Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для мокрого пылеулавливания

Изобретение относится к химической и пищевой промышленности и может быть использовано для очистки газов от пыли в поле действия центробежных сил с использованием мокрой очистки.

Известно устройство для пылеулавливания [Патент РФ № 2366515, В04, С 5/12, опубл. 10.09.2009, БИ № 25], содержащее цилиндроконический корпус с тангенциально расположенным под углом к горизонтали входным патрубком и соосно подсоединенным к корпусу цилиндрическим выходным патрубком, расположенным в центре корпуса. Выходной патрубок снабжен расположенными на его боковой поверхности отводящими отверстиями с заборными пластинами, закрепленными на шарнире с возможностью фиксации с удаленной по ходу движения газового потока стороны отводящего отверстия. Угол отклонения заборных пластин от образующей выходного патрубка не должен превышать 90°. На выходном патрубке по винтовой линии расположены заборные пластины и отклоняющие лопасти, закрепленные на шарнире с возможностью фиксации, которые отклоняют запыленный газовый поток к стенке пылеуловителя. Длина и угол поворота отклоняющих газовый поток лопастей возрастает сверху вниз.

Недостатками данного устройства являются: сложное конструктивное исполнение, высокая стоимость аппарата, увеличение аэродинамического сопротивления и удельных энергозатрат на очистку.

Известен газоочистной аппарат [Патент РФ № 2380141, В01D 47/06, опубл. 27.01.2010, БИ № 3], содержащий вертикальный цилиндрический корпус, снабженный диспергирующим устройством для орошающей жидкости, выполненным в виде цилиндрической насадки с обтекателем и установленным под ней отражателем и шламосборником. Отражатель выполнен с возможностью перемещения. Цилиндрическая насадка выполнена из эластичного материала, один торец которой при помощи хомута закреплен на конце трубопровода, второй свободно прилегает к обтекателю.

Недостатками газоочистного аппарата являются: повышенное гидравлическое сопротивление, вызванное сужением потока газа при обтекании насадки и ее лобовым сопротивлением потоку и, как следствие, повышенные удельные энергозатраты на очистку газа; унос пыли с каплями жидкости, обусловленный большой скоростью газового потока и наличием капель малого диаметра вследствие спонтанного нестабильного диспергирования вытекающей жидкости турбулентным потоком газа; проскок неочищенных объемов газа вследствие того, что в действительности струя жидкости не перекрывает поперечное сечение вытяжной шахты, так как в этом случае либо поток газа не мог бы проходить через него, либо он двигался вместе со струей жидкости, а фактически контакт частиц пыли с каплями жидкости носит хаотический характер; повышенный расход жидкости на орошение вследствие уноса частиц капель аппарата.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является комбинированный циклон [Патент РФ № 2325234, В04С 5/12, опубл. 27.05.2008, БИ № 15], содержащий корпус, периферийный ввод газового потока, выполненный в виде тангенциального патрубка, бункер, соединенный с нижней конической частью циклона, и выходную трубу, в верхней части которой установлена по крайней мере одна форсунка, образующая факел тонкого распыла. В нижней части выходной трубы выполнены отверстия. Каждая из форсунок выполнена в виде центробежной форсунки, состоящей из корпуса с впускным отверстием, крышки, герметизирующей прокладки, размещенной между корпусом и крышкой, пружины, расположенной между крышкой и завихрителем, выполненным в виде перевернутого днищем вверх цилиндрического стакана, установленного относительно корпуса форсунки с кольцевым зазором, причем в завихрителе выполнено по меньшей мере два ряда дроссельных отверстий, а в каждом ряду выполнено по меньшей мере два равномерно расположенных по кольцевой стенке завихрителя тангенциальных дроссельных отверстий, в нижней части форсунки установлен сопловый вкладыш, выполненный в виде конической шайбы с калиброванным коническим отверстием, соосным с цилиндрической поверхностью завихрителя и с конусностью, обратной конусности конической шайбы вкладыша.

Недостатками циклона являются: снижение эффективности очистки вследствие вторичного уноса пыли с каплями жидкости, обусловленного высокой скоростью потока газов и малыми размерами капель жидкости, с которыми агрегатировались частицы пыли; повышенное аэродинамическое сопротивление, вызванное сопротивлением при отводе воздуха через отверстия в выходной трубе, обтеканием потоком воздуха отводящей трубы для шлама и, как следствие, повышенные удельные энергозатраты на очистку газа, а также необходимость дополнительного насоса с приводом для создания давления распыления 6-9 МПа; сложное конструкторское исполнение, обусловленное сложностью конструкции форсунки, усложнением конструкции выходной трубы и необходимостью существенных изменений конструкции типового циклона при модернизации.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности очистки газа от пыли, упрощение конструкции устройства, снижение удельных энергозатрат на очистку газа.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в устройстве для мокрого пылеулавливания, содержащем цилиндроконический корпус с крышкой и подводящим тангенциальным патрубком, расположенными под углом к горизонтали, выходную трубу для выхода очищенного газа, новым является то, что в подводящем патрубке в нижней его части по всей ширине выполнен желоб, в котором расположено распылительное устройство, выполненное в виде цилиндрической щетки, установленной с возможностью вращения в желобе, к которому подсоединен патрубок для подвода жидкости, при этом верхняя часть щетки, обращенная в сторону подачи пылегазового потока, снабжена отражателем капель, также выполненным по всей ширине нижней части патрубка в виде прямоугольной пластины и соединенным с желобом.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности очистки; снижении энергозатрат на распыление орошающей жидкости; меньшем расходе жидкости; повышении надежности и стабильности работы устройства.

Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг. 1 – фронтальный вид устройства, на фиг. 2 – горизонтальная проекция устройства.

Устройство для мокрого пылеулавливания содержит цилиндроконический корпус 1, снабженный крышкой 2, расположенной под углом к горизонтали, через которую пропущена выходная труба 3, выполненная коаксиально цилиндрической части корпуса 1. К верхней части корпуса присоединен подводящий патрубок 4, в нижней части которого размещена цилиндрическая щетка 5, верхняя часть которой, обращенная в сторону подачи пылегазового потока, снабжена отражателем капель 6, выполненным в виде пластины. Щетка и отражатель капель расположены по всей ширине патрубка в желобе 7, выполненном в нижней части патрубка 4. К нижней части желоба 7 присоединен патрубок 8 для подачи жидкости. В нижней части цилиндроконического корпуса 1 находится патрубок 9 для удаления образующейся суспензии пыль - жидкость.

Устройство для мокрой очистки газов работает следующим образом.

Запыленный газовый поток поступает в подводящий патрубок 4, где в поток очищаемой гетерогенной смеси газ - твердые частицы дополнительно вводится третья фаза – жидкость в виде капель, получаемых с помощью распылительного устройства, выполненного в виде вращающейся щетки 5, установленной в желобе 7 по всей ширине подводящего патрубка 4. В желоб 7 по патрубку 8 поступает жидкость для орошения; она подается таким образом, чтобы ее уровень поддерживался постоянным и находился ниже кромки желоба 7.

В подводящем патрубке капли жидкости агрегатируются с частицами пыли и между собой при соударении вследствие турбулентности потока. Благодаря этому размеры капель увеличиваются и они улавливаются более эффективно, чем мелкодисперсные частицы пыли. Щеточный распылитель создает равномерный поток капель по всему сечению подводящего патрубка, что обеспечивает эффективный контакт всех фаз в потоке тройной гетерогенной системы газ – пыль - жидкость. Щетка 6 отражает капли жидкости, выбрасываемые навстречу пылегазовому потоку, для предупреждения увеличения диаметра получаемых капель жидкости. Затем этот поток входит в корпус. Благодаря тому, что патрубок 4 расположен тангенциально к корпусу и под углом вверх по отношению к крышке 3, капли жидкости под действием центробежной силы движутся к стенкам корпуса 1, сталкиваясь во время движения с частицами пыли и агрегатируя их. Достигнув стенок капли смещаются по ним вниз в коническую часть аппарата, откуда суспензия жидкость - пыль удаляется через отводящий патрубок 8. Частицы пыли, не агрегатировавшиеся с каплями жидкости, достигают стенок аппарата, где агрегатируются со стекающей по ним пленкой жидкости и суспензии. Это исключает повторный отрыв или взвихривание частиц пыли в нижней части циклона, что существенно для мелкодисперсных частиц. В результате увеличивается эффективность очистки газа.

Предложенное устройство для мокрого пылеулавливания позволяет:

- снизить удельные энергозатраты на очистку пылегазового потока;

- повысить эффективность очистки пылегазового потока;

- упростить конструкцию устройства.