КОНИЧЕСКИЙ ФОРСУНОЧНЫЙ СКРУББЕР
CONICAL JET SCRUBBER

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 по патенту РФ №2324256 (прототип), содержащий корпус, состоящий из цилиндрической части, конической части, нижняя часть которой соединена с цилиндрической частью и коническим шламосборником, патрубки соответственно для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство выполнено в виде установленной в центре корпуса форсунки.
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 коническом форсуночном скруббере, содержащим корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, форсуночное оросительное устройство, опорные и ограничительные тарелки, между которыми расположена насадка, брызгоуловитель, выполненный в виде слоя насадки, размещенной между опорной и ограничительной тарелками и устройство для отвода шлама, причем опорные тарелки выполнены упругими, а насадка, размещенная над нижней опорной тарелкой, выполнена из упругих материалов, например в форме полиэтиленовых шаров, а на нижней опорной тарелке установлен вибратор, причем насадка выполнена в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка, или насадка выполнена в виде винтовой линии, образованной на сферической поверхности, и имеющей в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа круга, многоугольника, «седла Берля» или седла «Италлокс», оросительное устройство выполнено в виде вихревых форсунок, каждая из которых содержит полый цилиндрический корпус с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости, и, закрепленную в нижней части корпуса, накидную гайку с рассекателем потока жидкости, причем в корпусе, соосно ему, выполнено цилиндрическое отверстие, в верхней части которого установлен сетчатый фильтр, а в нижней части установлена дроссельная шайба с жиклером и рассекателем, рассекатель потока жидкости прикреплен к торцевой поверхности накидной гайки и выполнен стержневого типа в виде усеченного тетраэдра, закрепленного к торцевой поверхности накидной гайки, ребрами которого являются стержни с закрепленными на них лопастями с упорами таким образом, чтобы была возможность их вращения от потоков, исходящих из дроссельной шайбы с жиклером форсунки, при этом ребра основания тетраэдра также соединены стержнями с закрепленными на них лопастями и упорами, а к поверхности пересечения торцевой поверхности накидной гайки с ее внешней поверхностью, прикреплен диффузор, охватывающий своей боковой конической поверхностью рассекатель потока жидкости, при этом выходное отверстие диффузора находится ниже основания усеченного тетраэдра, а само выходное отверстие соединено с дополнительным рассекателем, выполненным в виде круглой перфорированной пластины, перпендикулярной оси диффузора, при этом к перфорированной пластине присоединен сетчатый куполообразный элемент с вершиной, направленной в сторону от жиклера форсунки, а полость этого элемента заполнена пористым материалом, например проволокой типа «путанка», а осесимметрично выходному отверстию диффузора, к круглой перфорированной пластине дополнительного рассекателя, в ее центральной части, прикреплен центральный цилиндрический распылитель, выполненный в виде цилиндрической обечайки, сплошная часть которой расположена в сетчатом куполообразном элементе, полость которого заполнена пористым материалом, а перфорированная часть цилиндрического распылителя выходит за пределы сетчатого куполообразного элемента.
К перфорированной части обечайки цилиндрического распылителя форсунки прикреплена круглая перфорированная пластина. К круглой перфорированной пластине цилиндрического распылителя форсунки присоединен диффузор. В диффузоре форсунки, выполненным в виде усеченной конической поверхности, перпендикулярно его оси, к внутренней поверхности, закреплена ось расположенная посередине между перфорированной пластиной, и выходным сечением диффузора, при этом на оси закреплены вращающиеся распылители, расположенные симметрично относительно оси корпуса, и выполненные в виде цилиндров с винтовыми канавками на поверхности, причем винтовые канавки вращающихся распылителей имеют противоположное направление.
На фиг. 1 изображен конический форсуночный 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 цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, имеющая в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа «седла Берля» или седла «Италлокс», на фиг. 5 - схема форсунки.
Конический форсуночный скруббер с подвижной насадкой содержит корпус, состоящий из цилиндрической части 1, конической части 2, нижняя часть которой соединена с цилиндрической частью 3 и коническим шламосборником 4, с патрубками соответственно для запыленного и очищенного газа. Оросительное устройство 7 выполнено в виде установленной в центре корпуса форсунки. Брызгоуловитель выполнен в виде слоя насадки 9, размещенной между опорной 5 и ограничительной 6 тарелками (фиг. 1). На нижней опорной тарелке 8 также расположен слой насадки. Нижние 5 и 8 опорные тарелки и насадка 9 выполнены из упругих материалов. Насадка, размещенная над нижней опорной тарелкой, выполнена из упругих материалов, например в форме полиэтиленовых шаров. На фиг. 2 представлен вариант насадки 10 в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка, на фиг. 3 - вариант насадки в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, на фиг. 4 - вариант насадки в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, имеющая в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа «седла Берля» или седла «Италлокс». На нижней опорной тарелке 8 может быть установлен вибратор (на чертеже не показано). Насадка может быть выполнена из упругих полимерных материалов, композиционных материалов, и получена способами формования или спекания.
Вихревая форсунка (фиг. 5) содержит полый корпус 11, состоящий из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру (на чертеже не показано) распределительного трубопровода для подвода жидкости, и, закрепленную в нижней части корпуса, накидную гайку 16 с рассекателем 17 потока жидкости. В корпусе 11, соосно ему, выполнено цилиндрическое отверстие 12, в верхней части которого установлен сетчатый фильтр 14, а в нижней части установлена дроссельная шайба 13 с жиклером 15.
Рассекатель 17 потока жидкости прикреплен к торцевой поверхности накидной гайки 16 и выполнен стержневого типа в виде усеченного тетраэдра, закрепленного к торцевой поверхности накидной гайки 16, ребрами 18 которого являются стержни с закрепленными на них лопастями 19 с упорами 20 таким образом, чтобы была возможность их вращения от потоков, исходящих из дроссельной шайбы 13 с жиклером 15 форсунки, при этом ребра основания тетраэдра также соединены стержнями с закрепленными на них лопастями и упорами.
К поверхности пересечения торцевой поверхности накидной гайки 16 с ее внешней поверхностью, прикреплен диффузор 21, охватывающий своей боковой конической поверхностью рассекатель 17 потока жидкости, при этом выходное отверстие диффузора 17 находится ниже основания усеченного тетраэдра, а само выходное отверстие соединено с дополнительным рассекателем 22, выполненным в виде круглой перфорированной пластины, перпендикулярной оси диффузора 21, при этом к перфорированной пластине 22 присоединен сетчатый куполообразный элемент 23 с вершиной, направленной в сторону от жиклера 15 форсунки, а полость 24 этого элемента заполнена пористым материалом, например проволокой типа «путанка».
Работа форсунки с активным рассекателем осуществляется следующим образом.
При подаче жидкости в корпус 11 под действием перепада давления 0,4…0,8 МПа, она устремляется в цилиндрическое отверстие 12 через сетчатый фильтр 14, а затем в дроссельную шайбу 13 с жиклером 15. Из жиклера 15 потока жидкости попадает в рассекатель 17, в виде усеченного тетраэдра, закрепленного к торцевой поверхности накидной гайки 16, ребрами 18 которого являются стержни с закрепленными на них лопастями 19 с упорами 20 таким образом, чтобы была возможность их вращения от потоков, исходящих из дроссельной шайбы 13 с жиклером 15 форсунки, что позволяет увеличить мелкодисперсность фазы распыла жидкости.
Возможен вариант, когда осесимметрично выходному отверстию диффузора 21, к круглой перфорированной пластине 22 дополнительного рассекателя, в ее центральной части, прикреплен центральный цилиндрический распылитель 25, выполненный в виде цилиндрической обечайки, сплошная часть которой расположена в сетчатом куполообразном элементе 13, полость которого заполнена пористым материалом 24, а перфорированная часть 26 цилиндрического распылителя 25 выходит за пределы сетчатого куполообразного элемента 23.
Возможен вариант, когда к перфорированной части 26 обечайки цилиндрического распылителя 25 прикреплена круглая перфорированная пластина 27.
Возможен вариант, когда к круглой перфорированной пластине 27 цилиндрического распылителя 25 присоединен диффузор 28.
Возможен вариант, когда в диффузоре 28, выполненным в виде усеченной конической поверхности, перпендикулярно его оси, к внутренней поверхности, закреплена ось 29 расположенная посередине между перфорированной пластиной 27, и выходным сечением диффузора 28, при этом на оси 29 закреплены вращающиеся распылители 30, расположенные симметрично относительно оси корпуса 11, и выполненные в виде цилиндров с винтовыми канавками на поверхности, причем винтовые канавки вращающихся распылителей 30 имеют противоположное направление.
Конический форсуночный скруббер с подвижной насадкой работает следующим образом.
Запыленный газовый поток поступает в корпус 1, через ввод запыленного газового потока, и встречает на своем пути завесу из насадки 9, которая смачивается водой или другим абсорбентом из оросительного устройства 7. Для удаления шлама применено устройство 4 для удаления шлама в виде канала в днище корпуса или отдельного механизма. Для обеспечении свободного перемещения насадки 9 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 опорной тарелке 8 установлен вибратор (на чертеже не показан). Это позволит скрубберу перейти в режим вибропсевдоожиженного слоя, при котором увеличится эффективность взаимодействия насадка 9, орошаемого жидкостью, с газовой фазой, а, следовательно, и увеличит эффективность работы аппарата в целом. Выполнение насадки 9, нижней 8 опорной тарелки из упругого материала позволит при определенных условиях создавать режим колебаний или автоколебаний, который также будет способствовать увеличению эффективности взаимодействия насадка 9 с орошаемой жидкостью.
Скруббер 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.