Результат интеллектуальной деятельности: Аппарат для мокрой очистки газов

Изобретение относится к области очистки запыленных газов и может быть использовано в химической, пищевой и металлургической промышленности, производстве строительных материалов, а также в теплоэнергетике.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство [Патент 2548092 (Российская Федерация), МКИ В01D 47/06 Аппарат для мокрой очистки газов / С.Ю. Панов, А. В. Зинковский, М. Химвинга - Заявл. 29.11.2013, № 2013153016/05, опубл. в Б.И., 2015, № 10]. Аппарат для мокрой очистки газов состоит из цилиндрического корпуса с коническим днищем и патрубками для вывода шлама и вывода очищенного газа, встроенного в корпус устройства с форсункой, состоящего из камеры всасывания, конфузора, горловины

В нижней части горловины расположено каплеулавливающее устройство, представляющее собой цепи, подвешенные на хомуте, смонтированное в нижней части горловины посредством штырей и двух разъемных соединений.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции каплеулавливающего устройства, его повышенная масса, сложность очистки от слипшихся с цепями частиц, и из-за этого возможная низкая степень очистки газового потока. Поступающие на очистку частицы в этом случае соприкасаются не со смоченной поверхностью, а с поверхностью сухой частицы, от которой возможен упругий отскок и возврат в поток.

Техническая задача изобретения заключается в повышении эффективности очистки газа и надежности в работе аппарата, упрощении конструкции каплеулавливающего устройства и снижении металлоемкости аппарата.

Техническая задача изобретения достигается тем, что в аппарате для мокрой очистки газов, содержащем цилиндрический корпус с коническим днищем и патрубками для вывода очищенного газа и вывода шлама, встроенное в корпус устройство, состоящее из камеры всасывания, конфузора и горловины, форсунку и каплеулавливающее устройство, новым является то, что каплеулавливающее устройство представляет диффузор, смонтированный в нижней части горловины с углом раскрытия равным углу факела распыла форсунки и выполненный из перфорированной фильтровальной перегородки, имеющей диаметр отверстий соизмеримый с размером капель распыленной жидкости.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности очистки газа и надежности в работе аппарата, упрощении конструкции каплеулавливающего устройства и снижении металлоемкости аппарата.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема аппарата; на фиг. 2 - каплеулавливающее устройство, вид А фиг. 1.

Аппарат для мокрой очистки газов состоит из цилиндрического корпуса 1 с коническим днищем и патрубками для вывода шлама и вывода очищенного газа, встроенного в корпус устройства с форсункой 5 состоящего из камеры всасывания 2, конфузора 3, горловины 4.

Конфузор 3 служит для увеличения скорости газа, в котором размещено оросительное устройство в виде форсунки 5, в горловине 4 происходит осаждение частиц пыли на каплях воды и протекают процессы коагуляции, а также за счет снижения скорости восстанавливается часть давления, затраченного на создание высокой скорости газа.

Сечения конфузора и горловины подобраны таким образом, чтобы создать условия для эжекции газов потоком жидкости.

К нижней части горловины смонтировано каплеулавливающее устройство 6, представляющее собой диффузор с углом раскрытия α равным углу факела распыла форсунки и выполненный из перфорированной фильтровальной перегородки, имеющей диаметр отверстий d_отв соизмеримый с размером капель распыленной жидкости.

Диаметр отверстий должен быть примерно в два раза больше медианного размера распыляемой жидкости. Например, если медианный размер капель жидкости d_m=100 мкм, то диаметр отверстий должен быть d_отв=200 мкм.

Диффузор крепится к горловине сваркой или разъемным соединением (на рисунке не показано).

Актуальность данного предложения связана с тем, что большое число современных химико-технологических процессов связано с дроблением, измельчением и транспортированием сыпучих материалов, сжиганием твердых видов топлива, что неизбежно приводит к переходу части материалов в аэрозольное состояние, образуя пыль, которая с технологическими или вентиляционными газами выбрасывается в атмосферу.

Пылевые частицы имеют большую суммарную поверхность, вследствие чего их химическая и биологическая активность очень высока. Некоторые вещества в аэрозольном состоянии приобретают новые свойства, например способность взрываться.

Исходя из этого необходима тщательная очистка газового потока от твердых частиц и смолистых жидкостей. Данная разработка и направлена на решение указанной проблемы.

Аппарат для мокрой очистки газов работает следующим образом.

Работа аппарата основана на дроблении воды турбулентным газовым потоком, захвате каплями воды частиц пыли, последующей их коагуляции и выводе из аппарата.

Жидкость вытекает из форсунки 5 с большой скоростью в виде струи, которая дробится на капли, которые образуют в сечении горловины 6 капельную завесу, аналогичную по своим характеристикам фильтровальной зернистой насадке. Твердые частицы и газовые молекулы, движущиеся в газовом потоке, проходя сквозь капельную завесу, улавливаются каплями в результате столкновения. На одной капле могут осаждаться несколько частиц, то есть происходит динамическая коагуляция.

Капли воды распыляются на мелкие частицы в виде тумана и заполняют весь объем конфузора 3, через патрубок из камеры всасывания поступает газ с частичками пыли, которые захватываются каплями воды и под действием силы тяжести подают вниз и выводятся через патрубок вывода шлама, очищенный газ выводится из аппарата.

Далее капли жидкости попадают на каплеулавливающее устройство 6.

При течении газа со взвешенными каплями и частицами через отверстие линии потока стягиваются до диаметра отверстия. При этом происходит некоторое торможение потока, частицы и капли не могут строго следовать линии тока за счет инерции собственной массы, они смещаются, и частицы и капли осаждаются на поверхности перегородки. Осажденные таким образом капли жидкости стекают по перегородке в виде пленки, смывая осевшие частицы пыли. Таким образом, газ, поступая в каплеулавливающее устройство, проходит дополнительную очистку за счет взаимодействия с пленкой жидкости задержанной на перфорированной фильтровальной перегородке. Далее под действием гравитационных сил происходит осаждение жидкости с уловленной пылью в днище аппарата.

Предложенный аппарат для очистки газов позволяет:

- повысить эффективность очистки газов;

- повысить надежность работы;

- повысить степень очистки газового потока без применения дополнительного оборудования;

- снизить металлоемкость и сложность конструкции;

- удешевить процесс очистки;

- упростить конструкцию аппарата.