МОДУЛЬНЫЙ ПЕННО-КАПЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к устройствам для проведения газожидкостных процессов (процессы мокрого пылеулавливания, газоочистки тепло- и массообменные процессы) и может быть использована в различных отраслях промышленности, например, строительных материалов, машиностроительной, химической и др.
Известна установка мокрого пылеуловителя (патент на полезную модель RU №78439 U1 В01D 47/06, 27.11.2008, содержащая цилиндрический корпус, тангенциальный патрубок подвода очищаемого газа, патрубок подачи промывной жидкости и патрубок отвода очищенного газа, выполненные с возможностью осевого вращения трубопровода промывной жидкости с распылителями и зоной засыпки сорбционного материала в верхней части цилиндрического корпуса. Известен также центробежный пылеуловитель Кочетова (патент на изобретение RU №2325218 С1 В01D 47/06, 27.05.2008,). Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и содержит корпус, шламосборник, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа и оросительное устройство с центробежными форсунками с завихрителями. В нижней части корпуса установлен сопловый вкладыш.
Наиболее близким техническим решением (SU авт.св. №1037933, A1, B01D 47/10, 30.08.1983) является аппарат, включающий корпус, заполненный жидкостью, внутри которого размещена дюза в виде трубы Вентури, состоящая из конфузора, горизонтально расположенной горловины, частично погруженной в жидкость, и диффузора, патрубок для вывода газа. По всей длине горловины выполнены винтовые прорези.
Недостатком данной установки является малая производительность и большой влагоунос, обуславливающий снижение эффективности аппарата.
Задача полезной модели - повышение производительности аппарата за счет увеличения количества дюз в каждом модуле и компоновки аппарата из нескольких модулей в зависимости от требуемой производительности; снижение влагоуноса в результате установки каплеуловителя; увеличение эффективности за счет уменьшения влагоуноса.
Сущность полезной модели заключается в том, что модульный пенно-капельный аппарат, включает индивидуальные модули, внутри каждого из которых размещена дюза в виде трубы Вентури, состоящей из конфузора, горизонтально расположенной горловины с винтовыми прорезями, частично погруженной в жидкость, и диффузора, при этом аппарат набирается из нескольких индивидуальных модулей, корпус которых имеет цилиндрическую форму, в каждом из которых равномерно расположено несколько дюз, на конфузор которых насаживается каплеуловитель, состоящий из цилиндрического корпуса, к крышке которого верхним основанием присоединен сепарирующий элемент, выполненный в виде обратного усеченного конуса, по поверхности которого расположены большими основаниями вверх трапецеидальные прорези с отбойниками, и все это размещено в общем корпусе и снабжено входным, отводящим и шламовым коллекторами.
Технический результат использования изобретения заключается в том, что размещение в общем корпусе нескольких модулей позволяет значительно увеличить производительность аппарата с экономией занимаемой им площади и снижению металлоемкости. Цилиндрическая форма корпуса дает возможность равномерно расположить в каждом модуле несколько дюз, что также способствует увеличению производительности, снижению металлоемкости и турбулизации среды внутри модуля, что в свою очередь интенсифицирует коагуляцию частиц и их улавливание. Установка каплеуловителей на диффузоры дюз снижает влагоунос и способствует повышению эффективности.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид аппарата, на фиг.2 - сечение 1-1, на фиг.3 -разрез 2-2, на фиг.4 - узел А.
Модульный пенно-капельный аппарат содержит общий корпус 1 с размещенными по вертикали последовательно отдельными модулями включающими цилиндрический с обратноконическим днищем корпус модуля 2, частично заполненный жидкостью, внутри которого размещена дюза 3, выполненная в виде трубы Вентури, состоящей из конфузора 4, горизонтально расположенной горловины 5, частично погруженной в жидкость, и диффузора 6. Горловина выполнена цилиндрической и в ее стенах имеются винтовые прорези 7 для закручивания пылегазового и жидкостного потоков. Конфузор расположен так, что его нижняя образующая составляет угол с нижней образующей горловины. Диффузор имеет Г-образную форму. На выходе из диффузора установлен каплеуловитель 8, состоящий из цилиндрического корпуса 9, к крышке которого верхним основанием присоединен сепарирующий элемент 10, выполненный в виде обратного усеченного конуса, по поверхности которого расположены большими основаниями вверх трапецеидальные прорези 11 с отбойниками 12. Имеется общий входной коллектор 13, представляющий собой вертикальный канал круглого сечения, к которому подсоединяются индивидуальные для каждого модуля разводящие каналы в виде тора 14. К ним подсоединяются входные отверстия конфузоров дюз. Каждый модуль имеет отводящий патрубок 15, соединенный с вертикальным отводящим коллектором 16. Вершины обратноконических днищ корпусов модулей имеют дренажные патрубки, объединенные в шламовый коллектор 17.
Модульный пенно-капельный аппарат работает следующим образом.
В момент включения жидкость находится на определенном уровне, при этом винтовые прорези 7 в горловине расположены по всей ее длине так, что часть винтовых прорезей может быть полностью погружена в жидкость. Пылегазовый поток через общий входной коллектор 13 вводится в конфузор 4, и по мере движения по конфузору скорость потока увеличивается. В горловине 5 происходит закручивание газопылевого потока с помощью винтовых прорезей 7. Закрученный газопылевой поток эжектирует жидкость и взаимодействует с ней, образуя пенную зону. В результате этого твердые частицы интенсивно сепарируются на стенках пузырьков пенного слоя. Толщина пенного слоя зависит от уровня жидкости, который устанавливают в зависимости от объема подаваемого воздуха, диаметра горловины и дисперсного состава твердой фазы. Помимо пенного слоя в горловине 5 образуется капельный слой за счет срыва части жидкости газопылевым потоком, движущимся из конфузора 4 под углом к горловине 5. Обработанный газопылевой поток с каплями и пузырьками пены поступает в диффузор 6, где продолжается взаимодействие не уловленных в пенном слое твердых частиц с каплями жидкости и сепарация их на стенки диффузора за счет энергии закрученного потока. Отсепарированные капли жидкости с твердыми частицами образуют закрученную пленку, свободно текущую по внутренней поверхности диффузора, а обработанный поток поступает внутрь каплеуловителя 8. При этом часть жидкости, оставшейся в закрученном потоке воздуха на выходе из диффузора, срывается с его верхней кромки и отводится через зазор между сепарирующим элементом 10, прикрепленным к корпусу каплеуловителя 9 и кромкой диффузора. Во вторую зону сепарации, в сепарирующий элемент 10 поступает незначительная, но наиболее трудно улавливаемая часть мелких капель. Улавливание жидкости в сепарирующем элементе 10 на отбойниках 12 осуществляется за счет инерционных сил. За счет эластичности отбойников 12, вызывающих вибрацию газожидкостного потока, что способствует коагуляции капель, эффективность сепарации повышается. Жидкость, уловленная на этом этапе сепарации, отводится в виде жидкостной пленки по поверхности отбойников в полость корпуса каплеуловителя и далее в корпус модуля. Отсутствие срыва этой пленки обеспечивается поддержанием скоростей газопылевого потока ниже критических за счет трапецеидальной формы прорезей 11 и гибкости отбойников. Жидкость с уловленными частицами отводится из корпуса модуля в общий шламовый коллектор 17 периодически, по мере ее загрязнения. Очищенный от твердых частиц и влаги газовый поток отводится от каждого модуля через отводящий патрубок 15 в общий отводящий коллектор 16.