RU2656454C1

RU2656454C1 - Scrubber with movable nozzle

Info

Publication number: RU2656454C1
Application number: RU2017142270A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2018-06-05

Abstract

FIELD: manufacturing technology.

SUBSTANCE: invention relates to wet dust collecting equipment. Scrubber with a movable nozzle, containing a housing with branches for dusty and clean gas, an irrigation nozzle device, the lower support and distribution plate and the upper limiting plate made of resilient materials with vibrators mounted on them, nozzle layer, a liquid trap and a slime discharge device are arranged therebetween, the nozzle is made in the form of hollow balls, on the spherical surface of which a screw groove is cut, or in the form of a screw line formed on a spherical surface and having a section in the section perpendicular to the helix, such as a circle, a polygon, a Berl saddle or an itallox saddle, or in the form of cylindrical rings, on the side surface of which a screw groove is cut, or in the form of a screw line formed on a cylindrical surface and having a profile of the type of a circle, a polygon, in a section perpendicular to the screw line, Berl saddle or itallox saddle, the irrigation device is made in the form of an injector with a screw conical swirl containing a body, and coaxially located and rigidly connected to it in the upper part of the fitting with an inlet cylindrical hole connected to the diffuser, which is axially symmetric in the housing, on the cut-out of which is located a perforated disk, and in the lower part of the housing is located axially symmetrical to housing a nozzle with at least three projections centering it in axial cylindrical chamber, the nozzle is made with a central hole on inner surface of which a screw thread is made, and between the perforated disk and the nozzle is placed a hollow screw-shaped coniform swirl nozzle with a screw thread, and the nozzle is pressed against the nozzle housing by a threading bead with a central confuser.

EFFECT: increase the efficiency and reliability of the dust collection process by increasing the degree of spraying of the irrigation device.

1 cl, 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 №2342979 (прототип), содержащий корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство, нижнюю опорно-распределительную тарелку и верхнюю ограничительную тарелку, между которыми расположен слой насадка, 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. 2342979 (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 nozzle, and device for removal of 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.The technical result is an increase in the 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, содержащим 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 насадка, 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 устройство выполнено в виде форсунки с винтовым коническим завихрителем, содержащей корпус и, соосно расположенный и жестко связанный с ним в верхней части, штуцер с входным цилиндрическим отверстием, соединенным с диффузором, выполненным осесимметрично в корпусе, на срезе которого размещен перфорированный диск, а в нижней части корпуса расположено осесимметрично корпусу сопло с по крайней мере тремя выступами, центрирующими его в осевой цилиндрической камере, при этом сопло выполнено с центральным отверстием, на внутренней поверхности которого выполнена винтовая нарезка, а между перфорированным диском и соплом размещен полый винтовой конический завихритель с винтовой нарезкой, при этом сопло поджимается к корпусу форсунки резьбовой шайбой с центральным конфузором.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 helix, formed on a cylindrical surface and having a cross section perpendicular to the helix, a profile such as a circle, polygon, Berl saddle or Itallox saddle, the irrigation device is made in the form of a nozzle with a spiral conical swirl containing the casing and coaxially located and rigidly connected with it in the upper part, a fitting with an inlet cylindrical hole connected to the diffuser, made axisymmetrically in the casing, on the slice of which a perforated disk is placed, and at the bottom of the casing there is an nozzle with at least three the protrusions centering it in the axial cylindrical chamber, while the nozzle is made with a Central hole, on the inner surface of which is made screw cutting, and between the perforated disk and the nozzle size Shchen hollow helical swirler with a conical screw thread, wherein the nozzle housing is urged toward the nozzle washer with a central threaded confuser.

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 - схема с винтовым коническим завихрителем для распыливания жидкостей.In FIG. 1 shows a scrubber with a movable nozzle; in FIG. 2 - nozzle in the form of hollow balls, on a spherical surface of which a helical groove is cut; in FIG. 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; in FIG. 5 is a diagram with a helical conical swirl 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 насадка 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 установлен вибратор 10. На верхней ограничительной тарелке 6 может быть также 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 layer of nozzle 5, a spray trap 9 and a device for removing sludge 8 (Fig. 1). The lower 4 supporting distribution and upper 6 restrictive plates and nozzle 5 are made of elastic materials. A vibrator 10 is mounted on the lower support-distribution plate 4. A vibrator can also be installed on the upper restriction plate 6 (not shown in the drawing). 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 profile a cross section perpendicular to the helix, a profile such as a circle, polygon, “Berl saddle” or Itallox saddles (Fig. 4).

Форсунка с винтовым коническим завихрителем (фиг. 5) для распыливания жидкостей состоит из корпуса 11 и соосно расположенного и жестко связанного с ним в верхней части штуцера 12 с входным цилиндрическим отверстием 14, соединенным с диффузором 15, выполненным осесимметрично в корпусе 11, на срезе которого размещен перфорированный диск 13.The nozzle with a helical conical swirl (Fig. 5) for spraying liquids consists of a housing 11 and coaxially located and rigidly connected with it in the upper part of the nozzle 12 with an inlet cylindrical hole 14 connected to a diffuser 15 made axisymmetrically in the housing 11, at the cut of which perforated disc 13 is placed.

В нижней части корпуса расположено, осесимметрично корпусу 11, сопло 19 с по крайней мере тремя выступами 20, центрирующими его в осевой цилиндрической камере 16. Сопло 19 выполнено с центральным отверстием, на внутренней поверхности которого выполнена винтовая нарезка 21. Между перфорированным диском 13 и соплом 19 размещен полый винтовой конический завихритель 17 с винтовой нарезкой 18. Сопло 19 поджимается к корпусу 11 форсунки резьбовой шайбой 22 с центральным конфузором 23.In the lower part of the casing is located, axisymmetrically to the casing 11, a nozzle 19 with at least three protrusions 20 centering it in the axial cylindrical chamber 16. The nozzle 19 is made with a central hole, on the inner surface of which there is a screw thread 21. Between the perforated disk 13 and the nozzle 19 there is a hollow helical conical swirl 17 with screw thread 18. The nozzle 19 is pressed against the nozzle body 11 by a threaded washer 22 with a central confuser 23.

Форсунка с винтовым коническим завихрителем работает следующим образом.The nozzle with a helical conical swirl operates as follows.

Жидкость в корпус 11 поступает через канал 14 подвода жидкости в штуцере 12, а затем через перфорированный диск 13 поступает в осевую цилиндрическую камеру 16, в которой начинает свою закрутку в полом винтовом коническом завихрителе 17 с винтовой нарезкой 18.The fluid enters the housing 11 through the fluid supply channel 14 in the nozzle 12, and then through the perforated disk 13 enters the axial cylindrical chamber 16, in which it begins to twist in the hollow helical conical swirler 17 with screw thread 18.

Жидкость одновременно движется в осевом направлении через осевые каналы, образованные выступами 20 сопла 19, и выполненное в нем центральное отверстие, на внутренней поверхности которого имеется винтовая нарезка 21.The fluid simultaneously moves in the axial direction through the axial channels formed by the protrusions 20 of the nozzle 19, and a central hole made therein, on the inner surface of which there is a screw thread 21.

В камере смешения, которой служит центральный конфузор 23, происходит взаимодействие этих потоков с их дополнительной турбулизацией и дроблением с образованием мелкодисперсной фазы. Такой поток жидкости на выходе из центрального конфузора 23 в резьбовой шайбе 22, хорошо раскрывается за счет центробежных сил, возникающих от вращения жидкости, и мелкодисперсно распределяется внутри конусообразного факела за счет турбулентного вихревого течения жидкости из форсунки.In the mixing chamber, which serves as the central confuser 23, these flows interact with their additional turbulization and crushing with the formation of a finely dispersed phase. Such a fluid flow at the outlet of the central confuser 23 in the threaded washer 22 is well disclosed due to centrifugal forces arising from the rotation of the fluid, and finely dispersed inside the cone-shaped plume due to the turbulent vortex fluid flow from the nozzle.

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 6. Для удаления шлама применено устройство 7 для удаления шлама в виде канала в днище корпуса или отдельного механизма. Для обеспечения 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 насадка 5, орошаемого жидкостью, с газовой фазой, а следовательно, и увеличится 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 насадка 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 6. To remove sludge, a device 7 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 therefore the overall efficiency of the apparatus will increase. 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-oscillations, which will also increase the efficiency of interaction of the nozzle 5 with the irrigated liquid.

Предложенная форсунка обеспечивает хорошее качество распыления при малых расходах воздуха. Опыты показали, что при давлении воздуха 100 кПа средний диаметр капель составляет 90 мкм, при увеличении давления воздуха примерно в 4 раза (до 400 кПа) средний диаметр капель уменьшается незначительно и составляет 87 мкм.The proposed nozzle provides good spray quality at low air flow rates. The experiments showed that at an air pressure of 100 kPa, the average droplet diameter is 90 μm, with an increase in air pressure by about 4 times (up to 400 kPa), the average droplet diameter decreases slightly and amounts to 87 μm.

Скруббер может быть применен для очистки от тонкой фракции пыли и увлажнения воздуха в вентиляционных установках и установках кондиционирования воздуха, 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 насадка 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, when trapping mists, readily soluble dust, and also when dust collection, gas cooling and absorption of nozzle-type gas scrubbers are combined. 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 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 catcher and an exhaust device sludge, moreover, 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 formed on a spherical surface and having a 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 on the side surface, 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, polygon, Berl saddle or Itallox saddle, the irrigation device is made in the form of a nozzle with a helical conical swirl containing a housing and coaxially arranged a fitting which is rigidly connected with it in the upper part and has an inlet cylindrical hole connected to the diffuser, made axisymmetrically in the body, on the cut of which a perforated disk is placed, characterized in that a nozzle with at least three protrusions is located axisymmetrically in the bottom of the body centering it in an axial cylindrical chamber, while the nozzle is made with a Central hole, on the inner surface of which a screw thread is made, and between the perforated disk and the nozzle there is a floor threaded helical conical swirl with screw thread, while the nozzle is pressed against the nozzle body with a threaded washer with a central confuser.