СКРУББЕР С ПОДВИЖНОЙ НАСАДКОЙ
SCRUBBER WITH MOVABLE NOZZLE

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 скруббер с подвижной насадкой, известный из патента РФ №2280492, (прототип), содержащий корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство, нижнюю опорно-распределительную тарелку и верхнюю ограничительную тарелку, между которыми расположен слой насадка, и устройство для отвода шлама.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет недостаточно развитой поверхности насадка и сравнительно невысокой степени распыла жидкости оросительного устройства.
Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания.
Это достигается тем, что в скруббере с подвижной насадкой, содержащим корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство, нижнюю опорно-распределительную тарелку и верхнюю ограничительную тарелку, между которыми расположен слой насадка, брызгоуловитель и устройство для отвода шлама, нижняя опорно-распределительная и верхняя ограничительная тарелки и насадка выполнены из упругих материалов, а на нижней опорно-распределительной и верхней ограничительной тарелках установлены вибраторы, насадка выполнена в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка, или насадка выполнена в виде винтовой линии, образованной на сферической поверхности, и имеющей в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа круга, многоугольника, «седла Берля» или седла «Италлокс», или насадка выполнена в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, или насадка выполнена в виде винтовой линии, образованной на цилиндрической поверхности, и имеющей в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа круга, многоугольника, «седла Берля» или седла «Италлокс», или насадка выполнена в виде тороидальных колец, или насадка выполнена в виде тороидальных колец, имеющих профиль типа круга, многоугольника, «седла Берля» или седла «Италлокс», или насадка выполнена из упругих полимерных материалов, композиционных материалов, и получена способами формования или спекания, а брызгоуловитель выполнен в виде концентрично расположенных цилиндрических колец толщиной 1-2 мм, и с расстоянием между ними 3-4 мм, или брызгоуловитель выполнен в виде концентрично расположенных колец, имеющих в сечении, проходящем через ось кольца, зигзагообразный профиль, например синусоидальный, оросительное устройство выполнено в виде форсунки, содержащей корпус, штуцер и, соосно расположенную с ними, вставку-завихритель, в штуцере выполнен расширяющийся канал для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие, которое выполнено осесимметрично корпусу и плавно переходит в, соосное с ним, фигурное отверстие, выполненное в форме диффузора, а в цилиндрическом отверстии корпуса, осесимметрично ему, установлена цилиндрическая вставка-завихритель, имеющая внешние периферийные винтообразные нарезные каналы, причем по оси вставки-завихрителя выполнено центральное осевое отверстие с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, обратной направлению нарезки каналов, при этом вставка-завихритель устанавливается в корпусе через упругие прокладки и поджимается штуцером посредством резьбового соединения корпус-штуцер, при этом внешние винтообразные нарезные каналы и винтовая нарезка на внутренней поверхности осевого отверстия вставки-завихрителя выполнены с переменным шагом, вставка-завихритель выполнена из износостойкого материала, при этом в верхней части штуцера установлен перфорированный диск, в который опирается полый винтовой конический завихритель, установленный в расширяющимся канале для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие, выполненное осесимметрично корпусу форсунки, а на поверхности полого винтового конического завихрителя выполнена винтовая сквозная нарезка.
На фиг. 1 изображен скруббер с подвижной насадкой, на фиг. 2 - насадка в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка, на фиг. 3 - насадка в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, на фиг. 4 - насадка в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, имеющая в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа «седла Берля» или седла «Италлокс», на фиг. 5 - схема оросительного устройства 7.
Скруббер с подвижной насадкой содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 соответственно для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство 7, нижнюю опорно-распределительную тарелку 4 и верхнюю ограничительную тарелку 6, между которыми расположен слой насадка 5, брызгоуловитель 9 и устройство для отвода шлама 8 (фиг. 1). Нижняя 4 опорно-распределительная и верхняя 6 ограничительная тарелки и насадка 5 выполнены из упругих материалов. На нижней опорно-распределительной тарелке 4 установлен вибратор (на чертеже не показано). На верхней ограничительной тарелке 6 тоже может быть установлен вибратор (на чертеже не показано). На нижней 4 опорно-распределительной и верхней 6 ограничительной тарелках может быть установлено по вибратору (на чертеже не показано). Для снижения виброакустической активности аппарата корпус 1 скруббера устанавливается на вибро-демпфирующую прокладку 10.
Насадка 5 выполнена в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка (фиг. 2) или в виде винтовой линии, образованной на сферической поверхности, и имеющей в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа круга, многоугольника, «седла Берля» или седла «Италлокс» (фиг. 4).
Насадка 5 выполнена в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка (фиг. 3) или в виде винтовой линии, образованной на цилиндрической поверхности, и имеющей в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа круга, многоугольника, «седла Берля» или седла «Италлокс» (фиг. 4).
Насадка 5 выполнена в виде тороидальных колец (на чертеже не показано) или в виде тороидальных колец, имеющих профиль типа круга, многоугольника, «седла Берля» или седла «Италлокс» (на чертеже не показано).
Насадка 5 выполнена из упругих полимерных материалов, композиционных материалов, и получена способами формования или спекания.
Брызгоуловитель 9 выполнен в виде концентрично расположенных цилиндрических колец толщиной 1…2 мм, и с расстоянием между ними 3…4 мм. Брызгоуловитель выполнен в виде концентрично расположенных колец, имеющих в сечении, проходящем через ось кольца, зигзагообразный профиль, например синусоидальный, причем толщина колец 1…2 мм, а расстояние между ними 3…4 мм. Брызгоуловитель выполнен в виде концентрично расположенных колец, имеющих в сечении, проходящем через ось кольца, профиль, состоящий из последовательно соединенных кругов, причем толщина колец по максимальной толщине 3…4 мм, а расстояние между ними 4…5 мм (на чертеже не показано).
Скруббер с подвижной насадкой работает следующим образом.
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. Для удаления шлама применено устройство 7 для удаления шлама в виде канала в днище корпуса или отдельного механизма. Для обеспечении свободного перемещения насадки 5 в газожидкостной смеси ее плотность не должна превышать плотности жидкости. Процесс пылеулавливания протекает в оптимальном гидродинамическом режиме газопромывателя, характеризующимся режимом полного развитого псевдоожижения. Для интенсификации гидродинамического режима на нижней опорно-распределительной тарелке 4 может быть установлен вибратор (на чертеже не показан), или верхней ограничительной тарелке 6 может быть установлен вибратор (на чертеже не показан), или одновременно на нижней 4 опорно-распределительной и верхней 6 ограничительной тарелках может быть установлено по вибратору (на чертеже не показаны). Это позволит скрубберу перейти в режим вибропсевдоожиженного слоя, при котором увеличится эффективность взаимодействия насадка 5, орошаемого жидкостью, с газовой фазой, а, следовательно, и увеличит эффективность работы аппарата в целом. Выполнение насадки 5, нижней 4 опорно-распределительной и верхней 6 ограничительной тарелок из упругого материала позволит при определенных условиях создавать режим колебаний или автоколебаний, который также будет способствовать увеличению эффективности взаимодействия насадка 5 с орошаемой жидкостью. При этом 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 (на чертеже не показано), причем соотношение между толщиной металла и вибродемпфирующего покрытия находится в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…4).
Скруббер может быть применен для очистки от тонкой фракции пыли и увлажнения воздуха в вентиляционных установках и установках кондиционирования воздуха, а также при улавливании туманов, хорошо растворимой пыли, а также при совместном протекании процессов пылеулавливании, охлаждения газов и абсорбции насадочных газопромывателей. Эффективность предлагаемой конструкции насадочного скруббера увеличивается за счет большей поверхности взаимодействия насадка в вышеуказанных процессах, а также оптимизации гидродинамической обстановки, и составляет при улавливании пылевых частиц размером больше 2 мкм порядка 97%.
Оросительное устройство 7 (фиг. 5) выполнено в виде форсунки, которая состоит из корпуса 11 и, соосно расположенного с ним в верхней части, штуцера 12, в котором выполнен расширяющийся канал 13 для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие 14, выполненное осесимметрично корпусу 11. Цилиндрическое отверстие 14 плавно переходит в, соосное с ним, отверстие 15, выполненное в форме диффузора. В отверстии 14 корпуса, осесимметрично ему, установлена цилиндрическая вставка-завихритель 16, имеющая внешние периферийные винтообразные нарезные каналы 17. По оси вставки-завихрителя 16 выполнено центральное осевое отверстие 18 с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, обратной направлению нарезки каналов 17. Внешние винтообразные нарезные каналы 17 и винтовая нарезка на внутренней поверхности осевого отверстия 18 могут быть выполнены с переменным шагом. Вставка-завихритель 16 устанавливается в корпусе 11 через упругие прокладки 19 и 20 и поджимается штуцером 12 посредством резьбового соединения корпус-штуцер, при этом вставка-завихритель выполнена из износостойкого материала.
В верхней части штуцера 12 установлен перфорированный диск 21, в который опирается полый винтовой конический завихритель 22, установленный в расширяющимся канале 13 для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие 14, выполненное осесимметрично корпусу 11. На поверхности полого винтового конического завихрителя 22 выполнена винтовая сквозная нарезка (на чертеже не показана).
Форсунка для распыления жидкости работает следующим образом.
Жидкость в корпус 11 поступает через канал 13 подвода жидкости в штуцере 12, а затем в центральное цилиндрическое отверстие 14. Жидкость начинает свою закрутку в периферийных каналах вставки-завихрителя 16, и одновременно во внутренних каналах центрального осевого отверстия 18 с обратным направлением. Такой поток жидкости на выходе из фигурного отверстия 15 в форме диффузора хорошо раскрывается за счет центробежных сил, возникающих от вращения жидкости, и мелко дисперсно распределяется внутри конусообразного факела за счет турбулентного течения по оси сопла.