СКРУББЕР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ
SCRUBBER FOR GAS CLEANING

Изобретение относится к области очистки газов, в частности к устройствам мокрой очистки газов, например, для очистки дымовых газов кислородного конвертера.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является скруббер для очистки газов, включающий корпус, патрубки подвода и отвода газов, устройство орошения и сборник жидкости устройство орошения выполнено в виде пяти поясов, соосных корпусу и друг другу, каждый из которых включает коллектор, форсунки, факел раскрытия струи форсунок четырех поясов совпадает с направлением движения газов, а факел раскрытия струи форсунок пояса, расположенного непосредственно около патрубка отвода газов, направлен навстречу движению газов (патент РФ №79448 - прототип).
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность очистки газов из-за недостаточного выделения пылевых частиц из потока, что обусловлено отсутствием в форсунках водяного коллектора элементов образования вихревого распыляемого потока жидкости.
Технически достижимый результат - повышение эффективности очистки газов.
Это достигается тем, что в скруббере для очистки газов, включающем корпус, патрубки подвода и отвода газов, устройство орошения и сборник жидкости, устройство орошения выполнено в виде пяти поясов, соосных корпусу и друг другу, каждый из которых включает коллектор, форсунки, факел раскрытия струи форсунок четырех поясов совпадает с направлением движения газов, а факел раскрытия струи форсунок пояса, расположенного непосредственно около патрубка отвода газов, направлен навстречу движению газов, каждая из форсунок устройства орошения выполнена в виде корпуса со шнеком, соосно расположенным в нижней части корпуса, и расположенный в верхней части корпуса штуцер с цилиндрическим отверстием для подвода жидкости, соединенным с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру, шнек запрессован в корпус с образованием конической камеры, расположенной над шнеком, соосно диффузору, и соединенной с ним последовательно, причем шнек выполнен сплошным, а внешняя поверхность шнека представляет собой две последовательно соединенных поверхности, одна их которых представляет собой, по крайней мере, однозаходную винтовую канавку с правой или левой нарезкой и расположена внутри корпуса, а вторая поверхность выполнена гладкой в виде тела вращения, осесимметрично соединенного с распылительным диском, расположенным перпендикулярно оси корпуса, и выступает за торцевую поверхность нижней части корпуса, причем в качестве линии, образующей эту поверхность, может быть как прямая линия, так и кривая линия n-го порядка, а поверхность распылительного диска, выступающая за торцевую поверхность нижней части корпуса, выполнена отогнутой в сторону нижней части корпуса и имеет на периферийной части радиальные вырезы, чередующиеся с сплошной частью поверхности распылительного диска.
На фиг. 1 схематично изображен заявляемый скруббер, на фиг. 2 - схема форсунки устройства орошения.
Скруббер для очистки газов (рис. 1) включает корпус 1, выполненный полым, в нижней части которого установлен патрубок подвода газа 2 и сборник жидкости (шламов) 3. На корпус 1 соосно на разных уровнях установлены пять поясов орошения 4, 5, 6, 7, 8, образующие устройство орошения. Каждый пояс 4, 5, 6, 7, 8 имеет водяной коллектор 9, на котором равномерно установлены форсунки 10, причем факел раскрытия струи форсунок 10 поясов 4, 5, 6, 7 совпадает с направлением движения газов, а факел раскрытия струи форсунок 10 пояса 8, расположенного в верхней части корпуса 1, непосредственно у патрубка отвода газов 11, направлен навстречу движению газов.
Газы подводятся через патрубок подвода газа 2 в корпус 1 снизу и поднимаются вверх, в процессе движения поток газов орошается водой, распыляемой форсунками 10. Частицы пыли, находящиеся в газе, осаждаются на каплях, происходит инерционный эффект захвата каплями частичек пыли, т.е. осуществляется процесс кинематической коагуляции, причем в случае совпадения направления движения газов и воды коагуляция происходит интенсивнее и быстрее, из-за более длительного пребывания капель воды в корпусе 1, а пояс орошения 8 обеспечивает встречное движение капель воды по отношению к газам, что уменьшает унос последних в патрубок отвода газов 11.
Вихревая форсунка (рис. 2) содержит корпус 11 со шнеком 17, соосно расположенным в нижней части корпуса, и расположенный в верхней части корпуса штуцер 12 с цилиндрическим отверстием 13 для подвода жидкости, соединенным с диффузором 14, осесимметричным корпусу 11 и штуцеру 21. Для герметичного соединения корпуса 11 со штуцером 12 предусмотрена уплотняющая прокладка 15. Шнек 17 запрессован в корпус с образованием конической камеры 6, расположенной над шнеком 17, соосно диффузору 4, которая соединена с ним последовательно. Шнек 17 выполнен сплошным, причем внешняя поверхность шнека 17 представляет собой две последовательно соединенных поверхности, одна их которых представляет собой, по крайней мере, однозаходную винтовую канавку 18 с правой или левой нарезкой и расположена внутри корпуса 11, а вторая поверхность 20 выполнена гладкой в виде тела вращения, осесимметрично соединенного с распылительным диском 21, расположенным перпендикулярно оси корпуса, и выступает за торцевую поверхность нижней части корпуса, причем в качестве линии, образующей эту поверхность, может быть как прямая линия, так и кривая линия n-го порядка, например сферическая, эллиптическая, параболическая и др. (на чертеже не показано). Шнек 17 в этом случае может фиксироваться в корпусе дополнительно посредством винтов 19. Шнек 17 форсунки выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.
Поверхность распылительного диска 21, выступающая за торцевую поверхность нижней части корпуса 11, выполнена отогнутой в сторону нижней части корпуса и имеет на периферийной части радиальные вырезы (на чертеже не показаны), чередующиеся с сплошной частью поверхности распылительного диска 21.
Распылительный диск 21 смещен по оси форсунки вниз от гладкой поверхности тела вращения 20 шнека 17, соединенного с винтовой поверхностью 18 шнека на величину h, зависящую от вязкости распыляемой жидкости, и соединен со шнеком 17 посредством стержня 22, осесимметрично расположенного шнеку 17.
Вихревая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.
Жидкость подается по цилиндрическому отверстию 13 в диффузор 14, а из него в коническую камеру 16, из которой под давлением поступает в винтовую внешнюю полость шнека 17. Вращающийся поток жидкости во внешней винтовой полости шнека образует вихревое движение, при этом происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет турбулизации потока на выходе, и мелкодисперсный вращающийся поток выходит из форсунки с широким вращающимся факелом распыляющейся жидкости (раствора) и встречает на своем пути поверхность распылительного диска 21, у которой на периферийной части, отогнутой в сторону нижней части корпуса, выполнены радиальные вырезы, чередующиеся с сплошной частью поверхности распылительного диска 21, что позволяет увеличить поверхность распыливания жидкости с одновременным дополнительным дроблением капель жидкости.
Возможен вариант, когда к торцевой нижней части корпуса 11 форсунки присоединен диффузор 23, охватывающий распылительный диск 21, при этом в верхней части диффузора выполнены, по крайней мере, три эжекционных отверстия 24.
Скруббер предлагаемой конструкции используется в устройствах для очистки дымовых газов в кислородно-конвертерном цехе ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».