ГИДРОЗОЛОУЛОВИТЕЛЬ-ТЕПЛОУТИЛИЗАТОР
HYDRAULIC ASH TRAP-HEAT RECOVERY UNIT

Изобретение относится к золоуловителям и может быть использовано на тепловых электрических станциях.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является золоуловитель по а.с. СССР №435442, С02В 1/10 от 04.07.72., содержащий входной патрубок, корпус, выходной патрубок, бункер, оросительные и распылительные сопла (прототип).
Недостатком золоуловителя является сравнительно невысокая степень ресурсосбережения и очистки дымовых газов.
Технический результат - повышение эффективности ресурсосбережения и очистки дымовых газов путем увеличения поверхности распыла за счет применения вихревой форсунки.
Это достигается тем, что в гидрозолоуловителе-теплоутилизаторе, содержащем входной патрубок, корпус, выходной патрубок, осадительную камеру, осадительная камера заполнена водой до уровня разделительной перегородки, погруженной в камеру, а нижняя часть разделительной перегородки имеет продольные пазы с постоянным шагом, при этом входной газоход снабжен оросителем воды в виде коллектора с центробежными форсунками, вода в который под давлением поступает через трубопровод от винтового насоса, соединенного с баком для сбора воды, поступающей от переливного окна с регулируемым шибером через сливной патрубок, при этом под нижней частью разделительной перегородки размещен теплообменный аппарат в виде трубчатого змеевика, имеющего вход для холодной воды и выход для горячей воды, при этом габаритные размеры теплообменного аппарата совпадают с размерами сечения камеры 1 в плоскости, перпендикулярной перегородке, а форсунка содержит корпус с камерой, в которую запрессован шнек, причем в днище корпуса выполнено дроссельное отверстие, а в верхней части размещен штуцер с цилиндрическим отверстием, диффузором и прокладкой, а внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, направление которой совпадает с направлением внешней винтовой нарезки шнека, а над дроссельным отверстием расположена коническая камера смешения для формирования суммарного мелкодисперсного вращающегося потока.
На фиг.1 изображена схема гидрозолоуловителя-теплоутилизатора, на фиг.2 - фронтальный разрез вихревой форсунки для распыливания жидкости.
Гидрозолоуловитель-теплоутилизатор содержит осадительную камеру 1 (фиг.1), заполненную водой до уровня разделительной перегородки 2, погруженной в камеру 1. Нижняя часть разделительной перегородки 2, погруженная в камеру 1, имеет продольные пазы с постоянным шагом. Входной газоход 3 устройства снабжен оросителем воды в виде коллектора 12 с центробежными форсунками 13, вода в который под давлением поступает через трубопровод 11 от винтового насоса 10, соединенного с баком 9 для сбора воды, поступающей от переливного окна с регулируемым шибером (на чертеже не показано) через сливной патрубок 8.
Под нижней частью разделительной перегородки 2, погруженной в камеру 1, которая имеет продольные пазы с постоянным шагом, размещен теплообменный аппарат в виде трубчатого змеевика 5, имеющего вход 7 для холодной воды и выход 6 для горячей воды. Причем габаритные размеры теплообменного аппарата совпадают с размерами сечения камеры 1 в плоскости, перпендикулярной перегородке 2.
Для повышения эффективности улавливания мельчайших частиц золы в осадительной камере 1, заполненной водой, в систему циркуляции воды добавляют пеноактивные вещества, которые способствуют образованию пены и более интенсивному улавливанию частиц золы. Теплоту отходящих дымовых газов поглощает теплообменный аппарат 5.
Коллектор 12 выполнен с вихревыми форсунками (фиг.2), которые служат для увеличения поверхности распыла. Вихревая форсунка состоит из корпуса 16, внутри которого расположен шнек 14, запрессованный в корпус 16. Внешняя поверхность шнека 14 представляет собой винтовую канавку с правой (или левой) нарезкой. Внутри шнека 14 выполнено отверстие 15 с левой (или правой) винтовой нарезкой. В днище корпуса 16 выполнено дроссельное отверстие 17, ось которого совпадает с осью отверстия 15 в шнеке 14. Между нижним торцем шнека 14 и срезом дроссельного отверстия 17 расположена коническая камера смешения 18. Подача раствора (жидкости) осуществляется через штуцер 20, закрепленный в верхней части корпуса 16 через герметизирующую прокладку 19. Внутри штуцера 20 выполнено цилиндрическое отверстие, переходящее в диффузор 22, который соединен с цилиндрической камерой 23, выполненной в корпусе 16, в которую запрессован шнек 14.
Гидрозолоуловитель-теплоутилизатор работает следующим образом.
Горячие загрязненные частицами золы газы поступают в камеру 1 через входной газоход 3, который снабжен оросителем воды в виде коллектора 12 с центробежными форсунками 13, вода в который под давлением поступает через трубопровод 11 от винтового насоса 10, соединенного с баком 9 для сбора воды, поступающей от переливного окна с регулируемым шибером (на чертеже не показано) через сливной патрубок 8.
Огибая перегородку 2 под углом 180°С и проходя сквозь тонкий слой воды, дымовые газы очищаются от твердых частиц золы и охлажденные до температуры 80÷100°С выводятся через выходной газоход 4. Нагреваемая в трубчатом змеевике 5 вода подается насосом через вывод 6 к потребителям горячей технологической воды. Накапливаемый в днище камеры 1 шлам периодически выгружается через бункер-накопитель (на чертеже не показано).
Вихревая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.
Жидкость подается по цилиндрическому отверстию 21 в диффузор 22, а из него - в камеру 23, из которой под давлением поступает одновременно по двум направлениям: во-первых, в винтовую внешнюю полость шнека 14, и, во-вторых, - в отверстие 15 с винтовой нарезкой. Вращающийся поток жидкости из винтовой внешней полости шнека 14 поступает в камеру смешения 18. С другой стороны, в камеру 18 поступает жидкость из отверстия 15 с винтовой нарезкой, совершая вращение в сторону, противоположную внешнему потоку, идущему по шнеку 14, либо совершая попутное (одинаковое) вращение. При взаимодействии вращающихся потоков в камере 18 происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет их соударения в попутных или противоположно вращающихся потоках жидкости (внешнего и внутреннего). Суммарный мелкодисперсный вращающийся поток выходит через дроссельное отверстие 17, причем направление его вращения определяется гидравлическим сопротивлением соответственно внешней или внутренней винтовых полостей и канавок шнека 14. Шнек 14 форсунки может быть выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира. При среднем диаметре дроссельного отверстия 17, находящемся в диапазоне 2,5…3,5 мм, и давлении подаваемой через цилиндрическое отверстие 21 жидкости под давлением 6…9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.