ВОДОВОЗДУШНЫЙ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ
WATER-TO-AIR DUST SEPARATOR

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим очистку загрязненного воздушного и газового потоков и может быть использовано в энергетической, химической, машиностроительной и других отраслях промышленности, где есть пыле-золо-газовые выбросы в атмосферу.
Известен водовоздушный эжектор-пылеуловитель (А.С. 1167358, E21F 5/20, 19.12.1883 г., опуб. БИ №26. 15.07.1985), состоящий из корпуса коробчатой формы, эжектирующей форсунки, шламоуловителя с расположенными в нем пластинами, изогнутыми таким образом, что образуют двугранный угол, при этом выходные кромки пластин шламоуловителя размещены вертикально.
Этот пылеуловитель отличается высокой степенью очистки загрязненного воздушного потока, но он не может быть использован для очистки газовых потоков больших объемов, а также они сложны в техническом обслуживании, т.к. требуется частая и сложная очистка днища шламоуловителя от нестекшего и затвердевшего шлама.
3
Перед авторами стояла задача создания универсального водовоздушного пылеуловителя, пригодного для очистки загрязненных воздушных и газовых потоков производительностью до 300000 м/ч и более, несложного в техническом обслуживании при сохранении высокой степени очистки (98-99%).
Эта задача достигается тем, что водовоздушный пылеуловитель, состоящий из корпуса, форсунки, шламоуловителя с установленными в нем изогнутыми зигзагообразными пластинами с образованием двугранных углов и шламоотвода, дополнительно снабжен сетчатым распылителем в виде усеченной прямоугольной пирамиды. Установлен сетчатый распылитель на расстоянии 25-30 см от форсунки, а нижнее основание соответствует форме и размеру входа в шламоуловитель. Установленные в шламоуловителе зигзагообразные пластины в местах изгиба образуют двугранный угол 120° и изогнуты в четырех местах, а на внешних сторонах углов имеются козырьки, заточенные «под нож», шириной 0,05-0,10 от расстояния между пластинами на всю высоту пластин. Расстояние между пластинами 7-14 см. Для отвода шлама на каркасе шламоуловителя закреплен шламоотвод в виде усеченной четырехгранной пирамиды, причем угол наклона граней не менее 60° для обеспечения свободного стекания уловленного шлама.
Сущность изобретения состоит в том, что наличие в корпусе сетчатого распылителя с размером ячеек 8-10 мм увеличивает дисперсность распыляемой форсункой воды, повышая тем самым улавливание пылевых частиц распыленной водой.
За счет разделения водовоздушного потока в пылеуловителе на самостоятельные потоки, образованные зигзагообразными пластинами, изогнутыми под углом 120°, усиливается турбулизация потоков, каждая плоская струя потока перемешивает сама себя в своем же канале.
Размер угла, взятый равным 120°, определен экспериментально и обоснован тем, что согласно законам аэродинамики в газовом потоке наиболее эффективно частицы прилипают к вертикальной плоскости, если она находится под углом 30° к направлению движения потока, обеспечивая оптимальные условия каплеулавливания и стекания.
Наличие заточенных «под нож» козырьков на одной из внешних сторон двугранных углов по направлению потока способствует активному сбрасыванию в поток и распылению в нем части капель шлама, уловленного вертикальными стенками в процессе работы пылеуловителя. Ширина козырьков 0,05-0,10 от расстояния между пластинами выбрана экспериментально. При ширине меньше 0,05 снижается степень улавливания пылевоздушной смеси, при ширине более 0,10 происходит срыв шлама с козырьков и его унос потоком в дымоход из-за возрастания скорости потока, перекрываемого таким широким козырьком, шлам не успевает стекать в бункер и оседает в дымоходе.
Зигзагообразные пластины установлены на горизонтальных прутьях шламоуловителя, что обеспечивает свободное стекание шлама в шламоотвод. Количество зигзагообразных пластин зависит от размеров шламоуловителя. Расстояние между пластинами составляет 7-14 см. При расстоянии меньше 7 см возрастает аэродинамическое сопротивление, возрастает скорость потока, происходит унос частичек шлама в дымоход, шлам не попадает в шламоотвод. При расстоянии более 14 см происходит проскок водовоздушной смеси и снижается степень очистки.
Число изгибов пластин определялось экспериментально. При числе изгибов менее
4-х очистка загрязненного воздушного потока недостаточна. Если изгибов 5 и более - повышается аэродинамическое сопротивление, скорость потока возрастает, происходит унос частичек шлама в дымоход, шлам не попадает в шламоотвод. Таким образом, считаем оптимальным число изгибов - 4.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 представлен общий вид водовоздушного пылеуловителя. На фиг.2 - вид сверху в разрезе. На фиг.3 показаны зигзагообразные пластины с козырьками.
Водовоздушный пылеуоловитель (фиг.1) состоит из корпуса 1, в котором размещена форсунка 2, многощелевой шламоуловитель 3. На расстоянии 25-30 см от форсунки в корпусе установлен сетчатый распылитель 4, выполненный в виде усеченной четырехгранной пирамиды с прямоугольными нижним 5 и верхним 6 основаниями. Нижнее основание 5 соответствует по форме и размерам входу в шламоуловитель 3. Шламоуловитель 3 снабжен зигзагообразными пластинами 7, установленными вертикально на горзонтальных прутьях 8. Зигзагообразные пластины расположены параллельно друг другу на одинаковом расстоянии (7-14 см) и так, что вершины углов находятся в одной плоскости. Зигзагообразные пластины изогнуты под углом 120°, образуя двугранный угол. На каждом из двугранных углов со стороны движения воздушно-водяного потока имеются заточенные «под нож» козырьки 9 шириной 0,05-0,10 от расстояния между пластинами. Пластины изготовлены из листовой стали толщиной 1-2 мм желательно с антикоррозионным покрытием. Для улавливания шлама пылеуловитель имеет шламоотвод 10, выполненный в виде усеченной пирамиды, расположенной непосредственно под шламоуловителем 3.
Стенки шламоотвода 10 наклонены к его основанию под углом 60° для обеспечения свободного стекания отработанного шлама.
Работает предлагаемый водовоздушный пылеуловитель следующим образом.
Загрязненный воздушный поток засасывается дымососом (не показан) в корпус 1, где орошается водой из форсунки 2, образовавшиеся водовоздушные капли доизмельчаются сетчатым распылителем 4 и далее капли образовавшегося шлама и водяного тумана попадают в шламоуловитель 3, где происходит окончательная очистка потока. При этом часть шлама оседает на пластинах и стекает в бункер, а часть, сорванная с заточенных краев козырьков 9, вновь распыляется в потоке, участвуя повторно в процессе промывки газа. Очищенный газ с помощью дымососа выбрасывается в атмосферу.
3
Совокупность таких признаков изобретения, как установка сетчатого распылителя, изгиб пластин с образованием двугранного угла 120°, наличие козырьков, заточенных «под нож», способствуют повышению турбулизации загрязненного водовоздушного потока, что дает возможность использовать предлагаемый водовоздушный пылеуловитель для очистки загрязненных воздушных потоков объемом до 300000 м/ч и более.
Выполнение шламоотвода для приема уловленного шлама в виде усеченной пирамиды с углами наклона граней не менее 60° способствует свободному стоку частичек шлама, упрощает очистку шламоотвода.
3
Считаем, что поставленная задача решена полностью. Предлагаемый нами водовоздушный пылеуловитель способен очищать загрязненные воздушные и газовые потоки объемами до 300000 м/ч и более со степенью очистки 98-99%. Он прост в техническом обслуживании (упрощено удаление шлама).
Проведенный патентный и научно-технический поиск показал наличие всех признаков, необходимых для признания предлагаемого нами устройства изобретением и защиты его патентом РФ.