RU2661570C1

RU2661570C1 - Scrubber

Info

Publication number: RU2661570C1
Application number: RU2018100354A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2018-01-10
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2018-07-17

Abstract

FIELD: dust collection equipment.

SUBSTANCE: present invention relates to wet dust collection and can be used in chemical, textile, food, light and other industries for purification of gases. In a scrubber comprising a body including a conical, cylindrical section and a slurry tank, a nozzle for introducing a dusty gas, a branch pipe for the outlet of the purified, irrigation device including an external pipeline with embedded lower and upper nozzles, the ratio of the diameter of the apparatus D to the diameter of the inlet branch pipe D₀ is in the optimal range of D/D₀=2.2–2.5, and the ratio of the height of the apparatus H to the diameter of the inlet branch pipe D₀ is in the optimal range of values of H/D₀=4.8–5.7, and the nozzles are in the form of nozzles, each of the injectors of the irrigation device comprises a housing with a swirl chamber and a nozzle, the body is made in the form of the supply fitting with the central opening and is rigidly connected to it and with the coaxial cylindrical sleeve with an internal thread and an expansion chamber, which is coaxial to the body, at that coaxially with the body, a nozzle, in the form of an inverted cup, is connected to the sleeve by means of a thread, in the bottom of which there is a turbulent swirler of the liquid flow with at least two inclusions to the axis of the nozzle in the form of cylindrical openings, which are located in the end surface of the nozzle, where also a central cylindrical throttle opening is made connected to the nozzle mixing chamber, in series connected to the diffuser outlet chamber, and in the lower part of the mixing chamber of the nozzle a hollow conical swirler is fixed, its conical shell is fixed by means of at least three spokes fixed at one end to the conical shell of the swirler in its upper part, and the other end – in the annular groove made on the inner surface of the mixing chamber, and on the outer surface of the hollow conical swirler a screw cutting is made.

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 газопромыватель, известный из патента РФ №2330713 (прототип), содержащий корпус, включающий коническую, цилиндрическую части и шламосборник, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного, оросительное устройство, включающее внешний трубопровод с врезанными в корпус нижним и верхним соплами.The closest technical solution to the claimed object is a gas scrubber known from RF patent No. 2330713 (prototype), comprising a housing including a conical, cylindrical part and a sludge collector, a pipe for introducing dusty gas, a pipe for exiting cleaned, an irrigation device including an external pipeline with into the body of the lower and upper 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, оросительное устройство, включающее внешний трубопровод с врезанными в корпус нижними и верхними соплами, отношение диаметра аппарата D к диаметру входного патрубка D₀ находится в оптимальном интервале величин: D/D₀=2,2…2,5, а отношение высоты аппарата Н к диаметру входного патрубка D₀ находится в оптимальном интервале величин: Н/D₀=4,8…5,7, а сопла выполнены в виде форсунок, каждая из форсунок оросительного устройства содержит корпус с камерой завихрения и сопло, корпус выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием, и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой с внутренней резьбой и расширительной камерой, соосной корпусу, при этом соосно корпусу, в его нижней части подсоединено к гильзе посредством резьбы сопло, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище которого выполнен турбулентный завихритель потока жидкости с по крайней мере двумя, наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий, расположенных в торцевой поверхности сопла, где также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие, соединенное со смесительной камерой сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой, а в нижней части смесительной камерой сопла закреплен полый конический завихритель, коническая обечайка которого фиксируется посредством, по крайней мере, трех спиц, закрепленных одним концом на конической обечайке завихрителя, в ее верхней части, а другим концом - в кольцевой канавке, выполненной на внутренней поверхности смесительной камеры, а на внешней поверхности полого конического завихрителя выполнена винтовая нарезка.This is achieved by the fact that in a scrubber containing a housing including a conical, cylindrical part and a sludge collector, a nozzle for introducing dusty gas, a nozzle for exiting a cleaned gas, an irrigation device comprising 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 pipe D ₀ is in the optimal range of values: D / D ₀ = 2.2 ... 2.5, and the ratio of the height of the apparatus N to the diameter of the inlet pipe D ₀ is in the optimal range of values: N / D ₀ = 4.8 ... 5.7, and the nozzles are made in ide nozzles, each of the nozzles of the irrigation device contains a housing with a swirl chamber and a nozzle, the housing is made in the form of a supply fitting with a central hole, and rigidly connected to it and a coaxial cylindrical sleeve with an internal thread and an expansion chamber, coaxial to the housing, while being aligned with the housing, in its lower part, a nozzle made in the form of an inverted glass is connected to the sleeve by means of a thread, in the bottom of which a turbulent swirl of a fluid flow is made with at least two inclined to the axis с by inserts in the form of cylindrical holes located in the end surface of the nozzle, where a central cylindrical throttle hole is also connected to the nozzle mixing chamber, connected in series with the diffuser outlet chamber, and a hollow conical swirler is fixed in the lower part of the nozzle mixing chamber, the conical shell of which is fixed by means of at least three knitting needles fixed at one end to the swirl conical shell in its upper part and to the other end in the annular a groove made on the inner surface of the mixing chamber, and a screw thread is made on the outer surface of the hollow conical swirl.

На фиг. 1 изображен общий вид скруббера, на фиг. 2 - его вид сверху, на фиг. 3 - схема форсунки оросительного устройства.In FIG. 1 shows a general view of the scrubber; FIG. 2 is a plan view thereof, in FIG. 3 is a diagram of the nozzle of an irrigation device.

Скруббер содержит корпус с элементами крепления 10, 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 жидкости, каждый из которых имеет врезанные в корпус 1 нижние 8 и верхние 9 сопла, имеющие противоположное направление крутки распыленной жидкости из оросительного устройства. Верхние сопла 9, а также нижние 8 (на трубопроводе 7 сопло не показано) оросительного устройства выполнены в виде форсунок. В нижней части корпуса размещен шламосборник 3 с Г-образной пластиной. Отношение диаметра аппарата D к диаметру входного патрубка D₀ находится в оптимальном интервале величин: D/D₀=2,2…2,5. Отношение высоты аппарата Н к диаметру входного патрубка D₀ находится в оптимальном интервале величин: Н/D₀=4,8…5,7.The scrubber contains a housing with fastening elements 10, including a conical 1, a 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, each of which has lower 8 and upper 9 nozzles embedded in the housing 1, having the opposite direction of twisting of the sprayed liquid from the irrigation device. The upper nozzle 9, as well as the lower 8 (on the pipe 7 nozzle is not shown) of the irrigation device are made in the form of nozzles. 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 ₀ is in the optimal range of values: D / D ₀ = 2.2 ... 2.5. The ratio of the height of the apparatus N to the diameter of the inlet pipe D ₀ is in the optimal range of values: N / D ₀ = 4.8 ... 5.7.

Форсунка оросительного устройства (фиг. 3) содержит корпус 11, который выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием 13, и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой 12 с внутренней резьбой 15. В цилиндрической гильзе 12 расположена расширительная камера 14, соосная корпусу. При этом соосно корпусу, в его нижней части подсоединено к гильзе 12 посредством резьбы 15 сопло 16, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище 17 которого выполнен турбулентный завихритель потока жидкости с, по крайней мере двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 19 и 20, расположенных в торцевой поверхности сопла 16, образованной его днищем 17. В торцевой поверхности сопла 16 также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие 18, соединенное со смесительной камерой 11 сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой 22. Причем эффективные площади проходных сечений наклонных цилиндрических отверстий 19 и 20, взятые в совокупности, и центрального отверстия 18 равны между собой.The nozzle of the irrigation device (Fig. 3) contains a housing 11, which is made in the form of a supply fitting with a central hole 13, and rigidly connected to it and a coaxial cylindrical sleeve 12 with an internal thread 15. In the cylindrical sleeve 12 there is an expansion chamber 14, coaxial to the housing. In this case, coaxially to the housing, in its lower part it is connected to the sleeve 12 by means of a thread 15 a nozzle 16 made in the form of an inverted cup, in the bottom 17 of which a turbulent swirl of a fluid flow is made with at least two entries in the form of cylindrical holes 19 inclined to the axis of the nozzle and 20, located in the end surface of the nozzle 16 formed by its bottom 17. In the end surface of the nozzle 16 also has a Central cylindrical throttle hole 18 connected to the mixing chamber 11 of the nozzle, connected in series connected with the diffuser outlet chamber 22. Moreover, the effective area of the passage sections of the inclined cylindrical holes 19 and 20, taken together, and the Central hole 18 are equal to each other.

В нижней части смесительной камерой 21 сопла закреплен полый конический завихритель 25, коническая обечайка которого фиксируется посредством, по крайней мере, трех спиц 23, закрепленных одним концом на конической обечайке завихрителя, в ее верхней части, а другим концом - в кольцевой канавке (на чертеже не показано), выполненной на внутренней поверхности смесительной камеры 21. На внешней поверхности полого конического завихрителя 25 выполнена винтовая нарезка 24.In the lower part of the mixing chamber 21 of the nozzle, a hollow conical swirl 25 is fixed, the conical shell of which is fixed by means of at least three spokes 23 fixed at one end on the conical shell of the swirl in its upper part and the other end in the annular groove (in the drawing not shown), performed on the inner surface of the mixing chamber 21. On the outer surface of the hollow conical swirl 25 made helical thread 24.

Вихревая форсунка работает следующим образом.Vortex nozzle operates as follows.

Распыляемая жидкость поступает в корпус 11 через центральное отверстие 13, затем в расширительную камеру 14, соосную корпусу 11. После камеры 14 жидкость направляется к соплу 16, где распределяется по нескольким направлениям: первое - по центральному цилиндрическому дроссельному отверстию 18 в смесительную камеру 21, а второе - в турбулентный завихритель потока жидкости с наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 19 и 20, также соединенных со смесительной камерой 21 сопла, где при взаимодействии этих встречающихся потоков происходит их дробление с образованием турбулентного потока, направляющегося к диффузорной выходной камере 22, где происходит дополнительное дробление капель жидкости при их столкновении друг с другом за счет расширяющегося турбулентного потока жидкости.The sprayed liquid enters the casing 11 through the central opening 13, then into the expansion chamber 14, coaxial to the casing 11. After the chamber 14, the liquid is directed to the nozzle 16, where it is distributed in several directions: the first through the central cylindrical throttle hole 18 into the mixing chamber 21, and the second — into a turbulent swirl of a fluid flow with inlets inclined to the axis of the nozzle in the form of cylindrical holes 19 and 20, also connected to the mixing chamber 21 of the nozzle, where during the interaction of these encountered flows Odita crushing them to form a turbulent flow heading to the diffuser outlet chamber 22, where the additional fragmentation of liquid droplets when they collide with each other due to the expanding of the turbulent fluid flow.

Использование форсунки, как мелкодисперсного распылителя описанной конструкции, позволяет получить равномерный по объему поток капель мелкодисперсного распыла поверхностно-активного вещества в диапазоне диаметров капель от 30 до 150 мкм при давлении его подачи не более 1 МПа.The use of a nozzle as a finely dispersed sprayer of the described design allows one to obtain a stream of droplets of finely dispersed surfactant that is uniform in volume in the range of droplet diameters from 30 to 150 microns with a supply pressure of no more than 1 MPa.

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.The presence of gas inclusions in a liquid additionally perturbs its surface, which leads to wave formation and volumetric crushing of the liquid film. The loss of mechanical energy during external acceleration (on the external conical surface) is reduced compared with the same acceleration in a closed channel.

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 way, having a twist direction, both opposite to the direction of twist of the gas stream, and in 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.

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 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 device 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 joint processes of dust collection, gas cooling and absorption. 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 a cleaned one, an irrigation device including an external pipe 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, 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 H / D _o = 4.8-5.7, and the nozzles are made in type of nozzles, characterized in that each of the nozzles of the irrigation device contains a housing with a swirl chamber and a nozzle, the housing is made in the form of a supply fitting with a central hole and rigidly connected to it and a coaxial cylindrical sleeve with an internal thread and an expansion chamber, coaxial to the housing, while being aligned with the housing in the lower part is connected to the sleeve via a thread a nozzle made in the form of an inverted glass, in the bottom of which a turbulent swirl of a fluid flow is made with at least two input nozzles inclined to the axis and in the form of cylindrical holes located in the end surface of the nozzle, where a central cylindrical throttle hole is also made, connected to the nozzle mixing chamber connected in series with the diffuser outlet chamber, and a hollow conical swirl is fixed in the lower part of the nozzle mixing chamber, the conical shell of which is fixed by at least three knitting needles, fixed at one end on the conical side of the swirl, in its upper part, and the other end in the annular groove, olnennoy on the inner surface of the mixing chamber and on the outer surface of the hollow conical swirler formed helical cutting.