УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ И УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДЯЩИХ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ
DEVICE FOR PURIFICATION AND RECOVERY OF EXHAUST FLUE GASES

Изобретение относится к золоуловителям и может быть использовано на тепловых электрических станциях.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является устройство по патенту РФ №2388518, С02B 1/10, содержащее 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 устройстве для очистки и утилизации отходящих дымовых газов, содержащем входной патрубок, корпус, выходной патрубок, осадительную камеру, осадительная камера снабжена разделительной перегородки, погруженной в камеру, причем нижняя часть разделительной перегородки, погруженная в камеру, имеет продольные пазы с постоянным шагом, а входной газоход устройства снабжен оросителем воды в виде коллектора с вихревыми форсунками, вода в который под давлением поступает через трубопровод от винтового насоса, соединенного с баком для сбора воды, поступающей от переливного окна осадительной камеры с регулируемым шибером через сливной патрубок, причем в нижней части камеры размещен теплообменный аппарат в виде трубчатого змеевика, а устройство снабжено влагоотделителем с тангенциальным вводом, каждая из вихревых форсунок содержит корпус, штуцер и соосно расположенную вставку-завихритель с внешней винтообразной нарезкой и расширяющимся коническим отверстием внутри, причем в штуцере выполнено входное цилиндрическое отверстие, соединенное с диффузором, выполненным осесимметрично в корпусе, а в нижней части корпуса расположено осесимметрично корпусу сопло, которое выполнено с двухступенчатым и соосным вставке-завихрителю диффузором, первая ступень диффузора является продолжением расширяющегося конического отверстия, выполненного внутри вставки-завихрителя, которая выполнена из износостойкого материала, а вторая ступень диффузора является продолжением его первой ступени, при этом на ее внутренней конической поверхности выполнена винтообразная нарезка, причем коническая поверхность с винтообразной нарезкой второй ступени диффузора выполнена перфорированной, а в нижней части корпуса, соосно ему, закреплена цилиндрическая обечайка, на которой установлен рассекатель потока, выполненный в виде, по крайней мере, двух расположенных наклонно к оси форсунки стержнях, соединенных между собой в нижней части, к которым прикреплен вертикально расположенный стержень, на котором установлен завихритель, выполненный в виде конуса с винтовыми лопастями, охватывающего с зазором стержень и опирающегося в нижней части на упор, расположенный горизонтально и перпендикулярно стержню.
На фиг. 1 изображена схема устройства для очистки и утилизации отходящих дымовых газов, на фиг. 2 - фронтальный разрез вихревой форсунки для распыливания жидкости.
Устройство для очистки и утилизации отходящих дымовых газов 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. В нижней части камеры 1 размещен теплообменный аппарат в виде трубчатого змеевика 5, имеющего вход 7 для холодной воды и выход 6 для горячей воды. Дымосос 20 служит для откачки из патрубка 4 очищенного газа через воздуховод 19 и подачи его через воздуховод 14 во влагоотделитель 15 с тангенциальным вводом 17, а затем через воздуховод 18 в дымовую трубу 16, которая выполнена из пластмассы, так как температура отходящих дымовых газов составляет порядка 80÷90°C.
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 21 и соосно расположенного и жестко связанного с ним в верхней части штуцера 2 с входным цилиндрическим отверстием 23, соединенным с диффузором 24, выполненным осесимметрично в корпусе 21. В нижней части корпуса расположено осесимметрично корпусу 21 сопло 25. Сопло 25 выполнено с двухступенчатым и соосным вставке-завихрителю 26 диффузором, при этом первая ступень 30 диффузора является продолжением расширяющегося конического отверстия 27, выполненного внутри вставки-завихрителя 26, а вторая ступень 31 диффузора является продолжением его первой ступени 30, причем на ее внутренней конической поверхности выполнена винтообразная нарезка (на чертеже на показано).
Вставка-завихритель 6 расположена в центральном цилиндрическом отверстии 28 корпуса 21 и имеет внешние периферийные винтообразные нарезные каналы 29, а внутри вставки-завихрителя 26 соосно выполнено расширяющееся коническое отверстие 27 для подвода жидкости из цилиндрического отверстия 23, выполненного в штуцере 22. Вставка-завихритель 26 фиксируется в нижней части корпуса 21 посредством сопла 25. Вставка-завихритель 26 выполнена из износостойкого материала. Коническая поверхность с винтообразной нарезкой второй ступени 31 диффузора выполнена перфорированной.
Форсунка для распыления жидкости работает следующим образом.
Жидкость в корпус 21 поступает через канал 23 подвода жидкости в штуцере 22, а затем в центральное цилиндрическое отверстие 28. Жидкость начинает свою закрутку в периферийных каналах 29 вставки-завихрителя 26 и одновременно движется в осевом направлении по расширяющемуся коническому отверстию 27. В камере смешения сопла 25, образованной первой ступенью 30 двухступенчатого диффузора, происходит взаимодействие этих потоков с их дополнительной турбулизацией и дроблением с образованием мелкодисперсной фазы, а вторая ступень 31 диффузора с винтообразной нарезкой внутри ее усиливает эффект распыливания жидкости.
Такой поток жидкости на выходе из сопла 25 хорошо раскрывается за счет центробежных сил, возникающих от вращения жидкости, и мелкодисперсно распределяется внутри конусообразного факела за счет турбулентного течения по оси сопла 25.
В нижней части корпуса 21, соосно ему, закреплена цилиндрическая обечайка 32, на которой установлен рассекатель потока 33, выполненный в виде, по крайней мере, двух расположенных наклонно к оси форсунки стержнях 34 и 35, соединенных между собой в нижней части, к которым прикреплен вертикально расположенный стержень 36, на котором установлен завихритель, выполненный в виде конуса 38 с винтовыми лопастями, охватывающего с зазором стержень 36 и опирающегося в нижней части на упор 37, расположенный горизонтально и перпендикулярно стержню 36.
При среднем диаметре дроссельного отверстия 23, находящемся в диапазоне 2,5…3,5 мм, и давлении подаваемой через цилиндрическое отверстие 14 жидкости под давлением 6…9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.