Результат интеллектуальной деятельности: АБСОРБЕР

Изобретение относится к технике очистки газов от ядовитых компонентов или выделению целевого компонента.

Известен аппарат для очистки запыленного воздуха по патенту РФ №2279905, кл. B01D 47/06, содержащий корпус, водоразбрызгиватель, ввод газового потока, выходной патрубок очищенного газа и устройство для выхода шлама.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет недостаточно развитой поверхности насадки.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса очистки газов или выделения целевого компонента, а также снижение металлоемкости и виброакустической активности аппарата в целом.

Это достигается тем, что в абсорбере, содержащим корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство, опорные решетки, между которыми расположена насадка, и устройство для отвода шлама, насадка выполнена в виде цилиндрического кольца, на боковых, внутренней и наружной, поверхностях которого выполнена винтовая нарезка в противоположных направлениях, или насадка выполнена в виде кольца, на внешней поверхности которого выполнена винтовая поверхность по типу пластинчатого шнека.

На фиг.1 изображен абсорбер с поперечным орошением, на фиг.2 изображен противоточный абсорбер, на фиг.3 - насадка в виде несквозных выемок на поверхности тора, на фиг.4 и 5 - насадка в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых оппозитно выполнены прорези; на фиг.6 - насадка в виде цилиндрического кольца, к боковой поверхности которого оппозитно друг другу прикреплены две полусферические поверхности; на фиг.7-14 - варианты насадки.

Абсорбер содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство 6, опорные решетки 4, между которыми расположена насадка 5, и устройство для отвода шлама (фиг.1 и фиг.2).

Чтобы повысить степень очистки газового потока от пыли или целевого компонента за счет увеличения площади контакта запыленного потока с насадкой, насадка 5 выполнена тороидальной формы (фиг. 3), имеющей в сечении круг 7 с осью симметрии 8, в котором выполнены несквозные выемки 9, 11, 13, 15 с одной стороны и несквозные выемки 10, 12, 14, 16 - с другой стороны диаметра. Выемки имеют в сечении вытянутую форму по направлению, параллельному оси тора, а выемка с одной стороны расположена между двумя соседними выемками, выполненными с другой стороны.

Насадка 5 выполнена из пористых полимерных материалов, стекла, пористой резины, композиционных материалов, древесины, нержавеющей стали, титановых сплавов, благородных металлов.

Чтобы повысить степень очистки газового потока от пыли или целевого компонента за счет увеличения площади контакта запыленного потока с насадкой (фиг. 4 и 5), она выполнена в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности 19 которых оппозитно выполнены две прорези 20 и 21 в направлении, параллельном образующим цилиндрической поверхности и по одной прорези в направлении, перпендикулярном оси кольца, причем прорези, смыкаясь, образуют П-образную прорезь. Полученные в результате лепестки отгибают в направлении оси кольца, а также на лепестках выполняют отгибы в виде полочек 22 и 23 в направлении, перпендикулярном оси кольца. Аналогичные лепестки получают в направлении, отстоящем на угол 90 град от первых двух, т.е. два лепестка 24 и 26 с отгибами в виде полочек 25 и 27. Возможно выполнение отгибов в форме спирали Архимеда.

Насадка может быть выполнена из пористых полимерных материалов, стекла, пористой резины, композиционных материалов, древесины, нержавеющей стали, титановых сплавов, благородных металлов.

Насадка может быть выполнена в виде перфорированных цилиндрических колец, на боковой поверхности 19 которых оппозитно выполнены две прорези 20 и 21 с перфорацией в направлении, параллельном образующим цилиндрической поверхности и по одной прорези с перфорацией в направлении, перпендикулярном оси кольца, причем прорези, смыкаясь, образуют П-образную прорезь (фиг. 4 и 5).

Выполнение лепестков отогнутыми в направлении оси кольца и выполнение отгибов в виде полочек в направлении, перпендикулярном оси кольца, позволяет повысить эффективность процесса пылеулавливания за счет того, что увеличивается площадь контакта запыленного потока с насадкой.

Лепестки выполнены отстоящими на угол 90° от предыдущих, что позволяет с одной стороны увеличить площадь контакта запыленного потока с насадкой, а с другой - сохранить пропускную способность насадки без ее соударений друг с другом, что в целом способствует увеличению надежности процесса пылеулавливания.

Возможен вариант (фиг. 6), когда элемент насадки выполнен в виде цилиндрического кольца 28, к боковой поверхности которого оппозитно друг другу прикреплены две полусферические поверхности 32 и 33 таким образом, что диаметральные плоскости полусфер совпадают соответственно с верхним 29 и нижним 30 основаниями цилиндрического кольца, при этом на кольце и полусферах выполнена перфорация 31, а вершины полусферических поверхностей находятся на оси кольца и направлены навстречу друг другу, при этом пространство между боковой внутренней поверхностью перфорированного цилиндрического кольца 28 и двумя перфорированными полусферическими поверхностями 32 и 33, прикрепленными к его боковой поверхности, заполнено дополнительными инертными элементами, например, в виде шариков 34, диаметры которых больше диаметра перфорации кольца и полусферических поверхностей.

Возможен вариант (фиг. 7), когда элемент насадки выполнен в виде цилиндрического кольца, к боковой поверхности которого оппозитно друг другу прикреплены две полусферические поверхности таким образом, что диаметральные плоскости полусфер совпадают соответственно с верхним и нижним основаниями цилиндрического кольца, а вершины полусферических поверхностей находятся на оси кольца и направлены навстречу друг другу. Возможно выполнение насадки с перфорацией как на боковой поверхности, так и на полусферических поверхностях.

Возможен вариант, когда элемент насадки выполнен в виде цилиндрического кольца, к боковой поверхности которого оппозитно друг другу прикреплены две полусферические поверхности таким образом, что диаметральные плоскости полусфер совпадают соответственно с верхним и нижним основаниями цилиндрического кольца, вершины полусферических поверхностей находятся на оси кольца и направлены навстречу друг другу, а между ними расположена перфорированная поверхность n-го порядка, например сферическая, эллиптическая, гиперболическая.

Возможен вариант, когда элемент насадки выполнен (фиг. 8) в виде цилиндрического кольца, к боковой поверхности которого оппозитно друг другу прикреплены две полусферические поверхности таким образом, что диаметральные плоскости полусфер совпадают соответственно с верхним и нижним основаниями цилиндрического кольца, вершины полусферических поверхностей находятся на оси кольца и направлены навстречу друг другу, а внутри полусферических поверхностей, концентрично и с зазором расположены, по крайней мере, две полусферические поверхности.

Возможен вариант, когда элемент насадки выполнен (фиг. 9) из шариков с выемками, т.е. шарообразной формы, с несквозными радиальными выемками, причем выемки имеют форму цилиндрической, конической, сферической поверхностей, или любой поверхности тел вращения, например параболоид, эллипсоид.

Возможен вариант, когда элемент насадки выполнен полой шарообразной формы (фиг. 10), на внешней поверхности которой имеются дополнительные элементы в виде сферических, конических поверхностей, или любой поверхности тел вращения, например параболоид, эллипсоид, а внутренняя шарообразная поверхность насадки соединена с внешней посредством, по крайней мере, трех каналов.

Возможно выполнение элемента насадки (фиг. 11) в виде цилиндрического кольца, на боковых, внутренней и наружной поверхностях которого выполнена винтовая нарезка (на чертеже не показано) в противоположных направлениях.

Возможно выполнение элемента насадки (фиг. 12) в виде шара, на поверхности которого выполнены несквозные отверстия полусферической формы (на чертеже не показано).

Возможно выполнение элемента насадки (фиг. 13) в виде кольца, на внешней поверхности которого выполнена винтовая поверхность по типу пластинчатого шнека.

Абсорбер работает следующим образом.

Запыленный газовый поток поступает в корпус 1 через ввод запыленного газового потока 2 и встречает на своем пути завесу из насадки 5, которая смачивается водой или другим абсорбентом из оросительного устройства 6. Расход орошающей жидкости в противоточных насадочных скрубберах принимается в пределах от 1,3 до 2,6 л/м³. В насадочных скрубберах с поперечным орошением для лучшего смачивания поверхности насадка 5 слой насадка наклонен на 7…10° в направлении газового потока. Расход орошающей жидкости в них принимается в пределах от 0,15 до 0,5 л/м³. Процесс пылеулавливания протекает в оптимальном гидродинамическом режиме, так как гидравлическое сопротивление насадка 5 на 20% меньше, чем гидравлическое сопротивление выходного патрубка 3 очищенного газа. Для снижения виброакустической активности аппарата и его металлоемкости, а также повышения его надежности в предлагаемом устройстве предусмотрены следующие мероприятия: на поверхности деталей нанесен слой мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, причем соотношение между толщиной металла и вибродемпфирующего покрытия находится в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…4). Для удаления шлама применено устройство для удаления шлама в виде канала в днище корпуса или отдельного механизма.

Абсорбер может быть применен для очистки от тонкой фракции пыли и увлажнения воздуха в вентиляционных установках и установках кондиционирования воздуха, а также при улавливании туманов, хорошо растворимой пыли, а также при совместном протекании процессов пылеулавливании, охлаждения газов и абсорбции насадочных газопромывателей. Эффективность предлагаемой конструкции абсорбера увеличивается за счет большей поверхности взаимодействия насадки в вышеуказанных процессах и составляет при улавливании пылевых частиц размером больше 2 мкм порядка 95%.