×
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 151-160 из 713.
10.09.2014
№216.012.f197

Способ испытания на коррозионную стойкость интегральных схем

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам испытаний интегральных схем (ИС) на коррозионную стойкость. Сущность: перед испытанием ИС проводят проверку внешнего вида, электрических параметров и проверку герметичности, нагревают до температуры плюс 125°С со скоростью не более...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527669
Дата охранного документа: 10.09.2014
10.09.2014
№216.012.f199

Способ испытания листовых материалов на растяжение

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при определении характеристик механических свойств листовых материалов в условиях одноосного растяжения в машиностроении, автомобилестроении, авиастроении и других отраслях промышленности. Сущность: образец прямоугольной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527671
Дата охранного документа: 10.09.2014
10.09.2014
№216.012.f22f

Ротор ветроэлектрогенератора

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к роторам ветроэлектрогенераторов сегментного типа. В роторе ветроэлектрогенератора, содержащем ступицу, лопасти, дугообразные элементы и магнитопроводы, согласно изобретению магнитопроводы выполнены в виде отрезков труб, внутри...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527821
Дата охранного документа: 10.09.2014
10.09.2014
№216.012.f302

Способ изготовления чувствительного элемента датчиков газов с углеродными нанотрубками

Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано для контроля токсичных и взрывоопасных газов и в тех областях науки и техники, где необходим анализ газовых сред. Полупроводниковый чувствительный элемент согласно изобретению представляет собой изолирующую подложку с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528032
Дата охранного документа: 10.09.2014
20.09.2014
№216.012.f486

Четырех-восьмитактное устройство для управления четырехфазным шаговым двигателем

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах автоматизации технологических процессов с дискретным электроприводом на базе четырехфазных шаговых двигателей. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения известных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528431
Дата охранного документа: 20.09.2014
27.09.2014
№216.012.f91b

Тракт испарителя криогенной жидкости

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в криогенной технике для испарения газообразных сред, в ракетно-космической технике и т. д. Тракт подачи криогенного компонента включает, как минимум, две двухслойные оболочки, наружную и внутреннюю, образующие кольцевую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529608
Дата охранного документа: 27.09.2014
27.09.2014
№216.012.f93e

Индукторная электрическая машина

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к бесконтактным синхронным генераторам индукторного типа, работающим преимущественно на выпрямительную нагрузку, применяемым, например, в генераторных установках автотракторной техники. Изобретение направлено на преодоление невозможности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529643
Дата охранного документа: 27.09.2014
27.09.2014
№216.012.f941

Машина индукторная

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к бесконтактным синхронным генераторам индукторного типа, работающим преимущественно на выпрямительную нагрузку, применяемым, например, в генераторных установках автотракторной техники. Изобретение направлено на преодоление невозможности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529646
Дата охранного документа: 27.09.2014
27.09.2014
№216.012.f95c

Устройство трехмерного сканирования электромагнитных излучений в ближнем поле электронных средств

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство трехмерного сканирования электромагнитных излучений в ближнем поле электронных средств и может быть использовано для измерения напряженности электромагнитного поля при проведении испытаний, диагностики и тестирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529673
Дата охранного документа: 27.09.2014
27.09.2014
№216.012.f95e

Способ разделения интегральных схем "по надежности"

Изобретение относится к контролю качества и надежности интегральных схем (ИС), как логических, так и аналоговых, и может быть использовано как в процессе производства, так и при входном контроле на предприятиях-изготовителях радиоэлектронной аппаратуры. Сущность: на представительной выборке ИС...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529675
Дата охранного документа: 27.09.2014
Показаны записи 151-160 из 808.
10.07.2014
№216.012.db63

Способ магнитно-импульсной обработки деталей

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при стабилизации геометрии деталей за счет выравнивания остаточных напряжений в их поверхностном слое, в том числе при сложной форме участка обработки. Способ включает обработку детали импульсами тока, осуществляемую индуктором с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521941
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.07.2014
№216.012.dbc5

Цифровой демодулятор сигналов с частотной модуляцией

Цифровой демодулятор сигналов с частотной модуляцией относится к области радиотехники и может быть использован в устройствах приема дискретной и аналоговой информации для цифровой демодуляции сигналов с частотной модуляцией или манипуляцией (ЧМ). Достигаемый технический результат - обеспечение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522039
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.07.2014
№216.012.dbd4

Мобильный модуль автоматизированной клепки панелей

Изобретение относится к области авиастроения и может быть применено для клепки панелей в сборочных приспособлениях. Мобильный модуль содержит гидропресс, стержень-ловитель и расклепывающее устройство. Также он снабжен блоком перемещения гидропресса, соединенным с ним посредством тросовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522054
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.07.2014
№216.012.dc0b

Агрегат для спуска и подъема непрерывных стальных 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: 0002522109
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.07.2014
№216.012.dc30

Способ выравнивания температурного поля в газотурбинных устройствах

Способ может быть использован в энергетике, а именно в газоперекачивающих агрегатах материальных газопроводов, автономных электростанциях и других энергоустановках, содержащих газотурбинный привод, работающий на природном газе. В данном способе топливо к отдельным горелкам подается с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522146
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.07.2014
№216.012.dc33

Электропривод вентилятора градирни

Изобретение относится к области теплоэнергетики и направлено на осуществление плавного регулирования скорости вращения вентилятора градирни с одновременным изменением углов наклона лопастей для повышения надежности и увеличения срока службы электропривода вентилятора принудительного охлаждения....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522149
Дата охранного документа: 10.07.2014
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
10.07.2014
№216.012.dcfb

Ветроколесо ветроэлектрогенератора

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроколесам ветросиловых и ветроэлектроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения, преимущественно предназначенным для работы с электрогенераторами сегментного типа. Ветроколесо содержит ступицу, соединенную с основной монолитной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522349
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
+ добавить свой РИД