SU1754177A1 - Мокрый пылеуловитель - Google Patents

Abstract

Использование: очистка промышленных газов от пыли в промышленности производства строительных материалов, а также обеспыливание вентил ционного воздуха. Сущность изобретени : мокрый пылеуловитель содержит корпус 1 с патрубками входа 2 и выхода 3 газа, бункер 4 сброса шлама, центробежные форсунки 5. 2 включающие сопло, камеру закручивани  и тангенциальные каналы, барботзжный кал- леуловитель, форсунки 5 установлены в верхней части корпуса по одной в каждой горизонтальной плоскости, кажда  форсунка содержит по дополнительному соплу, сопла между собой расположены под углом 180°, отношение диаметра сопла форсунки к диаметру камеры закручивани  составл ет 0.65-0,7. а отношение площади сечени  сопла к площади сечени  тангенциальных каналов составл ет 7,5-8,5. В пылеуловитель введен барботажный каплеуловитель 9. содержащий зигзагообразную перегородку, образующую дл  газового потока входные каналы треугольного поперечного сечени , выходные каналы пр моугольного сечени  и зигзагообразную линию барботажа, причем высота сло  воды в барботажном каплеуло- вителе составл ет 50-100 мм. 5 ил.

Description

i

- /

Изобретение относитс  к очистке промышленных газов от пыли и может быть использовано дл  обеспыливани  газов в промышленности производства строительных материалов, в особенности отход щих газов от печей и сушилок, а также дл  обеспыливани  вентил ционного воздуха. Преимущество будет примен тьс  в технологических лини х по производству асфальтобетона на асфальтобетонных заводах (АБЗ). (

Известны мокрые пылеуловители типа полых форсуночных скрубберов, содержащие корпус, входной и выходной патрубки, бункер-шламосборник, вод ные форсунки. Чаще всего примен ютс  форсунки механические .

Эффективность пылеулавливани  (степень очистки газов) в скруббере определ етс  по выражению

, з уж н3 ус н.

упр-1-ехр(- 2Vr.dK.VK ).

где Уж, Vr - объемный расход жидкости и газов соответственно;

Н - высота скруббера;

dK - средний диаметр капли;

Ус, УК - скорость осаждени  частиц и скорость капель

Как следует из выражени , эффективность очистки в скруббере возрастает с уменьшением размера капель и с увеличением разности скоростей между капл ми и газами. Поскольку эти услови  как бы исключают друг друга, в скрубберах обычно поддерживают оптимальный режим, создава  орошение с капл ми диаметром дк 0,8 мм. Капли такого размера получают при помощи центробежных форсунок грубого распыла. С ростом размера капель уменьшаетс  каплеунос.

Недостатком таких скрубберов  вл етс  ограниченна  размерами и скоростью капель эффективность агрегата, наличие большого числа форсунок и несовершенство их конструкции, большой каплеунос.

Наиболее близким к предлаагемому  вл етс  газоочистной аппарат, включающий наполненный водой бак и расположенную над ним камеру, имеющую входной патрубок дл  очищаемого газа. В камере установлены сопла дл  подачи и распылени  воды. Сопла установлены е одной горизонтальной плоскости. Газы вместе с водой подаютс  по трубопроводу в бак ниже уровн  воды, проход т через ловушку дл  крупных фракций и выход т из бака, пройд  слой воды, через выходной патрубок. Внутри камеры ниже сопел расположена насадка в виде труб Вентури.

Недостатком данного устройства  вл етс  организаци  продольного орошени  (сопла ориентированы в направлении потока газа), тогда как максимальна  эффективность достигаетс  при поперечном орошении. Наличие сопел не позвол ет обеспечить равномерного орошени  всего поперечного сечени  достаточно мелкими капл ми. Устройство имеет большое гидрэв0 лическое сопротивление, что не позвол ет использовать его дл  очистки газов промышленных предпри тий при высокой производительности систем пылеулавливани . Цель изобретени  - повышение эффек5 тйвности пылеулавливани , эксплуатационной надежности и упрощение конструкции. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в мокром пылеуловителе, содержащем вертикальный корпус с патрубками входа и вы0 хода газа, бункер сброса шлама, форсунки с соплами, установленные в верхней части корпуса, барботажный каплеуловитель, размещенный в нижней части корпуса, форсунки установлены по одной в

5 последовательных горизонтальных плоскост х и выполнены центробежными, при этом кажда  из них содержит дополнительное сопло, соосно размещенное, противоположно ориентированное к основному,

0 причем сопла расположены соосно корпусу, и тангенциальные каналы, отношение диаметра каждого сопла форсунки к диаметру камеры закручивани  составл ет 0,65-0,7, отношение площади сечени  каждого сопла

5 к суммарной площади сечени  тангенциальных каналов составл ет 7,5-8,5, а барботажный каплеуловитель выполнен в виде частично погруженной в жидкость бункера зигзагообразной перегородки, размещен0 ной с образованием входных каналов треугольного поперечного сечени  и выходных каналов пр моугольного поперечного сечени .

По сравнению с прототипом, устройст5 во содержит центробежные форсунки вместо сопел, что позвол ет обеспечить более равномерное орошение более мелкими капл ми и упрощает конструкцию агрегата. Форсунка за вл емого устройства имеет

0 широкий угол раскрыти , около 160°, что

позвол ет орошать все поперечное сечение

корпуса, т.е. реализовать как продольное,

так и поперечное орошение одновременно.

Отличие состоит также в конструкции

5 барботажного аппарата, который в устройстве имеет значительно более длинную линию барботажа, что снижает гидравлическое сопротивление и повышает эффективность каплеоотделени . Конструк- тивно это достигаетс  за счет зигзагообразэтом входные каналы дл  газа в каплеулови- теле имеют треугольное поперечное сечение , а выходные каналы - пр моугольное поперечное сечение.

При сопоставлении конструкции форсунки за вл емого устройства с другими центробежными форсунками вы вл етс , что она имеет максимальное из всех соотношение диаметра сопла к диаметру камеры закручивани . Благодар  этому форсунка имеет наименьшее гидравлическое сопротивление и весь динамический напор воды преобразуетс  в энергию струи орошени . Благодар  этому угол раскрыти  струи составл ет около 160°, что подтверждаетс  экспериментом, а скорость капель максимальна , Это позвол ет повысить эффективность пылеулавливани .

Согласно исследовани м Ю.И.Хавкинэ, наиболее равномерный спектр распылива- ни  достигаетс  при уменьшении отношени  радиуса камеры закручивани  (R) к радиусу сопла (гс), т.е. при увеличении rc/R. Повышению эффективности служит также организаци  поперечного орошений Использование форсунки двухстороннего расплава , т.е. содержащей два соосных сопла, расположенных под углом 180°, позвол ет значительно упростить конструкцию устройства , располагать по одной форсунке в каждой горизонтальной плоскости, причем количество форсунок в зависимости от производительности мокрого пылеуловител  может быть от одной до нескольких Отношение диаметра сопла к диаметру камеры закручивани  0,65-0.7 выбрано таким образом , чтобы око было максимальным и практически выполнимым Дальнейшее увеличение диаметра сопла не позволит получить острую кромку на выходе из форсунки , котора  необходима дл  улучшени  диспергации и равномерности распределени  жидкости в струе

Отношение площади сечени  сопла к площади сечени  тангенциальных каналов 7,5-8,5 выбрано, исход  из необходимой площади сечени  этих каналов дл  достижени  требуемой производительности. Расход воды составл ет около 5 м3/ч на одну форсунку , что обеспечивает требуемую плотность орошени  газов

Расчет форсунки производилс  по геометрической характеристике

А Я R Гс/fax .

где R - радиус камеры закручивани ;

гс - радиус соплаfex - площадь сечени  входных каналов, а также коэффициент расхода /

Расход воды определ етс  из выражени 

Q ft Fc у 2 Рвх , 1 Р

где Fc - площадь сечеми  сопла;

Рвх - давление перед форсункой, р плотность жидкости Отличие предлагаемой форсунки от известной двухстороннего распиливани  состоит в том, что в предлагаемой форсукке диаметр сопла приближаетс  к диаметру камеры закручивани , что позвол ет значительно снизить потери энергии, увеличить угол струи и скорость капель, в то врем  как

в известной форсунке диаметр сопла намного меньше диаметра камеры закручивани , что увеличивает потери энергии.

На фиг.1 изображен мокрый пылеуловитель , общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на

фиг1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг 4 - форсунка, разрез; на фиг.5 - разрез В-В на фиг 4.

Мокрый пылеуловитель содержит корпус 1 с патрубками входа 2 и выхода 3 газа,

бункер 4 сброса шлама, центробежные форсунки 5, имеющие сопло 6, камеру 4 закручивани  и тангенциальные каналы 8.

Центробежные форсунки 5 имеют кажда  по два сопла 6 и установлены в верхней

части корпуса 1 по одной в каждой горизонтальной плоскости Создаваемые каждой форсункой две струи ориентированы перпендикул рно потоку газа, а угол раскрыти  струи состав  ет около 160°.

Форсунки имеют следующие соотношени 1 отношение диаметра сопла 6 к диаметру камеры 7 закручивани  составл ет 0,65-0,7, а отношение площади сечени  сопла 6 к площади сечени  тангенциальных

каналов 8 составл ет 7.5-8,5. В нижней части корпуса t установлен барботажный кап- леуловитель 9. Он содержит зигзагообразную перегородку 10, образующую дл  газового потока входные каналы 11

треугольного поперечного сечени , выходные каналы 12 пр моугольного сечени  и создают зигзагообразную линию барбота- жа Высота сло  воды в барботажном капле- уловителе 9 составл ет 50-100 мм.

Устройство работает следующим образом .

В центробежные форсунки 5 по трубам 13 подаетс  вода под давлением (2-5) х хЮ Па. В форсунке вода из тангенциальных каналов 8 попадает в камеру 7 закручивани , где приобретает тангенциальную составл ющую скорости, а затем через сопло 6 и дополнительное сопло 14 выходит в виде струй с углом раскрыти  около 160° в пространство корпуса 1 мокрого пылеуловител  При этом ось форсунки 5, проход ща  через ее соплэ 6 и 14, совпадав с осью корпуса 1 мокрого пылеуловител  Запыленный газовый поток поступает через входной патрубок 2 в корпус 1 устройства Там он проходит через орошающие струм в результате чего пыль захватываетс  капл ми и в потоке воды сливаетс  в бункер 4 сброса шлама, а из него - в шламоотстойник 15. Очищенный газ не содержащий капли загр зненной воды, попаадёт через входные каналы 11 треугольного сечени  в барботаж- ный кзплеуловитёль 9 барбо тир ёт через слой воды, поворачивает и через вых бдные каналы 12 пр моугольного сечени  поступает в выходной патрубок 3 arinapSfaT а из него - в дымовую трубу Уро ШнТГ11о ды в барботажном каплеуловителе 9 пвддержи- вэете  одновременно с уровн€м ёбЯы в шла- мсютсто йнике с помощью шарового клапана или другого устройства

Применение предлагаемого устройства позвол ет по сравнению с известным повысить эффективность пылеулавливани  за счет применени  форсунки с более равномерным распылением воды и увеличением линии барботэжа в барботажном каплеуловителе;

- пбвЫсить надежность и долговечность за счет неззсор емости форсунки простоты (сбнбтрукции элементов и агрегата в цепом: - Простить конструкцию в св зи с наличием одной или нескольких форсунок, замен ющих систему сопел с упрощением подачи воды в форсунку, упрощением конструкции барботажного каплеуловител 

- снизить гидравлическое сопротивление благодар  созданию более длинной линии барбо тажа за счет применени  зигзагообразной перегородки

Пример выполнений мокрого пылеуловител 

Согласно формуле изобретени  вод на  форсунка мокрого пылеуловител  имеет следующие соотношени  конструктивных размеров отношение диаметра сопла фор- к диаметру камеры закручивани  составл ет 0,65-0,7 а отношение площади сечени  сопла к площади сечени  тенгенци- альных каналов составл ет 7,5-8 5

Данные соотношени  были определены расчетным и экспериментальным путем

Расчет проводилс  по методике различных авторов Исходными данными были 1) производительность форсунки 4-5 м /ч рзс- пыливаемой воды так как данное количество требуетс  из услови  эффективной очистки и установки в одном агрегате одной или нескольких форсунок дл  упрощени  конструкции мокрого пылеуловител , 2) на

личие у форсунки двух сопел: 3) максимально возможный диаметр сопла дл  создани  широкого факела и равномерности орошени 

5Площадь сечени  входных тангенциальных каналов определ етс  по методу М 3 Магида:

10

Q .х/р

(1)

5

0

5

где Q - производительность форсунки, м3/с:

7-опытный коэффициент;

РЭ1 - эффективна  площадь сечени  сопротивлени , м2;

Рвх - давление перед форсункой. Па:

р - плотность жидкости, кг/м3;

Рэ1 Р 2 f 21

31 гсТех

В св зи с тем, что сопло в нашей форсунке практически не оказывает вли ни  на общее сопротивление, из формулы (1) мож- ног определить площадь сечени  входных тангенциальных каналов Количество каналов - не менее 2

Диаметр сопла определ етс  по методу Г Н Абрамовича:

0

Q р Fc

т

(3)

2 Рвх :

Р

где ц - коэффициент расхода, завис щий от геометрической характеристики:

7TR ГС

5

0

5

0

5

А

ТЕХ

где А - геометрическа  характеристкиа:

R - радиус камеры закручивани ;

гс - радиус сопла:

fax - площадь сечени  входных каналов;

FC - площадь сечени  сопла.

Однако все расчетные параметры определены по полуэмпирическим формулам, в которые входыт опытные коэффициенты. Поэтому дл  подтверждени  расчета нами была разработана и изготовлена вод на  форсунка со следующими размерами диаметр камеры закручивани  36 мм; диаметр сопла 24 мм: диаметр тангенциальных каналов 6 мм.

Экспериментально была определена производительность форсунки При давлении 4 10 Па она составила 4,3 м3/ч Угол раскрыти  струи (каждый из двух) составил около 160°

Таким образом, предлагаема  форсунка позвол ет создать требуемую большую про- изводительность по воде, две почти горизонтальные завесы, перекрывающие при равномерном орошении всю площадь поперечного сечени  мокрого пылеуловител 

При давлении 1,5-10 Па радиус струи составил 1,6 м. Такие форсунки могут быть применены в мокрых пылеуловител х, работающих в системе с производительностью до 70000 м3/ч газовых выбросов

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   t

   Мокрый пылеуловитель, содержащий вертикальный корпус с патрубками входа и выходи газа, бункер сброса шлама, форсунки с соплами, ориентированными по оси, установленные в верхней части корпуса, барботажный каплеуловитель, размещенный в нижней части корпуса, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности пылеулавливани , эксплуатационной надежности, форсунки установА А

   /

   13

   фиг 2

   /

   //,

   5

   лены по одной в последовательных горизонтальных плоскост х и выполнены центробежными , при этом кажда  из них содержит дополнительное сопло, соосно размещение, противоположно ориентированное к основному , и тангенциальные каналу, отношение диаметров каждого сопла форсунки к диаметру камеры закручивани  составл ет 0,65-0,7, отношение площади сечени  каждого сопла к суммарной площади сечени  тангенциальных каналов составл ет 7,5- 8,5, а барботажный каплеу овитель выполнен в виде погруженной в жидкость бункера зигзагообразной перегородки , размещенной с образованием входных каналов треугольного поперечного сечени  и выходных каналов пр моугольно- го поперечного сечени .

   6-6

   12

   /

   ФигЗ

   0

   Фае 4

   Фиг 5