RU2659051C1

RU2659051C1 - Scrubber

Info

Publication number: RU2659051C1
Application number: RU2017142256A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2018-06-27

Abstract

FIELD: manufacturing technology.

SUBSTANCE: invention relates to wet dust collecting equipment. Scrubber comprises a body including a conical, cylindrical portion and a slurry container, nozzle for the injection of dusty gas, a branch pipe for the outlet of purified gas, irrigation device, including an external pipeline with embedded lower and upper nozzles, ratio of the diameter of the apparatus D to the diameter of the inlet pipe D_o is in the optimum range of magnitudes: D/D_o=2.2–2.5, and the ratio of the height of the apparatus H to the diameter of the inlet branch pipe D_o is in the optimum range of magnitudes: H/D_o=4.8–5.7, injectors are made with a screw conical swirler, each of the nozzles comprises a housing and coaxially disposed, rigidly connected to it in the upper part, a fitting with an inlet cylindrical hole connected to the diffuser, which is axially symmetric in the housing, on which a perforated disk is disposed, and in the lower part of the body there is located, axisymmetric to the body, a nozzle with three projections centering it in an axial cylindrical chamber, the nozzle is provided with a central hole on whose inner surface a screw thread is made, and between the perforated disk and the nozzle is placed a hollow helical conical swirler with a screw thread, the nozzle is pressed against the nozzle body by a threaded washer with a central confuser.

EFFECT: increased efficiency and reliability of the dust collection process by increasing the liquid spraying rate of injectors.

1 cl, 3 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 по патенту РФ №2330713 (прототип), содержащий коническую, цилиндрическую части и шламосборник, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, оросительное устройство, включающее внешний трубопровод с врезанными в корпус нижними и верхними соплами,The closest technical solution to the claimed object is a scrubber according to the patent of the Russian Federation No. 2330713 (prototype), containing a conical, cylindrical part and a sludge collector, a pipe for introducing dusty gas, a pipe for exiting purified gas, an irrigation device that includes an external pipeline with lower and top nozzles

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 жидкости форсунками.EFFECT: increased efficiency and reliability of the dust collection process by increasing the degree of liquid atomization by nozzles.

Это достигается тем, что в скруббере, содержащем корпус, включающий коническую, цилиндрическую части и шламосборник, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, оросительное устройство, включающее внешний трубопровод с врезанными в корпус нижними и верхними форсунками, отношение диаметра аппарата D к диаметру входного патрубка D_o находится в оптимальном интервале величин: D/D_o=2,2…2,5, а отношение высоты аппарата Н к диаметру входного патрубка D_o находится в оптимальном интервале величин: Н/D_o=4,8…5,7, форсунки выполнены с винтовым коническим завихрителем, каждая из форсунок содержит корпус и соосно расположенный, 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 containing a housing comprising a conical, cylindrical part and a sludge collector, a nozzle for introducing dusty gas, a nozzle for exiting purified gas, an irrigation device including an external pipeline with lower and upper nozzles embedded in the housing, the ratio of the apparatus diameter D to the diameter of the inlet pipe D _o is in the optimal range of values: D / D _o = 2.2 ... 2.5, and the ratio of the height of the apparatus N to the diameter of the inlet pipe D _o is in the optimal range of values: N / D _o = 4.8 … 5.7 nozzles filled with a helical conical swirl, each nozzle contains a housing and a coaxially located, rigidly connected to it in the upper part fitting with an inlet cylindrical hole connected to the diffuser, made axisymmetrically in the housing, on the slice of which a perforated disk is placed, and in the lower part of the housing , axisymmetrically to the body, a nozzle with at least three protrusions centering it in an axial cylindrical chamber, while the nozzle is made with a Central hole, on the inner surface of which The screw thread is filled, and a hollow screw conical swirl with screw thread is placed between the perforated disk and the nozzle, while the nozzle is pressed against the nozzle body with a threaded washer with a central confuser.

На фиг. 1 изображен общий вид скруббера, на фиг. 2 - его вид сверху, на фиг. 3 - схема вихревой форсунки для распыливания жидкостей.In FIG. 1 shows a general view of the scrubber; FIG. 2 is a plan view thereof, in FIG. 3 is a diagram of a vortex nozzle for spraying liquids.

Скруббер содержит корпус, включающий коническую 1, цилиндрическую 2 части и шламосборник 3, патрубок 4 для ввода запыленного газа, патрубок 5 для выхода очищенного газа со спиральным раскручивателем потока. Оросительное устройство выполнено в виде, по крайней мере двух, внешних подводящих воду трубопроводов 6 и 7, связанных с общим подводом 10 жидкости, каждый из которых имеет врезанные в корпус 1 нижние 8 и верхние 9 вихревые форсунки, имеющие противоположное направление крутки распыленной жидкости из оросительного устройства. В нижней части корпуса размещен шламосборник 3 с Г-образной пластиной. Отношение диаметра аппарата D к диаметру входного патрубка D_o находится в оптимальном интервале величин: D/D_o=2,2…2,5. Отношение высоты аппарата Н к диаметру входного патрубка D_o находится в оптимальном интервале величин: Н/D_o=4,8…5,7.The scrubber contains a housing including a conical 1, cylindrical 2 parts and a sludge collector 3, a pipe 4 for introducing dusty gas, a pipe 5 for exiting purified gas with a spiral flow straightener. The irrigation device is made in the form of at least two external water supply pipelines 6 and 7 connected to a common fluid supply 10, each of which has lower 8 and upper 9 vortex nozzles embedded in the housing 1, having the opposite direction of rotation of the sprayed liquid from the irrigation devices. In the lower part of the casing there is a sludge collector 3 with a L-shaped plate. The ratio of the diameter of the apparatus D to the diameter of the inlet pipe D _o is in the optimal range of values: D / D _o = 2.2 ... 2.5. The ratio of the height of the apparatus N to the diameter of the inlet pipe D _o is in the optimal range of values: N / D _o = 4.8 ... 5.7.

Форсунка (фиг. 3) с винтовым коническим завихрителем состоит из корпуса 11 и соосно расположенного, 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 (Fig. 3) with a helical conical swirl consists of a housing 11 and coaxially located, rigidly connected with it in the upper part of the fitting 12 with an inlet cylindrical hole 14 connected to a diffuser 15, made axisymmetrically in the housing 11, on the slice of which a perforated disk is placed 13.

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, there 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 is a hollow helical conical swirl 17 with a 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 - 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 into the axial cylindrical chamber 16, in which it begins to twist in the hollow helical conical swirler 17 with helical 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 is finely dispersed inside the cone-shaped plume due to the turbulent vortex fluid flow from the nozzle.

Скруббер работает следующим образом.Scrubber works as follows.

Запыленный газовый поток поступает в корпус 1 через тангенциальный ввод 4 запыленного газового потока и встречает на своем пути закрученный распыленный поток жидкости, имеющий направление крутки как противоположное направлению крутки газового потока, так и попутное. В результате такого взаимодействия образуется газожидкостная взвесь, которая поступает через раскручиватель в патрубок 5 и выбрасывается в атмосферу. Отвод шлама осуществляется через шламосборник 3.The dusty gas stream enters the housing 1 through the tangential inlet 4 of the dusty gas stream and encounters a swirling atomized liquid stream in its path, having a twist direction opposite to that of the gas stream, as well as passing. As a result of this interaction, a gas-liquid suspension is formed, which enters through the spreader into the pipe 5 and is released into the atmosphere. Sludge is discharged through a sludge collector 3.

Центробежная форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.A centrifugal nozzle for spraying liquids works as follows.

Жидкость подается по впускному отверстию 11 в кольцевой зазор 16, откуда в завихритель 15 через тангенциально расположенные к внутренней поверхности завихрителя 15 дроссельные отверстия 17. Вращающийся поток жидкости из завихрителя 15 выходит через калиброванное коническое отверстие 19 соплового вкладыша 18, в результате образуется факел распыленной жидкости, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности отверстия 19.The fluid is fed through the inlet 11 into the annular gap 16, from where to the swirl 15 through the throttle openings 17 tangentially located to the swirl 15 to the inner surface of the swirl 15. The rotating fluid flow from the swirl 15 exits through a calibrated conical hole 19 of the nozzle insert 18, resulting in a spray of liquid, whose root angle is determined by the angle of inclination of the conical surface of the hole 19.

При среднем диаметре отверстия 19, находящемся в диапазоне 2,5…3,5 мм и давлении подаваемой через впускное отверстие 11 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 hole 19, which is in the range of 2.5 ... 3.5 mm and the pressure supplied through the inlet 11 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.

Предлагаемый аппарат 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 их абсорбции. Эффективность предлагаемой конструкции аппарата увеличивается за счет большей поверхности газожидкостной взвеси, путем применения встречно-закрученных потоков жидкости и газа, и составляет в вышеуказанных процессах и при улавливании пылевых частиц размером больше 5 мкм порядка 95…97%.The proposed apparatus 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 dusting, gas cooling and absorption are combined. The effectiveness of the proposed apparatus design increases due to the larger surface of the gas-liquid suspension, by using counter-swirling flows of liquid and gas, and in the above processes and when collecting dust particles larger than 5 microns in size is about 95 ... 97%.

Claims

A scrubber containing a housing including a conical, cylindrical part and a sludge collector, a nozzle for introducing dusty gas, a nozzle for exiting purified gas, an irrigation device including an external pipeline with lower and upper nozzles embedded in the housing, the ratio of the diameter of the apparatus D to the diameter of the inlet nozzle D _o is in the optimal range of values: D / D _o = 2.2 - 2.5, the ratio of the height of the apparatus N to the diameter of the inlet pipe D _o is in the optimal range of values: N / D _o = 4.8 - 5,7, and the nozzles are made with a helical conical swirl, each of the nozzles contains a housing and is coaxially located, and a fitting rigidly connected to it in the upper part with an inlet cylindrical hole connected to a diffuser made axisymmetrically in the housing, on the slice of which a perforated disk is placed characterized in that in the lower part of the housing is located, axisymmetrically to the housing, a nozzle with at least three protrusions centering it in an axial cylindrical chamber, while the nozzle is made with a Central hole, and on the inner surface of which a screw thread is made, and between the perforated disk and the nozzle there is a hollow helical conical swirl with screw thread, while the nozzle is pressed against the nozzle body with a threaded washer with a central confuser.