RU2665525C1

RU2665525C1 - Conical jet scrubber with vortex sprayer

Info

Publication number: RU2665525C1
Application number: RU2017144501A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2018-08-30

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 conical nozzle scrubber with a vortex sprayer containing a housing with nozzles for dusty and clean gas, a nozzle spraying device, supporting and restrictive plates, between which the nozzle is located, a splatcher made in the form of a nozzle layer located between the supporting and restricting trays, and a device for removing slurry, the support plates being elastic, the nozzle positioned above the lower support plate is made of resilient materials, for example in the form of polyethylene balls, and a vibrator is mounted on the lower support plate, the nozzle is made in the form of hollow balls, on the spherical surface of which a screw groove is cut, or the nozzle is made in the form of a screw line formed on a spherical surface and having a profile like a circle, polygon, "Berl saddle" or "Itallox" saddle in the section perpendicular to the screw line, spraying device comprises a hollow cylindrical body, in the upper part of which an external thread is made for connection of a distribution pipeline for supplying liquid to fitting, and in the lower part of the body, an external thread is made for connection with a divergent vortex flow, the body has an inner cylindrical chamber which serves to supply liquid, in a cylindrical chamber, coaxially with it, a swirler is installed with a clearance relative to the inner side surface of the chamber, and the vortex flow dissector is fixed to the body by means of a casing having an internal thread and made in the form of a ring to which two diametrically located vertical plates are attached, connected in the lower part by a horizontally arranged rod, in the middle of which there is a second swirler made in the form of a disk with helical blades, embracing the rod in its middle part with a clearance and having stops at the edges in the form of disks arranged perpendicular to the rod, and in the cylindrical chamber, a hollow conical swirler is coaxially installed with a gap with respect to the inner lateral surface of the chamber, made in the form of a conical surface with a screw through thread, the vertex of the conical surface of the hollow conical swirl is fixed to the end surface of the rod.EFFECT: increased efficiency and reliability of the dust collection process by increasing the liquid spraying rate of injectors.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 по патенту РФ №2324256 (прототип), содержащий корпус, состоящий из цилиндрической части, конической части, нижняя часть которой соединена с цилиндрической частью и коническим шламосборником, патрубки соответственно для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство выполнено в виде установленной в центре корпуса форсунки.The closest technical solution to the claimed object is a scrubber according to the patent of the Russian Federation No. 2322425 (prototype), comprising a housing consisting of a cylindrical part, a conical part, the lower part of which is connected to a cylindrical part and a conical sludge collector, nozzles, respectively, for dusty and purified gas, an irrigation device made in the form of a nozzle installed in the center of the housing.

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 коническом форсуночном скруббере с вихревым оросителем, содержащим корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, форсуночное оросительное устройство, опорные и ограничительные тарелки, между которыми расположена насадка, брызгоуловитель, выполненный в виде слоя насадки, размещенной между опорной и ограничительной тарелками, и устройство для отвода шлама, причем опорные тарелки выполнены упругими, а насадка, размещенная над нижней опорной тарелкой, выполнена из упругих материалов, например в форме полиэтиленовых шаров, а на нижней опорной тарелке установлен вибратор, причем насадка выполнена в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка, или насадка выполнена в виде винтовой линии, образованной на сферической поверхности и имеющей в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа круга, многоугольника, «седла Берля» или седла «Италлокс», оросительное устройство содержит полый цилиндрический корпус, в верхней части которого выполнена внешняя резьба для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости, а в нижней части корпуса выполнена внешняя резьба для соединения с рассекателем вихревого потока, при этом в корпусе имеется внутренняя цилиндрическая камера, которая служит для подвода жидкости, в цилиндрической камере, соосно ей, установлен с зазором относительно внутренней боковой поверхности камеры завихритель, а рассекатель вихревого потока крепится к корпусу посредством обоймы, имеющей внутреннюю резьбу и выполненную в форме кольца, к которому прикреплены две диаметрально расположенные вертикальные пластины, соединенные в нижней части горизонтально расположенным стержнем, посередине которого расположен второй завихритель, выполненный в виде диска с винтовыми лопастями, охватывающего с зазором стержень в его средней части и имеющего по краям упоры в виде дисков, расположенных перпендикулярно стержню, а в цилиндрической камере, соосно ей, установлен с зазором относительно внутренней боковой поверхности камеры полый конический завихритель, выполненный в виде конической поверхности с винтовой сквозной нарезкой, при этом вершина конической поверхности полого конического завихрителя закреплена на торцевой поверхности штока.This is achieved by the fact that in a conical nozzle scrubber with a vortex sprinkler containing a housing with nozzles for dusty and purified gas, a nozzle irrigation device, support and restriction plates, between which there is a nozzle, a spray catcher made in the form of a nozzle layer located between the support and restriction plates, and a device for removing sludge, and the supporting plates are made elastic, and the nozzle placed above the lower supporting plate is made of elastic materials, for example in the form of ethylene balls, and a vibrator is mounted on the lower support plate, the nozzle being made in the form of hollow balls, on which a helical groove is cut on a spherical surface, or the nozzle is made in the form of a helical line formed on a spherical surface and having a cross-section perpendicular to the helical profile a circle, polygon, “Berl saddle” or “Itallox” saddle, the irrigation device contains a hollow cylindrical body, in the upper part of which an external thread is made to connect to the fitting a single pipeline for supplying fluid, and in the lower part of the casing an external thread is made for connection with a vortex flow divider, while in the casing there is an internal cylindrical chamber, which serves to supply fluid, in a cylindrical chamber, coaxially mounted with a gap relative to the inner side surface the swirl chamber, and the swirl flow divider is attached to the housing by means of a clip having an internal thread and made in the form of a ring to which two diametrically located vertical plates connected in the lower part by a horizontally arranged rod, in the middle of which there is a second swirl, made in the form of a disk with screw blades, covering with a gap the rod in its middle part and having stops at the edges in the form of disks located perpendicular to the rod, and in a cylindrical chamber coaxially with it, a hollow conical swirler made in the form of a conical surface with a screw through thread is installed with a gap relative to the inner side surface of the chamber; The top of the conical surface of the hollow conical swirl is fixed on the end surface of the rod.

На фиг. 1 изображен конический форсуночный 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 оросительного устройства.In FIG. 1 shows a conical nozzle 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 of an irrigation device.

Конический форсуночный скруббер с вихревым оросителем содержит корпус, состоящий из цилиндрической части 1, конической части 2, нижняя часть которой соединена с цилиндрической частью 3 и коническим шламосборником 4, с патрубками соответственно для запыленного и очищенного газа. Оросительное устройство 7 выполнено в виде установленной в центре корпуса форсунки. Брызгоуловитель выполнен в виде слоя насадки 9, размещенной между опорной 5 и ограничительной 6 тарелками (фиг. 1). На нижней опорной тарелке 8 также расположен слой насадки. Нижние 5 и 8 опорные тарелки и насадка 9 выполнены из упругих материалов. Насадка, размещенная над нижней опорной тарелкой, выполнена из упругих материалов, например в форме полиэтиленовых шаров. На фиг. 2 представлен вариант насадки 10 в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка, на фиг. 3 - вариант насадки в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, на фиг. 4 - вариант насадки 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 нижней опорной тарелке 8 может быть установлен вибратор (на чертеже не показано). Насадка может быть выполнена из упругих полимерных материалов, композиционных материалов, и получена способами формования или спекания.The conical nozzle scrubber with a vortex sprinkler contains a housing consisting of a cylindrical part 1, a conical part 2, the lower part of which is connected to a cylindrical part 3 and a conical sludge collector 4, with nozzles for dusty and purified gas, respectively. The irrigation device 7 is made in the form of a nozzle mounted in the center of the housing. The spray catcher is made in the form of a nozzle layer 9 located between the support 5 and restrictive 6 plates (Fig. 1). A nozzle layer is also located on the lower support plate 8. The lower 5 and 8 support plates and nozzle 9 are made of elastic materials. The nozzle placed above the lower support plate is made of elastic materials, for example in the form of plastic balls. In FIG. 2 shows a variant of the nozzle 10 in the form of hollow balls, on the spherical surface of which a helical groove is cut, in FIG. 3 is a variant of a nozzle in the form of cylindrical rings, on the side surface of which a helical groove is cut, in FIG. 4 is a variant of 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. A vibrator can be installed on the lower support plate 8 (not shown in the drawing). The nozzle can be made of elastic polymeric materials, composite materials, and obtained by molding or sintering.

Оросительное устройство (фиг. 5) содержит полый цилиндрической корпус 11, в верхней части которого выполнена внешняя резьба для подсоединения к штуцеру (на чертеже не показано) распределительного трубопровода для подвода жидкости, а в нижней части корпуса выполнена внешняя резьба для соединения с рассекателем 18 вихревого потока.The irrigation device (Fig. 5) contains a hollow cylindrical body 11, in the upper part of which an external thread is made for connection to a fitting (not shown in the drawing) of a distribution pipe for supplying liquid, and in the lower part of the body an external thread is made for connection with a vortex divider 18 flow.

В корпусе 11 имеется внутренняя цилиндрическая камера 14, которая служит для подвода жидкости. Для создания наибольшего эффекта образования мелкодисперсной сплошной фазы распыливаемой жидкости в цилиндрической камере 14, соосно ей, установлен с зазором 17 относительно внутренней боковой поверхности камеры 14 полый конический завихритель 13, выполненный в виде конической поверхности с винтовой сквозной нарезкой 6. Вершина конической поверхности полого конического завихрителя 13 закреплена на торцевой поверхности штока 12. Шток 12 закреплен в своей верхней части посредством сетчатого фильтра 15 к корпусу 11.The housing 11 has an inner cylindrical chamber 14, which serves to supply fluid. To create the greatest effect of the formation of a finely divided continuous phase of the sprayed liquid in the cylindrical chamber 14, a hollow conical swirl 13 is made with a gap 17 relative to the inner side surface of the chamber 14, made in the form of a conical surface with screw through cutting 6. The top of the conical surface of the hollow conical swirl 13 is fixed on the end surface of the rod 12. The rod 12 is fixed in its upper part by means of a strainer 15 to the housing 11.

Рассекатель 18 вихревого потока крепится к корпусу посредством обоймы 19, имеющей внутреннюю резьбу и выполненную в форме кольца, к которому прикреплены две диаметрально расположенные вертикальные пластины 20 и 21, соединенные в нижней части горизонтально расположенным стержнем 22, посередине которого расположен второй завихритель 23, выполненный в виде диска с винтовыми лопастями 24, охватывающего с зазором 25 стержень 22 в его средней части, и имеющего по краям упоры 26 и 27 в виде дисков, расположенных перпендикулярно стержню 22.The vortex flow divider 18 is attached to the housing by means of a clip 19 having an internal thread and made in the form of a ring, to which two diametrically arranged vertical plates 20 and 21 are attached, connected in the lower part by a horizontally arranged rod 22, in the middle of which a second swirler 23, made in in the form of a disk with helical blades 24, covering with a gap 25 a rod 22 in its middle part, and having edges 26 and 27 in the form of disks located perpendicular to the rod 22.

Работа форсунки осуществляется следующим образом.The nozzle is as follows.

При подаче жидкости в корпус 11 под действием перепада давления 0,4 … 0,8 МПа в камере 14 благодаря завихрителю 13 создаются вихревые потоки жидкости, которые устремляются в рассекатель 18 вихревого потока, а при последовательном прохождении расширяющихся потоков жидкости, истекающих через зазор 17, происходит образование веерообразного газожидкостного потока в виде пелены, реализуемое вторым завихрителем 23, выполненным в виде диска с винтовыми лопастями 24.When the fluid is supplied to the housing 11 under the influence of a pressure drop of 0.4 ... 0.8 MPa in the chamber 14, due to the swirl 13, vortex flows of fluid are created, which flow into the vortex flow divider 18, and when the expanding flows of fluid flow through the gap 17 in series, there is a fan-shaped gas-liquid flow in the form of a shroud, implemented by the second swirler 23, made in the form of a disk with screw blades 24.

Конический форсуночный скруббер с вихревым оросителем работает следующим образом.Conical nozzle scrubber with a vortex sprinkler works as follows.

Запыленный газовый поток поступает в корпус 1, через ввод запыленного газового потока, и встречает на своем пути завесу из насадки 9, которая смачивается водой или другим абсорбентом из оросительного устройства 7. Для удаления шлама применено устройство 4 для удаления шлама в виде канала в днище корпуса или отдельного механизма. Для обеспечения свободного перемещения насадки 9 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 опорной тарелке 8 установлен вибратор (на чертеже не показан). Это позволит скрубберу перейти в режим вибропсевдоожиженного слоя, при котором увеличится эффективность взаимодействия насадка 9, орошаемого жидкостью, с газовой фазой, а следовательно, и увеличит эффективность работы аппарата в целом. Выполнение насадки 9, нижней 8 опорной тарелки из упругого материала позволит при определенных условиях создавать режим колебаний или автоколебаний, который также будет способствовать увеличению эффективности взаимодействия насадка 9 с орошаемой жидкостью.The dusty gas stream enters the housing 1, through the inlet of the dusty gas stream, and meets a curtain from the nozzle 9, which is wetted with water or other absorbent from the irrigation device 7. To remove sludge, a device 4 is used to remove sludge in the form of a channel in the bottom of the housing or a separate mechanism. To ensure free movement of the nozzle 9 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 is installed on the lower support plate 8 (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 9, irrigated by the liquid, with the gas phase will increase, and therefore increase the overall efficiency of the apparatus. The implementation of the nozzle 9, the bottom 8 of the support plate of elastic material will allow under certain conditions to create a mode of oscillation or self-oscillation, which will also increase the efficiency of interaction of the nozzle 9 with the irrigated liquid.

Скруббер 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 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, 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, 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 conical nozzle scrubber with a vortex sprinkler, comprising a housing with nozzles for dusty and purified gas, a nozzle irrigation device, support and restriction plates, between which there is a nozzle, a spray catcher made in the form of a nozzle layer located between the support and restriction plates, and a device for removal sludge, and the supporting plates are made elastic, and the nozzle placed above the lower supporting plate is made of elastic materials, for example in the form of plastic balls, and on the bottom a vibrator is mounted on the support plate, and the nozzle is made in the form of hollow balls on which a helical groove is cut on a spherical surface, or the nozzle is made in the form of a helix formed on a spherical surface and having in cross section perpendicular to the helix a profile such as a circle, polygon, " Berl saddles or Itallox saddles, characterized in that the irrigation device comprises a hollow cylindrical body, in the upper part of which an external thread is made for connecting to the nozzle distributively about the pipeline for supplying fluid, and in the lower part of the casing an external thread is made for connection with the swirl flow divider, while the casing has an internal cylindrical chamber, which serves to supply fluid, in a cylindrical chamber, coaxially mounted with a gap relative to the inner side surface the swirl chamber, and the swirl flow divider is attached to the housing by means of a clip having an internal thread and made in the form of a ring to which two diametrically arranged vertically attached steel plates connected in the lower part by a horizontally arranged rod, in the middle of which there is a second swirler made in the form of a disk with screw blades, covering with a gap the rod in its middle part and having stops at the edges in the form of disks located perpendicular to the rod, and in a cylindrical chamber coaxially with it, a hollow conical swirl is made with a gap relative to the inner side surface of the chamber, made in the form of a conical surface with screw through cutting, while tire conical surface of a hollow conical swirler secured to the end surface of the rod.