Результат интеллектуальной деятельности: ГАЗОПРОМЫВАТЕЛЬ

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

Известен газопромыватель из книги А.А. Русанова. Справочник по пыле- и золоулавливанию. М., - Энергоатомиздат, - 1983 г., стр. 103, рис. 4.21 (аналог), содержащий корпус, состоящий из верхней и нижней секций, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, брызгоуловитель с центробежным завихрителем и патрубком для отвода жидкости из брызгоуловителя, оросительное устройство, тарелки со стабилизатором, форсунку для периодического орошения завихрителя и шламосборник.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является газопромыватель по патенту РФ №2286830 (прототип), содержащий корпус, состоящий из верхней и нижней секций, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, брызгоуловитель с центробежным завихрителем и патрубком для отвода жидкости из брызгоуловителя, оросительное устройство, тарелки со стабилизатором, форсунку для периодического орошения завихрителя и шламосборник.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания.

Это достигается тем, что в газопромывателе, содержащим корпус, состоящий из верхней и нижней секций, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, брызгоуловитель с центробежным завихрителем и патрубком для отвода жидкости из брызгоуловителя, оросительное устройство, тарелки со стабилизатором, форсунку для периодического орошения завихрителя и шламосборник, по крайней мере на одной тарелке дополнительно установлен вибратор, причем вибратор выполнен по форме периферийной части тарелок и закреплен непосредственно на тарелках или вибратор выполнен по форме центральной части тарелок и закреплен непосредственно на тарелках, причем вибратор закреплен непосредственно на корпусе в том месте, где расположены тарелки, и выполнен по форме тороидальным. Ячейки стабилизатора выполнены квадратными, а отношение высоты стабилизатора h_c к ширине ячейки b_с находится в оптимальном интервале величин: h_c/b_c=1,5…1,8, а тарелки выполнены дырчатыми с отношением толщины тарелки h_т к диаметру отверстий d_о, находящимся в оптимальном интервале величин: h_т/d_о=0,5…1,5 или тарелки выполнены щелевыми с отношением толщины тарелки h_т к ширине щелей b_o, находящимся в оптимальном интервале величин: h_т/b_о=0,8…1,5, а отношение высоты корпуса Н к диаметру D находится в оптимальном интервале величин: Н/D=4,0…6,5, причем отношение диаметра корпуса D к диаметру брызгоуловителя D₁ находится в оптимальном интервале величин: D/D₁=1,2…1,25, причем отношение диаметра корпуса D к диаметрам входного и выходного патрубков D₂ находится в оптимальном интервале величин: D/D₂=2,0…2,5.

На фиг. 1 изображен общий вид газопромывателя, на фиг. 2, 3 - вариант оросительного устройства 9.

Газопромыватель содержит корпус, состоящий из верхней 4, средней 5 и нижней 7 секций, патрубок 12 для ввода запыленного газа, патрубок 13 для выхода очищенного газа, брызгоуловитель 1 с центробежным завихрителем 2 и патрубком 3 для отвода жидкости из брызгоуловителя, оросительное устройство 9, тарелки 8 со стабилизатором 6, форсунку 10 для периодического орошения завихрителя и шламосборник 14, причем по крайней мере на одной из тарелок 8, дополнительно установлен вибратор 11. Вибратор 11 может быть выполнен по форме периферийной части тарелок (на чертеже не показано) и закреплен непосредственно на тарелках или по форме центральной части тарелок 8 (на чертеже не показано) и закреплен непосредственно на тарелках. Кроме того, вибратор 11 может быть закреплен непосредственно на корпусе в том месте, где расположены тарелки 8 и выполнен по форме тороидальным. Ячейки стабилизатора 6 могут быть выполнены квадратными, а отношение высоты стабилизатора h_c к ширине ячейки b_с находится в оптимальном интервале величин: h_c/b_c=1,5…1,8. Тарелки 8 могут быть выполнены дырчатыми с отношением толщины тарелки h_т к диаметру отверстий d_o, находящимся в оптимальном интервале величин: h_т/d_о=0,5…1,5. Тарелки 8 могут быть выполнены щелевыми с отношением толщины тарелки h_т к ширине щелей b_o, находящимся в оптимальном интервале величин: h_т/b_o=0,8…1,5. Отношение высоты корпуса Н к диаметру D, находится в оптимальном интервале величин: Н/D=4,0…6,5. Отношение диаметра корпуса D к диаметру брызгоуловителя D₁, находится в оптимальном интервале величин: D/D₁=1,2…1,25. Отношение диаметра корпуса D к диаметрам входного и выходного патрубков D₂, находится в оптимальном интервале величин: D/D₂=2,0…2,5.

На фиг. 2 представлена схема вихревой форсунки, на фиг. 3 - вариант выполнения тела вращения 24 с резонансными выемками.

Вихревая форсунка включает в свой состав корпус 11, который выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием 13, и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой 12 с внутренней резьбой 15. В цилиндрической гильзе 12 расположена расширительная камера 14, соосная корпусу. При этом соосно корпусу, в его нижней части подсоединено к гильзе 12 посредством резьбы 15 сопло 16, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище 17 которого выполнен турбулентный завихритель потока жидкости с по крайней мере двумя, наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 19 и 20, расположенных в торцевой поверхности сопла 16, образованной его днищем 17. В торцевой поверхности сопла 16 также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие 18, соединенное со смесительной камерой 21 сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой 22. Причем эффективные площади проходных сечений наклонных цилиндрических отверстий 19 и 20, взятые в совокупности, и центрального отверстия 18 равны между собой.

В выходной диффузорной камере установлен рассекатель, выполненный в виде по крайней мере трех спиц 23, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры 22, перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим - в поверхности тела вращения 24, например шара, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры 22, а само тело вращения 24 расположено в нижней части, за срезом диффузорной выходной камеры.

Возможен вариант, когда поверхность тела вращения 24, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры 22, а само тело вращения 24 расположено в нижней части, за срезом диффузорной выходной камеры, выполнена в виде эллипсоида, малая ось которого осесимметрична оси диффузорной выходной камеры 22 (на чертеже не показано).

Возможен вариант, когда к торцевой поверхности цилиндрической гильзы 12, соосной с корпусом 11, соосно диффузорной камере 22, прикреплен диффузор 25, поверхность среза которого лежит в плоскости, находящейся ниже поверхности тела вращения 24 рассекателя.

Возможен вариант, когда рассекатель выполнен в виде двух спиц 23, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры 22, перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим - на оси 26, на которой, с возможностью вращения, установлено тело вращения 24, выполненное в виде шара, центр которого лежит на оси диффузорной выходной камеры 22.

Возможен вариант, когда поверхность тела вращения 24, выполненного в виде шара, установленного на оси 26, с возможностью вращения, выполнена перфорированной.

Возможен вариант, когда к поверхности тела вращения 24, выполненного в виде шара, установленного на оси 26, с возможностью вращения, установлены элементы, осуществляющие его вращение, например в виде отрезков винтовых лопастей (на чертеже не показано).

Возможен вариант, когда на внутренней поверхности центрального цилиндрического дроссельного отверстия 18, расположенного в торцевой поверхности сопла 16, выполнены винтовые канавки для осуществления дополнительного закручивания потока жидкости (на чертеже не показано).

Вихревая форсунка работает следующим образом.

Распыляемая жидкость поступает в корпус 11 через центральное отверстие 13, затем в расширительную камеру 14, соосную корпусу 11. После камеры 14 жидкость направляется к соплу 16, где распределяется по нескольким направлениям: первое - по центральному цилиндрическому дроссельному отверстию 18 в смесительную камеру 21, а второе - в турбулентный завихритель потока жидкости с наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 19 и 20, также соединенных со смесительной камерой 12 сопла, где при взаимодействии этих встречающихся потоков происходит их дробление с образованием турбулентного потока, направляющегося к диффузорной выходной камере 22, где происходит дополнительное дробление капель жидкости при их столкновении друг с другом за счет расширяющегося турбулентного потока жидкости.

В выходной диффузорной камере 22 происходит столкновение выходного вихревого потока с рассекателем, его спицами 23, и поверхностью тела вращения 24, что приводит к дополнительному дроблению капель жидкости, образованию тонкораспыленных струй.

Возможен вариант, когда в теле вращения 24, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры 22, а само тело вращения 24 расположено в нижней части, за срезом диффузорной выходной камеры, выполнены резонансные выемки 27 по форме в виде цилиндрической поверхности разного диаметра и длины, выполняющие функции резонаторов Гельмгольца, размеры которых определяются необходимой частотой пульсации потока жидкости (фиг. 3) для увеличения мелкодисперсности распыляемого факела.

Газопромыватель работает следующим образом.

Запыленный газовый поток поступает в корпус через ввод запыленного газового потока 12 и встречает на своем пути тарелку 8, затем газы проходят через слой жидкости в виде пузырьков (пены), на поверхности которых и происходит осаждение частиц пыли. Аппарат работает в режиме мокрого пылеуловителя с провальной тарелкой, что уменьшает вероятность забивания отверстий тарелки 8 пылью, поскольку подвод газов в зону контакта с жидкостью и отвод из этой зоны осуществляются через одни и те же дырчатые или щелевые отверстия тарелок 8. Образование газожидкостной взвеси (пены) дополнительно усиливается созданием виброкипящего слоя в верхних слоях жидкости, расположенной на тарелках 8, за счет применения вибратора 11, что приводит к более интенсивному взаимодействию потоков газа и жидкости. Затем осуществляется выход газожидкостной взвеси через сепаратор жидкой фазы, выполненный в виде брызгоуловителя 1 с центробежным завихрителем 2 и патрубком 3 для отвода жидкости из брызгоуловителя. Отвод шлама осуществляется через шламосборник 14.

Предлагаемый аппарат может быть применен для очистки от тонкой фракции пыли и увлажнения воздуха в вентиляционных установках и установках кондиционирования воздуха, а также при улавливании туманов, хорошо растворимой пыли, а также при совместном протекании процессов пылеулавливании, охлаждения газов и их абсорбции. Эффективность предлагаемой конструкции аппарата увеличивается за счет большей поверхности газожидкостной взвеси, путем применения вибропсевдоожиженного слоя в жидкости и составляет в вышеуказанных процессах и при улавливании пылевых частиц размером больше 5 мкм порядка 92%…95%.