RU2512941C1

RU2512941C1 - Scrubber with movable attachment

Info

Publication number: RU2512941C1
Application number: RU2013112107/05A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов; Игорь Георгиевич Гетия
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2014-04-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: scrubber with a movable attachment, comprising a body with nozzles for dusty and cleaned gas, an sprinkling nozzle device, a lower support-distributing plate and an upper limiting plate, made of elastic materials with vibrators installed on them, between which an attachment layer is placed, a liquid trap and a device for sludge discharge, at the same time the nozzle comprises a cylindrical hollow body with a channel for supply of liquid and a coaxial bushing rigidly connected to the body with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical double-stage bushing, the upper cylindrical stage of which is connected by means of a threaded connection with a central core, comprising a cylindrical part and a coaxial hollow cone, installed with a circular gap relative to the inner surface of the cylindrical bushing, the circular gap is connected with three radial channels made in the double-stage bushing, connecting it with the circular cavity formed by the inner surface of the bushing and the outer surface of the upper cylindrical stage, besides, the circular cavity is connected with the channel of the body for supply of liquid. On inner surfaces of cylindrical throttling holes made on the side surface of the cone with axes lying in planes perpendicular to the axis of the cone, there are helical grooves.

EFFECT: efficiency and reliability of a process of dust catching by increased extent of sprinkling device spraying.

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.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является скруббер с подвижной насадкой, известный из патента RU №2432211 (прототип), содержащий корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство, нижнюю опорно-распределительную тарелку и верхнюю ограничительную тарелку, между которыми расположен слой насадки, и устройство для отвода шлама.The closest technical solution to the claimed object is a scrubber with a movable nozzle, known from patent RU No. 2432211 (prototype), comprising a housing with nozzles for dusty and purified gas, an irrigation device, a lower support and distribution plate and an upper restrictive plate, between which there is a layer nozzles, and a device for removing 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 оросительного устройства.EFFECT: increased efficiency and reliability of the dust collection process by increasing the degree of atomization of the irrigation device.

Это достигается тем, что в скруббере с подвижной насадкой, содержащем корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, оросительное форсуночное устройство, нижнюю опорно-распределительную тарелку и верхнюю ограничительную тарелку, выполненные из упругих материалов с установленными на них вибраторами, между которыми расположен слой насадки, брызгоуловитель и устройство для отвода шлама, причем насадка выполнена в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка, или в виде винтовой линии, образованной на сферической поверхности и имеющей в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа круга, многоугольника, «седла Берля» или седла «Италлокс», или в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, или в виде винтовой линии, образованной на цилиндрической поверхности и имеющей в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа круга, многоугольника, «седла Берля» или седла «Италлокс», оросительное форсуночное устройство выполнено в виде форсунки для распыливания жидкостей.This is achieved by the fact that in a scrubber with a movable nozzle containing a housing with nozzles for dusty and purified gas, an irrigation nozzle device, a lower support and distribution plate and an upper restrictive plate made of elastic materials with vibrators installed on them, between which the nozzle layer is located , a spray catcher and a device for removing sludge, and the nozzle is made in the form of hollow balls, on a spherical surface of which a helical groove is cut, or in the form of a helix, is formed on a spherical surface and having a cross section perpendicular to the helix, a profile such as a circle, a polygon, a Berl saddle or an Itallox saddle, or in the form of cylindrical rings on which a helical groove is cut through, or in the form of a helical line formed on a cylindrical surface and having a cross section perpendicular to the helix, a profile such as a circle, a polygon, a Berl saddle or an Itallox saddle, an irrigation nozzle device is made in the form of a nozzle for spraying liquids.

На фиг.1 изображен 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 - общий вид форсунки для распыливания жидкостей.Figure 1 shows a scrubber with a movable nozzle, figure 2 - nozzle in the form of hollow balls, on the spherical surface of which a helical groove is cut, figure 3 - nozzle in the form of cylindrical rings, on the side surface of which a helical groove is cut, in fig .4 - a nozzle in the form of cylindrical rings, on the lateral surface of which a helical groove is cut, having in cross section perpendicular to the helical line a profile of the “Berl saddle” or “Itallox” saddle, FIG. 5 is a general view of the nozzle for spraying liquids.

Скруббер с подвижной насадкой содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 соответственно для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство 7, нижнюю опорно-распределительную тарелку 4 и верхнюю ограничительную тарелку 6, между которыми расположен слой насадки 5, брызгоуловитель 9 и устройство для отвода шлама 8 (фиг.1). Нижняя 4 опорно-распределительная и верхняя 6 ограничительная тарелки и насадка 5 выполнены из упругих материалов. На нижней опорно-распределительной тарелке 4 может быть установлен вибратор (на чертеже не показано). На верхней ограничительной тарелке 6 может быть установлен вибратор (на чертеже не показано). На нижней 4 опорно-распределительной и верхней 6 ограничительной тарелках может быть установлено по вибратору (на чертеже не показано).The scrubber with a movable nozzle comprises a housing 1 with nozzles 2 and 3, respectively, for dusty and purified gas, an irrigation device 7, a lower support and distribution plate 4 and an upper restriction plate 6, between which there is a nozzle layer 5, a spray trap 9 and a device for removing sludge 8 (figure 1). The lower 4 supporting distribution and upper 6 restrictive plates and nozzle 5 are made of elastic materials. A vibrator (not shown) can be installed on the lower support-distribution plate 4. On the upper restrictive plate 6 can be installed a vibrator (not shown). On the lower 4 supporting distribution and upper 6 restrictive plates can be installed on a vibrator (not shown).

Насадка 5 выполнена в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка (фиг.2), или в виде винтовой линии, образованной на сферической поверхности и имеющей в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа круга, многоугольника, «седла Берля» или седла «Италлокс» (фиг.4).The nozzle 5 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 and having in cross section perpendicular to the helix a profile such as a circle, polygon, “Berl saddle” or Itallox saddles (FIG. 4).

Форсунка (фиг.5) содержит цилиндрический полый корпус 10 с каналом 12 для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с корпусом втулку 11 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 13, верхняя цилиндрическая ступень 15 которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, состоящим из цилиндрической части 16 и соосным с ней полым конусом 17, установленным с кольцевым зазором 18 относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки 13. Кольцевой зазор 18 соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами 14, выполненными в двухступенчатой втулке 13, соединяющими его с кольцевой полостью 23, образованной внутренней поверхностью втулки 11 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 15, причем кольцевая полость 23 связана с каналом 12 корпуса 10 для подвода жидкости.The nozzle (Fig. 5) contains a cylindrical hollow body 10 with a channel 12 for supplying liquid and a coaxial sleeve 11 rigidly connected to the body with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical two-stage sleeve 13, the upper cylindrical step 15 of which is connected by a threaded connection with the Central core, consisting of a cylindrical part 16 and coaxial with it a hollow cone 17, installed with an annular gap 18 relative to the inner surface of the cylindrical sleeve 13. An annular gap 18 is connected at least three radial channels 14, made in a two-stage sleeve 13, connecting it with an annular cavity 23 formed by the inner surface of the sleeve 11 and the outer surface of the upper cylindrical stage 15, and the annular cavity 23 is connected with the channel 12 of the housing 10 for supplying fluid .

К конусу 17, в его нижней части, жестко прикреплен с помощью винта 22 распылитель 21, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 18 между соплом и полым конусом 17. На боковой поверхности конуса 17 выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий 19 и 20 с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси конуса, 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°. На внутренних поверхностях цилиндрических дроссельных отверстий 19 и 20, выполненных на боковой поверхности конуса 17 с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси конуса, имеются винтовые канавки, которые способствуют более интенсивному распыливанию жидкости.The nozzle 21 is rigidly attached to the cone 17, in its lower part, by means of a screw 22, which is made in the form of an end round plate, the edges of which are bent towards the annular gap 18 between the nozzle and the hollow cone 17. At least at least two rows of cylindrical throttle holes 19 and 20 with axes lying in planes perpendicular to the axis of the cone, and at least three holes are made in each row. 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 °. On the inner surfaces of the cylindrical throttle holes 19 and 20, made on the side surface of the cone 17 with axes lying in planes perpendicular to the axis of the cone, there are helical grooves that contribute to a more intensive atomization of the liquid.

Брызгоуловитель 9 выполнен в виде концентрично расположенных цилиндрических колец толщиной 1…2 мм и с расстоянием между ними 3…4 мм. Брызгоуловитель выполнен в виде концентрично расположенных колец, имеющих в сечении, проходящем через ось кольца, зигзагообразный профиль, например синусоидальный, причем толщина колец 1…2 мм, а расстояние между ними 3…4 мм. Брызгоуловитель выполнен в виде концентрично расположенных колец, имеющих в сечении, проходящем через ось кольца, профиль, состоящий из последовательно соединенных кругов, причем толщина колец по максимальной толщине 3…4 мм, а расстояние между ними 4…5 мм (на чертеже не показано).The spray catcher 9 is made in the form of concentric cylindrical rings with a thickness of 1 ... 2 mm and a distance between them of 3 ... 4 mm. The spray catcher is made in the form of concentrically arranged rings having, in cross section passing through the axis of the ring, a zigzag profile, for example a sinusoidal one, moreover, the thickness of the rings is 1 ... 2 mm, and the distance between them is 3 ... 4 mm. The spray catcher is made in the form of concentrically arranged rings having a section in the section passing through the axis of the ring, a profile consisting of series-connected circles, with the rings having a maximum thickness of 3 ... 4 mm and a distance between them of 4 ... 5 mm (not shown in the drawing) .

Скруббер с подвижной насадкой работает следующим образом.A scrubber with a movable nozzle 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 7. Для удаления шлама применено устройство 8 для удаления шлама в виде канала в днище корпуса или отдельного механизма. Для обеспечении свободного перемещения насадки 5 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 опорно-распределительной тарелке 4 может быть установлен вибратор (на чертеже не показан), или верхней ограничительной тарелке 6 может быть установлен вибратор (на чертеже не показан), или одновременно на нижней 4 опорно-распределительной и верхней 6 ограничительной тарелках может быть установлено по вибратору (на чертеже не показаны). Это позволит скрубберу перейти в режим вибропсевдоожиженного слоя, при котором увеличится эффективность взаимодействия насадки 5, орошаемой жидкостью, с газовой фазой, а следовательно, и увеличит эффективность работы аппарата в целом. Выполнение насадки 5, нижней 4 опорно-распределительной и верхней 6 ограничительной тарелок из упругого материала позволит при определенных условиях создавать режим колебаний или автоколебаний, который также будет способствовать увеличению эффективности взаимодействия насадки 5 с орошаемой жидкостью.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 7. To remove sludge, a device 8 is used to remove sludge in the form of a channel in the bottom of the housing or separate mechanism. To ensure free movement of the nozzle 5 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 in the drawing) can be installed on the lower support distribution plate 4, or a vibrator (not shown in the drawing) can be installed on the upper restriction plate 6, or simultaneously on the lower 4 distribution and upper limit 6 plates can be installed on a vibrator (not shown in the drawing). This will allow the scrubber to switch to the vibro-fluidized bed mode, in which the interaction efficiency of the nozzle 5, 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 5, the lower 4 of the support distribution and upper 6 restrictive plates 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 5 with the irrigated liquid.

Работа форсунки осуществляется следующим образом.The nozzle is as follows.

Жидкость под давлением подается в полость корпуса форсунки 10 и затем поступает по двум направлениям: первое - в кольцевую полость 23 через радиальные каналы 14 в кольцевой зазор 18 между соплом и центральным сердечником. При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется на внешней конусной поверхности конуса 17 с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от его внешней поверхности. Разгон жидкости на конической поверхности сопровождается понижением в ней статического давления и 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 19 и 20, происходит многократное дробление пленки с образованием мелкодисперсной фазы.Liquid under pressure is supplied to the cavity of the nozzle body 10 and then flows in two directions: the first into the annular cavity 23 through radial channels 14 into the annular gap 18 between the nozzle and the central core. At inlet pressures of more than 0.2 MPa, the liquid accelerates on the outer conical surface of the cone 17 to form a liquid film that does not come off its outer surface. Acceleration of a liquid on a conical surface is accompanied by a decrease in its static pressure and, as a result, vaporization and the release of soluble gases. This phenomenon further prepares the liquid for crushing into small drops. Upon reaching a liquid flow of oncoming flows flowing out of the cylindrical throttle holes 19 and 20, multiple film crushing occurs with the formation of a finely dispersed phase.

Второе направление, по которому поступает жидкость, через канал 12 для подвода жидкости в полость центрального сердечника, а затем в полый конус 17, из которого часть жидкости истекает через радиальные отверстия 19 и 20, при этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих из дроссельных отверстий.The second direction in which the fluid enters through the channel 12 for supplying fluid into the cavity of the central core, and then into the hollow cone 17, from which part of the fluid flows through the radial holes 19 and 20, while there is a multiple crushing of droplet fluid flows flowing from the throttle holes.

Скруббер 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 пылеулавливания, охлаждения газов и абсорбции насадочных газопромывателей. Эффективность предлагаемой конструкции насадочного скруббера увеличивается за счет большей поверхности взаимодействия насадки в вышеуказанных процессах, а также оптимизации гидродинамической обстановки и составляет при улавливании пылевых частиц размером больше 2 мкм порядка 97%.The scrubber can be used to clean fine dust and humidify air in ventilation units 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 the optimization of the hydrodynamic situation and amounts to about 97% when collecting dust particles larger than 2 microns in size.

Claims

A scrubber with a movable nozzle, comprising a housing with nozzles for dusty and purified gas, an irrigation nozzle device, a lower support and distribution plate and an upper restrictive plate made of elastic materials with vibrators installed on them, between which there is a nozzle layer, a spray trap and a device for removal sludge, 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 contains coaxial, rigidly connected with it a sleeve with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical two-stage sleeve, the upper cylindrical step of which is connected by a threaded connection to a central core consisting of a cylindrical part and a hollow cone coaxial with it, mounted with an annular gap relative to the inner surface of the cylindrical sleeve and the annular gap is connected to at least three radial channels made in a two-stage sleeve connecting it with the annular cavity, the inner surface of the sleeve and the outer surface of the upper cylindrical step, and the annular cavity is connected to the channel of the housing for supplying fluid, and to the cone, in its lower part, the atomizer is rigidly attached with a screw, which is made in the form of an end round plate, the edges of which are bent into side of the annular gap between the nozzle and the hollow cone, with at least two rows of cylindrical throttle holes with axes lying in planes perpendicular to the and a cone, and in each row at least three holes are made, and 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 15 ° ÷ 60 °, and on the inner surfaces of the cylindrical throttle holes of the nozzle, made on the side surface of the cone with axes lying in planes perpendicular to the axis of the cone, there are helical grooves.