SU1125020A1 - Сепаратор дл очистки парогазового потока - Google Patents

Abstract

1. СЕПАРАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ПАРОГАЗОВОГО ПОТОКА, содержащий корпус с установленной в нем системой криволинейных винтовых каналов дл  прохода загр зненного парогазового потока, отличающийс  . тем, что, с целью повьшени  эффективности очистки парогазового потока от твердых и жидких частиц путем интенсификации вихреобразрвани  потока и конденсации паров и утилизации вторичного тепла парогазового йотока, криволинейные каналы выполнены с овальным поперечньм сечением с отношением больщего диаметра к меньшему не менее п ти при расположении большего диаметра параллельно радиусу кривизны канала, а корпус снабжен патрубками ввода и вывода охлаждающей среды. 2. Сепаратор по п. 1, о т л и : ч а ю щ и и с Я Тём, что каждый криволинейный винтовой канал выполнен с уменьшающимс  по ходу течени  парогазового .потока меньшим диаметром , величина которого на входе потока в три-четыре раза превьппает его величину на выходе. SfflvSS jKofittom

Description

Изобретение относитс  к сепарационной технике дл  очистки газов в смеси с парами от твердых и жидких включений, в частности к мокрым очистител м с использованием эффекта конденсации, и может быть исполь зовано в пищевой, микробиологическо химической и других отрасл х промьпп ленности. Известен сепаратор дл  мокрой очистки газов, содержащий криволинейные щели и каналы, в которых осу ществл етс  очистка. При мокрой очистке осаждение частиц в полей де стви  центробежных сил производитс  путем разбрызгивани  влаги LlЭти аппараты требуют дополнительных устройств дл  разбрызгивани влаги в случае использовани  винтов каналов обладают значительным гидра лическим сопротивлением. Наиболее близким к изобретению п технической сущности и достигаемому результату,  вл етс  сепаратор дл  очистки парогазового потока, содержащий корпус с установленной в нем системой.криволинейных винтовых каналов дл  прохода загр зненного парогазового потока С 2 J. При работе известного очистител  в винтовом канале наблюдаютс  вторичные течени , интенсивность которых зависит от формы и ориентации поперечного сечени  каналов. Наличи углов-в сечении приводит к тому, что часть твердых частиц концентрируетс  в угловых зонах и не выводитс  из канала. Все это приводит к тому, что после центробежных сил своим действием не охватьшает всего объема загр зненного потока и в .аппарате не удаетс  достигнуть высокой степени очистки газа от мел ких частиц. Кроме того, использование дл  увлажнени  острого пара при водит к дополнительному расходу тепло вых энергоресурсов. Цель изобретени  - повьшение эффективности очистки парогазового потока от твердых и жидких частиц путем интенсификации вихреобразовани  потока и конденсации содержащихс  в потоке паров, а также обеспечение утилизации вторичного тепла парогазового потока. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в сепараторе дл  очистки парогазового потока, содержащем кор пус с установленной в нем системой 01 криволинейных винтовых каналов дл  прохода загр зненного парогазового потока, криволинейные каналы выполнены с овальным поперечным сечением с отношением большего диаметра к меньшему не менее п ти при расположении большего диаметра параллельно радиусу кривизны канала, а корпус снабжен патрубками ввода и вьшода охлаждающей среды. Каждый криволинейный винтовой канал вьшолнен с уменьшающимс  по ходу течени  парогазового потока меньшим диаметром, величина которого на входе потока в три-четыре раза превьщ1ает его величину на выходе . На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый сепаратор; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 канал с -указанием направлени  тече/ни  вихрей, поперечное сечение} на фиг. 4 - зависимость критери  Нуссельта от отношени  большего диаметра канала к меньшему. Сепаратор содержит входной коллек- тор 1, примыкающий к корпусу 2, внутри которого установлена система криволинейных винтовьгх каналов 3. Система СОСТОИТ; из набора криволинейных каналов 3, имеющих в сечении фигуру овалообразной формы с отношением большего диаметра (h) к меньшему (а) не менее п ти. Каждый криволинейный винтовой канал 3 вьшолнен с уменьшающимс  по ходу течени  потока парогазовой смеси меньшим диаметром. Величина меньшего диаметра а ( меньшей оси | поперечного сечени  на входе потока парогазовой смеси в три-четыре раза превьш1ает его величину на выходе потока; Прот женность криволинейной части канала 3 составл ет 1,5 витка. Каждый криволинейный канал имеет гидрозатвор 4 дл  удалени  жидкости. Концы пщрозатворов 4 соединены с отвод щим трубопроводом 5. К криволинейной части каждого канала 3 примыкают пр молинейные участки 6, которые заканчиваютс  общим выходным коллектором 7. Сепаратор работает следующим образом . При осуществлении процесса очист ки в корпус 2 сепаратора подаетс 

3I

Поток охладител , который, протека  между каналами 3, охлаждает последние . Поток загр зненной парогазовой смеси поступает через коллектор I в систему криволинейных каналов 3. -ТемniepaTypa потока понижаетс , что вызьшает процесс конденсации паров на частицах и стенках каналов. Ут желенные частицы ока.ишаютс  в поле течени  вторичных циркул ции и вынос тс  в радиальном направлении к периферии сечени . Винтообразное течение смеси увеличивает врем  контакта потока со стенками канала 3 и способствует осаждению частиц на смоченной внутренней поверхности. Пар превращаетс  в жидкость, котора  стекает в нижнюю часть аппарата по стенкам и выносит через гидрозатвор 4 .осажденные частицы в отводной трубопровод 5. Очищенный поток выходит из аппарата по пр молинейным участ- кам 6 через общий коллектор 7.

Дл  сепараторов парогазовых смесей , использующих эффект конденсации паровой части потока,основной характеристикой  вл етс  коэффициент массообмена.

Степень очистки увеличиваетс  с ростом скорости конденсации, котора  находитс  в пр мой зависимости от интенсификации коэффициента массообмена . В расчетах процесса конденсации часто используют диффузионный критерий Нуссельта,  вл ющийс  безразмерным комплексом подоби  процессов массообмена (Nu.-) .

На фиг. 4 показана з-ависимость вида Nuj) f (h/a) дл  нескольких

посто нных значений скорости потока в сепараторе, соответствующих условшо R е const. Как видно из графика , построенного дл  диапазона fi/a 2-17 на основе серии опытов, yвeJiИчeниe отношени  п/а от двух до п ти практически не вли ет на интенсивность массообмена. Начина  с. соотношени  h/a 5 наблюдаетс  увеличение значени  Nuj. Измерени  ограничены соотношением сторон |1/а 17, что вызвано трудностью изготовлени  каналов и услови ми их компоновки в корпусеаппарата. Однако можно предполагать, что тенденци  роста массообмена наблюдаетс  и при дальнейшем увеличении соотношени  h/a. Скачкообразный переход критери  Нуссельта -от значени  в сторону увеличени  его отражает ме25020 :4

ханизм взаимодействи  вихревого потока парогазовой смеси с поверхностью сепаратора :заданной геометрической формы. Последнее обсто 5 тельство позвол ет ограничить отношение сторон криволинейного канала сепаратора величиной .

Величина меньшей оси а поперечного сечени  уменьшаетс  по длине to криволинейного канала в три-четыре раза, что создает увеличение скорости потока в конце канала. Сужение сечени .сокращает рассото ние до стенок, что особенно важно при сниJ5 жении концентрации частиц в потоке

по ходу течени  смеси. Следует отметить , что предлагаема  величина уменьшени  меньшего размера поперечного сечени  обеспечивает равно20 мерную скорость потока по длине канала и оптимальные услови  дл  проведени  процесса сепарации.

Таким образом, уменьшение сечени  по длине канала обеспечивает

25 равномерность гидродинамического режима течени , а значит, и процесса массообмена. При посто нном расходе парогазовой смеси уменьшение сечени  менее, чем в три раза не.обеспечивает турбулентный режим течени , который требуетс  дл  осуществлени  процесса очистки. Уменьшение сечени  более, чем в четыре раза создает значительное гидравлическое сопротивление, что ведет к росту

5 энергетических затрат. Кроме этого, возникают трудности в изготовлении каналов. Тепло, выдел емое в процессе конденсации, уноситс  охладителем и может быть использовано в системе

0 утилизации вторичных энергоресурсов .

Предлагаемое устройство позвол ет значительно повысить степень улавли л вани  твердых и жидких частиц за счет

5 интенсификации вихреобразовани  при радиальном расположении большего диаметра овалообразного поперечного сечени  криволинейных каналов. Овалообразное сечение с отношением боль0 шего диаметра к меньшему не менее п ти ликвидирует наличие застойных зон, в которых при пр моугольном сечении накапливаютс  частицы загр знений , а использование эффекта кон5 денсации при охлаждении стенок каналов устран ет необходимость применени  оросительных устройств. Пропесс конденсации протекает интенсивнее , что вызвано увеличением коэффищ1ентов тепло- и массообмена, обуспПовленным действием центробежных сил, охватыванхцих своим вли нием весь объем протекающего потока парога- 5 зовой смеси.

Предлагаемый сепаратор может быть применен на предпри ти х пищевой, химической , микробиологической и др. О

отрасл х промьшшенности дл  очистки выбросов сушильных газов и улавлива ни  ценных компонентов, а также дл  предварительного подогрева агента сушки, идущего в сушилку. Сепаратор обеспечивает повьш1ение уровн  очистки выбросов сушильных газов на 30-45% по сравнению с известными устройствами при одинаковых энерго затратах.

Ч 5 6 IB 3 Ю 12 W 16 WZQ alh. ФигМ

Claims (2)

1. СЕПАРАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ПАРОГАЗОВОГО ПОТОКА, содержащий корпус с установленной в нем системой криволинейных винтовых каналов для прохода загрязненного парогазового потока, отличающийся тем, что, с целью повышения эффектив ности очистки парогазового потока от твердых и жидких частиц путем интенсификации вихреобразования потока и конденсации паров и утилизации вторичного тепла парогазового Потока, криволинейные каналы выполнены с овальным поперечньм сечением с отношением большего диаметра к меньшему не менее пяти при расположении большего диаметра параллельно радиусу кривизны канала, а корпус снабжен патрубками ввода и вывода охлаждающей среды.

2. Сепаратор поп. 1, отличающийся “Тём, что каждый криволинейный винтовой канал выполнен с уменьшающимся по ходу течения парогазового потока меньшим диаметром, величина которого на входе потока в три-четыре раза превышает его величину на выходе.

'ЙтвзЗ кОккти

Фиг.1

11150’20 1