СКРУББЕР
SCRUBBER

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.
Известен аппарат для мокрой очистки запыленного воздуха по патенту РФ №2279905, кл. В01D 47/06, содержащий корпус, водоразбрызгиватель, ввод газового потока, выходной патрубок очищенного газа и устройство для выхода шлама.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет недостаточно развитой поверхности насадка.
Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания, а также снижение металлоемкости и виброакустической активности аппарата в целом.
Это достигается тем, что в насадочном скруббере, содержащем корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство, опорные решетки, между которыми расположена насадка, и устройство для отвода шлама, насадка выполнена в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых оппозитно выполнены две прорези в направлении, параллельном образующим цилиндрической поверхности, и по одной прорези в направлении, перпендикулярном оси кольца, причем прорези, смыкаясь, образуют П-образную прорезь, полученные в результате лепестки отогнуты в направлении оси кольца, а также на лепестках выполняют отгибы в виде полочек в направлении, перпендикулярном оси кольца, при этом аналогичные лепестки выполнены в направлении, отстоящем на угол 90° от первых двух.
На фиг.1 изображен насадочный скруббер с поперечным орошением, на фиг.2 изображен противоточный насадочный скруббер, на фиг.3 - насадка в виде тороидальных выемок на поверхности тора, на фиг.4 - вид сверху фиг.3, на фиг.5 - схема форсунки.
Насадочный скруббер содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство 6, опорные решетки 4, между которыми расположена насадка 5, и устройство для отвода шлама (фиг.1 и 2).
Чтобы повысить степень очистки газового потока от пыли или целевого компонента за счет увеличения площади контакта запыленного потока с насадкой 5 (фиг.3 и 4).
Насадка 5 выполнена в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности 7 которых оппозитно выполнены две прорези 8 и 9 в направлении, параллельном образующим цилиндрической поверхности, и по одной прорези в направлении, перпендикулярном оси кольца, причем прорези, смыкаясь, образуют П-образную прорезь. Полученные в результате лепестки отгибуют в направлении оси кольца, а также на лепестках выполняют отгибы в виде полочек 10 и 11 в направлении, перпендикулярном оси кольца. Аналогичные лепестки получают в направлении, отстоящем на угол 90° от первых двух, т.е. два лепестка 12 и 14 с отгибами в виде полочек 13 и 15. Возможно выполнение отгибов в форме спирали Архимеда.
Насадка 5 выполнена из пористых полимерных материалов, стекла, пористой резины, композиционных материалов, древесины, нержавеющей стали, титановых сплавов, благородных металлов.
1
1
Центробежная широкофакельная форсунка (фиг.5) состоит из корпуса 16 длиной L со впускным отверстием 19, выполненным в виде конфузора длиной L, соосного с ним дроссельного отверстия 18 диаметром d, камеры завихрения 17, выполненной в виде цилиндрического стакана, ось которого в плоскости чертежа перпендикулярна оси впускного 19 и дроссельного 18 отверстий. При этом ось впускного 19 и дроссельного 18 отверстий в профильной плоскости расположена по касательной по отношению к цилиндрической поверхности камеры завихрения 17, т.е. имеет место тангенциальный ввод в камеру завихрения 17 в виде отверстия 23.
1
2
3
2
Соосно камере завихрения 17 расположен сопловый вкладыш 20 с внешним диаметром D, выполненный из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира. Внутри вкладыша выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения 17 три калиброванных отверстия: коническое отверстие 21 с диаметром D нижнего основания усеченного конуса, центральное цилиндрическое отверстие 22 диаметром d и выходное цилиндрическое отверстие 23 диаметром d. При этом диаметр d центрального цилиндрического отверстия 30 соплового вкладыша 20 равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия 21.
2
1
2
1
3
2
3
2
1
1
1
1
Для работы форсунки в оптимальном режиме предусмотрены следующие соотношения ее параметров: отношение диаметра d центрального цилиндрического отверстия соплового вкладыша к диаметру d дроссельного отверстия корпуса форсунки лежит в оптимальном интервале величин: d/d=1,4÷2,2; отношение диаметра d выходного цилиндрического отверстия соплового вкладыша к диаметру d центрального цилиндрического отверстия лежит в оптимальном интервале величин: d/d=1,5÷2,5; отношение внешнего диаметра D соплового вкладыша к диаметру D нижнего основания усеченного конуса конического отверстия вкладыша лежит в оптимальном интервале величин: D/D=1,2÷1,8; отношение длины L корпуса форсунки к длине L конфузора впускного отверстия лежит в оптимальном интервале величин: L/L=2,0÷2,5.
1
1
Центробежная широкофакельная форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Жидкость подается по впускному отверстию 19, выполненному в виде конфузора длиной L, затем проходит через соосное с ним дроссельное отверстие 18 диаметром d и поступает по тангенциальному вводу через отверстие 24 в камеру завихрения 17, выполненную в виде цилиндрического стакана. Вращающийся поток жидкости из камеры завихрения 17 проходит через калиброванное коническое отверстие 21 соплового вкладыша 20, центральное цилиндрическое отверстие 22 и выходное цилиндрическое отверстия 23 соплового вкладыша 20, в результате чего образуется факел распыленной жидкости, корневой угол которого определяется величиной угла при вершине конуса конического отверстия 21 соплового вкладыша 20.
Предложенная конструкция широкофакельной форсунки с диаметром центрального цилиндрического отверстия 22, равным 9 мм, при рабочих давлениях жидкости 150…250 кПа обеспечивает угол раскрытия водяного факела до 150° и сохраняет устойчивость факела при давлении жидкости перед форсунками от 40 кПа и выше, при этом производительность форсунки зависит от давления жидкости на входе впускного отверстия 19.
Насадочный скруббер работает следующим образом.
3
3
Запыленный газовый поток поступает в корпус 1, через ввод запыленного газового потока 2, и встречает на своем пути завесу из насадки 5, которая смачивается водой или другим абсорбентом из оросительного устройства 6. Расход орошающей жидкости в противоточных насадочных скрубберах принимается в пределах от 1,3 до 2,6 л/м. В насадочных скрубберах с поперечным орошением для лучшего смачивания поверхности насадка 5 слой насадка наклонен на 7…10° в направлении газового потока. Расход орошающей жидкости в них принимается в пределах от 0,15 до 0,5 л/м. Процесс пылеулавливания протекает в оптимальном гидродинамическом режиме, так как гидравлическое сопротивление насадка 5 на 20% меньше, чем гидравлическое сопротивление выходного патрубка 3 очищенного газа. Для снижения виброакустической активности аппарата и его металлоемкости, а также повышения его надежности в предлагаемом устройстве предусмотрены следующие мероприятия: на поверхности деталей нанесен слой мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, причем соотношение между толщиной металла и вибродемпфирующего покрытия находится в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…4). Для удаления шлама применено устройство для удаления шлама в виде канала в днище корпуса или отдельного механизма. Эффективность предлагаемой конструкции насадочного скруббера увеличивается за счет большей поверхности взаимодействия насадка в вышеуказанных процессах и составляет при улавливании пылевых частиц размером больше 2 мкм порядка 95%.