RU2669820C1

RU2669820C1 - Scrubber

Info

Publication number: RU2669820C1
Application number: RU2018102336A
Authority: RU
Inventors: Олег Иванович Седляров
Original assignee: Олег Иванович Седляров
Priority date: 2018-01-22
Filing date: 2018-01-22
Publication date: 2018-10-16

Abstract

FIELD: dust collection equipment.SUBSTANCE: invention relates to the wet-type dust collection technique and can be used in chemical, textile, food, light and other industries for purification of dusty gases. Result is achieved in a scrubber containing a body with a conical and cylindrical part and a sludge collector, a nozzle for introducing a dusty gas, a branch pipe for the outlet of purified gas, a spraying device including an external pipeline with embedded lower and upper nozzles embedded in the form of injectors, where each of the nozzles of the spraying device comprises a body, a fitting and a co-axially inserted swirl insert, on whose surface a screw thread is made. On the axis of the swirler, a central axial hole is made with a screw thread on the inner surface, opposite to the channel cutting direction, the outer screw-like threaded channels and the screw thread on the inner surface of the axial hole of the swirler are made with a variable pitch. Swirler is fitted in the body via elastic gaskets and pressed by union-case thread joint. At the top of the nozzle, a perforated disk is mounted on which a hollow helical conical swirler is mounted in an expanding channel for supplying liquid to a cylindrical hole made axially symmetrically to the injector body.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, содержащим 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, штуцер и, соосно расположенную с ними, вставку-завихритель, в штуцере выполнен расширяющийся канал для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие, которое выполнено осесимметрично корпусу и плавно переходит в, соосное с ним, фигурное отверстие, выполненное в форме диффузора, а в цилиндрическом отверстии корпуса, осесимметрично ему, установлена цилиндрическая вставка-завихритель, имеющая внешние периферийные винтообразные нарезные каналы, причем по оси вставки-завихрителя выполнено центральное осевое отверстие с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, обратной направлению нарезки каналов, при этом вставка-завихритель устанавливается в корпусе через упругие прокладки и поджимается штуцером посредством резьбового соединения корпус-штуцер, при этом внешние винтообразные нарезные каналы и винтовая нарезка на внутренней поверхности осевого отверстия вставки-завихрителя выполнены с переменным шагом, вставка-завихритель выполнена из износостойкого материала, при этом в верхней части штуцера форсунки установлен перфорированный диск, в который опирается полый винтовой конический завихритель, установленный в расширяющимся канале для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие, выполненное осесимметрично корпусу форсунки, а на поверхности полого винтового конического завихрителя выполнена винтовая сквозная 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 the outlet of a cleaned 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 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 the form of nozzles, each of the nozzles of the irrigation device contains a housing, a nozzle and a swirl insert coaxially located with them; an expanding channel is made in the nozzle for supplying fluid to a cylindrical hole, which is made axisymmetrically to the body and smoothly passes into a figured hole coaxial with it made in the form of a diffuser, and in the cylindrical hole of the housing, axisymmetrically mounted to it, is a cylindrical swirl insert having external peripheral helical threaded channels, and along the axis of the insert The i-swirler has a central axial hole with a screw thread on the inner surface, the reverse direction of the channel cutting, while the swirl insert is installed in the housing through elastic gaskets and is pressed by the nozzle by means of a threaded body-fitting connection, while the external screw-shaped threaded channels and screw thread into the inner surface of the axial bore of the swirl insert is made with variable pitch, the swirl insert is made of wear-resistant material, while in the upper part of Utsera nozzle mounted perforated disc, which rests a hollow conical helical swirler installed in the expanding channel for supplying liquid into the cylindrical hole formed axially nozzle body, and on the surface of the hollow conical screw spiral swirler formed sequentially sliced.

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-diagram of the nozzle of the 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. 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 housing 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 и, соосно расположенного с ним в верхней части, штуцера 12, в котором выполнен расширяющийся канал 13 для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие 14, выполненное осесимметрично корпусу 11. Цилиндрическое отверстие 14 плавно переходит в, соосное с ним, отверстие 15, выполненное в форме диффузора. В отверстии 14 корпуса, осесимметрично ему, установлена цилиндрическая вставка-завихритель 16, имеющая внешние периферийные винтообразные нарезные каналы 17. По оси вставки-завихрителя 16 выполнено центральное осевое отверстие 18 с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, обратной направлению нарезки каналов 17. Внешние винтообразные нарезные каналы 17 и винтовая нарезка на внутренней поверхности осевого отверстия 18 могут быть выполнены с переменным шагом. Вставка-завихритель 16 устанавливается в корпусе 11 через упругие прокладки 19 и 20 и поджимается штуцером 12 посредством резьбового соединения корпус-штуцер, при этом вставка-завихритель выполнена из износостойкого материала.The nozzle of the irrigation device (Fig. 3) contains a housing 11 and, coaxially located with it in the upper part, a fitting 12, in which an expanding channel 13 for supplying liquid into the cylindrical hole 14 is made, made axisymmetrically to the housing 11. The cylindrical hole 14 smoothly passes into coaxial with it, the hole 15, made in the form of a diffuser. A cylindrical swirler insert 16 having external peripheral helical threaded channels 17 is installed in the hole 14 of the housing, axisymmetrically to it. A central axial hole 18 is made along the axis of the swirl insert 16 with a screw thread on the inner surface, the reverse direction of the channel cutting 17. External screw-like threaded channels 17 and screw cutting on the inner surface of the axial hole 18 can be performed with variable pitch. The swirl insert 16 is installed in the housing 11 through the elastic gaskets 19 and 20 and is pressed by the nozzle 12 by means of a threaded housing-fitting connection, while the swirl insert is made of wear-resistant material.

В верхней части штуцера 12 установлен перфорированный диск 21, в который опирается полый винтовой конический завихритель 22, установленный в расширяющимся канале 13 для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие 14, выполненное осесимметрично корпусу 11. На поверхности полого винтового конического завихрителя 22 выполнена винтовая сквозная нарезка (на чертеже не показана).A perforated disk 21 is installed in the upper part of the nozzle 12, into which a hollow helical conical swirler 22 is supported, mounted in an expanding channel 13 for supplying fluid to a cylindrical hole 14, made axisymmetrically to the housing 11. A screw through cutting is made on the surface of the hollow helical conical swirl 22 (on not shown).

Форсунка для распыления жидкости работает следующим образом.The nozzle for spraying liquid works as follows.

Жидкость в корпус 11 поступает через канал 13 подвода жидкости в штуцере 12, а затем в центральное цилиндрическое отверстие 14. Жидкость начинает свою закрутку в периферийных каналах вставки-завихрителя 16, и одновременно во внутренних каналах центрального осевого отверстия 18 с обратным направлением. Такой поток жидкости на выходе из фигурного отверстия 15 в форме диффузора хорошо раскрывается за счет центробежных сил, возникающих от вращения жидкости, и мелкодисперсно распределяется внутри конусообразного факела за счет турбулентного течения по оси сопла.The fluid enters the housing 11 through the fluid supply channel 13 in the nozzle 12, and then into the central cylindrical hole 14. The fluid begins to swirl in the peripheral channels of the swirl insert 16, and at the same time in the internal channels of the central axial hole 18 with the opposite direction. Such a fluid flow at the exit from the figured hole 15 in the form of a diffuser is well disclosed due to centrifugal forces arising from the rotation of the liquid, and is finely dispersed inside the conical torch due to the turbulent flow along the axis of the nozzle.

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 Do is in the optimal range of values: N / D _o = 4.8 ... 5.7, and the nozzles are made in the form of nozzles, with each I of the nozzles of the irrigation device contains a housing, a fitting, and a swirl insert coaxially located with them, an expansion channel is made in the fitting for supplying fluid to a cylindrical hole, which is made axisymmetrically to the body and smoothly passes into a figured hole made in the form of a diffuser coaxial with it, and in the cylindrical hole of the housing, axisymmetrically mounted to it, is installed a cylindrical swirl insert having external peripheral helical threaded channels, and along the axis of the swirl insert about the Central axial hole with a screw thread on the inner surface, the opposite direction of the cutting channels, while the swirl insert is installed in the housing through elastic gaskets and is pressed by the fitting by means of a threaded connection, the nozzle, while the external screw-shaped threaded channels and screw thread on the inner surface of the axial the swirl insert holes are made with a variable pitch, the swirl insert is made of wear-resistant material, characterized in that in the upper part of the nozzle Unki mounted perforated disc, which rests in a hollow conical helical swirler installed in the expanding channel for supplying liquid into the cylindrical hole formed axially nozzle body, and on the surface of the hollow conical screw spiral swirler formed sequentially sliced.