RU2653833C2

RU2653833C2 - Absorber

Info

Publication number: RU2653833C2
Application number: RU2015148212A
Authority: RU
Inventors: Мария Михайловна Стареева
Original assignee: Мария Михайловна Стареева
Priority date: 2015-11-10
Filing date: 2015-11-10
Publication date: 2018-05-14
Also published as: RU2015148212A

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to technique for purifying gases from poisonous components. Absorber comprises housing with nozzles for dusty and clean gas, irrigation device, support grids between which nozzle if arranged, and device for sludge removal, nozzle is formed in form of a cylindrical ring to the side surface of which two hemispherical surfaces are oppositely attached to each other in such a way that the diametral planes of the hemispheres coincide respectively with the upper and lower bases of the cylindrical ring, nozzle element is perforated both on the side surface and on the hemispherical surfaces, and between vertices of the hemispherical surfaces of the nozzle element is a perforated surface of the n-th order, for example, spherical, elliptical, hyperbolic, or in form of hemispherical surfaces, inside of which concentrically and with a gap are located at least two hemispherical surfaces, or nozzle is made of a hollow spherical shape, on the outer surface of which there are additional elements in form of spherical, conical surfaces, or any surface of the bodies of rotation, for example, a paraboloid, ellipsoid, and inner spherical surface of nozzle is connected to outer one by means of at least three channels, or nozzle is made in form of a cylindrical ring, on the side, inner and outer surfaces of which a screw thread is made in opposite directions, or nozzle is made in form of a ball on the surface of which non-blind holes of hemispherical shape are made.

EFFECT: technical result is an increase in the efficiency and reliability of the dust collection process.

1 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к технике очистки газов от ядовитых компонентов или выделения целевого компонента.The invention relates to techniques for the purification of gases from toxic components or the allocation of the target component.

Известен аппарат для 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 cleaning 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 насадки.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 очистки газов или выделение целевого компонента, а также снижение металлоемкости и виброакустической активности аппарата в целом.The technical result is an increase in the efficiency and reliability of the gas purification process or the isolation of the target component, as well as a decrease in the metal consumption and vibroacoustic activity of the apparatus as a whole.

Это достигается тем, что в абсорбере, содержащем корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство, опорные решетки, между которыми расположена насадка, и устройство для отвода шлама, насадка выполнена тороидальной формы, имеющей в сечении круг, в котором выполнены несквозные выемки с одной и с другой стороны диаметра, причем выемки имеют в сечении вытянутую форму по направлению, параллельному оси тора, а выемка с одной стороны расположена между двумя соседними выемками, выполненными с другой стороны.This is achieved by the fact that in an absorber 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 of a toroidal shape having a cross-section in cross section in which through holes are made on one and the other side of the diameter, and the recesses have an elongated cross-sectional shape in the direction parallel to the axis of the torus, and the recess on one side is located between two adjacent recesses made on the other side.

На фиг. 1 изображен абсорбер с поперечным орошением, на фиг. 2 изображен противоточный абсорбер, на фиг. 3 - насадка в виде несквозных выемок на поверхности тора, на фиг. 4 и 5 - насадка в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых оппозитно выполнены прорези; на фиг. 6 - насадка в виде цилиндрического кольца, к боковой поверхности которого оппозитно друг другу прикреплены две полусферические поверхности; на фиг. 7-12 - варианты насадки.In FIG. 1 shows an absorber with transverse irrigation; FIG. 2 shows a countercurrent absorber; FIG. 3 - nozzle in the form of through holes in the surface of the torus, in FIG. 4 and 5 — nozzle in the form of cylindrical rings, on the lateral surface of which slots are made opposite; in FIG. 6 - nozzle in the form of a cylindrical ring, on the side surface of which two hemispherical surfaces are attached opposite to each other; in FIG. 7-12 - nozzle options.

Абсорбер 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 фиг. 2).The absorber contains a housing 1 with nozzles 2 and 3 for dusty and purified gas, an irrigation device 6, support grids 4, between which a nozzle 5 is located, and a device for removing sludge (Fig. 1 and Fig. 2).

Чтобы повысить степень очистки газового потока от пыли или целевого компонента за счет увеличения площади контакта запыленного потока с насадкой, насадка 5 выполнена тороидальной формы (фиг. 3), имеющей в сечении круг 7 с осью симметрии 8, в котором выполнены несквозные выемки 9, 11, 13, 15 с одной стороны и несквозные выемки 10, 12, 14, 16 с другой стороны диаметра. Выемки имеют в сечении вытянутую форму по направлению, параллельному оси тора, а выемка с одной стороны расположена между двумя соседними выемками, выполненными с другой стороны.In order 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, the nozzle 5 is made of a toroidal shape (Fig. 3), having a cross-section of circle 7 with an axis of symmetry 8, in which through holes 9, 11 are made , 13, 15 on the one hand and through holes of 10, 12, 14, 16 on the other side of the diameter. The recesses are elongated in cross section in the direction parallel to the axis of the torus, and the recess on one side is located between two adjacent recesses made on the other side.

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.

Чтобы повысить степень очистки газового потока от пыли или целевого компонента за счет увеличения площади контакта запыленного потока с насадкой 17 (фиг. 4 и 5), она выполнена в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности 19 которых оппозитно выполнены две прорези 20 и 21 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 отгибают в направлении оси кольца, а также на лепестках выполняют отгибы в виде полочек 22 и 23 в направлении, перпендикулярном оси кольца. Аналогичные лепестки получают в направлении, отстоящем на угол 90 град, от первых двух, т.е. два лепестка 24 и 26 с отгибами в виде полочек 25 и 27. Возможно выполнение отгибов в форме спирали Архимеда.In order 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 17 (Figs. 4 and 5), it is made in the form of cylindrical rings, on the side surface 19 of which two slots 20 and 21 are made in the opposite direction parallel to the generatrices of the cylindrical surface, and one slot in the direction perpendicular to the axis of the ring, and the slot, 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 22 and 23 are also performed on the petals in the direction perpendicular to the axis of the ring. Similar petals are received in a direction spaced 90 degrees apart from the first two, i.e. two petals 24 and 26 with bends in the form of shelves 25 and 27. It is possible to perform bends in the form of a spiral of Archimedes.

Насадка 17 может быть выполнена из пористых полимерных материалов, стекла, пористой резины, композиционных материалов, древесины, нержавеющей стали, титановых сплавов, благородных металлов.The nozzle 17 may be made of porous polymeric materials, glass, porous rubber, composite materials, wood, stainless steel, titanium alloys, precious metals.

Насадка 17 может быть выполнена в виде перфорированных цилиндрических колец, на боковой поверхности 19 которых оппозитно выполнены две прорези 20 и 21 с перфорацией в направлении, параллельном образующим цилиндрической поверхности, и по одной прорези с перфорацией в направлении, перпендикулярном оси кольца, причем прорези, смыкаясь, образуют П-образную прорезь (фиг. 4 и 5).The nozzle 17 can be made in the form of perforated cylindrical rings, on the side surface 19 of which two slots 20 and 21 are made opposite, with perforations in the direction parallel to the cylindrical surface, and one slot with perforations in the direction perpendicular to the axis of the ring, and the cuts closing form a U-shaped slot (Fig. 4 and 5).

Выполнение лепестков отогнутыми в направлении оси кольца и выполнение отгибов в виде полочек в направлении, перпендикулярном оси кольца, позволяет повысить эффективность процесса пылеулавливания за счет того, что увеличивается площадь контакта запыленного потока с насадкой.The execution of the petals bent in the direction of the axis of the ring and the implementation of the bends in the form of shelves in the direction perpendicular to the axis of the ring, improves the efficiency of the dust collection process due to the fact that the contact area of the dusty stream with the nozzle increases.

Лепестки выполнены отстоящими на угол 90° от предыдущих, что позволяет с одной стороны увеличить площадь контакта запыленного потока с насадкой, а с другой - сохранить пропускную способность насадки без ее соударений друг с другом, что в целом способствует увеличению надежности процесса пылеулавливания.The petals are made 90 ° apart from the previous ones, which makes it possible to increase the contact area of the dusty stream with the nozzle on the one hand and, on the other hand, to save the nozzle throughput without colliding with each other, which generally increases the reliability of the dust collection process.

Возможен вариант (фиг. 6), когда элемент насадки выполнен в виде цилиндрического кольца 28, к боковой поверхности которого оппозитно друг другу прикреплены две полусферические поверхности 32 и 33 таким образом, что диаметральные плоскости полусфер совпадают соответственно с верхним 29 и нижним 30 основаниями цилиндрического кольца, при этом на кольце и полусферах выполнена перфорация 31, а вершины полусферических поверхностей находятся на оси кольца и направлены навстречу друг другу, при этом пространство между боковой внутренней поверхностью перфорированного цилиндрического кольца 28 и двумя перфорированными полусферическими поверхностями 32 и 33, прикрепленными к его боковой поверхности, заполнено дополнительными инертными элементами, например в виде шариков 34, диаметры которых больше диаметра перфорации кольца и полусферических поверхностей.A variant is possible (Fig. 6) when the nozzle element is made in the form of a cylindrical ring 28, to which two hemispherical surfaces 32 and 33 are attached opposite to each other so that the diametrical planes of the hemispheres coincide with the upper 29 and lower 30 bases of the cylindrical ring while the perforation 31 is made on the ring and hemispheres, and the vertices of the hemispherical surfaces are on the axis of the ring and are directed towards each other, while the space between the side inner surface The perforated cylindrical ring 28 and two perforated hemispherical surfaces 32 and 33 attached to its side surface are filled with additional inert elements, for example in the form of balls 34, whose diameters are larger than the diameter of the perforation of the ring and hemispherical surfaces.

Возможен вариант (фиг. 7), когда элемент насадки выполнен в виде цилиндрического кольца, к боковой поверхности которого оппозитно друг другу прикреплены две полусферические поверхности таким образом, что диаметральные плоскости полусфер совпадают соответственно с верхним и нижним основаниями цилиндрического кольца, а вершины полусферических поверхностей находятся на оси кольца и направлены навстречу друг другу. Возможно выполнение насадки с перфорацией как на боковой поверхности, так и на полусферических поверхностях.A variant is possible (Fig. 7) when the nozzle element is made in the form of a cylindrical ring, to which two hemispherical surfaces are attached opposite to each other so that the diametrical planes of the hemispheres coincide with the upper and lower bases of the cylindrical ring, and the vertices of the hemispherical surfaces are on the axis of the ring and directed towards each other. It is possible to perform nozzles with perforation both on the side surface and on hemispherical surfaces.

Возможен вариант, когда элемент насадки выполнен в виде цилиндрического кольца, к боковой поверхности которого оппозитно друг другу прикреплены две полусферические поверхности таким образом, что диаметральные плоскости полусфер совпадают соответственно с верхним и нижним основаниями цилиндрического кольца, вершины полусферических поверхностей находятся на оси кольца и направлены навстречу друг другу, а между ними расположена перфорированная поверхность n-го порядка, например сферическая, эллиптическая, гиперболическая.It is possible that the nozzle element is made in the form of a cylindrical ring, on which two hemispherical surfaces are attached opposite to each other so that the diametrical planes of the hemispheres coincide with the upper and lower bases of the cylindrical ring, the vertices of the hemispherical surfaces are on the axis of the ring and are directed towards to each other, and between them is a perforated surface of the nth order, for example spherical, elliptical, hyperbolic.

Возможен вариант, когда элемент насадки выполнен (фиг. 8) в виде цилиндрического кольца, к боковой поверхности которого оппозитно друг другу прикреплены две полусферические поверхности таким образом, что диаметральные плоскости полусфер совпадают соответственно с верхним и нижним основаниями цилиндрического кольца, вершины полусферических поверхностей находятся на оси кольца и направлены навстречу друг другу, а внутри полусферических поверхностей концентрично и с зазором расположены по крайней мере две полусферические поверхности.It is possible that the nozzle element is made (Fig. 8) in the form of a cylindrical ring, to which two hemispherical surfaces are attached opposite to each other so that the diametrical planes of the hemispheres coincide with the upper and lower bases of the cylindrical ring, the vertices of the hemispherical surfaces are on the axis of the ring and are directed towards each other, and inside the hemispherical surfaces at least two hemispherical surfaces are concentrically and with a gap.

Возможен вариант, когда элемент насадки выполнен (фиг. 9) из шариков с выемками, т.е. шарообразной формы, с несквозными радиальными выемками, причем выемки имеют форму цилиндрической, конической, сферической поверхностей или любой поверхности тел вращения, например параболоид, эллипсоид.It is possible that the nozzle element is made (Fig. 9) of balls with recesses, i.e. spherical shape, with non-through radial recesses, and the recesses are in the form of cylindrical, conical, spherical surfaces or any surface of bodies of revolution, for example a paraboloid, an ellipsoid.

Возможен вариант, когда элемент насадки выполнен полой шарообразной формы (фиг. 10), на внешней поверхности которой имеются дополнительные элементы в виде сферических, конических поверхностей или любой поверхности тел вращения, например параболоид, эллипсоид, а внутренняя шарообразная поверхность насадки соединена с внешней посредством по крайней мере трех каналов.A variant is possible when the nozzle element is hollow spherical in shape (Fig. 10), on the outer surface of which there are additional elements in the form of spherical, conical surfaces or any surface of revolution bodies, for example, a paraboloid, an ellipsoid, and the inner spherical surface of the nozzle is connected to the outer by at least three channels.

Возможно выполнение элемента насадки (фиг. 11) в виде цилиндрического кольца, на боковых, внутренней и наружной поверхностях которого выполнена винтовая нарезка (не показано) в противоположных направлениях.It is possible to perform the nozzle element (Fig. 11) in the form of a cylindrical ring, on the lateral, internal and external surfaces of which a screw thread (not shown) is made in opposite directions.

Возможно выполнение элемента насадки (фиг. 12) в виде шара, на поверхности которого выполнены несквозные отверстия полусферической формы (не показано).It is possible to perform the nozzle element (Fig. 12) in the form of a ball, on the surface of which non-through holes of a hemispherical shape (not shown) are made.

Абсорбер работает следующим образом.The absorber works 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 насадки 5 слой насадки 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 насадки 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.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 of irrigation fluid in countercurrent nozzle scrubbers is accepted in the range from 1.3 to 2 6 l / m ³ . In nozzle scrubbers with transverse irrigation, for better wetting of the nozzle surface 5, the nozzle layer is inclined by 7 ... 10 ° in the direction of the 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 following measures are provided in the proposed device: a layer of soft vibration-damping material, for example, VD-17 mastic, is applied on 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.

Абсорбер 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 и составляет при улавливании пылевых частиц размером больше 2 мкм порядка 95%.The absorber 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 and when collecting dust particles larger than 2 microns in size is about 95%.

Claims

An absorber 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 a cylindrical ring to which two hemispherical surfaces are attached opposite to each other such so that the diametrical planes of the hemispheres coincide respectively with the upper and lower bases of the cylindrical ring, while the nozzle element is made with perforation as on the lateral surface surface and hemispherical surfaces, and between the vertices of the hemispherical surfaces of the nozzle element there is an n-th perforated surface, for example spherical, elliptical, hyperbolic, or in the form of hemispherical surfaces, inside of which at least two hemispherical surfaces are concentrically and with a gap, or the nozzle is made hollow spherical in shape, on the outer surface of which there are additional elements in the form of spherical, conical surfaces, or any surface rotational bodies, for example, a paraboloid, an ellipsoid, and the inner spherical surface of the nozzle is connected to the outer by at least three channels, or the nozzle is made in the form of a cylindrical ring, on the lateral, inner and outer surfaces of which screw cutting is performed in opposite directions, or the nozzle is made in the form of a ball on the surface of which through holes are made hemispherical in shape.