SU1607899A1 - Уловитель аэрозольных частиц - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к защите окружающей среды. Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности улавливани  аэрозольных частиц. Цель достигаетс  тем, что спиральный канал 16 выполнен постепенно расшир ющимс  со стороны охлаждающего устройства 8 по ходу газа до цилиндрических ловушек 15 отдельных участков 21, установленных на охлаждающем устройстве по длине канала в местах отвода конденсата и сообщающихс  отверсти ми со сборником конденсата, разделенным на два объема усеченным конусом, образующим большим основанием зазор с последним витком спирального канала, меньшее основание служит выходом конденсата. Аппарат может быть использован в различных отрасл х промышленности, где требуетс  тщательна  очистка аэрозолей. 2 ил.

Description

Изобретение относится к устройствам очистки газа и может быть использовано в химической, фармацевтической, микробиологической и др. областях, где требуется тщательная очистка газов от твердых и жидких аэрозольных частиц.

Цель изобретения — повышение эффективности очистки газа от аэрозольных частиц.

На фиг. 1 приведен уловитель; на фиг. 2 — сечение А—А на фиг. 1.

Уловитель содержит крышку 1, днище 2 с отверстиями 3, корпус 4 и сборник 5 конденсата, соединенные между собой через эластичные прокладки 6 и 7. Корпус 4 включает охлаждающее 8 и нагревательное 9 устройства, штуцера 10—13 для подачи тепло-и хладагентов, штуцер 14 отвода очищенного газа, ловушки 15, установленные на охлаждающем устройстве 8 и сообщающиеся через отверстия 3 в днище 2 со сборником 5 конденсата. Входной участок спирального канала 16 выполнен в виде трубы Вентури, содержащей камеру 17 смещения; конфузор 18, диффузор 19 и сопла 20 подачи пара. Внутренняя поверхность спирального канала 16 образована нагревательным устройством 9, которое выполнено в виде спирали, образованной полуокружностями различного радиуса с центрами 0 и 0|. Наружная поверхность спирального канала 16 образована охлаждающим устройством 8, которое выполнено в виде секций с образованием спирального канала в виде отдельных последовательно соединенных и расширяющихся по ходу газа участков 21. В зонах максимального напряжения этих участков установлены ловушки 15. В пространстве между охлаждающим и нагревательным устройствами вне канала помещена теплоизоляция 22. Сборник 5 конденсата со штуцером 23 выхода конденсата через эластичную прокладку 7 присоединен к днищу 2. Внутри сборника 5 конденсата размещена коническая обечайка 24 со штуцером 25 для выхода конденсата.

Уловитель частиц работает следующим образом.

Газ с аэрозольными частицами через конфузор 18 подается в камеру 17, где равномерно по всему объему насыщается парами жидкости, подаваемыми через сопло 20, и подходит в канал прямоугольного сечения газоподводящего устройства с разнотемпературными стенками, из которых наружная стенка холодная, а внутренняя горячая.

По мере прохождения в канале пересыщенной парогазовой смеси происходит конденсация паров жидкости на аэрозольных частицах, как на ядрах конденсации, и образовавшиеся капли выделяются из парогазовой смеси под действием центробежных, диффузионных и термодиффузионных сил. При движении парогазовой смеси вдоль холодной поверхности давление паров жидкости над ней значительно меньше, чем в центральной части потока. Вследствие этого в смеси возникает диффузионный поток пара, который воздействует на находящиеся в смеси аэрозольные частицы и капли. В результате этого воздействия частицы и капли движутся в сторону охлаждаемой поверхности. Конденсация пара на холодной поверхности сопровождается уменьшением объема, что приводит к общему течению парогазовой смеси к этой поверхности. Возникающий при этом конвективный поток, называемый стефановским течением, усиливает диффузионный поток и всегда направлен в сторону уменьшения объема, т. е. к холодной поверхности. С другой стороны при движении потока между разнотемпературными поверхностями в парогазовой смеси возникает температурный градиент, обуславливающий появление термодиффузионных сил, под действием которых частицы и капли тоже движутся к холодной поверхности и осаждаются на ней. Непрерывность конденсации и укрупнения частиц при движении вдоль канала поддерживается вследствие высокой степени пересыщения, которая возникает в результате увеличения парциального давления у обогреваемой поверхности и снижения его у охлаждаемой. Причем величина пересыщения растет от обогреваемой поверхности к охлаждаемой. В канале, постепенно расширяющемся со стороны охлаждающего устройства по ходу газа, процесс конденсации на частицах идет более интенсивно за счет снижения скорости парогазового потока, которое приводит к увеличению парциального статического давления паров жидкости, т. е. к увеличению степени пересыщения и более высокому выходу конденсата, осаждающемуся в виде капель на холодной стенке и образующему на ней пленку жидкости. Кроме перечисленных сил на частицы действует центробежная сила. При этом за счет уменьшения радиуса кривизны канала от периферии к центру, т. е. от входа к выходу парогазового потока, центробежная сила возрастает. Пленка жидкости, увлекаемая газовым потоком, движется вдоль по охлаждаемой стенке, загоняется в цилиндрические ловушки 15 и выводится через отверстия 3 в сборник 5 конденсата под действием силы тяжести. Не успевшие отсепарироваться по длине канала капли улавливаются в центральной сепарационной зоне 26, выделяясь из потока, закручивающегося вокруг выходного штуцера 14, и стекает через зазор между охлаждаемой стенкой и конусом 24 в сборник 5 и выводятся через штуцер 23, а очищенный газовый поток, отражаясь от конуса 24, где происходит дополнительная сепарация .1607899 капель, образуя внутренний вихрь, выходит через выходной патрубок 14. Конус обечайки 24 препятствует вторичному уносу жидкости из приемного сборника 5, жидкость, попавшая в обечайку 24, выводится через штуцер 25.

Повышение эффективности улавливания аэрозольных частиц в предлагаемой конструкции достигается созданием более высокой степени пересыщения в постепенно расширяющемся канале при суммарном однонаправленном действии на них сил термои диффузиофореза, стефановского течения и центробежной силы, возрастающей от периферии к центру, которые воздействуют на частицы по всей длине канала. Кроме того, в предлагаемой конструкции образующаяся при конденсации на холодной поверхности пленка жидкости по ходу газа выводится ловушками из парогазового потока непосредственно в сборник конденсата, что Снижает вторичный унос капель. Не успевшие отсепарироваться и вновь образующиеся по длине канала капли улавливаются в центральной сепарационной зоне, выделяясь из потока, закручивающегося вокруг выходного патрубка, и стекают через зазор между охлаждаемой стенкой и конусом в приемный сборник. Конус препятствует вторичному уносу уже собранной в сборник жидкости. Жидкость из сборника конденсата и конуса выводится по разным штуцерам.

Аппарат требует для нормального прохождения процесса меньшее количество пара за счет поддержания более высокой степени пересыщения парогазового потока расширяющимся каналом.

Цилиндрические ловушки для конденсата, установленные со стороны охлаждающего устройства по ходу газа, позволяют посте пенно отводить уловленные частицы вместе с конденсатом из канала аппарата непосредственно в приемный сборник, что исключает возможность их вторичного уноса и повышает эффективность очистки газа. ^ь Усеченный конус, разделяющий приемный сборник на два объема, способствует дополнительной сепарации аэрозольных частиц из отходящего закрученного потока и препятствует вторичному уносу уже уловлен10 ного конденсата цилиндрическими ловушками, что повышает эффективность очистки газа.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Уловитель аэрозольных частиц, содержащий корпус со спиральным каналом, днище, сборник конденсата, охлаждающее устройство, установленное с наружной стороны канала, нагревательное устройство, разме20 щенное на внутренней стороне канала, теплоизоляцию, штуцера отвода газа, тепло- и хладагентов и штуцер вывода конденсата, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса очистки 2₅ газа от аэрозольных частиц, он снабжен конической обечайкой с дополнительным штуцером вывода конденсата, размещенной соосно с корпусом в сборнике конденсата с зазором к последнему витку спирального канала, и цилиндрическим ловуш30 кам, при этом спиральный канал имеет последовательно сообщенные, расширяющиеся со стороны охлаждающего устройства по ходу газа участки, цилиндрические ловушки размещены на охлаждающем устройстве в зоне максимального расшиЗд рения участков, а в днище под ловушкой выполнены перепускные отверстия, сообщенные с полостью сборника.

   26 12 7J

   Фиг. 1