RU2626820C1

RU2626820C1 - Газопромыватель кочетова

Info

Publication number: RU2626820C1
Application number: RU2016139519A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2016-10-10
Filing date: 2016-10-10
Publication date: 2017-08-02

Abstract

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов. Газопромыватель содержит корпус, состоящий из верхней и нижней секций, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, брызгоуловитель с центробежным завихрителем и патрубком для отвода жидкости из брызгоуловителя, оросительное устройство, тарелки со стабилизатором, форсунку для периодического орошения завихрителя и шламосборник. По крайней мере на одной тарелке дополнительно установлен вибратор, а вибратор выполнен по форме периферийной части тарелок и закреплен непосредственно на тарелках, или вибратор выполнен по форме центральной части тарелок и закреплен непосредственно на тарелках. Вибратор закреплен непосредственно на корпусе в том месте, где расположены тарелки, и выполнен по форме тороидальным. Ячейки стабилизатора выполнены квадратными. Отношение высоты стабилизатора h_c к ширине ячейки b_с находится в оптимальном интервале величин h_c/b_c=1,5

1,8. Тарелки выполнены дырчатыми с отношением толщины тарелки h_т к диаметру отверстий d_о, находящимся в оптимальном интервале величин h_т/d_о=0,5

1,5, или тарелки выполнены щелевыми с отношением толщины тарелки h_т к ширине щелей b_о, находящимся в оптимальном интервале величин h_т/b_о=0,8

1,5. Отношение высоты корпуса Н к диаметру D находится в оптимальном интервале величин Н/D=4,0

6,5, отношение диаметра корпуса D к диаметру брызгоуловителя D₁ находится в оптимальном интервале величин D/D₁=1,2

1,25, отношение диаметра корпуса D к диаметрам входного и выходного патрубков D₂ находится в оптимальном интервале величин D/D₂=2,0

2,5. Оросительное устройство выполнено в виде форсунки, содержащей полый корпус с соплом и центральным сердечником. Корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную жестко связанную с ним втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником, имеющим центральное отверстие и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки. При этом 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. К центральному сердечнику в его нижней части жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса, соосного центральному отверстию сердечника и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника, а к нижнему основанию усеченного конуса посредством по крайней мере трех спиц прикреплен рассекатель, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора, а на внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки. Причем в рассекателе, который прикреплен к нижнему основанию усеченного конуса посредством по крайней мере трех спиц и выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора, осесимметрично центральному отверстию центрального сердечника выполнено дроссельное отверстие. При этом к втулке, жестко связанной с корпусом в ее нижней части, соосно прикреплен внешний диффузор, а к нижнему основанию усеченного конуса распылителя, жестко прикрепленного к центральному сердечнику в его нижней части, при этом на внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки, соосно прикреплен внутренний перфорированный диффузор таким образом, что выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров лежат в одной плоскости. Техническим результатом является повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания. 2 ил.

Description

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является газопромыватель, известный из патента РФ №2286830 (прототип), содержащий корпус, состоящий из верхней и нижней секций, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, брызгоуловитель с центробежным завихрителем и патрубком для отвода жидкости из брызгоуловителя, оросительное устройство, тарелки со стабилизатором, форсунку для периодического орошения завихрителя и шламосборник.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания из-за невысокой степени распыла жидкости.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания.

Это достигается тем, что в газопромывателе, содержащем корпус, состоящий из верхней и нижней секций, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, брызгоуловитель с центробежным завихрителем и патрубком для отвода жидкости из брызгоуловителя, оросительное устройство, тарелки со стабилизатором, форсунку для периодического орошения завихрителя и шламосборник, причем по крайней мере на одной тарелке дополнительно установлен вибратор, а вибратор выполнен по форме периферийной части тарелок и закреплен непосредственно на тарелках, или вибратор выполнен по форме центральной части тарелок и закреплен непосредственно на тарелках, а вибратор закреплен непосредственно на корпусе в том месте, где расположены тарелки, и выполнен по форме тороидальным, ячейки стабилизатора выполнены квадратными, а отношение высоты стабилизатора h_c к ширине ячейки b_с находится в оптимальном интервале величин h_c/b_c=1,5…1,8, или тарелки выполнены дырчатыми с отношением толщины тарелки h_T к диаметру отверстий d_o, находящимся в оптимальном интервале величин h_T/d_o=0,5…1,5, или тарелки выполнены щелевыми с отношением толщины тарелки h_T к ширине щелей b_o, находящимся в оптимальном интервале величин h_T/b_o=0,8…1,5, а отношение высоты корпуса Н к диаметру D находится в оптимальном интервале величин Н/D=4,0…6,5; отношение диаметра корпуса D к диаметру брызгоуловителя D₁ находится в оптимальном интервале величин D/D₁=1,2…1,25; отношение диаметра корпуса D к диаметрам входного и выходного патрубков D₂ находится в оптимальном интервале величин D/D₂=2,0…2,5, оросительное устройство выполнено в виде форсунки, содержащей полый корпус с соплом и центральным сердечником, корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную жестко связанную с ним втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником, имеющим центральное отверстие,и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, при этом 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, к центральному сердечнику в его нижней части жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса, соосного центральному отверстию сердечника и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника, а к нижнему основанию усеченного конуса посредством по крайней мере трех спиц прикреплен рассекатель, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора, а на внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки, причем в рассекателе, который прикреплен к нижнему основанию усеченного конуса посредством по крайней мере трех спиц и выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора осесимметрично центральному отверстию центрального сердечника, выполнено дроссельное отверстие, при этом к втулке, жестко связанной с корпусом, в ее нижней части соосно прикреплен внешний диффузор, а к нижнему основанию усеченного конуса распылителя, жестко прикрепленного к центральному сердечнику, в его нижней части, при этом на внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки, соосно прикреплен внутренний перфорированный диффузор таким образом, что выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров лежат в одной плоскости.

На фиг. 1 изображен общий вид газопромывателя, на фиг. 2 - схема форсунки оросительного устройства 9.

Газопромыватель содержит корпус, состоящий из верхней 4, средней 5 и нижней 7 секций, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, брызгоуловитель 1 с центробежным завихрителем 2 и патрубком для отвода жидкости из брызгоуловителя, оросительное устройство 9, тарелки 8 со стабилизатором 6, форсунку 3 для периодического орошения завихрителя и шламосборник, причем по крайней мере на одной из тарелок 8 дополнительно установлен вибратор 10. Вибратор 10 может быть выполнен по форме периферийной части тарелок (на чертежах не показано) и закреплен непосредственно на тарелках или по форме центральной части тарелок 8 (не показано) и закреплен непосредственно на тарелках. Кроме того, вибратор 10 может быть закреплен непосредственно на корпусе в том месте, где расположены тарелки 8 и выполнен по форме тороидальным. Ячейки стабилизатора 6 могут быть выполнены квадратными, а отношение высоты стабилизатора h_c к ширине ячейки b_с находится в оптимальном интервале величин h_c/b_c=1,5…1,8. Тарелки 8 могут быть выполнены дырчатыми с отношением толщины тарелки h_T к диаметру отверстий d_o, находящимся в оптимальном интервале величин h_T/d_o=0,5…1,5. Тарелки 8 могут быть выполнены щелевыми с отношением толщины тарелки h_T к ширине щелей b_o, находящимся в оптимальном интервале величин h_T/b_o=0,8…1,5. Отношение высоты корпуса Н к диаметру D находится в оптимальном интервале величин Н/D=4,0…6,5. Отношение диаметра корпуса D к диаметру брызгоуловителя D₁ находится в оптимальном интервале величин D/D₁=1,2…1,25. Отношение диаметра корпуса D к диаметрам входного и выходного патрубков D₂, находится в оптимальном интервале величин D/D₂=2,0…2,5.

Газопромыватель работает следующим образом.

Запыленный газовый поток поступает в корпус через ввод запыленного газового потока и встречает на своем пути тарелку 8, затем газы проходят через слой жидкости в виде пузырьков (пены), на поверхности которых и происходит осаждение частиц пыли. Аппарат работает в режиме мокрого пылеуловителя с провальной тарелкой, что уменьшает вероятность забивания отверстий тарелки 8 пылью, поскольку подвод газов в зону контакта с жидкостью и отвод из этой зоны осуществляется через одни и те же дырчатые или щелевые отверстия тарелок 8. Образование газожидкостной взвеси (пены) дополнительно усиливается созданием виброкипящего слоя в верхних слоях жидкости, расположенной на тарелках 8, за счет применения вибратора 10, что приводит к более интенсивному взаимодействию потоков газа и жидкости. Затем осуществляется выход газожидкостной взвеси через сепаратор жидкой фазы, выполненный в виде брызгоуловителя 1 с центробежным завихрителем 2 и патрубком для отвода жидкости из брызгоуловителя. Отвод шлама осуществляется через шламосборник.

Форсунка оросительного устройства 9 (фиг. 2) содержит цилиндрический полый корпус 11 с каналом 13 для подвода жидкости и соосную жестко связанную с корпусом втулку 12 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 14, верхняя цилиндрическая ступень 16 которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником 17, имеющим центральное отверстие 29, и установленным с кольцевым зазором 20 относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки 14.

Кольцевой зазор 20 соединен по крайней мере с тремя радиальными каналами 15, выполненными в двухступенчатой втулке 14, соединяющими его с кольцевой полостью 18, образованной внутренней поверхностью втулки 12 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 16, причем кольцевая полость 18 связана с каналом 13 корпуса 11 для подвода жидкости.

К центральному сердечнику 17, в его нижней части, жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса 21, соосного центральному отверстию 19 сердечника и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника 17, а к нижнему основанию усеченного конуса 21 посредством по крайней мере трех спиц 23, прикреплен рассекатель 22, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 20.

На внешней боковой поверхности усеченного конуса 21 имеются винтовые канавки (на чертеже не показано), которые способствуют более интенсивному распыливанию жидкости.

В рассекателе 22, который прикреплен к нижнему основанию усеченного конуса 21, посредством по крайней мере трех спиц 23, и выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 20, осесимметрично центральному отверстию 19 центрального сердечника 17 выполнено дроссельное отверстие 24.

Возможен вариант, когда к втулке 12, жестко связанной с корпусом 11, в ее нижней части соосно прикреплен внешний диффузор 25, а к нижнему основанию усеченного конуса 21 распылителя, жестко прикрепленного к центральному сердечнику 17 в его нижней части, при этом на внешней боковой поверхности усеченного конуса 21 имеются винтовые канавки, соосно прикреплен внутренний перфорированный диффузор 26 таким образом, что выходные сечения внешнего 25 и внутреннего 26 диффузоров лежат в одной плоскости.

Работа форсунки осуществляется следующим образом.

Жидкость под давлением подается в полость корпуса форсунки 11 и затем поступает по двум направлениям: первое - в кольцевую полость 18 через радиальные каналы 15, затем в кольцевой зазор 20 между соплом и центральным сердечником 17. При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от его внешней поверхности и приобретает вращательное движение на винтовой внешней поверхности усеченного конуса 21.

Второе направление, по которому поступает жидкость - через канал 13 для подвода жидкости в полость центрального отверстия 19 центрального сердечника 17, а затем через полость усеченного конуса 21 поступает на рассекатель 22, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 20, при этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих по этим направлениям.

Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки. Потери механической энергии при внешнем разгоне (по внешней конической поверхности) уменьшаются по сравнению с таким же разгоном в закрытом канале.

Предлагаемый аппарат 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 их абсорбции. Эффективность предлагаемой конструкции аппарата увеличивается за счет большей поверхности газожидкостной взвеси путем применения вибропсевдоожиженного слоя в жидкости и составляет в вышеуказанных процессах и при улавливании пылевых частиц размером больше 5 мкм порядка 92-95%.

Claims

Газопромыватель, содержащий корпус, состоящий из верхней и нижней секций, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, брызгоуловитель с центробежным завихрителем и патрубком для отвода жидкости из брызгоуловителя, оросительное устройство, тарелки со стабилизатором, форсунки для периодического орошения завихрителя и шламосборник, причем по крайней мере на одной тарелке дополнительно установлен вибратор, а вибратор выполнен по форме периферийной части тарелок и закреплен непосредственно на тарелках, или вибратор выполнен по форме центральной части тарелок и закреплен непосредственно на тарелках, или вибратор закреплен непосредственно на корпусе в том месте, где расположены тарелки, и выполнен по форме тороидальным, ячейки стабилизатора выполнены квадратными, а отношение высоты стабилизатора h_c к ширине ячейки b_с находится в оптимальном интервале величин h_c/b_c=1,5
1,8, тарелки выполнены дырчатыми с отношением толщины тарелки h_т к диаметру отверстий d_о, находящимся в оптимальном интервале величин h_т/d_о=0,5
1,5, или тарелки выполнены щелевыми с отношением толщины тарелки h_т к ширине щелей b_о, находящимся в оптимальном интервале величин h_т/b_о=0,8
1,5, а отношение высоты корпуса Н к диаметру D находится в оптимальном интервале величин Н/D=4,0
6,5, отношение диаметра корпуса D к диаметру брызгоуловителя D₁ находится в оптимальном интервале величин D/D₁=1,2
1,25, отношение диаметра корпуса D к диаметрам входного и выходного патрубков D₂ находится в оптимальном интервале величин D/D₂=2,0
2,5, отличающийся тем, что оросительное устройство выполнено в виде форсунки, содержащей полый корпус с соплом и центральным сердечником, корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную жестко связанную с ним втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником, имеющим центральное отверстие и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, при этом 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, к центральному сердечнику в его нижней части жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса, соосного центральному отверстию сердечника и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника, а к нижнему основанию усеченного конуса посредством по крайней мере трех спиц прикреплен рассекатель, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора, а на внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки, причем в рассекателе, который прикреплен к нижнему основанию усеченного конуса посредством по крайней мере трех спиц и выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора, осесимметрично центральному отверстию центрального сердечника выполнено дроссельное отверстие, при этом к втулке, жестко связанной с корпусом в ее нижней части, соосно прикреплен внешний диффузор, а к нижнему основанию усеченного конуса распылителя, жестко прикрепленного к центральному сердечнику в его нижней части, при этом на внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки, соосно прикреплен внутренний перфорированный диффузор таким образом, что выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров лежат в одной плоскости.