RU2668898C1

RU2668898C1 - Gas scrubber

Info

Publication number: RU2668898C1
Application number: RU2017142261A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2018-10-04

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. Gas washer comprises a body composed of upper and lower sections, a nozzle for introducing a dusty gas, a branch pipe for the outlet of the purified gas, a splash trap with a centrifugal swirler and a branch pipe for draining liquid from the splash trap, irrigation device, plates with a stabilizer, a nozzle for periodic irrigation of the swirler and a slurry tank. Plate is additionally equipped with a vibrator made in the form of a peripheral part of the plates and fixed directly on the plates, or the vibrator is formed in the shape of a central part of the plates and fixed directly on the plates. Irrigation device is made in the form of a nozzle with a screw conical swirl, 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 of which a perforated disk is placed, and in the lower part of the case there is an axially symmetric body with a nozzle with at least three projections centering it in an axial cylindrical chamber. Nozzle is made with a central hole, on the inner surface of which a screw thread is made, and a hollow helical conical swirler is placed between the perforated disk and the nozzle. Nozzle is pressed against the atomizer body by a threaded washer with a central confuser.EFFECT: increased dust collection process efficiency and reliability.1 cl, 2 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.

Известен газопромыватель из книги А.А. Русанова. Справочник по пыле- и золоулавливанию. М., - Энергоатомиздат, - 1983 г., стр. 103, рис. 4.21 (аналог), содержащий корпус, состоящий из верхней и нижней секций, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, брызгоуловитель с центробежным завихрителем и патрубком для отвода жидкости из брызгоуловителя, оросительное устройство, тарелки со стабилизатором, форсунку для периодического орошения завихрителя и шламосборник.Known gas washer from the book A.A. Rusanova. A guide to dust and ash collection. M., - Energoatomizdat, - 1983, p. 103, fig. 4.21 (analogue), comprising a housing consisting of upper and lower sections, a nozzle for introducing dusty gas, a nozzle for exiting purified gas, a spray catcher with a centrifugal swirl and a nozzle for draining liquid from the spray catcher, an irrigation device, plates with a stabilizer, a nozzle for periodic irrigation swirler and sludge collector.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является газопромыватель по патенту РФ №2286830 (прототип), содержащий корпус, состоящий из верхней и нижней секций, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, брызгоуловитель с центробежным завихрителем и патрубком для отвода жидкости из брызгоуловителя, оросительное устройство, тарелки со стабилизатором, форсунку для периодического орошения завихрителя и шламосборник.The closest technical solution to the claimed object is a gas scrubber according to RF patent No. 2286830 (prototype), comprising a housing consisting of upper and lower sections, a pipe for introducing dusty gas, a pipe for exiting purified gas, a spray catcher with a centrifugal swirler and a pipe for draining liquid from a spray catcher, an irrigation device, plates with a stabilizer, a nozzle for periodic irrigation of a swirler and a sludge collector.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of the dust collection process.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания.The technical result is an increase in the efficiency and reliability of the dust collection process.

Это достигается тем, что в газопромывателе, содержащим корпус, состоящий из верхней и нижней секций, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, брызгоуловитель с центробежным завихрителем и патрубком для отвода жидкости из брызгоуловителя, оросительное устройство, тарелки со стабилизатором, форсунку для периодического орошения завихрителя и шламосборник, по крайней мере на одной тарелке, дополнительно установлен вибратор, причем вибратор выполнен по форме периферийной части тарелок и закреплен непосредственно на тарелках или вибратор выполнен по форме центральной части тарелок и закреплен непосредственно на тарелках, причем вибратор закреплен непосредственно на корпусе в том месте, где расположены тарелки и выполнен по форме тороидальным. Ячейки стабилизатора выполнены квадратными, а отношение высоты стабилизатора h_c к ширине ячейки b_c находится в оптимальном интервале величин: h_c/b_c=1,5…1,8, а тарелки выполнены дырчатыми с отношением толщины тарелки h_т к диаметру отверстий d_o, находящимся в оптимальном интервале величин: h_т/d_o=0,5…1,5 или тарелки выполнены щелевыми с отношением толщины тарелки h_т к ширине щелей b_o, находящимся в оптимальном интервале величин: h_т/b_o=0,8…1,5, а отношение высоты корпуса Н к диаметру D, находится в оптимальном интервале величин: Н/D=4,0…6,5, причем отношение диаметра корпуса D к диаметру брызгоуловителя D₁, находится в оптимальном интервале величин: D/D₁=1,2…1,25, причем отношение диаметра корпуса D к диаметрам входного и выходного патрубков D₁, находится в оптимальном интервале величин: D/D₂=2,0…2,5, оросительное устройство выполнено в виде форсунки с винтовым коническим завихрителем, содержащая 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 gas scrubber containing a housing consisting of upper and lower sections, a nozzle for introducing dusty gas, a nozzle for exiting purified gas, a spray catcher with a centrifugal swirler and a nozzle for draining liquid from the spray catcher, an irrigation device, plates with a stabilizer, a nozzle for periodic irrigation of the swirler and sludge collector, at least on one plate, an additional vibrator is installed, and the vibrator is made in the form of the peripheral part of the plates and is fixed directly It is only on the plates or the vibrator is made in the form of the central part of the plates and mounted directly on the plates, and the vibrator is mounted directly on the body in the place where the plates are located and made in the shape of a toroid. The stabilizer cells are made square, and the ratio of the stabilizer height h _c to the cell width b _c is in the optimal range of values: h _c / b _c = 1.5 ... 1.8, and the plates are perforated with the ratio of the plate thickness h _t to the diameter of the holes d _o located in the optimal range of values: h _t / d _o = 0.5 ... 1.5 or the plates are slotted with the ratio of the plate thickness h _t to the width of the slots b _o located in the optimal range of values: h _t / b _o = 0 , 8 ... 1.5, and the ratio of the height of the housing H to the diameter D is in the optimal range of values: N / D = 4.0 ... 6.5, and the ratio of the housing diameter D to diameter D bryzgoulovitelya _1, it is in an optimal range of values: D / D ₁ = 1.2 ... 1.25, wherein the ratio of housing diameter D to the diameter of the inlet and outlet fittings D ₁ is in the optimal range of values: D / D ₂ = 2.0 ... 2.5, the irrigation device is made in the form of a nozzle with a helical conical swirl, comprising a housing and coaxially located and rigidly connected with it in the upper part, a fitting with an inlet cylindrical hole connected to a diffuser made axisymmetrically in the housing, at the cut of which p a perforated disk is placed, and a nozzle with at least three protrusions centering it in an axial cylindrical chamber is located, axisymmetrically to the case, at the bottom of the case, the nozzle being made with a central hole, on the inner surface of which there is a screw thread, and between the perforated disk and a hollow helical conical swirl with screw thread is placed by 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 газопромывателя, на фиг. 2 - вариант оросительного устройства 9 в виде форсунки.In FIG. 1 shows a general view of a gas scrubber; FIG. 2 is an embodiment of an irrigation device 9 in the form of a nozzle.

Газопромыватель содержит корпус, состоящий из верхней 4, средней 5 и нижней 7 секций, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, брызгоуловитель 1 с центробежным завихрителем 2 и патрубком 3 для отвода жидкости из брызгоуловителя, оросительное устройство 9, тарелки 8 со стабилизатором 6, форсунку 10 для периодического орошения завихрителя и шламосборник, причем по крайней мере на одной из тарелок 8, дополнительно установлен вибратор 24. Вибратор 24 может быть выполнен по форме периферийной части тарелок (на чертеже не показано) и закреплен непосредственно на тарелках или по форме центральной части тарелок 8 (на чертеже не показано) и закреплен непосредственно на тарелках. Кроме того, вибратор 24 может быть закреплен непосредственно на корпусе в том месте, где расположены тарелки 8 и выполнен по форме тороидальным. Ячейки стабилизатора 6 могут быть выполнены квадратными, а отношение высоты стабилизатора h_c к ширине ячейки b_c находится в оптимальном интервале величин: h_c/b_c=1,5…1,8. Тарелки 8 могут быть выполнены дырчатыми с отношением толщины тарелки h_т к диаметру отверстий d_о, находящимся в оптимальном интервале величин: h_т/d_о=0,5…1,5. Тарелки 8 могут быть выполнены щелевыми с отношением толщины тарелки h_т к ширине щелей b_о, находящимся в оптимальном интервале величин: h_т/b_о=0,8…1,5. Отношение высоты корпуса Н к диаметру D, находится в оптимальном интервале величин: Н/D=4,0…6,5. Отношение диаметра корпуса D к диаметру брызгоуловителя D₁, находится в оптимальном интервале величин: D/D₁=1,2…1,25. Отношение диаметра корпуса D к диаметрам входного и выходного патрубков D₂, находится в оптимальном интервале величин: D/D₂=2,0…2,5.The gas scrubber contains a housing consisting of upper 4, middle 5 and lower 7 sections, a nozzle for introducing dusty gas, a nozzle for exiting purified gas, a spray catcher 1 with a centrifugal swirler 2 and a nozzle 3 for draining liquid from the spray catcher, an irrigation device 9, plates 8 with the stabilizer 6, the nozzle 10 for periodic irrigation of the swirler and the sludge collector, and at least one of the plates 8, an additional vibrator 24 is installed. The vibrator 24 can be made in the form of the peripheral part of the plates (in the drawing e) and mounted directly on the plates or in the form of the central part of the plates 8 (not shown in the drawing) and mounted directly on the plates. In addition, the vibrator 24 can be mounted directly on the housing in the place where the plates 8 are located and made in the shape of a toroidal. The cells of the stabilizer 6 can be made square, and the ratio of the height of the stabilizer h _c to the cell width b _c is in the optimal range of values: h _c / b _c = 1.5 ... 1.8. Plates 8 can be perforated with a ratio of the plate thickness h _t to the diameter of the holes d _o , which is in the optimal range of values: h _t / d _o = 0.5 ... 1.5. Plates 8 can be made slotted with the ratio of the plate thickness h _t to the width of the slots b _about , which is in the optimal range of values: h _t / b _about = 0.8 ... 1.5. The ratio of the height of the housing N to the diameter D is in the optimal range of values: N / D = 4.0 ... 6.5. The ratio of the diameter of the housing D to the diameter of the splash trap D ₁ is in the optimal range of values: D / D ₁ = 1.2 ... 1.25. The ratio of the diameter of the housing D to the diameters of the inlet and outlet nozzles D ₂ is in the optimal range of values: D / D ₂ = 2.0 ... 2.5.

На фиг. 2 представлена схема вихревой форсунки.In FIG. 2 shows a diagram of a vortex nozzle.

Форсунка с винтовым коническим завихрителем 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 consists of a housing 11 and coaxially located and rigidly connected with it in the upper part, a nozzle 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 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, 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 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, made therein, a Central hole, 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.

Газопромыватель работает следующим образом.The gas washer works as follows.

Запыленный газовый поток поступает в корпус через ввод запыленного газового потока и встречает на своем пути тарелку 8, затем газы проходят через слой жидкости в виде пузырьков (пены), на поверхности которых и происходит осаждение частиц пыли. Аппарат работает в режиме мокрого пылеуловителя с провальной тарелкой, что уменьшает вероятность забивания отверстий тарелки 8 пылью, поскольку подвод газов в зону контакта с жидкостью и отвод из этой зоны осуществляется через одни и те же дырчатые или щелевые отверстия тарелок 8. Образование газожидкостной взвеси (пены) дополнительно усиливается созданием виброкипящего слоя в верхних слоях жидкости, расположенной на тарелках 8, за счет применения вибратора 24, что приводит к более интенсивному взаимодействию потоков газа и жидкости. Затем осуществляется выход газожидкостной взвеси через сепаратор жидкой фазы, выполненный в виде брызгоуловителя 1 с центробежным завихрителем 2 и патрубком 3 для отвода жидкости из брызгоуловителя. Отвод шлама осуществляется через шламосборник.The dusty gas stream enters the housing through the inlet of the dusty gas stream and meets plate 8 on its way, then the gases pass through the liquid layer in the form of bubbles (foam), on the surface of which dust particles are deposited. The device operates in the mode of a wet dust collector with a failure plate, which reduces the likelihood of clogging of the openings of the plate 8 with dust, since the supply of gases to and from the zone of contact with the liquid is carried out through the same hole or slotted openings of the plates 8. The formation of gas-liquid suspension (foam ) is further enhanced by the creation of a vibro-boiling layer in the upper layers of the liquid located on the plates 8, due to the use of a vibrator 24, which leads to a more intense interaction of gas and liquid flows. Then the exit of gas-liquid suspension through the liquid phase separator, made in the form of a spray catcher 1 with a centrifugal swirler 2 and a pipe 3 for draining the liquid from the spray catcher. Sludge is discharged through a sludge collector.

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 вибропсевдоожиженного слоя в жидкости и составляет в вышеуказанных процессах и при улавливании пылевых частиц размером больше 5 мкм порядка 92%…95%.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 design of the apparatus increases due to the larger surface of the gas-liquid suspension, by applying a vibro-fluidized bed in the liquid and in the above processes and when collecting dust particles larger than 5 microns in size is about 92% ... 95%.

Claims

A gas washer comprising a housing consisting of upper and lower sections, a nozzle for introducing dusty gas, a nozzle for exiting purified gas, a spray catcher with a centrifugal swirler and a nozzle for draining liquid from the spray trap, an irrigation device, plates with a stabilizer, a nozzle for periodic irrigation of the swirler and a sludge collector at least one plate has a vibrator made in the shape of the peripheral or central part of the plates, or the vibrator is mounted directly on the housing where the plates are located and made in the shape of a toroidal one, the stabilizer cells are made square, and the ratio of the stabilizer height h _c to the cell width b _s is in the optimal range of values: h _s / b _c = 1.5 ... 1.8; the plates are perforated or slotted with the ratio of the plate thickness h _t to the width of the slots b _o , which is in the optimal range of values: h _t / b _o = 0.8 ... 1.5; the ratio of the housing height H to the diameter D is in the optimal range of values: N / D = 4.0 ... 6.5; the ratio of the diameter of the housing D to the diameter of the splash trap D ₁ is in the optimal range of values: D / D ₁ = 1.2 ... 1.25; the ratio of the diameter of the housing D to the diameters of the inlet and outlet nozzles D ₂ is in the optimal range of values: D / D ₂ = 2.0 ... 2.5, characterized in that the irrigation device is made in the form of a nozzle with a spiral conical swirl containing the housing and, coaxially located, and rigidly connected with it in the upper part, a fitting with an inlet cylindrical hole connected to a diffuser, made axisymmetrically in the housing, on the slice of which a perforated disk is placed, and in the lower part of the housing is located, axisymmetrically to the housing, with flat with at least three protrusions centering it in the axial cylindrical chamber, the nozzle being made with a central hole, screw cutting is made on its inner surface, and a hollow screw conical swirl with screw thread is placed between the perforated disk and the nozzle, while the nozzle it is pressed against the nozzle body with a threaded washer with a central confuser.