СКРУББЕР ВЕНТУРИ
VENTURI 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 газопромыватель, известный из книги А.А.Русанова. Справочник по пыле- и золоулавливанию. М., - Энергоатомиздат, - 1983 г., стр.113, рис.4.37 (прототип), содержащий циклонный сепаратор, соединенный с трубой Вентури, расположенной перпендикулярно оси циклонного сепаратора.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания и сложность конструкции трубы Вентури.
Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания, а также снижение себестоимости изготовления.
Это достигается тем, что в скруббере Вентури, содержащем циклонный сепаратор, соединенный с трубой Вентури, расположенной перпендикулярно оси циклонного сепаратора, циклонный сепаратор имеет патрубок для выхода очищенного газа и патрубок для вывода загрязненного щлама, связанного с отстойником шламоприемника, причем в отстойнике вода отделяется от шлама и поступает в смесительный резервуар, который подпитывается свежей водой, а затем вновь подается насосом в трубу Вентури скруббера, которая состоит из конфузора и диффузора, образованных сложными многогранными поверхностями, приближающимися по своей форме к телам, близким к пирамидальным, но имеющим в сечении криволинейные трапеции.
На фиг.1 изображен общий вид скруббера Вентури, на фиг.2 - поперечный разрез трубы Вентури с шаблоном внутри, на фиг.3 - схема форсунки.
Скруббер Вентури (фиг.1) содержит циклонный сепаратор 5, соединенный с трубой Вентури 8, расположенной перпендикулярно оси циклонного сепаратора, имеющего патрубок 9 для выхода очищенного газа и патрубок 10 для вывода загрязненного шлама, связанного с отстойником 6 шламоприемника 11. В отстойнике 6 вода отделяется от шлама и поступает в смесительный резервуар 12, который подпитывается свежей водой, а затем вновь подается насосом 7 в трубу Вентури скруббера. Труба Вентури 8 состоит из конфузора 1 горловины 2, форсунок 3 (фиг.3) для ввода в горловину жидкости и диффузора 4.
Каждая из форсунок 3 для распыления жидкости из корпуса 14 и соосно расположенного с ним в верхней части штуцера 15, в котором выполнен расширяющийся канал 16 для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие 17, выполненное осесимметрично корпусу 14. Цилиндрическое отверстие 17 плавно переходит в соосное с ним фигурное отверстие 18, выполненное в форме сопла Лаваля. В отверстии 17 корпуса осесимметрично ему установлена цилиндрическая вставка-завихритель 19, имеющая внешние периферийные винтообразные нарезные каналы 20. По оси вставки-завихрителя 19 выполнено центральное осевое отверстие 21 с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, обратной направлению нарезки каналов 20. Внешние винтообразные нарезные каналы 20 и винтовая нарезка на внутренней поверхности осевого отверстия 21 могут быть выполнены с переменным шагом. Вставка-завихритель 19 устанавливается в корпусе 14 через упругие прокладки 22 и 23 и поджимается штуцером 15 посредством резьбового соединения корпус-штуцер.
Конфузор 1 и диффузор 4 могут быть образованы как коническими поверхностями, так и сложными многогранными поверхностями, полученными опрессовкой шаблона 13. В полую цилиндрическую трубу 8 устанавливается шаблон 13 на уровне горловины 2 (фиг.2) в виде параллелепипеда, боковые ребра которого меньше диаметра трубы 8. Шаблон 13 перед опрессовкой в поперечном сечении трубы 8 занимает центральное положение, как показано на фиг.2, а затем симметрично и оппозитно прикладываются одинаковые по величине сжимающие усилия Р для формирования горловины 2, которая приобретает форму поперечного сечения, близкую к прямоугольнику (криволинейной трапеции). При этом обжиме также образуются и конфузор 1 с диффузором 4 в виде сложных многогранных поверхностей, приближающихся по своей форме к телам, близким к пирамидальным, но имеющим в сечении криволинейные трапеции. Длину конфузора 1 с диффузором 4 заданного размера получают путем установки в цилиндрическую трубу 8 калибров заданных размеров, равных по внешнему диаметру с внутренним диаметром трубы 8. Полученная таким образом труба Вентури затем вваривается перпендикулярно оси циклонного сепаратора 5. Себестоимость ее изготовления уменьшается на порядок, а аэродинамическое сопротивление уменьшается за счет снижения потерь давления на местные сопротивления (отсутствуют сварные швы, соединяющие горловину 2 с конфузором 1 и диффузором 4).
Скруббер Вентури работает следующим образом.
2
Запыленный газ через конфузор 1 трубы Вентури попадает в горловину 2, где его скорость достигает 60…150 м/сек. Через форсунки 3 под избыточным давлением 30…100 кН/м(0,3…1 ат) в горловину вводится жидкость, которая, сталкиваясь с газовым потоком, распыляется на мелкие капли (диаметром, примерно равным 10 мкм).
Форсунка для распыления жидкости работает следующим образом.
Жидкость в корпус 14 поступает через канал 16 подвода жидкости в штуцере 15, а затем в центральное цилиндрическое отверстие 17. Жидкость начинает свою закрутку в периферийных каналах вставки-завихрителя 19 и одновременно во внутренних каналах центрального осевого отверстия 21 с обратным направлением. Такой поток жидкости на выходе из фигурного отверстия 18 в форме сопла Лаваля хорошо раскрывается за счет центробежных сил, возникающих от вращения жидкости, и мелко дисперсно распределяется внутри конусообразного факела за счет турбулентного течения по оси сопла 18.
При соударениях с частицами пыли капли, поглощая их, укрупняются. Эти капли вместе с газом проходят через диффузор 4, где скорость потока снижается до 20…25 м/сек, и попадают в циклонный сепаратор 5. В циклоне скорость газожидкостной смеси уменьшается до 4…5 м/сек, капли под действием центробежной силы отделяются от газа и вместе со шламом удаляются в отстойник 6. В последнем вода отделяется от шлама и вновь подается насосом 7 в скруббер.
В скруббере Вентури эффективно улавливаются весьма тонкие частицы, например продукты возгонки (средний диаметр частиц 1…2 мкм), или туман, образующийся в производстве серной кислоты (размеры частиц 0,2…1,1 мкм). При этом возможно удалить из газа до 99% загрязнений. Предлагаемый скруббер Вентури прост по устройству и изготовлению.