 диаметром d₂ и выходное цилиндрическое отверстие 23 диаметром d₃. При этом диаметр d₂ центрального цилиндрического отверстия 30 соплового вкладыша 20 равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия 21.Coaxial to the swirl chamber 17 is a nozzle insert 20 with an outer diameter D ₁ made of solid materials: tungsten carbide, ruby, sapphire. Three calibrated holes are made sequentially located and coaxial to each other and to the cylindrical surface of the turbulence chamber 17 inside the insert: a conical hole 21 with a diameter D of the lower base of the truncated cone, a central cylindrical hole 22 with a diameter of d ₂ and an exit cylindrical hole 23 of a diameter of d ₃ . The diameter d _{2 of the} Central cylindrical hole 30 of the nozzle insert 20 is equal to the diameter of the upper base of the truncated cone of the conical hole 21.

Для работы форсунки в оптимальном режиме предусмотрены следующие соотношения ее параметров: отношение диаметра d₂ центрального цилиндрического отверстия соплового вкладыша к диаметру d₁ дроссельного отверстия корпуса форсунки лежит в оптимальном интервале величин: d₂/d₁=1,4÷2,2; отношение диаметра d₃ выходного цилиндрического отверстия соплового вкладыша к диаметру d₂ центрального цилиндрического отверстия лежит в оптимальном интервале величин: d₃/d₂=1,5÷2,5; отношение внешнего диаметра D₁ соплового вкладыша к диаметру D нижнего основания усеченного конуса конического отверстия вкладыша лежит в оптимальном интервале величин: D₁/D=1,2÷1,8; отношение длины L корпуса форсунки к длине L₁ конфузора впускного отверстия лежит в оптимальном интервале величин: L/L₁=2,0÷2,5.For the operation of the nozzle in optimal mode, the following ratios of its parameters are provided: the ratio of the diameter d _{2 of the} central cylindrical hole of the nozzle insert to the diameter d _{1 of the} throttle hole of the nozzle body lies in the optimal range of values: d ₂ / d ₁ = 1.4 ÷ 2.2; the ratio of the diameter d _{3 of the} outlet cylindrical hole of the nozzle insert to the diameter d _{2 of the} central cylindrical hole lies in the optimal range of values: d ₃ / d ₂ = 1.5 ÷ 2.5; the ratio of the outer diameter D _{1 of the} nozzle insert to the diameter D of the lower base of the truncated cone of the conical hole of the insert lies in the optimal range of values: D ₁ / D = 1.2 ÷ 1.8; the ratio of the length L of the nozzle body to the length L _{1 of the} inlet confuser lies in the optimal range of values: L / L ₁ = 2.0 ÷ 2.5.

Центробежная широкофакельная форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Жидкость подается по впускному отверстию 19, выполненному в виде конфузора длиной L₁, затем проходит через соосное с ним дроссельное отверстие 18 диаметром d₁ и поступает по тангенциальному вводу через отверстие 24 в камеру завихрения 17, выполненную в виде цилиндрического стакана. Вращающийся поток жидкости из камеры завихрения 17 проходит через калиброванное коническое отверстие 21 соплового вкладыша 20, центральное цилиндрическое отверстие 22 и выходное цилиндрическое отверстия 23 соплового вкладыша 20, в результате чего образуется факел распыленной жидкости, корневой угол которого определяется величиной угла при вершине конуса конического отверстия 21 соплового вкладыша 20.Centrifugal wide-angle nozzle for spraying liquids works as follows. The fluid is fed through an inlet 19 made in the form of a confuser of length L ₁ , then passes through a throttle hole 18 with a diameter of d ₁ coaxial with it and enters through a tangential inlet through the hole 24 into a swirl chamber 17 made in the form of a cylindrical glass. The rotating fluid flow from the swirl chamber 17 passes through a calibrated conical hole 21 of the nozzle insert 20, the central cylindrical hole 22 and the outlet cylindrical hole 23 of the nozzle insert 20, as a result of which a spray of liquid is formed, the root angle of which is determined by the angle at the apex of the cone of the conical hole 21 nozzle insert 20.

Предложенная конструкция широкофакельной форсунки с диаметром центрального цилиндрического отверстия 22, равным 9 мм, при рабочих давлениях жидкости 150…250 кПа обеспечивает угол раскрытия водяного факела до 150° и сохраняет устойчивость факела при давлении жидкости перед форсунками от 40 кПа и выше, при этом производительность форсунки зависит от давления жидкости на входе впускного отверстия 19.The proposed design of a wide-torch nozzle with a central cylindrical bore diameter 22 equal to 9 mm at a working fluid pressure of 150 ... 250 kPa provides an opening angle of the water plume up to 150 ° and maintains the plume stability at a liquid pressure in front of the nozzles of 40 kPa and higher, while the nozzle performance Depends on the fluid pressure at the inlet inlet 19.

Насадочный скруббер работает следующим образом.A nozzle scrubber operates as follows.

Запыленный газовый поток поступает в корпус 1, через ввод запыленного газового потока 2, и встречает на своем пути завесу из насадки 5, которая смачивается водой или другим абсорбентом из оросительного устройства 6. Расход орошающей жидкости в противоточных насадочных скрубберах принимается в пределах от 1,3 до 2,6 л/м³. В насадочных скрубберах с поперечным орошением для лучшего смачивания поверхности насадка 5 слой насадка наклонен на 7…10° в направлении газового потока. Расход орошающей жидкости в них принимается в пределах от 0,15 до 0,5 л/м³. Процесс пылеулавливания протекает в оптимальном гидродинамическом режиме, так как гидравлическое сопротивление насадка 5 на 20% меньше, чем гидравлическое сопротивление выходного патрубка 3 очищенного газа. Для снижения виброакустической активности аппарата и его металлоемкости, а также повышения его надежности в предлагаемом устройстве предусмотрены следующие мероприятия: на поверхности деталей нанесен слой мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, причем соотношение между толщиной металла и вибродемпфирующего покрытия находится в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…4). Для удаления шлама применено устройство для удаления шлама в виде канала в днище корпуса или отдельного механизма. Эффективность предлагаемой конструкции насадочного скруббера увеличивается за счет большей поверхности взаимодействия насадка в вышеуказанных процессах и составляет при улавливании пылевых частиц размером больше 2 мкм порядка 95%.The dusty gas stream enters the housing 1, through the inlet of the dusty gas stream 2, and meets a curtain from the nozzle 5, which is wetted with water or other absorbent from the irrigation device 6. The flow rate of the irrigation fluid in countercurrent nozzle scrubbers is accepted in the range from 1.3 up to 2.6 l / m ³ . In nozzle scrubbers with transverse irrigation for better wetting of the surface of the nozzle 5 layer nozzle is inclined by 7 ... 10 ° in the direction of gas flow. The flow rate of irrigation fluid in them is taken in the range from 0.15 to 0.5 l / m ³ . The dust collection process proceeds in the optimal hydrodynamic mode, since the hydraulic resistance of the nozzle 5 is 20% less than the hydraulic resistance of the outlet pipe 3 of the purified gas. To reduce the vibro-acoustic activity of the apparatus and its metal consumption, as well as to increase its reliability, the proposed device provides the following measures: a layer of soft vibration-damping material, for example, VD-17 mastic, is applied to the surface of the parts, and the ratio between the thickness of the metal and the vibration-damping coating is in the optimal range of values: 1 / (2.5 ... 4). To remove sludge, a device is used to remove sludge in the form of a channel in the bottom of the housing or a separate mechanism. The effectiveness of the proposed design of the nozzle scrubber increases due to the larger interaction surface of the nozzle in the above processes and when collecting dust particles larger than 2 microns in size is about 95%.

Claims

A nozzle scrubber comprising a housing with nozzles for dusty and purified gas, an irrigation device, support grids between which the nozzle is located, and a device for removing sludge, characterized in that the nozzle is made in the form of cylindrical rings, on the side surface of which there are two slots in the direction parallel to the generatrices of the cylindrical surface and the slot in the direction perpendicular to the axis of the ring, and the holes, closing, form a U-shaped slot, the resulting petals are bent into aligning the axis of the ring, as well as on the petals, bends in the form of shelves in the direction perpendicular to the axis of the ring, while similar petals are made 90 ° apart from the previous ones, and the body of each nozzle is made with an inlet made in the form of a confuser, coaxial with throttle aperture, and a swirl chamber made in the form of a cylindrical glass, while the inlet and throttle openings are perpendicular and tangential to the swirl chamber, and coaxially to the swirl chamber Located nozzle liner, inside which are made sequentially located and aligned with each other and the cylindrical surface of the swirl chamber three calibrated holes: tapered bore, a central cylindrical hole and an outlet cylindrical bore, the diameter of the central cylindrical hole of the nozzle insert is equal to the diameter of the upper base of the truncated cone of the conical hole.