SU1731258A1

SU1731258A1 - Gas cleaner

Info

Publication number: SU1731258A1
Application number: SU894784931A
Authority: SU
Inventors: Сергей Сергеевич Рыжков
Original assignee: Научно-производственный центр при Николаевском кораблестроительном институте им.адм.С.О.Макарова
Priority date: 1989-12-05
Filing date: 1989-12-05
Publication date: 1992-05-07

Abstract

Изобретение относитс к промышленной энергетике. Цель изобретени - повыВлод юза. /2 Рабоча жидкость Jr 21 20 / 18 17 13 W 16 / / J-L Риг.1 шение эффективности улавливани аэрозолей в энергетическом оборудовании. Газоочиститель содержит трубчатые распределители газа во входной 10 и выходной 11 камерах, причем во входной камере распределитель выполнен по типу труба в трубе и состоит из внешнего и внутреннего распределителей и в верхней части переходит в трубу Вентури 17, котора конфузор- ной частью соединена с патрубком 2 подвода газа. Кроме того, в корпусе имеетс коагул тор 16 и пакет сепарирующих элементов , а также охладитель 22, расположенный в поддоне 5, причем нижн часть поддона соединена с трубкой распыла жидкости в горловине трубы Вентури. 2 з.п. ф- лы, 2 ил. СЛ С Выход газа 15 V OJ к СЛ 00 жидкостиThe invention relates to industrial power engineering. The purpose of the invention is to increase yuz. / 2 Working fluid Jr 21 20/18 17 13 W 16 / / J-L Рig.1. The efficiency of aerosol trapping in power equipment. The scrubber contains tubular gas distributors in the inlet 10 and outlet 11 chambers, the distributor in the inlet chamber is made like a pipe in a pipe and consists of external and internal distributors and in the upper part passes into the Venturi pipe 17, which is confused with a pipe 2 gas supply. In addition, the housing contains a coagulant 16 and a package of separating elements, as well as a cooler 22 located in the pallet 5, with the lower part of the pallet connected to the spray liquid in the throat of the Venturi pipe. 2 hp f-ly, 2 ill. SL C Gas outlet 15 V OJ to SL 00 liquid

Description

Изобретение относитс к области промышленной энергетики,, в частности может быть использовано в системе суфлировани газотурбинных двигателей дл улавливани аэрозолей.The invention relates to the field of industrial energy, in particular, can be used in the gas turbine engine venting system to trap aerosols.

Известен центробежный суфлер системы суфлировани газотурбинных двигателей , содержащий корпус, внутри которого расположен ротор с крыльчаткой, крышку с конусообразным кожухом, из которого отводитс очищаемый газ. Очистка от капель масла в нем происходит за счет центробежных сил, возникающих при вращении ротора и крыльчатки. Недостатком данного суфлера вл етс низка эффективность улавливани капель менее 20 мкм. Масса капель таких диаметров в потоке очищаемых газов может достигать значительных значений (0,2-0,4 г/м3). Это обуславливает повышенные потери и загр знение окружающей среды.A centrifugal breather of a gas turbine engine venting system is known, comprising a housing within which a rotor with an impeller is located, a cover with a conical casing from which the gas to be cleaned is removed. Purification of oil droplets in it occurs due to centrifugal forces arising from the rotation of the rotor and the impeller. The disadvantage of this prompter is the low efficiency of trapping droplets of less than 20 microns. The mass of droplets of such diameters in the flow of purified gases can reach significant values (0.2-0.4 g / m3). This causes increased losses and environmental pollution.

Известно устройство дл очистки газов от аэрозолей, состо щее из корпуса с входной и выходной камерами V-образной формы , внутри которых расположены трубчатые перфорированные распределители газа, патрубков подвода и отвода газа, соединенных с трубчатыми распределител ми, патрубка слива жидкости, установленного в нижней части корпуса, пакета сепарирующих элементов, расположенного в корпусе. .Кроме этого, во входной камере, напротив перфорации распределител газа, имеетс пориста перегородка, а в корпусе со стороны камер имеютс отверсти , в которых установлены оболочки с коагул торами.A device for purifying gases from aerosols is known, consisting of a housing with inlet and outlet chambers of a V-shape, inside of which are tubular perforated gas distributors, gas inlet and outlet pipes connected to the tubular distributors, and a liquid discharge pipe installed in the lower part housing package separating elements located in the housing. In addition, in the inlet chamber, opposite to the perforation of the gas distributor, there is a porous partition, and in the housing from the side of the chambers there are openings in which shells with coagulators are installed.

Недостатком данного устройства вл етс невозможность улавливани масл ных паров и недостаточна эффективность улавливани мельчайших частиц - менее 1 мкм, которые в большом количестве генерируютс в системе суфлировани .The disadvantage of this device is the impossibility of trapping oil vapors and the insufficient efficiency of trapping the smallest particles — less than 1 micron, which are generated in large quantities in the spraying system.

Цель изобретени - повышение эффективности улавливани аэрозолей, включа пары.The purpose of the invention is to increase the efficiency of aerosol trapping, including vapors.

Поставленна цель достигаетс тем, что в газоочистителе, содержащем корпус с поддоном, патрубками слива жидкости, подвода и отвода газа, разделенный перфорированными перегородками на сепараци- онную камеру с пакетом улавливающих элементов, входную и выходную камеры с трубчатыми, частично перфорированными, распределител ми газа, пористую перегородку , размещенную во входной камере, втулки, вставленные в отверсти перфорированной перегородки, входна камера снабжена цилиндрической обечайкой с перфорацией , ориентированной к корпусу и имеющей систему орошени трубой Вентури , соединенной диффузорной частью с распределителем газа и конфузорной частью с патрубком подвода газа, при этом распределитель газа расположен в обечайке соThe goal is achieved by the fact that in a gas scrubber containing a housing with a tray, nozzles for draining the liquid, supplying and discharging the gas, divided by perforated partitions into a separation chamber with a package of trapping elements porous partition placed in the inlet chamber; bushings inserted into the holes of the perforated partition; the inlet chamber is provided with a cylindrical perforated casing oriented towards the body and Commercially system reflux pipe Venturi diffuser portion connected to the distributor and gas confusor part with the gas inlet pipe, wherein the gas distributor is located in the shell with

смещением оси в сторону сепарирующей камеры и выполнен с перфорацией, ориентированной в направлении этого смещени , а пориста перегородка выполнена в виде двух полуцилиндрических оболочек, экра0 пирующих соответственно перфорацию распределител газа и цилиндрической обечайки . Кроме того, газоочиститель снабжен размещенным в поддоне охладителем рабочей жидкости, а поддон сообщен с системойthe axis is displaced towards the separating chamber and is made with perforations oriented in the direction of this displacement, and the porous partition is made in the form of two semi-cylindrical shells that shield the gas distributor and the cylindrical shell respectively. In addition, the scrubber is equipped with a working fluid cooler placed in the pan, and the pan is in communication with the system

5 орошени трубы Вентури посредством трубопровода , при этом верхний обрез патрубка слива жидкости размещен выше уровн установки теплообменных поверхностей охладител . Также газоочиститель снабжен5 irrigation of the Venturi pipe through the pipeline, while the upper edge of the liquid discharge pipe is located above the level of the installation of the heat exchanging surfaces of the cooler. Also, the scrubber is equipped

0 коагул тором, размещенным перед пакетом улавливающих элементов в сепарационной камере.0 coagulant placed in front of the package of trapping elements in the separation chamber.

Снабжение входной камеры цилиндрической обечайкой с перфорацией, ориенти5 рованной к корпусу л имеющей систему орошени трубой Вентури, соединенной диффузорной частью с распределителем газа и конфузорной частью с патрубком подвода газа и расположение распределител Supplying the entrance chamber with a cylindrical shell with perforations oriented to the body and having a Venturi system irrigated by a diffuser part with a gas distributor and a confusing part with a gas inlet and distributor location

0 газа в обечайке со смещением оси в сторону сепарационной камеры и выполнение его с перфорацией, ориентированной в направлении этого смещени , зыполнеш/te пористой перегородки в виде двух0 gas in the shell with an axis shifting towards the separation chamber and performing it with perforations oriented in the direction of this displacement, fill the porous partition in te in the form of two

5 полуцилиндрических оболочек, экранирующих соответственно перфорацию распределител газа и цилиндрической обечайки, размещение в поддоне охладител рабочей жидкости и сообщение поддона с системой5 semi-cylindrical shells, shielding respectively the perforation of the gas distributor and the cylindrical shell, the placement in the pan of the working fluid cooler and the message pan with the system

0 орошени трубы Вентури посредством трубопровода , снабжени сепарационной камеры коагул тором позвол ет производить улавливание паров веществ и мелких капель на холодных крупных капл х в горловине,0 irrigation of the Venturi tube by means of a pipeline, supplying the separation chamber with a coagulant allows the capture of vapors of substances and small drops on large cold drops in the throat,

5 диффузорной части трубы Вентури и внутри трубчатого распределител газа (ступень очистки от паров) и последующего улавливани всех несущих потоком капель жидкости: сначала за счет инерции при обтекании си0 стемой газовых струй пористой полуцилиндрической оболочки и внутренней поверхности обечайки, а затем неосадив- шихс более мелких капель за счет инерции при обтекании системой газовых струй, име5 ющих большую скорость, пористой перегородки и внутренней поверхности входной камеры и за счет турбулентной диффузии и турбофореза в коагул торе сепарационной камеры, что создает новый положительный эффект, имеет новые конструктивные отличи и непосредственно вли ет на поставленную цель. Эффективной очистке газа при обтекании поверхностей системой струй способствуют смещение оси распределител газа в сторону сепарационной камеры. Это позвол ет осуществить равномерный подвод газа к каждому перфорированному отверстию в распределителе газа и тем самым добитьс максимального эффекта от каждой истекающей из перфорации струи, а также осуществить равномерный отвод массы газа от отработанных струй.5 diffuse part of the Venturi tube and inside the tubular gas distributor (vapor cleaning stage) and subsequent capture of all droplets that carry the flow: first due to inertia when the gas jets flow around the porous semi-cylindrical shell and the inner surface of the shell, and then the non-settling of smaller droplets due to inertia in the flow around a system of gas jets having a high velocity of the porous partition and the inner surface of the entrance chamber and due to turbulent diffusion and turbophoresis Str torus separation chamber, which creates a new positive effect, a new constructive differences directly affect the set goal. Effective gas cleaning during streamlining of surfaces with a system of jets contributes to the displacement of the axis of the gas distributor towards the separation chamber. This allows a uniform supply of gas to each perforated hole in the gas distributor and thereby achieve the maximum effect from each jet flowing out of the perforation, as well as to ensure a uniform removal of the mass of gas from the exhaust jets.

Расположение сечени верхнего обреза патрубка слива жидкости выше уровн установки теплообменных поверхностей охладител позвол ет обеспечить требуемый запас охлажденной рабочей жидкости и нормальную работу газоочистител .The location of the cross section of the upper cut-off of the liquid discharge pipe above the installation level of the heat exchanger surfaces of the cooler ensures the required supply of cooled working fluid and the normal operation of the gas scrubber.

На фиг.1 представлен газоочиститель, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 (стрелками указано движение рабочих сред).Figure 1 shows the scrubber, a general view; figure 2 - section aa in figure 1 (the arrows indicate the movement of working environments).

Газоочиститель состоит из корпуса 1 с патрубками подвода 2, отвода 3 газа и слива жидкости 4, поддона 5, сепарационной камеры 6 с пакетом улавливающих элементов, трубчатого подвод щего частично перфорированного распределител 7 газа, расположенного в цилиндрической частично перфорированной обечайке 8, и отвод щего распределител 9 газа, входной 10 и выходной 11 камеры, пористых перегородок 12 и 13, выполненных в виде полуцилиндрических оболочек, экранирующих соответственно перфорацию обечайки 8 и распределител 7 газа, перфорированных перегородок с втулками в отверсти х 14 и 15, раздел ющих корпус 1 на сепарацион- ную камеру 6, коагул тора 1 б, расположен- ного в сепарационной камере до улавливающих элементов, трубы Вентури 17с системой 18 орошени , соединенной с поддоном посредством трубопровода 19, клапанов 20 и 21, соединенных с системой 18 орошени , охладител 22 рабочей жидкости , размещенного в поддоне с патрубками подвода 23 и отвода 24 теплоносител , отверсти 25 перелива жидкости из входной камеры 10 в поддон 5.The gas scrubber consists of a housing 1 with inlet pipes 2, a gas outlet 3 and a drain 4, a pallet 5, a separation chamber 6 with a bag of catching elements, a tubular supply partly perforated gas distributor 7 located in a cylindrical partly perforated shell 8, and an outlet dispenser 9 gas, the input 10 and the output 11 of the chamber, porous partitions 12 and 13, made in the form of semi-cylindrical shells, shielding the perforation of the shell 8 and the gas distributor 7, perforated, respectively A rod with sleeves in the holes 14 and 15 separating the housing 1 into the separation chamber 6, the coagulator 1b, located in the separation chamber to the catching elements, the Venturi tube 17c with an irrigation system 18 connected to the pallet through the pipeline 19, valves 20 and 21, connected to the irrigation system 18, cooler 22 of the working fluid placed in the pan with inlets 23 and outlet 24 of the coolant, openings 25 of fluid overflow from the inlet chamber 10 into the pan 5.

Газоочиститель работает следующим образом.The scrubber works as follows.

Очищаемый газ поступает через входной патрубок 2 в трубу Вентури 17, где за счет турбулентно-инерционного эффекта и диффузиофореза происходит осаждение аэрозольных частиц и конденсаци паров на охлажденных капл х рабочей жидкости, котора орошает горловину через систему 18 орошени . Перепад температур между очищаемым газом, температура которого вThe gas to be purified flows through the inlet 2 into the venturi tube 17, where, due to the turbulent inertia effect and diffusiophoresis, aerosol particles are deposited and the vapor condenses on cooled drops of the working fluid that irrigates the neck through the irrigation system 18. The temperature difference between the gas being cleaned, the temperature of which is

энергооборудовании (системе суфлировани ГТД) достигает 100°С и холодной рабочей жидкостью (температура 20-40°С, которую обеспечивает охладитель 22), составл ет Т 60-80°С, что интенсифицирует процесс тепломассопереноса. Осаждению частиц на капл х способствуют также силы термофореза. В случае применени в качестве рабочей жидкости абсорбента рабочиеThe power equipment (GTE prompting system) reaches 100 ° C and the cold working fluid (temperature 20-40 ° C provided by chiller 22) is T 60-80 ° C, which intensifies the process of heat and mass transfer. Thermophoresis forces also contribute to the deposition of particles on the droplets. In case of using absorbent as working fluid,

0 процессы в трубе Вентури дополн ютс поглощением газовых составл ющих за счет абсорбции. Дл системы суфлировани ГТД необходимо примен ть в качестве рабочей жидкости используемое дл смазки ГТД0, the processes in the venturi tube are complemented by absorption of gas components due to absorption. For the GTE venting system, it is necessary to use as the working fluid used to lubricate the CCD.

5 масло (ГОСТ 10289-79 или аналогичное). Из конфузорной части трубы Вентури поток с капл ми жидкости поступает в трубчатый распределитель 7, здесь большие объемы жидкости из крупных капель доход т до дна5 oil (GOST 10289-79 or similar). From the confused part of the Venturi pipe, the stream with liquid drops enters the tubular distributor 7, here large volumes of liquid from large drops reach the bottom

0 распределител , а более мелкие поворачивают в отверсти , образованные перфорацией , и в виде струй обтекают пористую перегородку 13 и внутреннюю стенку обечайки 8, где происходит отделение основ5 ной массы жидкости и распределение потока газа по внутреннему объему обечайки 8, Этому способствует смещение оси внутренней камеры, позвол ющее создать увеличение проходного сечени по мере по0 ступлени новых порций газа через перфорированные отверсти . Затем газ через перфорацию в обечайке 8 поступает в виде струй на пористую перегородку 12 и внутреннюю поверхность входной камеры 10.0 distributor, and smaller ones are turned into holes formed by perforation, and in the form of jets flow around the porous partition 13 and the inner wall of the shell 8, where the bulk of the liquid is separated and the gas flow is distributed throughout the inner volume of the shell 8 , allowing to create an increase in the flow area as new gas flows through the perforated holes. Then the gas through the perforation in the shell 8 enters in the form of jets on the porous partition 12 and the inner surface of the entrance chamber 10.

5 Проходное сечение отверстий в перфораци х обечайки 8 и подвод щего распределител 7 составл ет соотношение, как5 The flow area of the holes in the perforations of the shell 8 and the inlet distributor 7 is as follows:

1,07(1,25-1,5). Последнее необходимо дл создани 1.07 (1.25-1.5). The latter is necessary to create

0 скорости газа в стру х на выходе из обечайки в 1,2-1,5 раза выше, дл эффективного последовательного осаждени мельчайших капель. Как показали эксперименты и расчеты , при скорости v0 15 м/с при струйном0, the gas velocity in the jet at the outlet of the shell is 1.2-1.5 times higher for efficient sequential deposition of the smallest droplets. As shown by experiments and calculations, at a speed of v0 15 m / s with a jet

5 обтекании пластины осаждаютс полностью капли более 20 мкм, при v0 40 м/с - капли более 10 мкм. Компоновка распределител газа 7 внутри обечайки позвол ет более эффективно использовать поверхно0 сти осаждени , что снимает габариты (дл осаждени используетс внутренн поверхность обечайки 8). Уловленна жидкость из входной камеры поступает через отверсти 25 в поддон, откуда через патрубок 4 удал 5 етс из корпуса. Сечение сливного патрубка 4 выступает над поверхностью охладител 22, что позвол ет поддерживать требуемый уровень жидкости в поддоне дл осуществлени достаточного орошени горловины трубы Вентури. По мере поступлени уловленной жидкости (в системах суфлировани улавливаетс от 1 до 3 т/ч), излишки жидкости удал ютс через патрубок 4 слива. Окончательна очистка происходит при прохождении газа через оболочки 14 и коа- гул тор 16, где мельчайшие капли укрупн ютс , и в виде капель, уже крупных, вынос тс в пакет улавливающих элементов сепарационной камеры 6, где происходит их улавливание и отводы в нижнюю часть кор- пуса. В качестве коагул тора 16 и набивки оболочек отверстий 14 и 15 могут использоватьс гофрированные сетки, а в качестве пакета улавливающих элементов - одновол- новые профили. В дальнейшем очищенный газ через отверсти в оболочках 15 поступает в распределитель 9 газа выходной камеры , а из него - в патрубок 3 выхода газа.In the flow around the plate, droplets of more than 20 µm are completely precipitated, and for v0 40 m / s - drops of more than 10 µm. The arrangement of the gas distributor 7 inside the shell allows more efficient use of the deposition surface, which reduces the size (the inner surface of the shell 8 is used for sedimentation). The captured liquid from the inlet chamber enters through the openings 25 into the sump, from where it is removed 5 from the housing through the nozzle 4. The cross section of the discharge nozzle 4 protrudes above the surface of the cooler 22, which allows maintaining the required level of liquid in the sump in order to sufficiently irrigate the neck of the Venturi tube. As the captured liquid arrives (in the pulling systems, 1 to 3 tons / h is collected), the excess liquid is removed through the discharge pipe 4. The final cleaning takes place when gas passes through the shells 14 and the coagulator 16, where the smallest droplets are enlarged, and in the form of droplets, already large, are carried into the package of trapping elements of the separation chamber 6, where they are trapped and removed. - Pusa. Corrugated grids can be used as coagulators 16 and stuffing the shells of holes 14 and 15, and single-wavelength profiles can be used as a package of trapping elements. Further, the purified gas through the holes in the shells 15 enters the gas distributor 9 of the outlet chamber, and from there into the gas outlet 3.

Дл сравнени выбран известный центробежный суфлер ГТД. По сравнению с ним газоочиститель обладает следующими преимуществами: имеет повышенную эффективность очистки от капель менее 10 мкм; улавливает пары масла; снижает потери масла через систему суфлировани на 0,5- 1,0 кг/ч, уменьшает загр знение окружающей среды.For comparison, the well-known centrifugal prompter of gas turbine engines was selected. In comparison with it, the gas scrubber has the following advantages: it has an increased cleaning efficiency from drops less than 10 microns; catches oil vapors; reduces oil loss through the bleeding system by 0.5-1.0 kg / h; reduces environmental pollution.

Claims

Claim 1. Gas cleaner, comprising a housing with a pallet, nozzles for draining the liquid, supplying and discharging gas, divided by perforated partitions into a separation chamber with a package of trapping elements, inlet and outlet chambers with tubular partially perforated

gas distributors, porous partition placed in the inlet chamber, bushings inserted into the holes of perforated partitions, characterized in that, in order to increase the efficiency of aerosols and vapors collection, the inlet chamber is provided with a cylindrical perforated casing with a pipe irrigation system The vent is connected by a diffuser part with a gas distributor and a confusor part with a gas inlet, while the gas distributor is located in the shell with the axis shifting in the direction of the separating chamber is made with perforations oriented in the direction of this displacement, and the porous partition is made in the form of two semi-cylindrical shells shielding the perforation of the gas distributor and the cylindrical shell respectively.

2. The gas cleaner according to claim 1, in connection with the fact that it is equipped with a working fluid cooler placed in the sump, and the sump communicates with the Venturi pipe irrigation system through the pipeline, the upper edge of the nozzle The liquid drain is located above the installation level of the heat-exchange surfaces of the cooler.

3. The gas cleaner according to PP 1 and 2, which is equipped with a coagulant placed in front of the package of trapping elements in the separation chamber.

Aa

Login fnewoHOcume / tfl

13

eight

/

ni breath

warm os and te l

T

/ 23 A

22

FIG 2