Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА ГАЗОПЫЛЕОЧИСТКИ ВОЗДУШНЫХ ВЫБРОСОВ

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является газопромыватель, известный из патента РФ №2325217 (прототип), содержащий корпус и туманообразователи.

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

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания путем увеличения степени распыла жидкости форсунками.

Это достигается тем, что в системе газопылеочистки воздушных выбросов, содержащей корпус, расположенный горизонтально и имеющий цилиндрическую форму с зоной контакта, длиной lзк, в центральной части, слева от которой, последовательно по оси корпуса, расположены, по меньшей мере, две пневматические форсунки, а в правой части корпуса, после зоны контакта, длиной lзк, расположен каплеуловитель со сливом в нижней части корпуса, причем к каждой пневматической форсунке подведены патрубки для сжатого воздуха и патрубки для воды с запорными и регулирующими вентилями, связывающими патрубки с коллекторами, соответственно расположенными в трубопроводах, подводящих воду и сжатый воздух, причем каждый из коллекторов оснащен манометрами для контроля давления воды и сжатого воздуха, каждая из пневматической форсунки содержит полый цилиндрический корпус, соединенный с соплом, в котором выполнены дроссельные отверстия, полый корпус состоит из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости, и двух, последовательно соединенных и соосных с ним, полых цилиндроконических поясов, а соосно корпусу, в его нижней части, закреплено сопло, выполненное в виде стакана, в днище которого выполнены вертикальные и наклонные дроссельные отверстия под углом 45° к оси сопла, а в цилиндрическом поясе корпуса выполнен, по крайней мере, один ряд радиальных отверстий, оси которых лежат в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, при этом количество отверстий в каждом ряду равно, по крайней мере, трем, при этом корпус и сопло образуют между собой несколько соосных внутренних камер: цилиндрические, и, расположенную между ними, коническую камеру, причем одна из цилиндрических камер служит для подвода распыляемой жидкости, а коническая камера и цилиндрическая являются расширительными камерами, а в центральной части сопла соосно ему закреплена трубка для подвода воздуха (газа), к одному из концов которой, в ее нижней части, закреплен полый диск с перфорацией, обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла, перфорация в полом диске выполнена обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла в виде винтовой канавки, образованной спиралью Архимеда, расположенной внутри полого диска, при этом к торцевой части полого цилиндроконического пояса, осесимметрично трубке для подвода воздуха, к одному из концов которой, в ее нижней части, закреплен полый диск с перфорацией, в виде винтовой канавки, образованной спиралью Архимеда, и обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла, прикреплен диффузор, а к сплошной части полого диска прикреплен полый конический обтекатель, при этом его вершина лежит в плоскости среза диффузора, с образованием выходных полостей, образованных внутренней поверхностью диффузора и внешней поверхностью обтекателя.

На фиг. 1 изображен общий вид системы газопылеочистки воздушных выбросов, на фиг. 2 - схема пневматической форсунки.

Система газопылеочистки воздушных выбросов (фиг. 1) содержит расположенный горизонтально корпус 1 цилиндрической формы с зоной контакта, длиной lзк, в центральной части, слева от которой, последовательно по оси корпуса, расположены, по меньшей мере, две пневматические форсунки 2. В правой части корпуса, после зоны контакта, длиной lзк, расположен каплеуловитель 9 со сливом 8 в нижней части корпуса. К каждой пневматической форсунке 2 подведены патрубки 3 для сжатого воздуха и патрубки 4 для воды с запорными 5 и регулирующими 6 вентилями, связывающими патрубки 3 и 4 с коллекторами 7, соответственно расположенными в трубопроводах, подводящих воду и сжатый воздух. Каждый из коллекторов 7 оснащен манометрами 10 для контроля давления воды и сжатого воздуха.

Пневматическая форсунка (фиг. 2) для распыливания жидкостей содержит полый корпус, состоящий из цилиндрической части 11 с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости, и двух, последовательно соединенных и соосных с ним, полых цилиндроконических поясов 19 и 20. Соосно корпусу, в его нижней части, закреплено сопло 12, выполненное в виде стакана, в днище которого выполнены вертикальные 18 и наклонные 17 дроссельные отверстия под углом 45° к оси сопла. В цилиндрическом поясе 19 корпуса выполнен, по крайней мере, один ряд радиальных отверстий 16, оси которых лежат в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, при этом количество отверстий в каждом ряду равно, по крайней мере, трем. Корпус и сопло образуют между собой несколько соосных внутренних камер: цилиндрические 13 и 15, и, расположенную между ними, коническую камеру 14. Цилиндрическая камера 13 служит для подвода распыляемой жидкости, коническая камера 14 и цилиндрическая 15 являются расширительными камерами.

В центральной части сопла 12, соосно ему закреплена трубка 21 для подвода воздуха (газа), к одному из концов которой, в ее нижней части, закреплен полый диск 22 с перфорацией 23, обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий 17 и 18 сопла 12.

Возможен вариант, когда перфорация 23 в полом диске 22 выполнена обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла 12 в виде винтовой канавки, образованной спиралью Архимеда 24, расположенной внутри полого диска 22.

Работа форсунки осуществляется следующим образом.

При подаче жидкости в корпус под действием перепада давления 0,4…0,8 МПа в вертикальных, наклонных и радиальных дроссельных отверстиях образуются капиллярные турбулентные потоки жидкости, устремляющиеся к выходным сечениям этих отверстий, при этом происходит образование веерообразного мелкодисперсного потока, т.е. реализуется механизм дробления капель жидкости. Такое распределение распыляемой жидкости позволяет повысить равномерность распыления жидкости над центральной частью орошаемой поверхности.

При подаче воздуха (газа) под давлением, он направляется по полости трубки 21 к полому диску 22 с перфорацией 23, и через перфорацию 23 выходит навстречу потокам жидкости, истекающей из выходных сечений дроссельных отверстий 17 и 18 сопла 12, что приводит к интенсивному дроблению взаимодействующих потоков жидкости и газа и образованию мелкодисперсного распыления.

Перфорация 23 в полом диске 22, выполненная обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла 12 в виде винтовой канавки, образованной спиралью Архимеда 24, позволяет дробить поток жидкости вихрями, исходящими из раскручивающийся винтовой канавки, образуя мелкодисперсный поток выходящей жидкости.

Возможен вариант, когда к торцевой части полого цилиндроконического пояса 19, осесимметрично трубке 21 для подвода воздуха, к одному из концов которой, в ее нижней части, закреплен полый диск 22 с перфорацией 23, в виде винтовой канавки, образованной спиралью Архимеда 24 и обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла 12, прикреплен диффузор 25, а к сплошной части полого диска 22 прикреплен полый конический обтекатель 26, при этом его вершина лежит в плоскости среза диффузора 25 с образованием выходных полостей 27, образованных внутренней поверхностью диффузора 25 и внешней поверхностью обтекателя 26.

Система газопылеочистки воздушных выбросов работает следующим образом.

Загрязненный газовый поток поступает в корпус 1 через патрубок (на чертеже не показано), расположенный слева от пневматических форсунок 2, и встречает на своем пути распыленный водовоздушный факел, имеющий направление, попутное направлению входящего потока. В зоне контакта длиной lзк водяной туман абсорбирует из воздуха растворяемые в воде газообразные вредные вещества, а в конце зоны контакта каплеуловителем 9 отделяется из воздушного потока. Капли растворов стекают с пластин каплеуловителя и удаляются в систему нейтрализации сточных вод через слив 8.

Возможен вариант акустических форсунок, применяемых для газоочистки выбросного воздуха, которые расходуют сжатого воздуха 0,6…0,8 м³/мин и воды 1,5…2,2 л/мин. Создаваемый им водяной факел позволяет устанавливать их в воздуховодах диаметром до 600 мм. Нижние рабочие давления сред: воды - 1,5 атм; сжатого воздуха - 1,5…2 атм (0,15…0,2 МПа). Сжатый воздух подается по центральному каналу, а вода - по кольцевому каналу 16. С помощью акустических форсунок 2 достигаются высокие степень дробления воды, плотность частиц в факеле водяного тумана и стабильность работы системы газоочистки. При начальной концентрации пыли 2,5×10^-3 кг/м³ степень очистки фильтров составляла 98,6%.