ПЕННО-КАПЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к устройствам для проведения газожидкостных процессов (процессы мокрого пылеулавливания, газоочистки тепло- и массообменные процессы) и может быть использована в различных отраслях промышленности, например, строительных материалов, машиностроительной, химической и др.
Известна установка мокрого пылеуловителя (патент RU №78439, B01D 47/06, опубликовано 27.11.2008 г.), содержащая цилиндрический корпус, тангенциальный патрубок подвода очищаемого газа, патрубок подачи промывной жидкости и патрубок отвода очищенного газа, выполненные с возможностью осевого вращения трубопровода промывной жидкости с распылителями и зоной засыпки сорбционного материала в верхней части цилиндрического корпуса.
Известен также центробежный пылеуловитель Кочетова (патент RU №2325218, B01D 47/06, F23D 11/04, опубликовано 27.05.2008 г.). Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и содержит корпус, шламосборник, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа и оросительное устройство с центробежными форсунками с завихрителями. В нижней части корпуса установлен сопловый вкладыш.
Известен также центробежный мокрый пылеуловитель (а.с. №1037933, B01D 47/10, опубликовано 30.08.1983 г.), содержащий корпус, заполненный заполненный жидкостью, внутри которого размещена дюза в виде трубы Вентури, состоящая из конфузора, горизонтально расположенной горловины, частично погруженной в жидкость, и диффузора, патрубок для вывода газа. По всей длине горловины выполнены винтовые прорези.
Наиболее близким техническим решением является (патент №111774, B01D 47/00, B01D 47/10, опубликовано 27.12.2011 г.) модульный пенно-капельный аппарат, включающий индивидуальные модули, внутри каждого из которых размещена дюза в виде трубы Вентури, состоящей из конфузора, горизонтально расположенной горловины с винтовыми прорезями, частично погруженной в жидкость, и диффузора, при этом аппарат набирается из нескольких индивидуальных модулей, корпус которых имеет цилиндрическую форму, в каждом из которых увеличено число дюз, на конфузор которых насаживается каплеуловитель, состоящий из цилиндрического корпуса, к крышке которого верхним основанием присоединен сепарирующий элемент, выполненный в виде обратного усеченного конуса, по поверхности которого расположены большими основаниями вверх трапецеидальные прорези с отбойниками, и все это размещено в общем корпусе и снабжено входным, отводящим и шламовым коллекторами.
Недостатком данной установки является недостаточная производительность, невысокая надежность и конструктивная сложность из-за большого числа дюз с каплеуловителями в каждом модуле, а также большая металлоемкость вследствие большого количества модулей.
Задача полезной модели - повышение производительности аппарата, его надежности и упрощение конструкции за счет наличия элемента в виде сплошного желоба, имеющего тангенциальный ввод очищаемого газа, и внутренняя полость которого имеет в поперечном сечении профиль изогнутой трубы Вентури с прорезями в горловине, частично погруженной в жидкость.
Сущность полезной модели заключается в том, что пенно-капельный аппарат, включающий цилиндрический корпус, заполненный частично жидкостью, дюзу с прорезями в горловине, сепарационные элементы, входной и выходной патрубки, патрубок для слива шлама, при этом дюза выполнена в виде сплошного желоба, расположенного внутри по окружности корпуса, и имеющего внутреннюю полость, поперечное сечение которой имеет профиль изогнутой трубы Вентури, диффузор желоба заканчивается кольцеобразным отверстием со скошенными образующими.
Технический результат использования изобретения заключается в том, что наличие основного элемента аппарата в виде желоба, внутренняя полость которого имеет профиль изогнутой трубы Вентури позволяет значительно увеличить производительность аппарата при уменьшении габаритов, упростить конструкцию, что способствует повышению надежности, экономии занимаемой площади и снижению металлоемкости, а скошенный внутрь обрез диффузора способствует удалению основной части жидкости с уловленными частицами в свободную зону аппарата и далее в общий объем жидкости.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
Пенно-капельный аппарат содержит цилиндрический корпус 1, частично заполненный жидкостью, внутри которого по его окружности расположен желоб 2, внутренняя полость которого в поперечном сечении имеет профиль изогнутой трубы Вентури, при этом горловина 3 трубы в нижней и верхней части имеет прорези 4 и частично погружена в жидкость. Диффузор 5 желоба 2 заканчивается кольцеобразным отверстием 6 со скошенными образующими 7. В корпусе имеются сепарационные элементы 8, а также входной патрубок 9 для подвода очищаемого воздуха и соединенный с желобом тангенциально, и патрубок 10 для отвода очищенного газа. В нижней части корпуса - патрубок 11 для слива шлама.
Пенно-капельный аппарат работает следующим образом.
В момент включения жидкость находится на определенном уровне, при этом нижняя часть прорезей 4 в горловине полностью погружена в жидкость. Пылегазовый поток через входной патрубок 9 тангенциально вводится в желоб 2, и по мере движения по суживающейся части желоба в сторону горловины скорость потока увеличивается. В горловине 3 движущийся с большой скоростью газопылевой поток эжектирует жидкость и взаимодействует с ней, образуя пенную зону. В результате этого твердые частицы интенсивно сепарируются на стенках пузырьков пенного слоя. Толщина пенного слоя зависит от уровня жидкости, который устанавливают в зависимости от объема подаваемого воздуха, диаметра горловины и дисперсного состава твердой фазы. Помимо пенного слоя в горловине 3 образуется капельный слой за счет срыва части жидкости газопылевым потоком, движущимся в начале пути под углом к горловине 3. Обработанный газопылевой поток с каплями и пузырьками пены поступает в диффузор 5, где продолжается взаимодействие не уловленных в пенном слое твердых частиц с каплями жидкости и сепарация их на стенки диффузора за счет энергии закрученного потока. Отсепарированные капли жидкости с твердыми частицами образуют закрученную пленку, свободно текущую по внутренней поверхности диффузора, и срывающуюся с обреза диффузора. Скошенный внутрь обрез диффузора способствует удалению основной части жидкости с уловленными частицами в свободную зону аппарата и далее в общий объем жидкости. Обработанный поток воздуха поступает в зону с сепарационными элементами 8, где улавливание жидкости осуществляется за счет инерционных сил. Жидкость, уловленная на этом этапе сепарации, отводится в виде жидкостной пленки по поверхности отбойников в полость корпуса аппарата. Жидкость с уловленными частицами отводится из корпуса модуля через патрубок 11 для слива шлама периодически, по мере ее загрязнения. Очищенный от твердых частиц и влаги газовый поток отводится через отводящий патрубок 10.