СКРУББЕР С ПОДВИЖНОЙ НАСАДКОЙ
SCRUBBER WITH MOVING NOZZLE

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 скруббер с подвижной насадкой, известный из патента RU №2280492 (прототип), содержащий корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство, нижнюю опорно-распределительную тарелку и верхнюю ограничительную тарелку, между которыми расположен слой насадка, и устройство для отвода шлама.
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 оросительного устройства.
Это достигается тем, что в скруббере с подвижной насадкой, содержащим корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, оросительное форсуночное устройство, нижнюю опорно-распределительную тарелку и верхнюю ограничительную тарелку, выполненные из упругих материалов с установленными на них вибраторами, между которыми расположен слой насадка, брызгоуловитель и устройство для отвода шлама, причем насадка выполнена в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка, или в виде винтовой линии, образованной на сферической поверхности, и имеющей в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа круга, многоугольника, «седла Берля» или седла «Италлокс», или в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, или в виде винтовой линии, образованной на цилиндрической поверхности, и имеющей в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа круга, многоугольника, «седла Берля» или седла «Италлокс», оросительное форсуночное устройство выполнено в виде центробежной форсунки для распыливания жидкостей.
На фиг.1 изображен скруббер с подвижной насадкой, на фиг.2 - насадка в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка, на фиг.3 - насадка в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, на фиг.4 - насадка в виде «седла Берля» или седла «Италлокс», на фиг.5 - общий вид форсунки для распыливания жидкостей.
Скруббер с подвижной насадкой содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 соответственно для запыленного и очищенного газа. оросительное устройство 7, нижнюю опорно-распределительную тарелку 4 и верхнюю ограничительную тарелку 6, между которыми расположен слой насадка 5, брызгоуловитель 9 и устройство для отвода шлама 8 (фиг.1). Нижняя 4 опорно-распределительная и верхняя 6 ограничительная тарелки и насадка 5 выполнены из упругих материалов. На нижней опорно-распределительной, тарелке 4 может быть установлен вибратор (на чертеже не показано). На верхней ограничительной тарелке 6 может быть установлен вибратор (на чертеже не показано). На нижней 4 опорно-распределительной и верхней 6 ограничительной тарелках может быть установлено по вибратору (на чертеже не показано).
Насадка 5 выполнена в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка (фиг.2) или в виде винтовой линии, образованной на сферической поверхности, и имеющей в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа круга, многоугольника, «седла Берля» или седла «Италлокс» (фиг.4).
Центробежная вихревая форсунка (фиг.5) включает в свой состав корпус 10, который выполнен в виде подводящего штуцера с отверстием 17 для подвода жидкости из магистрали, и соосно соединенной с ним цилиндрической гильзой 11 с внешней резьбой 12. Соосно корпусу 10, в его нижней части подсоединено посредством гильзы 13 с внутренней резьбой сопло 14, выполненное в виде центробежного завихрителя 15 потока жидкости в виде глухой цилиндрической вставки 21 с.по крайней мере тремя, тангенциальными вводами 22 в виде цилиндрических отверстий. Гильза 13 является частью сопла 14 и установлена коаксиально и соосно по отношению к центробежному завихрителю 15.
В торцевой поверхности центробежного завихрителя 15 выполнены последовательно соединенные, соосные между собой и корпусом 10 осевые коническое 19 и цилиндрическое 20 дроссельные отверстия. Центробежный завихритель 15 установлен в цилиндрической камере 18 корпуса с образованием кольцевой цилиндрической камеры 16 для подвода жидкости к тангенциальным вводам 22 центробежного завихрителя 15 и соединен с тремя камерами, установленными последовательно и соосно ему: конической 23, цилиндрической 24, диффузорной выходной камерой 25, причем камеры установлены таким образом, что выход одной камеры является входом для другой. Тангенциальные вводы 22 выполнены в виде каналов, тангенциально расположенных к внутренней поверхности вставки 21.
Брызгоуловитель 9 выполнен в виде концентрично расположенных цилиндрических колец толщиной 1..2 мм, и с расстоянием между ними 3…4 мм. Брызгоуловитель выполнен в виде концентрично расположенных колец, имеющих в сечении, проходящем через ось кольца, зигзагообразный профиль, например синусоидальный, причем толщина колец 1…2 мм, а расстояние между ними 3…4 мм. Брызгоуловитель выполнен в виде концентрично расположенных колец, имеющих в сечении, проходящем через ось кольца, профиль, состоящий из последовательно соединенных кругов, причем толщина колец по максимальной толщине 3…4 мм, а расстояние между ними 4…5 мм (на чертеже не показано).
Скруббер с подвижной насадкой работает следующим образом.
Запыленный газовый поток поступает в корпус 1, через ввод запыленного газового потока 2, и встречает на своем пути завесу из насадки 5, которая смачивается водой или другим абсорбентом из оросительного устройства 7. Для удаления шлама применено устройство 8 для удаления шлама в виде канала в днище корпуса или отдельного механизма. Для обеспечении свободного перемещения насадки 5 в газожидкостной смеси ее плотность не должна превышать плотности жидкости. Процесс пылеулавливания протекает в оптимальном гидродинамическом режиме газопромывателя, характеризующимся режимом полного развитого псевдоожижения. Для интенсификации гидродинамического режима на нижней опорно-распределительной тарелке 4 может быть установлен вибратор (на чертеже не показан), или верхней ограничительной тарелке 6 может быть установлен вибратор (на чертеже не показан), или одновременно на нижней 4 опорно-распределительной и верхней 6 ограничительной тарелках может быть установлено по вибратору (на чертеже не показаны). Это позволит скрубберу перейти в режим вибропсевдоожиженного слоя, при котором увеличится эффективность взаимодействия насадка 5, орошаемого жидкостью, с газовой фазой, а, следовательно, и увеличит эффективность работы аппарата в целом. Выполнение насадки 5, нижней 4 опорно-распределительной и верхней 6 ограничительной тарелок из упругого материала позволит при определенных условиях создавать режим колебаний или автоколебаний, который также будет способствовать увеличению эффективности взаимодействия насадка 5 с орошаемой жидкостью.
Центробежная вихревая форсунка работает следующим образом. В полости вставки 21, выполняющего функцию центробежного завихрителя 15 жидкости, происходит формирование вихря, который закручивает струю жидкости, истекающую из цилиндрического 20 дроссельного отверстия.
Закрученный поток жидкости в полости вставки 21 образуется за счет смешения струй, истекающих из тангенциально направленных каналов 22. На выходе из полости вставки 21 формируется поток жидкости, характеризующийся постоянной тангенциальной скоростью. При этом угловая скорость закрученного потока жидкости в канале сопла 14 распылителя определяет величину угла распыла генерируемого газокапельного потока.
Величина тангенциальной скорости в полости вставки 21 зависит от соотношения общей площади поперечного сечения тангенциальных каналов 22 и площади сечения осевого цилиндрического 20 дроссельного отверстия. Сформированный в центробежном завихрителе 15 закрученный поток жидкости поступает во входное отверстие конической камеры 23. При прохождении участков 24 и 25 формируется ускоренный поток жидкости. Интенсивное образование кавитационных пузырьков в закрученном потоке жидкости происходит в диффузорной выходной камере 25.
Сруббер 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 абсорбции насадочных газопромывателей. Эффективность предлагаемой конструкции насадочного скруббера увеличивается за счет большей поверхности взаимодействия насадка в вышеуказанных процессах, а также оптимизации гидродинамической обстановки, и составляет при улавливании пылевых частиц размером больше 2 мкм порядка 97%.