×
10.01.2015
216.013.1901

Результат интеллектуальной деятельности: КОНДЕНСАЦИОННАЯ КАМЕРА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности. Конденсационная камера для очистки газового потока содержит трубчатый корпус, имеющий входной канал для входа запыленного и/или задымленного газового потока, средство для вдувания пара, холодильник, кольцевой сборник для конденсата и выходной канал для выхода очищенного газового потока. Средство для вдувания пара выполнено в виде полого цилиндра, расположенного с радиальным зазором соосно трубчатому корпусу, и состоит из двух скрепленных между собой цилиндрических обечаек, наружной и внутренней, установленных с радиальным зазором по отношению друг к другу с образованием внутреннего канала для подачи пара. На внешней поверхности наружной обечайки выполнены отверстия, соединяющие полость упомянутого канала с кольцевой полостью, образованной трубчатым корпусом и полым цилиндром, а холодильник выполнен в виде рубашки, соосной с упомянутым трубчатым корпусом. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности очистки газового потока. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известны способы очистки газового потока, сущность которых заключается в том, что в пресыщенном водяными парами запыленном потоке газа происходит конденсационное укрупнение дисперсных частиц и осаждение образовавшихся вокруг них капель под действием различных сил (Яворский И.А. и др. Улавливание аэрозолей в оловянной промышленности. Новосибирск: Наука, 1974, с.23-29).

Однако этот процесс сложный, имеет ряд особенностей, неправильный или неточный учет которых при создании способов очистки делает их неэффективными.

Первая особенность заключается в том, что для начала конденсационного укрупнения дисперсных частиц определенного размера х необходимо, чтобы в газовом потоке было достигнуто пересыщение пара, соответствующее закону Кельвина-Томсона. В этом случае будет возможна конденсация пара на частицах размера х и крупнее их. Более мелкие частицы при этом значении пересыщения останутся неукрупненными и не будут уловлены.

Вторая особенность заключается в том, что в очищенном газовом потоке с дисперсными частицами не может быть мгновенно достигнуто заданное пересыщение. При вдувании пара в поток пресыщение достигается после перемешивания пара с газом и установления термического равновесия в парогазовой смеси. Пересыщение в парогазовой смеси сопровождается конденсацией пара на крупных частицах пыли, для которых пересыщение уже достигло величины, достаточной для конденсации. Конденсация пара на этих частицах сопровождается выделением теплоты конденсации и нагревом парогазовой смеси. Конденсация, т.е. убывание парциального давления пара, и связанное с этим повышение средней температуры парогазовой смеси приводят к ограничению величины достигаемого пересыщения, а значит к невозможности улавливания мелких частиц пыли.

Третья особенность заключается в том, что если даже достигнуто пересыщение, достаточное для укрупнения мелких и сравнительно более крупных частиц, то скорость укрупнения для частиц различного размера будет разной. Более крупные частицы укрупняются быстрее. В процессе дальнейшей термостабилизации парогазовой смеси с укрупненными конденсатом пара частицами происходит обсыхание мелких частиц и дальнейшее укрупнение крупных. Это происходит потому, что имеющееся текущее значение пересыщения вследствие закона Кельвина-Томсона различно для капель различного размера.

Четвертая особенность заключается в том, что осаждение уже укрупненных конденсацией частиц принципиально отличается для частиц различного размера. Сравнительно крупные капли, образовавшиеся на дисперсных частицах, подвержены силам инерции и гравитации, поэтому сравнительно легко могут быть осаждены, а более мелкие частицы более взвешены в парогазовом потоке, скорость их витания мала, поэтому они могут быть осаждены быстро и простым путем.

В большинстве известных способов не учтена по меньшей мере часть вышеперечисленных особенностей, поэтому они не могут быть максимально эффективными.

Известен способ очистки газового потока путем многократного последовательного поэтапного насыщения запыленного и/или задымленного газового потока паром жидкости с последующим осаждением на каждом этапе конденсационно-укрупнившихся частиц в зоне охлаждения в виде конденсата и отвода этого конденсата и устройство для его осуществления, содержащее трубчатый корпус, имеющий входное отверстие для входа запыленного или задымленного газового потока, несколько последовательно расположенных конденсационных секций, каждая из которых снабжена инжектором для вдувания пара, холодильником, конфузором, в горловине которого помещен фильтр, и кольцевым сборником для конденсата, и выходное отверстие для выхода очищенного газового потока (Патент США N 3395510,55-20, 1968).

Простое вдувание пара в загрязненный газовый поток дает пересыщение только после перемешивания и термостабилизации пара с газом, а этот процесс сравнительно медленный. Охлаждение парогазовой среды на холодильнике связано с конвективным и кондуктивным теплообменом, что также дает медленное нарастание пересыщения. Поэтому в этом способе нарастание пересыщения происходит медленно, а значит, начинающаяся конденсация на сравнительно крупных дисперсных частицах препятствует повышению пересыщения и укрупнению мелких частиц. Кроме того, при прохождении зоны охлаждения парогазовая смесь охлаждается, часть пара конденсируется на холодильнике, пересыщение ее снимается до величины насыщения жидкости над плоской поверхностью жидкости. Образовавшиеся на дисперсных частицах капли конденсата пара оказываются в условиях перегрева относительно газового потока и начинают высыхать. На фильтрах, куда парогазовая смесь поступает после холодильника, будут уловлены только те капли, которые не успели высохнуть. Недостатки этого способа не могут быть устранены повторением всех операций в последующих секциях, поскольку повышение допустимого пересыщения лимитировано температурой холодильника, а значит, газовый поток может быть очищен только от частиц определенного размера и крупнее.

Известно устройство для очистки газового потока путем многократного последовательного поэтапного насыщения запыленного и/или задымленного газового потока паром жидкости с последующим осаждением на каждом этапе конденсационно-укрупнившихся частиц на элементе охлаждения в виде конденсата и отвода этого конденсата, при этом пар на каждом этапе вдувают в виде расширяющихся струй и направляют их на элемент охлаждения под углом к оси газового потока, а образовавшийся конденсат отводят после каждого этапа отдельно (Патент РФ №2038125, МПК: B01D 47/05, B01D 47/00 - прототип).

В указанном устройстве насыщение потока парами производят по стадиям под действием струй пара, направленных под углом к оси газового потока, на элемент охлаждения. На каждой стадии очистки степень пересыщения потока увеличивают и из него отбирают определенную фракцию, являющуюся самой крупной на данной стадии. Дифференциация укрупнения обеспечивает селективность сбора частиц. В устройстве имеются конденсационные секции, размещенные в трубчатом корпусе и содержащие распылительную головку, холодильник-рубашку, конфузор и кольцевой сборник для конденсата, а также индивидуальные емкости для сбора конденсата.

Основным недостатком является недостаточно высокая эффективность рабочего процесса, обусловленная несовершенством системы осаждения пара на улавливаемых частицах.

Задача изобретения заключается в создании устройства, обеспечивающего эффективную очистку запыленных и задымленных газовых потоков, а также селективное улавливание загрязнений. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности очистки газового потока.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенная конденсационная камера для очистки газового потока, преимущественно потока воздуха, согласно изобретению содержит трубчатый корпус, имеющий входной канал для входа запыленного и/или задымленного газового потока, средство для вдувания пара, холодильник, кольцевой сборник для конденсата и выходной канал для выхода очищенного газового потока, при этом средство для вдувания пара выполнено в виде полого цилиндра, расположенного с радиальным зазором соосно трубчатому корпусу, и состоит из двух скрепленных между собой цилиндрических обечаек, наружной и внутренней, установленных с радиальным зазором по отношению друг у другу с образованием внутреннего канала для подачи пара, при этом на внешней поверхности наружной обечайки выполнены отверстия, соединяющие полость упомянутого канала с кольцевой полостью, образованной трубчатым корпусом и полым цилиндром, а холодильник выполнен в виде рубашки, соосной с упомянутым трубчатым корпусом.

В варианте исполнения оси отверстий на внешней поверхности обечайки расположены тангенциально.

В варианте исполнения оси отверстий на внешней поверхности обечайки расположены тангенциально и под углом 35…55° к оси газового потока.

В варианте исполнения отверстия для подачи пара на наружной обечайке выполнены в виде поясов завесы.

В варианте исполнения камера снабжена индивидуальными емкостями для сбора конденсата.

В варианте применения способа пар в кольцевой зазор на каждом этапе вдувают в виде расширяющихся струй и направляют их на элемент охлаждения под углом к оси газового потока, а образовавшийся конденсат отводят после каждого этапа отдельно.

Такое осуществление способа обеспечивает более полную очистку газового потока и уменьшение размера частиц, отделяемых от газового потока, благодаря тому, что в результате вдувания струй пара происходит большее пересыщение парогазовой смеси и, следовательно, конденсационное укрупнение более мелких частиц, а в результате перемещения укрупненных газовых частиц расширяющимися струями пара в зону охлаждения и направления струй пара на элемент охлаждения происходит инерционное осаждение частиц на поверхности холодильника.

В варианте применения способа струю пара направляют под углом 35…55° к оси газового потока.

Целесообразно вдуваемый на каждом этапе пар направлять расширяющимися струями под углом 35-55° к оси газового потока. При меньшем угле наклона (35-0°) увеличивается скорость потока и уменьшается инерционное движение укрупнившихся частиц в зону охлаждения. При большем угле наклона (55-90°) возрастает тепловое воздействие пара на холодильник, но увеличивается движение укрупнившихся частиц в зону охлаждения

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено устройство для очистки газового потока в продольном разрезе; на фиг.2 показан продольный разрез секции устройства, выполненной в виде самостоятельного модуля, в котором стенка холодильника выполнена в виде винтовых гофр.

Конденсационная камера для очистки газового потока содержит трубчатый корпус 1, имеющий входной канал 2 для входа запыленного и/или задымленного газового потока. Средство для вдувания пара выполнено в виде полого цилиндра 3, расположенного с радиальным зазором соосно трубчатому корпусу 1 и состоящего из двух скрепленных между собой цилиндрических обечаек, наружной 4 и внутренней 5, установленных с радиальным зазором по отношению друг к другу с образованием внутреннего канала 6 для подачи пара. На внешней поверхности наружной обечайки 4 выполнены отверстия 7, соединяющие полость упомянутого канала с кольцевой полостью 8, образованной трубчатым корпусом 1 и полым цилиндром 3. Холодильник 9 выполнен в виде рубашки, соосной с корпусом 1.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Для очистки запыленный к/или задымленный газовый поток подают внутрь трубчатого корпуса 1 через входной канал 2. Внутри корпуса 1 поток преобразуют из сплошного в полый кольцевой путем установки внутри канала подачи газового потока средства для вдувания пара, выполненного в виде полого цилиндра 3, расположенного с радиальным зазором соосно трубчатому корпусу 1 и состоящего из двух обечаек 4 и 5, скрепленных между собой.

В полость между обечайками 4 и 5 подают пар, который вдувают в газовый поток через отверстия 7 в виде расширяющихся струй и направляют их на поверхность холодильника 9 под углами от 0 до 180°.

Наиболее оптимальным углом наклона струй пара к поверхности холодильника 9 является угол в пределах 35-55°. Расширяющиеся струи пара имеют такую плотность и скорость, что достигают поверхность холодильника 9 и обеспечивают инерционное движение образовавшихся капель конденсата к нему.

Преобразование потока из сплошного в полый кольцевой путем установки внутри канала подачи газового потока центрального тела с отверстиями для подачи пара позволяет уменьшить проходное сечение канала и тем самым повысить концентрацию осаждаемых частиц и пара в единица объема, в частности в образованном кольце, что дает возможность повысить эффективность очистки за счет уменьшения пути перемешивания. Кроме того, непрерывная подача пара по всей длине центрального тела позволит улучшить условия перемешивания и осаждения по всей длине тракта.

Струи пара, подаваемые из отверстий 7, подсасывают очищаемый газ, одновременно обеспечивают инерционное движение образовавшихся капель конденсата и при этом одновременно перемешиваются с ним и образуют парогазовую смесь. В парогазовой смеси быстро создается пересыщение, в результате чего происходит конденсационное укрупнение аэрозольных частиц, причем первыми укрупняться начинают самые крупные частицы. Под действием паровых струй образующиеся укрупненные частицы отбрасываются на поверхность холодильника 9, где происходит инерционное осаждение капель конденсата, при этом укрупненным частицам необходимо преодолеть гораздо меньшее расстояние. Конденсат вместе с уловленными аэрозольными частицами стекает по поверхности холодильника в кольцевой сборник конденсата, а затем по трубке его отводят в отдельную емкость. Спиральные гофры внутренней поверхности холодильника способствуют закрутке потока газа, чем улучшают инерционное осаждение частиц на поверхности холодильника.

Очищенную в первой секции 3 от частиц крупной фракции парогазовую смесь подают по каналу, образованному стенками холодильника 9 и корпуса 1, в последующую секцию. При этом происходит ее охлаждение. Исследованиями установлено, что температура стенок холодильника 9 должна быть такой, чтобы создавать условия конденсации пара, обеспечивающие надежное прилипание капель конденсата к поверхности его стенок.

Весь процесс очистки контролируют температурными датчиками, на основании показаний которых производят управление подачей пара в средство для вдувания пара каждой секции.

Жидкость, используемая для охлаждения стенок холодильника 9, в процессе работы разогревается за счет теплообмена через стенку холодильника с потоком пара и осажденных капель конденсата, стекающих по наружной поверхности стенки. Подогретая таким образом жидкость, имеющая температуру выше температуры окружающей среды, может быть использована для получения пара, т.к. в этом случае для доведения ее от исходной температуры до кипения, потребуется меньшее количество теплоты, что позволит повысить эффективность работы установки.

Предложенное техническое решение может быть использовано в промышленных газоочистителях, а также для очистки воздуха в помещениях, установках кондиционирования воздуха, при сжигании отходов, производстве технической сажи, порошковых материалов, абразивов, красок и других материалов, транспортируемых в виде пыли или аэрозолей.


КОНДЕНСАЦИОННАЯ КАМЕРА
КОНДЕНСАЦИОННАЯ КАМЕРА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 141-150 из 713.
10.07.2014
№216.012.dc38

Тракт охлаждения теплообменного аппарата

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в криогенной технике для испарения газообразных сред, находящихся в жидком состоянии, в ракетно-космической технике и в народном хозяйстве, например, для газификации сжиженных газов и их смесей. Тракт охлаждения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522154
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.07.2014
№216.012.dd78

Мобильный агрегат

Изобретение относится к транспортным средствам типа самоходного шасси, предназначенным для различных работ с присоединяемыми навесными машинами. Мобильный агрегат содержит раму, моторно-силовое отделение, кабину, переднеуправляемые колеса и балансирную тележку с промежуточным балансиром. Рама...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522482
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de8d

Теплообменный элемент

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано в энергетике и смежных с ней отраслях промышленности. Теплообменный элемент представляет собой спиралевидную гибкую трубу с периодически расположенными на ее внутренней поверхности турбулизаторами, предпочтительно, в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522759
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.07.2014
№216.012.e545

Жидкостный ракетный двигатель

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при изготовлении ракетных установок с четырехкамерным жидкостным ракетным двигателем. Жидкостный ракетный двигатель, включающий четыре камеры, закрепленные на раме, прикрепленный к раме турбонасосный агрегат, имеющий турбину,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524483
Дата охранного документа: 27.07.2014
20.08.2014
№216.012.eb62

Способ получения нитевидных нанокристаллов полупроводников

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых наноматериалов. Способ включает подготовку кремниевой пластины путем нанесения на ее поверхность нанодисперсных частиц катализатора с последующим помещением в ростовую печь, нагревом и осаждением кристаллизуемого вещества из газовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526066
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.08.2014
№216.012.ec0d

Статор ветроэлектроагрегата

Изобретение относится к ветроэнергетике, известны статоры ветроэлектрогенераторов сегментного типа. Технический результат, заключающийся в упрощении и удешевлении конструкции, а также возможности обеспечения крутки, достигается за счет того, что статор ветроэлектроагрегата, содержащий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526237
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.08.2014
№216.012.ec77

Штамп для сборки сферических запорных элементов

Изобретение относится к штампам для обработки металлов давлением и может быть использовано для штамповки сферических запорных элементов. Штамп содержит верхнюю половину с полусферической полостью, в которой соосно ее вертикальной оси установлен верхний направляющий палец, и нижнюю половину с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526343
Дата охранного документа: 20.08.2014
27.08.2014
№216.012.ee6c

Многофункциональный распределитель для управления шаговым двигателем

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах с шаговым электроприводом на базе трехфазных, четырехфазных и шестифазных шаговых двигателей. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения известных режимов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526855
Дата охранного документа: 27.08.2014
27.08.2014
№216.012.ee70

Трехтактный распределитель импульсов с автоматической коррекцией одиночных ошибок

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в дискретном электроприводе систем автоматизации технологических процессов. Технический результат заключается в расширении эксплуатационных возможностей распределителя благодаря автоматическому обнаружению, индикации и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526859
Дата охранного документа: 27.08.2014
27.08.2014
№216.012.eefb

Способ установки геометрической оси камеры жрд и компенсирующее замыкающее устройство для его реализации

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в газогидравлических магистралях жидкостных ракетных двигателей. В способе установки геометрической оси камер жидкостного ракетного двигателя в номинальном положении, основанном на исключении влияния технологических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526998
Дата охранного документа: 27.08.2014
Показаны записи 141-150 из 808.
10.06.2014
№216.012.cbd2

Камера жидкосного ракетного двигателя

Изобретение относится к области ракетной техники. Камера жидкостного ракетного двигателя содержит наружную и огневую оболочки с каналами охлаждения между ними, образованными двутавровыми проставками, на которых размещены турбулизаторы потока. Полки двутавровых проставок выполнены переменной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517949
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cbdb

Способ повышения среднетраекторного удельного импульса тяги жидкостного ракетного двигателя и жидкостный ракетный двигатель для реализации указанного способа

Изобретение относится к ракетной технике, в частности к ракетным двигателям с регулированием степени расширения сопла в полете. При работе двигателя в режиме первой ступени степень расширения продуктов сгорания компонентов топлива ограничивают диаметром подвижной внутренней цилиндрической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517958
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d0e4

Агрегат подземного ремонта скважин с непрерывной колонной гибких труб

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, а именно к устройствам для выполнения подземного ремонта скважин с использованием колонны гибких труб, и может быть использовано при разработке оборудования для выполнения внутрискважинных работ - промывка скважин, удаление гидратных и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519247
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.06.2014
№216.012.d84a

Способ перемещения снегохода

Изобретение относится к способу перемещения снегохода. Способ перемещения снегохода заключается в обеспечении взаимодействия элементов движителя с опорной поверхностью. Движитель снегохода выполнен в виде двух лыж, причем на беговой поверхности упомянутых лыж выполняют насечки, обеспечивающие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521148
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d84d

Транспортное средство для движения по снегу

Изобретение относится к транспортным средствам для движения по снегу. Транспортное средство содержит раму с опорными поверхностями, выполненными в виде рулевой лыжи и опорных лыж. На раме размещены сиденье и органы управления, механический привод транспортного средства, двигатель с цепной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521151
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d853

Снегоход

Изобретение относится к конструкции снегохода. Снегоход содержит раму с опорными поверхностями, выполненными в виде рулевой лыжи и опорных лыж. На раме размещены сиденье и органы управления, механический привод снегохода, включающий двигатель с цепной передачей, содержащей ведущую и ведомую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521157
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.07.2014
№216.012.da9c

Автомобильный генератор

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, а именно к бесконтактным синхронным генераторам индукторного типа, работающим преимущественно на выпрямительную нагрузку, применяемым в генераторных установках автотракторной техники. Технический результат,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521742
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.07.2014
№216.012.db43

Грейферная подача для перемещения деталей в прессе

Изобретение относится к грейферным транспортирующим устройствам многопозиционных процессов, преимущественно кривошипных горячештамповочных. Подача содержит неподвижное основание, грейферные захваты, механизм перемещения грейферных захватов вдоль позиций пресса, механизм их вертикального...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521909
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.07.2014
№216.012.db48

Износостойкое наноструктурное покрытие

Изобретение относится к наноэлектронике и наноэлектромеханике и может быть использовано в различных областях современной наноиндустрии, микроэлектронике, альтернативной энергетике и т.д. Износостойкое наноструктурное покрытие выполнено из нанокомпозиционного металл-керамического материала,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521914
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.07.2014
№216.012.db62

Способ струйной электрохимической обработки

Изобретение относится к струйной электрохимической обработке деталей из металлических материалов. Способ включает электрохимическую обработку металлической детали при подаче струи жидкости с пористыми токопроводящими гранулами, которые предварительно насыщают газообразными продуктами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521940
Дата охранного документа: 10.07.2014
+ добавить свой РИД