SU1118421A1 - Устройство дл разбрызгивани жидкости в механических скрубберных аппаратах - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗБРЫЗГИВАНИЯ ЖИДКОСТИ В МЕХАНИЧЕСКИХ СКРУББЕР НЫХ АППАРАТАХ, содержАцее приводной вал и установленные на нем ковше образные разбрызгиватели с откры- той по на1}равлению вращени  стороной, сегментным дном с поперечными отверсти ми и соединенными с ним плоскими боковыми стенками, отличающее с   тем, что, с целью повышени  производительности устройства и уменьшени  удельных энергозатрат, каждый ковшеобразный разбрызгиватель выполнен с камерой завихрений жидкости на противоположной открытой стороне конце, образующейпродолжение дна. 5 Фи9.1

Description

j 2, Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что радиус образующей дна в зоне расположени  поперечных отверстий равен 0,8-1,0 радиуса дна в зоне расположени  открытой стороны дна, а радиус кривизны стенки камеры завихрени  составл ет 0,25-0,45 радиуса сегмента дл  разбрызгивател .

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес  тем, что поперечные отверсти  расположены под углом 35-55 к образующей дна,

4,Устройство по пп. 1-3, о тличающеес  тем, что кромка дна заточена снаружи под углом 5 - 15°.

Изобретение относитс  к конструкци м механических разбрызгивающих устройств скрубберных аппаратов и может быть использовано в химической промышленности, а также в других смежных отрасл х промышленности. Известно механическое разбрызгивающее устройство скрубберных аппаратов , выполненное из двух изогнутых .полукольцами польпс трубок, закреплен ньгх на валу острыми концами навстречу вращению, и имеющих продольные щели на выпуклой стороне 1 . Это устройство обеспечивает разбрызгивание жидкости в форме плоского факела, но при этом не достигаетс  равномерна  плотность распьшени  по всему сечению аппарата. При захвате жидкости в канал разбрызгивател  происходит лобовой удар разбрызгивател  о поверхность жидкости что влечет за собой ненаправленное разбрызгивание значительного-количества жидкости, а также повышенный удельный расзсод энергии. . Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  разбрызгивани  жидкости в механических скрубберных аппаратах, содержащее привод ной вал и установленные,на нем ковшеобразные разбрызгиватели с открытой по направлению вращени  стороной сегментным дном с поперечными отвер сти ми и соединенными с ним плоскими боковыми элементами j Однако в ковшеобразных разбрызги вател х, радиус кривизны которых значительно меньше радиуса окружности , описываемой свободным концом разбрызгивател , возникают значител ные центробежные силы, прижимакндие жидкость X стенке разбрызгивающего элемента; а наличие поперечных отверстий значительной ширины, особенно на входе, турбулизует поток, создает дополнительное сопротивление жидкости на входе, преп тствуетзаполнению ковшеобразного разбрызгивател  жидкостью и уменьшает производительность разбрызгивател , а также не позвол ет получить равномерной капельной завесы по всему объему аппарата . При этом полностью не устран етс  лобовой удар, и значительна  часть жидкости разбрызгиваетс  в стороны, что способствует продольному перемещению жидкости в .аппарате и влечет за собой снижение эффективности его работы и перерасходе энер- . гии. Целью изобретени   вл етс  повышение производительности устройства при уменьшении энергозатрат. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  разбрызгивани  жидкости и механических скрубберных аппаратах, содержащем приводной вал . и установленные на нем ковшеобразные разбрызгиватели с открытой по направлению вращени  стороной, сегментным дном с поперечными отверсти ми и соединенными с ним плоскими боковыми стенками, каждый ковшеобразный разбрызгиватель выполнен с камерой завихрени  жидкости на противоположном открытой стороне конце, образующей продолжение дна, При этом радиус образующей дна в зоне расположени  поперечных отверстий равен 0,8-1 радиуса дна в зоне расположени  открытой стороны дна, а радиус стенки камеры завихрени  составит 0,25-0,45 радиуса сегмента дна разбрызгивател .

Поперечные отверсти  расположены под углом 35-55° к образующей дна.

Кромка дна заточена снаружи под углом,5-15°.

Снабжение ковшеобразного разбрызгивател  камерой дл  завихрени  жидкости обеспечивает плавную передачу кинетической энергии жидкости в заданный промежуток времени, соответствующий повороту разбрызгивател  приблизительно на 90°, после чего возникает обратное движение из камеры завихрени  к свободному концу. Это позвол ет избежать гидроударов и преждевременного вытекани  жидкост через продольные отверсти .

Выполнение отверстий на дне ковша под углом 35-55 позвол ет предотвра тить преждевременное вытекание части жидкости из ковшеобразного элемента процессе ее захвата.

Выбор радиуса образующей дна в зоне расположени  поперечных отверстий , равном 0,8-1 радиуса дна в зоне сегмента расположени  открытой стороны, позвол ет уменьшить вли ние нормальной составл ющей от центробежной силы при захвате жидкости и обес печивает захват максимального ее количества за одно погружение. Выбор радиуса кривизны стенки камеры завихрени  в пределах 0,25-0,45 радиуса сегмента дна разбрызгивател  обусловлен необходимостью создани  центробежной силы и возникновени  обратного движени  жидкости от камеры завихрени  к свободному концу в заданный промежуток времени, соответствующий повороту разбрызгивател  приблизительно на 90 .

На фиг. 1 показано устройство дл  разбрызгивани  жидкости в механических скрубберных аппаратах, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-В на фиг. 1.

Устройство дл  разбрызгивани  жидкости в механических скрубберных аппаратах содержит приводной вал 1 и установленные на нем ковшеобразные разбрызгиватели 2 с открытой по направлению вращени  стороной, сегментHbw дном 3 с поперечными отверти ми 4 и соединенными с ним плоскими боковыми стенками 5. Каждый ковшеобразный разбрьгзгиватель 2 выполнен с

камерой завихрени  6 жидкости на противоположном открытой стороне конце, образующей продолжение дна 3. Радиус г образующей дна 3 в зоне расположени  поперечных отверстий 4 равен 0,8-1,0 радиуса R дна 3 в зоне сегментного расположени  открытой стороны, а радиус rg, кривизны стенки камеры завихрени  6 составл ет 0,25-0 ,45 радиуса сегмента дна 3 разбрызгивател  2. Поперечные отверсти  4 расположены под углом 35-55°к образующей сегмента дна 3, Кромка 7 сегмента дна 3 заточена снаружи под углом 5-15°. Каждый разбрызгиватель закреплен на приводном валу 1 муфтой 8.

Устройство работает следующим образом..

Захваченна  концом кромкой 7 разбрызгивател  2 жидкостьпод действием сил инерции попадает в камеру завихрени  6, где сообщаетс  кинети ческа  энерги , достаточна  дл  возникновени  обратного движени  жидкости из камеры, завихрени  б к свободному концу.

Жидкость под действием центробежных сил и скоростногб напора разбрызгиваетс  через поперечйые отверсти  4 преимущественно вверх. Наличие острой кромки 7 разбрызгивател  2, а также радиус г,, образующей дна 3 в зоне расположени  поперечн)1х отверстий 4, равной (0,8-1) R радиуса два 3 в зоне сегмента расположени  открытой стороны, позвол ют свести коэффициент сопротивлени  дл  жидкости на входе к минимуму, следовательно, при этом захватываетс  наибольшее количество жидкости при заданной глубине погружени  разбрызгивател  2.

Пример 1. Дл  определени  угла наклона поперечных отверстий провели серию опытов по разбрызгиванию воды разбрызгивател ми диаметром 0,42 м, шириной 0,04 м с радиусом образующей дна в зоне расположени  поперечных бтверстий Гд R, с радиусом кривизны стенки-камеры завихрени  Tj 0,35 R при глубине погружени  Н 0,05 ми скорости вращени  700 об/мин.

Результаты сведены в табл. 1,

-

Снижение производительности при уменьшении угла поперечных отверстий обусловлено тем, что при этом также уменьшаетс  площадь отверстий на едиНицу длины разбрызгивател , в резуль тате чего жидкость не успевает разбрызгиватьс  через отверстие. При увеличении же угла наклона поперечны отверстий до 90 сильно возрастает вихреобразование на образующей стенк при захвате жидкости, и в разбрызгиватель заходит только часть жидкости Таким образом, оптимальный угол наклона поперечных отверстий находитс  в пределах 35-55°. П о и м е р 2. Пл  опоепелени  оптимального соотношени  поовели серию опытов на разбрызгивател х ковше образного типа без камеры завихрени  с заостренным навстречу вращению кон цом и закрытым противоположным концо разбрызгивател  с поперечными наклон ными отверсти ми на сегментном дне ковша. Диаметр разбрызгивани  0,42 м ширина 0,04 м, длина сегмента дна 0,3 м, ширина разбрызгивающих отверстий 1,5 мм, угол наклона отверстий к образующей дна 45 , шаг отверстий 8 мм. Скорость разбрызгивател  700 об/мин, глубина погружени  0,05 м. Результаты сведены в табл. 2. Оптимальным соотношением г /R  вл етс  0,8-1,0. П р и м е р 3. Дл  выбора оптимальных размеров камеры завихрени  и. ее радиуса Гл провели серию опытов на разбрызгивател х ковшеобразного типа с камерой завихрени  и наклоннь1ми поперечными отверсти ми. Диаметр разбрызгивател  0,42 м, ширина О,04-м, ширина разбрызгивающих отверстий 1,5 мм, шаг 8 мм, г, R, скорость вращени  700 об/мин, глубина погружеии  разбрызгивател  0,05 м, длина зоны захвата разбрызгивани  0,3 м. Результаты сведены в табл. 3. При данной глубине погружени  оптимальным  вл етс  только соотношение tj 0,35 R,TaK как при г 0,25 R основна  часть жидкости

Угол наклона

25 35 отверстий, град. Производительность, ,4 26,7 28,7

75

90

55 65 распыл етс  в первой половине оборота сразу же после захвата, а при г 0,45 R жидкость разбрызгивалась преимущественно во второй половине оборота. При г 0,35 R жидкость разбрызгивалась приблизительно вверх с незначительным смещением веера распыла во вторую половину. Исход  из этого, принимаем оптимальным соотношение объема камеры завихрени  к объему захваченной жидкости в пределах 1,2-1,8, а оптимальную величину радиуса кривизны стенки камеры завихрени  в пределах 0,250 ,45 R в зависимости от глубины погружени  разбрызгивател  в жидкость. Пример 4. Производили сравнительные испытани  по очистке серы от легких органических примесей на скрубберной камере объемом 8,6 м базовой конструкции диаметром 600 мм, шириной 400 мм и предлагаемой конструкции такого же диаметра с T 300 мм, (2 80 мм с наклонными под углом 45® разбрызгивающими поперечными отверсти ми шириной 2 мм, расположенными с такой густотой, что их суммарна  площадь составл ет л/30% пло1щаДи образующей сегмента дна в зоне захвата и распылени . Окружна  скорость вращени  разбрызгивателей составл ет 15 м/с. Достигнутые технолог йческие параметры представлены в табл. 4. Применение устройства дл  разбрызгивани  жидкости в механических скрубберных аппаратах повьшгает удельную производительность и эффективность массообмена при высоких экономических показател х, так как увеличиваетс  дисперсность капель, уменьшаетс  разброс скоростей по величине и направлению полета капель в газе, -увеличиваетс  плотность капельной завесы и производительность по разбрызгиваемой жидкости при линейных удельных расходах электроэнергии. Таблица 1 27,3 24,3 .20,1 18,3

0,А38

г,/R

Производитель- .

ность, м /ч13,3

0,1

Соотношение объема камеры к объему захваченной жидкости

Производительность,

Показатели

Производительность по сере, т/ч

Содержание углерода в исходной сере, %

Содержание углерода в сере, %

Удельные затраты электроэнергии, ,кВт/т

Т а б л и ц а 2

0,8

1,0

0,667

21,8

20,1 18,2

Таблица 3

0,45

0,35

0,25

1.8 28,8

23,9

I Т а б л и ц а 4

Предлагаема  конструкци 

38

0,39 0,09 0,65

.-..

ВидА

(put. 2

Claims (4)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗБРЫЗГИВАНИЯ ЖИДКОСТИ В МЕХАНИЧЕСКИХ СКРУБ

БЕРНЫХ АППАРАТАХ, содержащее приводной вал и установленные на нем ковшеобразные разбрызгиватели с открытой по направлению вращения стороной, сегментным дном с поперечными отверстиями и соединенными с ним плоскими боковыми стенками, отличающее с я тем, что, с целью повышения производительности устройства и уменьшения удельных энергозатрат, каждый ковшеобразный разбрызгиватель выполнен с камерой завихрений жидкости на противоположной открытой стороне конце, образующей продолжение дна.

Фиг/

2. Устройство по π. 1, о т л ичающееся тем, что радиус образующей дна в зоне расположения поперечных отверстий равен 0,8-1,0 радиуса дна в зоне расположения открытой стороны дна, а радиус кривизны стенки камеры завихрения составляет 0,25-0,45 радиуса сегмента для разбрызгивателя.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающее с я тем, что поперечные отверстия расположены под углом 35-55 к образующей дна.

4. Устройство по пп. 1-3, о тличающееся тем, что кром· ка дна заточена снаружи под углом 5 - 15°.