RU2506114C1

RU2506114C1 - Device for cleaning and recovery of off-gases

Info

Publication number: RU2506114C1
Application number: RU2012140196/05A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2014-02-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to ash catchers. Proposed device case with inlet and outlet pipes and settling chamber with separation baffle. Lower part of said baffle has lengthwise slots arranged at constant spacing. Device inlet gas duct is equipped with water sprayer composed of manifold with atomisers connected with screw pump communicated with tank for collection of water from settling chamber. It includes also heat exchanger composed of pipe coil and moisture separator with tangential inlet. Atomiser comprises cylindrical hollow case with fluid feed channel and coaxial sleeve rigidly coupled with said case and having nozzle secured at its bottom. Said nozzle is composed by cylindrical two-step sleeve, its top cylindrical step being thread-jointed to central core. Said central core is arranged with clearance relative to cylindrical sleeve central surface and is composed of cylindrical part with ball segment secured coaxially at its bottom part. Said ball segment has orifices their axes being parallel with atomiser case axis.

EFFECT: higher efficiency and reliability of dust separation.

1 dwg

Description

Изобретение относится к золоуловителям и может быть использовано на тепловых электрических станциях.The invention relates to ash collectors and can be used at thermal power plants.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является устройство для очистки и утилизации дымовых газов по патенту №2388518 С1, B01D 47/02, 15.01.2009, содержащем входной патрубок, корпус, выходной патрубок, осадительную камеру, осадительная камера снабжена разделительной перегородки, погруженной в камеру, причем нижняя часть разделительной перегородки, погруженная в камеру, имеет продольные пазы с постоянным шагом, а входной газоход устройства снабжен оросителем воды в виде коллектора с форсунками, вода в который под давлением поступает через трубопровод от винтового насоса, соединенного с баком для сбора воды, поступающей от переливного окна осадительной камеры с регулируемым шибером через сливной патрубок, причем в нижней части камеры размещен теплообменный аппарат в виде трубчатого змеевика, а устройство снабжено влагоотделителем с тангенциальным вводом (прототип).The closest technical solution to the claimed object is a device for cleaning and utilizing flue gases according to patent No. 2388518 C1, B01D 47/02, January 15, 2009, containing an inlet pipe, a housing, an outlet pipe, a precipitation chamber, a precipitation chamber provided with a separation wall immersed in the chamber, the lower part of the dividing wall, immersed in the chamber, has longitudinal grooves with a constant pitch, and the inlet gas duct of the device is equipped with a water sprinkler in the form of a collector with nozzles, the water into which flows through a pipeline from a screw pump connected to a tank for collecting water coming from the overflow window of the precipitation chamber with an adjustable gate through a drain pipe, and a heat exchanger in the form of a tubular coil is placed in the lower part of the chamber, and the device is equipped with a water separator with tangential inlet (prototype) .

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая степень ресурсосбережения и очистки дымовых газов.The disadvantage of the prototype is the relatively low degree of resource conservation and flue gas cleaning.

Технический результат - повышение эффективности ресурсосбережения и очистки дымовых газов путем увеличения поверхности распыла за счет применения форсунки.EFFECT: increased efficiency of resource saving and flue gas cleaning by increasing the spray surface due to the use of a nozzle.

Это достигается тем, что в устройстве для очистки и утилизации отходящих дымовых газов, содержащем входной патрубок, корпус, выходной патрубок, осадительную камеру, осадительная камера снабжена разделительной перегородки, погруженной в камеру, причем нижняя часть разделительной перегородки, погруженная в камеру, имеет продольные пазы с постоянным шагом, а входной газоход устройства снабжен оросителем воды в виде коллектора с форсунками, вода в который под давлением поступает через трубопровод от винтового насоса, соединенного с баком для сбора воды, поступающей от переливного окна осадительной камеры с регулируемым шибером через сливной патрубок, причем в нижней части камеры размещен теплообменный аппарат в виде трубчатого змеевика, а устройство снабжено влагоотделителем с тангенциальным вводом, форсунка содержит полый корпус с соплом и центральным сердечником корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и имеет соосную, жестко связанную с корпусом втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, и состоящим из цилиндрической части с закрепленным соосно с ней в нижней части шаровым сегментом, имеющим дроссельные отверстия, оси которых расположены по радиусам сферической поверхности, образующей шаровой сегмент, а кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости, при этом на боковой поверхности цилиндрической части центрального сердечника, в его нижней части, соединенной с шаровым сегментом, выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси сердечника, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия, при этом оси дроссельных отверстий одного ряда смещены относительно осей дроссельных отверстий другого ряда на угол, лежащий в диапазоне 15°÷60°.This is achieved by the fact that in the device for cleaning and disposal of exhaust flue gases containing an inlet pipe, a housing, an outlet pipe, a precipitation chamber, the precipitation chamber is provided with a separation partition immersed in the chamber, the lower part of the separation partition immersed in the chamber having longitudinal grooves with a constant step, and the inlet gas duct of the device is equipped with a water sprinkler in the form of a collector with nozzles, into which water under pressure flows through a pipeline from a screw pump connected to the tank In order to collect water coming from the overflow window of the precipitation chamber with an adjustable gate through the drain pipe, the heat exchanger in the form of a tubular coil is placed in the lower part of the chamber, and the device is equipped with a water separator with a tangential input, the nozzle contains a hollow body with a nozzle and a central core; channel for supplying fluid and has a coaxial sleeve rigidly connected to the housing with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical two-stage sleeve, the upper the cylindrical step of which is connected by a threaded connection to a central core installed with an annular gap relative to the inner surface of the cylindrical sleeve, and consisting of a cylindrical part with a spherical segment fixed coaxially with it in the lower part, having throttle openings whose axes are located along the radii of the spherical surface forming ball segment, and the annular gap is connected to at least three radial channels made in a two-stage sleeve connecting and it is with an annular cavity formed by the inner surface of the sleeve and the outer surface of the upper cylindrical stage, and the annular cavity is connected with the channel of the housing for supplying fluid, while on the side surface of the cylindrical part of the Central core, in its lower part connected to the spherical segment, at least two rows of cylindrical throttle holes, with axes lying in planes perpendicular to the axis of the core, and at least three holes are made in each row, with axes the throttle holes of one row are offset relative to the axes of the throttle holes of the other row by an angle lying in the range of 15 ° ÷ 60 °.

На фиг.1 изображена схема устройства для очистки и утилизации отходящих дымовых газов, на фиг.2 - фронтальный разрез форсунки для распыливания жидкости.Figure 1 shows a diagram of a device for cleaning and disposal of exhaust flue gases, figure 2 is a frontal section of a nozzle for spraying liquid.

Устройство для очистки и утилизации отходящих дымовых газов содержит осадительную камеру 1 (фиг.1), заполненную водой до уровня разделительной перегородки 2, погруженной в камеру 1. Нижняя часть разделительной перегородки 2, погруженная в камеру 1, имеет продольные пазы с постоянным шагом. Входной газоход 3 устройства снабжен оросителем воды в виде коллектора 12 с центробежными форсунками 13, вода в который под давлением поступает через трубопровод 11 от винтового насоса 10, соединенного с баком 9 для сбора воды, поступающей от переливного окна с регулируемым шибером (на чертеже не показано) через сливной патрубок 8. В нижней части камеры 1 размещен теплообменный аппарат в виде трубчатого змеевика 5, имеющего вход 7 для холодной воды и выход 6 для горячей воды. Дымосос 20 служит для откачки из патрубка 4 очищенного газа через воздуховод 19 и подачи его через воздуховод 14 во влагоотделитель 15 с тангенциальным вводом 17, а затем через воздуховод 18 в дымовую трубу 16, которая выполнена из пластмассы, так как температура отходящих дымовых газов составляет порядка 80÷90°С.A device for cleaning and disposal of exhaust flue gases contains a precipitation chamber 1 (Fig. 1), filled with water to the level of the separation partition 2, immersed in the chamber 1. The lower part of the separation partition 2, immersed in the chamber 1, has longitudinal grooves with a constant pitch. The inlet gas duct 3 of the device is equipped with a water sprinkler in the form of a collector 12 with centrifugal nozzles 13, water into which is supplied under pressure through a pipe 11 from a screw pump 10 connected to a tank 9 for collecting water coming from an overflow window with an adjustable gate (not shown in the drawing ) through the drain pipe 8. In the lower part of the chamber 1 there is a heat exchanger in the form of a tubular coil 5 having an inlet 7 for cold water and an outlet 6 for hot water. The exhaust fan 20 is used to pump purified gas from the pipe 4 through the duct 19 and supply it through the duct 14 to the moisture separator 15 with a tangential inlet 17, and then through the duct 18 to the chimney 16, which is made of plastic, since the temperature of the exhaust flue gases is about 80 ÷ 90 ° C.

Для повышения эффективности улавливания мельчайших частиц золы в осадительной камере 1, заполненной водой, в систему циркуляции воды добавляют пеноактивные вещества, которые способствуют образованию пены и более интенсивному улавливанию частиц золы. Теплоту отходящих дымовых газов поглощает теплообменный аппарат 5. Коллектор 12 выполнен с форсунками (фиг.2), которые служат для увеличения поверхности распыла.To increase the efficiency of capturing the smallest particles of ash in a precipitation chamber 1 filled with water, foam active substances are added to the water circulation system, which contribute to the formation of foam and a more intensive capture of ash particles. The heat of the exhaust flue gases is absorbed by the heat exchanger 5. The collector 12 is made with nozzles (figure 2), which serve to increase the spray surface.

Форсунка содержит цилиндрический полый корпус 21 с каналом 23 для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с корпусом втулку 22 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 24, верхняя цилиндрическая ступень 26 которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, установленным с кольцевым зазором 29 относительно внутренней, поверхности цилиндрической втулки 24, и состоящим из цилиндрической части 27 с закрепленным соосно с ней в нижней части шаровым сегментом 31, имеющим дроссельные отверстия 32, оси которых расположены параллельно оси корпуса 21 форсунки. Дроссельные отверстия 32, выполненные в шаровом сегменте 31, могут быть расположены по радиусам сферической поверхности, образующей шаровой сегмент 31.The nozzle comprises a cylindrical hollow body 21 with a channel 23 for supplying liquid and a coaxial sleeve 22 rigidly connected to the body with a nozzle fixed in its lower part and made in the form of a cylindrical two-stage sleeve 24, the upper cylindrical step 26 of which is connected by a threaded connection to the central core, installed with an annular gap 29 relative to the inner surface of the cylindrical sleeve 24, and consisting of a cylindrical part 27 with a ball segment 3 fixed coaxially with it in the lower part 1 having throttle holes 32, the axes of which are parallel to the axis of the nozzle body 21. The throttle holes 32 made in the spherical segment 31 can be located along the radii of the spherical surface forming the spherical segment 31.

Кольцевой зазор 29 соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами 25, выполненными в двухступенчатой втулке 24, соединяющими его с кольцевой полостью 28, образованной внутренней поверхностью втулки 22 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 26, причем кольцевая полость 28 связана с каналом 23 корпуса 21 для подвода жидкости.The annular gap 29 is connected with at least three radial channels 25, made in a two-stage sleeve 24, connecting it with an annular cavity 28 formed by the inner surface of the sleeve 22 and the outer surface of the upper cylindrical stage 26, and the annular cavity 28 is connected with the channel 23 of the housing 21 for fluid supply.

На боковой поверхности цилиндрической части 27 центрального сердечника, в его нижней части, соединенной с шаровым сегментом 31, выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий 30, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси сердечника, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия. При этом оси дроссельных отверстий одного ряда смещены относительно осей дроссельных отверстий другого ряда на угол, лежащий в диапазоне 15°-60°.At least two rows of cylindrical throttle holes 30 are made on the lateral surface of the cylindrical part 27 of the central core, in its lower part connected to the spherical segment 31, with axes lying in planes perpendicular to the axis of the core, and in each row, at least three holes. The axes of the throttle holes of one row are offset relative to the axes of the throttle holes of the other row by an angle lying in the range of 15 ° -60 °.

Устройство для очистки и утилизации отходящих дымовых газов работает следующим образом.A device for cleaning and disposal of flue gases works as follows.

Горячие загрязненные частицами золы газы поступают в камеру 1 через входной газоход 3, который снабжен оросителем воды в виде коллектора 12 с центробежными форсунками 13, вода в который под давлением поступает через трубопровод 11 от винтового, насоса 10, соединенного с баком 9 для сбора воды, поступающей от переливного окна с регулируемым шибером (на чертеже не показано) через сливной патрубок 8. Дымосос 20 служит для откачки из патрубка 4 очищенного газа через воздуховод 19 и подачи его через воздуховод 14 во влагоотделитель 15 с тангенциальным вводом 17, а затем через воздуховод 18 в дымовую трубу 16.Hot gases contaminated with ash particles enter the chamber 1 through the inlet duct 3, which is equipped with a water sprinkler in the form of a collector 12 with centrifugal nozzles 13, into which water under pressure passes through a pipe 11 from a screw pump 10 connected to a tank 9 for collecting water, coming from an overflow window with an adjustable gate (not shown in the drawing) through the drain pipe 8. The exhaust fan 20 is used to pump purified gas from the pipe 4 through the duct 19 and supply it through the duct 14 to the moisture separator 15 with a tangential injection 17 ohm, and then through duct 18 to the chimney 16.

Работа форсунки осуществляется следующим образом. Жидкость под давлением подается в полость корпуса форсунки 21 и затем поступает по двум направлениям: первое - в кольцевую полость 28 через радиальные каналы 25 в кольцевой зазор 29 между соплом и центральным сердечником. При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется на внешней цилиндрической поверхности сердечника с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от его внешней поверхности. Разгон жидкости в нижней части этой поверхности сопровождается понижением в ней статического давлениям в результате этого парообразованием и выделением растворимых газов. Это явление дополнительно подготавливает жидкость к дроблению на мелкие капли. При достижении жидкостного потока встречных потоков, истекающих из цилиндрических дроссельных отверстий 30, происходит многократное дробление пленки с образованием мелкодисперсной фазы.The nozzle is as follows. Liquid under pressure is supplied into the cavity of the nozzle body 21 and then flows in two directions: the first into the annular cavity 28 through radial channels 25 into the annular gap 29 between the nozzle and the central core. At inlet pressures of more than 0.2 MPa, the liquid accelerates on the outer cylindrical surface of the core with the formation of a liquid film that does not come off from its outer surface. The acceleration of the liquid in the lower part of this surface is accompanied by a decrease in the static pressure in it as a result of this by vaporization and the release of soluble gases. This phenomenon further prepares the liquid for crushing into small drops. Upon reaching the liquid flow of the oncoming flows flowing out of the cylindrical throttle holes 30, multiple crushing of the film occurs with the formation of a finely dispersed phase.

Второе направление, по которому поступает жидкость, - через канал 23 для подвода жидкости в полость центрального сердечника, а затем в нижнюю часть цилиндрической части 27 сердечника, из которой часть жидкости истекает через радиальные отверстия 30, при этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих из дроссельных отверстий.The second direction in which the fluid enters is through the channel 23 for supplying fluid to the cavity of the central core, and then to the lower part of the cylindrical part 27 of the core, from which part of the fluid flows through the radial holes 30, with multiple crushing of droplet flows of fluid expiring from throttle openings.

При среднем диаметре дроссельного отверстия 30, находящимся в диапазоне 2,5…3,5 мм, и давлении подаваемой через цилиндрическое отверстие 14 жидкости под давлением 6…9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.With an average diameter of the throttle hole 30, which is in the range of 2.5 ... 3.5 mm, and the pressure supplied through the cylindrical hole 14 of the liquid under a pressure of 6 ... 9 MPa, atomization of 400 to 1000 kg / h of liquid is provided. The nozzle is easy to manufacture and maintain.

Claims

A device for cleaning and utilization of exhaust flue gases containing an inlet pipe, a housing, an outlet pipe, a precipitation chamber, a precipitation chamber is provided with a partition wall immersed in the chamber, the lower part of the partition wall immersed in the chamber having longitudinal grooves with a constant pitch, and the inlet the device’s gas duct is equipped with a water sprinkler in the form of a manifold with nozzles, into which water under pressure enters through a pipeline from a screw pump connected to a water collection tank, th from the overflow window of the precipitation chamber with an adjustable gate through the drain pipe, and in the lower part of the chamber there is a heat exchanger in the form of a tubular coil, and the device is equipped with a water separator with a tangential inlet, characterized in that the nozzle contains a hollow body with a nozzle and a central core, the body is made with a channel for supplying fluid and has a coaxial sleeve rigidly connected to the body with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical two-stage sleeve, the upper whose main stage is connected by means of a threaded connection to a central core installed with an annular gap relative to the inner surface of the cylindrical sleeve, and consisting of a cylindrical part with a spherical segment fixed coaxially with it in the lower part, having throttle openings whose axes are located along the radii of the spherical surface forming ball segment, and the annular gap is connected to at least three radial channels made in a two-stage sleeve connecting with an annular cavity formed by the inner surface of the sleeve and the outer surface of the upper cylindrical stage, and the annular cavity is connected with the channel of the housing for supplying fluid, while on the lateral surface of the cylindrical part of the central core, in its lower part connected to the spherical segment, at least two rows of cylindrical throttle holes with axes lying in planes perpendicular to the axis of the core, and at least three holes are made in each row, with the axis of the core the hole holes of one row are displaced relative to the axes of the throttle holes of the other row by an angle lying in the range of 15 ÷ 60 °.