Аппарат для мокрой очистки газов
APPARATUS FOR WET GAS CLEANING

Изобретение относится к области очистки запыленных газов и может быть использовано в химической, пищевой и металлургической промышленности, производстве строительных материалов, а также в теплоэнергетике.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство [Патент 2548092 (Российская Федерация), МКИ В01D 47/06  Аппарат для мокрой очистки газов / С.Ю. Панов, А. В. Зинковский, М. Химвинга - Заявл. 29.11.2013, № 2013153016/05, опубл. в Б.И., 2015, № 10]. Аппарат для мокрой очистки газов состоит из цилиндрического корпуса  с коническим днищем и патрубками для вывода шлама и вывода очищенного газа, встроенного в корпус устройства с форсункой, состоящего из камеры всасывания, конфузора, горловины
В нижней части горловины расположено каплеулавливающее устройство, представляющее собой цепи, подвешенные на хомуте, смонтированное в нижней части горловины посредством штырей  и двух разъемных соединений.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции каплеулавливающего устройства, его повышенная масса, сложность очистки от слипшихся с цепями частиц,  и из-за этого возможная низкая степень очистки газового потока. Поступающие на очистку частицы в этом случае соприкасаются не со смоченной поверхностью, а с поверхностью сухой частицы,  от которой возможен упругий отскок и возврат в поток.
Техническая задача изобретения заключается в повышении эффективности очистки газа и надежности в работе аппарата, упрощении конструкции каплеулавливающего устройства и снижении металлоемкости аппарата.
Техническая задача изобретения достигается тем, что в аппарате для мокрой очистки газов, содержащем цилиндрический корпус с коническим днищем и патрубками для вывода очищенного газа и вывода шлама, встроенное в корпус устройство, состоящее из камеры всасывания, конфузора и горловины, форсунку и каплеулавливающее устройство, новым является то, что каплеулавливающее устройство представляет диффузор, смонтированный в нижней части горловины с углом раскрытия равным углу факела распыла форсунки и выполненный из перфорированной фильтровальной перегородки, имеющей диаметр отверстий соизмеримый с размером капель распыленной жидкости.
Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности очистки газа и надежности в работе аппарата, упрощении конструкции каплеулавливающего устройства и снижении металлоемкости аппарата.
На фиг. 1 представлена конструктивная схема аппарата; на фиг. 2 - каплеулавливающее устройство, вид А фиг. 1.
Аппарат для мокрой очистки газов состоит из цилиндрического корпуса 1 с коническим днищем и патрубками для вывода шлама и вывода очищенного газа, встроенного в корпус устройства с форсункой 5 состоящего из камеры всасывания 2, конфузора 3, горловины 4.
Конфузор 3 служит для увеличения скорости газа, в котором размещено оросительное устройство в виде форсунки 5, в горловине 4 происходит осаждение частиц пыли на каплях воды и протекают процессы коагуляции, а также за счет снижения скорости восстанавливается часть давления, затраченного на создание высокой скорости газа.
Сечения конфузора и горловины подобраны таким образом, чтобы создать условия для эжекции газов потоком жидкости.
отв
К нижней части горловины смонтировано каплеулавливающее устройство 6, представляющее собой диффузор с углом раскрытия α равным углу факела распыла форсунки и выполненный из перфорированной фильтровальной перегородки, имеющей диаметр отверстий d соизмеримый с размером капель распыленной жидкости.
m
отв
Диаметр отверстий должен быть примерно в два раза больше медианного размера распыляемой жидкости. Например, если медианный размер капель жидкости d=100 мкм, то диаметр отверстий должен быть  d=200 мкм.
Диффузор крепится к горловине сваркой или разъемным соединением (на рисунке не показано).
Актуальность данного предложения связана с тем, что большое число современных химико-технологических процессов связано с дроблением, измельчением и транспортированием сыпучих материалов, сжиганием твердых видов топлива, что неизбежно приводит к переходу части материалов в аэрозольное состояние, образуя пыль, которая с технологическими или вентиляционными газами выбрасывается в атмосферу.
Пылевые частицы имеют большую суммарную поверхность, вследствие чего их химическая и биологическая активность очень высока. Некоторые вещества в аэрозольном состоянии приобретают новые свойства, например способность взрываться.
Исходя из этого необходима тщательная очистка газового потока от твердых частиц и смолистых жидкостей. Данная разработка и направлена на решение указанной проблемы.
Аппарат для мокрой очистки газов работает следующим образом.
Работа аппарата основана на дроблении воды турбулентным газовым потоком, захвате каплями воды частиц пыли, последующей их коагуляции и выводе из аппарата.
Жидкость вытекает из форсунки 5 с большой скоростью в виде струи, которая дробится на капли, которые образуют в сечении горловины 6 капельную завесу, аналогичную по своим характеристикам фильтровальной зернистой насадке. Твердые частицы и газовые молекулы, движущиеся в газовом потоке, проходя сквозь капельную завесу, улавливаются каплями в результате столкновения. На одной капле могут осаждаться несколько частиц, то есть происходит динамическая коагуляция.
Капли воды распыляются на мелкие частицы в виде тумана и заполняют весь объем конфузора 3, через патрубок из камеры всасывания поступает газ с частичками пыли, которые захватываются каплями воды и под действием силы тяжести подают вниз и выводятся через патрубок вывода шлама, очищенный газ выводится из аппарата.
Далее капли жидкости попадают на каплеулавливающее устройство 6.
При течении газа со взвешенными каплями и частицами  через отверстие линии потока стягиваются до диаметра отверстия. При этом происходит некоторое торможение потока, частицы и капли не могут строго следовать линии тока за счет инерции собственной массы, они смещаются, и частицы и капли осаждаются на поверхности перегородки. Осажденные таким образом капли жидкости стекают по перегородке в виде пленки, смывая осевшие частицы пыли. Таким образом, газ, поступая в каплеулавливающее устройство, проходит дополнительную очистку за счет взаимодействия с пленкой жидкости задержанной на перфорированной фильтровальной перегородке. Далее под действием гравитационных сил происходит осаждение жидкости с уловленной пылью в днище аппарата.
Предложенный аппарат для очистки газов позволяет:
- повысить эффективность очистки газов;
- повысить надежность работы;
- повысить степень очистки газового потока без применения дополнительного оборудования;
- снизить металлоемкость и сложность конструкции;
- удешевить процесс очистки;
- упростить конструкцию аппарата.