НАСАДОЧНЫЙ СКРУББЕР КОЧЕТОВА
KOCHETOV'S PACKED-BED 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 №2411063, кл. B01D 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 с форсунками, опорные решетки, между которыми расположена насадка, и устройство для отвода шлама, насадка выполнена тороидальной формы, имеющей в сечении круг, в котором выполнены несквозные выемки с одной и с другой стороны диаметра, причем выемки имеют в сечении вытянутую форму по направлению, параллельному оси тора, а выемка с одной стороны расположена между двумя соседними выемками, выполненными с другой стороны, а форсунка оросительного устройства выполнена с перфорированным распылительным диском и содержит цилиндрический корпус со штуцером, жестко связанным с корпусом и соосно расположенным в верхней части корпуса и имеющим цилиндрическое отверстие для подвода жидкости, соединенное с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру, а к корпусу, в его нижней части, посредством по крайней мере трех спиц подсоединен распылитель, расположенный перпендикулярно оси корпуса и выполненный в виде перфорированного диска.
На фиг.1 изображен насадочный скруббер с поперечным орошением, на фиг.2 изображен противоточный насадочный скруббер, на фиг.3 - насадка в виде несквозных выемок на поверхности тора, на фиг.4 изображен общий вид форсунки оросительного устройства.
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 фиг.2).
Чтобы повысить степень очистки газового потока от пыли или целевого компонента за счет увеличения площади контакта запыленного потока с насадкой, насадка 5 выполнена тороидальной формы с осью симметрии 17 (фиг.3), имеющей в сечении круг 7 с осью симметрии 8, в котором выполнены несквозные выемки 9, 11, 13, 15 с одной стороны и несквозные выемки 10, 12, 14, 16 - с другой стороны диаметра. Выемки имеют в сечении вытянутую форму по направлению, параллельному оси тора, а выемка с одной стороны расположена между двумя соседними выемками, выполненными с другой стороны.
Насадка 5 выполнена из пористых полимерных материалов, стекла, пористой резины, композиционных материалов, древесины, нержавеющей стали, титановых сплавов, благородных металлов.
Форсунка (фиг.4) оросительного устройства 6 выполнена с перфорированным распылительным диском и содержит цилиндрический корпус 18 со штуцером 19, жестко связанным с корпусом и соосно расположенным в верхней части корпуса и имеющим цилиндрическое отверстие 20 для подвода жидкости, соединенное с диффузором 21, осесимметричным корпусу и штуцеру. К корпусу 18, в его нижней части, посредством по крайней мере трех спиц 6 подсоединен распылитель 22, расположенный перпендикулярно оси корпуса и выполненный в виде перфорированного диска с отверстиями 25. Диск распылителя 22 образован двумя поверхностями, одна из которых, обращенная в сторону диффузора 21, криволинейная поверхность, причем в качестве линии, образующей эту поверхность, является кривая линия n-го порядка, например эллиптическая, параболическая и др., а вторая - плоскость.
Спицы 23, посредством которых диск распылителя крепится к корпусу, расположены радиально по отношению к оси корпуса и по форме могут быть выполнены прямыми (не показано) и изогнутыми, причем к корпусу они крепятся посредством винтов 24, а к диску - либо с помощью разъемного соединения, например резьбового, либо неразъемного - например контактной сваркой.
Отверстия 25 перфорации в диске 22 имеют оси, пересекающиеся в точке, лежащей на торцевой поверхности корпуса и являющейся центром наибольшей окружности диффузора 21, при этом распылитель форсунки может быть выполнен из твердых материалов, например карбида вольфрама.
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.
Форсунка с перфорированным распылительным диском работает следующим образом. Жидкость подается по цилиндрическому отверстию 20 в диффузор 21, а из него под давлением поступает в распылитель 22, при этом происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет турбулизации потока на выходе, и мелкодисперсный поток выходит из форсунки с широким факелом распыляющейся жидкости (раствора).
Насадочный 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 и составляет при улавливании пылевых частиц размером больше 2 мкм порядка 95%.