СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА В ВИБРОКИПЯЩЕМ СЛОЕ ЖИДКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF AIR CLEANING IN VIBRATING FLUID BED AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки загрязненных газов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является способ очистки воздуха в слое жидкости, заключающийся в том, что загрязненный газовый поток подают через входной патрубок, расположенный в корпусе, причем один из срезов патрубка располагают с зазором над зеркалом жидкости, находящейся в резервуаре, и создают удар газового потока о поверхность жидкости с образованием газожидкостной взвеси, а затем отводят газожидкостную взвесь в сепаратор жидкой фазы, освобождают газовый поток от капель жидкости и отводят его через выходной патрубок, а образовавшийся шлам отводят через трубу, расположенную на дне корпуса, известный из патента РФ №2284847 (прототип).
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту в части устройства для осуществления способа очистки воздуха в жидкости, является устройство, известное из патента РФ №2284847 (прототип), содержащее корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, резервуар с жидкостью, смывное сопло и трубу для отвода шлама.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания.
Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания.
Это достигается тем, что в способе очистки воздуха в слое жидкости, заключающимся в том, что загрязненный газовый поток подают через входной патрубок, расположенный в корпусе, причем один из срезов патрубка располагают с зазором над зеркалом жидкости, находящейся в резервуаре, и создают псевдокипение жидкости с образованием газожидкостной взвеси, а затем отводят газожидкостную взвесь в сепаратор жидкой фазы, освобождают газовый поток от капель жидкости и отводят его через выходной патрубок, а образовавшийся шлам отводят через трубу, расположенную на дне корпуса, загрязненный газовый поток подают через цилиндрический патрубок, осуществляют ему выход с зазором над зеркалом жидкости, в верхних слоях которой размещают вибратор, и закрепляют его к корпусу посредством упругой перфорированной мембраны, а образование газожидкостной взвеси дополнительно усиливают созданием виброкипящего слоя в верхних слоях жидкости.
Это достигается тем, что в устройстве для очистки воздуха в слое жидкости, содержащем корпус, патрубок для ввода запыленного газа и патрубок для выхода очищенного газа, резервуар с жидкостью, смывное сопло и трубу для отвода шлама, патрубок для ввода запыленного газа выполнен цилиндрическим, а в верхних слоях жидкости размещен вибратор, закрепленный к корпусу посредством упругой перфорированной мембраны, на внутренней поверхности корпуса, с зазором относительно цилиндрической части патрубка для ввода запыленного газа, закреплено оросительное устройство в виде кольца с форсунками, расположенными своей распылительной частью в сторону вибратора, при этом каждая из форсунок содержит полый цилиндрический корпус с дроссельной шайбой, соединенный с накидной гайкой, к которой крепится рассекатель патока жидкости, причем рассекатель потока жидкости состоит из коаксиально расположенных перфорированных конических обечаек, пространство между которыми заполнено мелкоячеистой сеткой, причем вершины конических поверхностей обечаек направлены в сторону от дроссельной шайбы, а в нижней части рассекателя закреплен цилиндрический перфорированный сегмент, закрепленный на перфорированных конических обечайках, при этом в цилиндрическом перфорированном сегменте, закрепленном в нижней части рассекателя на перфорированных конических обечайках, размещен завихритель потока, выполненный в виде пружины.
На фиг. 1 изображено устройство для реализации очистки воздуха в виброкипящем слое жидкости, на фиг. 2 - схема форсунки 6 для оросительного устройства, выполненного в виде кольца и расположенного на внутренней поверхности корпуса 1.
Устройство для очистки воздуха в виброкипящем слое жидкости содержит корпус 1, патрубок 2 для ввода запыленного газа и патрубок 3 для выхода очищенного газа, резервуар с жидкостью 4, смывное сопло 5 и трубу для отвода шлама. Патрубок 2 для ввода запыленного газа выполнен с цилиндрической частью 7, а в верхних слоях жидкости 4 размещен вибратор 8, закрепленный к корпусу 1 посредством упругой перфорированной мембраны 9. На внутренней поверхности корпуса 1, с зазором относительно цилиндрической части 7 патрубка 2 для ввода запыленного газа, закреплено оросительное устройство в виде кольца с форсунками 6, расположенными своей распылительной частью в сторону вибратора 8. Перед выходным патрубком 3 размещен сепаратор 10.
Способ очистки воздуха в виброкипящем слое жидкости, осуществляют следующим образом.
Загрязненный газовый поток подают через входной патрубок 2, расположенный в корпусе 1, причем цилиндрическую часть 7 патрубка располагают с зазором над зеркалом жидкости, находящейся в резервуаре 4. Освобождают газовый поток от капель жидкости в сепараторе 10 и отводят его через выходной патрубок 3, а образовавшийся шлам отводят через трубу 6, расположенную на дне корпуса 1. В верхних слоях жидкости размещают вибратор 8 и закрепляют его к корпусу 1 посредством упругой перфорированной мембраны 9, а образование газожидкостной взвеси дополнительно усиливают созданием виброкипящего слоя в верхних слоях жидкости, при этом газовый поток создает удар о поверхность виброкипящей жидкости 4 с образованием газожидкостной взвеси, что приводит к более интенсивному перемешиванием потоков газа и жидкости. В результате такого взаимодействия образуются капли размером 300-400 мкм. Для удаления шлама применено устройство в виде смывного сопла 5 и трубы 6 для отвода шлама.
Форсунка 6 (фиг. 2) для оросительного устройства, выполненного в виде кольца и расположенного на внутренней поверхности корпуса 1, содержит цилиндрический 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 - дроссельная шайба 13 с жиклером 15. К торцевой поверхности накидной гайки 6, осесимметрично корпусу 11, крепится рассекатель 17 потока жидкости, состоящий из коаксиально расположенных перфорированных конических обечаек 18 и 19, пространство между которыми заполнено мелкоячеистой сеткой, причем вершины конических поверхностей обечаек 18 и 19 направлены в сторону от дроссельной шайбы 13, а в нижней части рассекателя 17 закреплен сферический (на чертеже не показан) или цилиндрический перфорированный сегмент 20 таким образом, что вершина внешней конической обечайки 19 совпадает с центром цилиндрической поверхности перфорированного сегмента 20. В цилиндрическом перфорированном сегменте 20, закрепленном в нижней части рассекателя 17 на перфорированных конических обечайках 18 и 19, размещен завихритель потока, выполненный в виде пружины 21.
Форсунка работает следующим образом.
При подаче жидкости в корпус форсунки 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 поток жидкости попадает в рассекатель 17, состоящий из коаксиально расположенных перфорированных конических обечаек 18 и 19, в котором поток жидкости дробится до мелкодисперсной фазы, а цилиндрический перфорированный сегмент 20, закрепленный на перфорированных конических обечайках 18 и 19, позволяет увеличить мелкодисперсность фазы распыла жидкости.
Использование форсунки, как мелкодисперсного распылителя описанной конструкции, позволяет получить равномерный по объему поток капель мелкодисперсного распыла поверхностно-активного вещества в диапазоне диаметров капель от 30 до 150 мкм при давлении его подачи не более 1 МПа.
Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки. Потери механической энергии при внешнем разгоне (по внешней конической поверхности) уменьшаются по сравнению с таким же разгоном в закрытом канале.
Предлагаемый способ может быть применен для очистки от тонкой фракции пыли и увлажнения воздуха в вентиляционных установках и установках кондиционирования.