Вихревой аппарат для очистки газов

 

Изобретение относится к устройствам мокрой очистки газа и позволяет повысить эффективность очистки. Аппарат содержит цилиндрический корпус 1, тангенциально-лопастной эавихритель 2, патрубки ввода 3 и вывода 4 газа, ороситель 5, имеющий щелевые прорези под углом 40-50 к оси аппарата, расположенные в шахматном порядке. Внутри оросителя расположен ftiu focmt Газ iWu KOemti (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (50 4 В О1 0 47 06

Г p(i)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Га

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3951377/31-26 (22) 01.07.85 (46) 23.10.87. Бюл. У 39 (71) Казанский химико-технологический институт им. С.M,Êèðoâà (72) А.Н.Николаев, Н.А.Николаев и В.А.Иалюсов (53) 621.928,97(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 567473, кл. В 01 D 47/10, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Ì 1095964, кл. В 01 D 47/10, 1984. (54) ВИХРЕВОЙ АППАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ

ГАЗОВ (57) Изобретение относится к устройствам мокрой очистки газа и позволяет повысить эффективность очистки.

Аппарат содержит цилиндрический корпус 1, тангенциально-лопастной завихритель 2, патрубки ввода 3 и вывода 4 газа, ороситель 5, имеющий щелевые прорези под углом 40-50 к оси аппарата, расположенные в шахматном порядке. Внутри оросителя расположен

1346209

li D

10 п у

40 шнековый завихритель жидкости 9 сизменяющимся шагом витков, определяемым по формуле Б=лр/ ГА л D4/BL(1 — n)b +1 где 0 - внутренний диаметр трубы оросителя, L — - длина перфорированной части оросителя, n = 1/L, 1 — текущее расстояние вдоль оросителя от

Изобретение относится к массообменным устройствам вихревого типа с распылением жидкости и может быть использовано для абсорбции газов и тонкой очистки газов от твердых и жидких частиц в различных технологических процессах.

Целью изобретения является интенсификация процесса очистки газа.

На фиг. 1 изображен вихревой аппарат, общий вид, на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — зависимость угла наклона прорезей к оси

1 макс 1 макс аппарата р от 1ф ""с,где мин мин критерий равномерности распределения жидкости по окружности аппарата (в

1 мокс идеальном случае кс — — 1). мнн

Вихревой аппарат содержит цилиндрический корпус 1, выполненный с расширением в верхней части, в котором расположен тангенциально-лопастной завихритель газа 2, патрубки ввода 3 и вывода 4 газа, ороситель 5, расположенный по оси аппарата, бункер 6 для сбора жидкости и патрубок 7 для вывода жидкости. Ороситель 5 представляет собой заглушенную в нижней части трубу, имеющую щелевые прорези

8, выполненные под углом 40-50 к оси аппарата в шахматном порядке, Внутри трубы оросителя расположен завихритель 9 жидкости в виде шнека с изменяющимся шагом витков. Патрубок для вывода газа 4 представляет собой вертикальную трубу, верхний срез которой приподнят над днищем аппарата на высоту, равную высоте бункера 6 для сбора жидкости. Шаг винта шнека завихрителя 9 изменяется по зависи,мости верхнего края его перфорированной части, b — суммарная ширина щелей в поперечном сечении, А — экспериментальный коэффициент (5 10 -9 ° 10 3).

Таким образом, обеспечивается равномерное распределение жидкостных пленок по высоте аппарата, 2 з;п, ф-лы, 3 ил. где S — шаг винта шнека;

D — внутренний диаметр трубы оросителя, L — длина перфорированной части оросителя, 1 — текущее расстояние вдоль оросителя от.верхнего края его перфорированной части, b — суммарная ширина щелей в поперечном сечении, А — экспериментальный коэффициент, принимающий значения в интервале 5 10 -9 10

Вихревой аппарат работает следующим образом.

Газ подается в аппарат через патрубок 3 и, проходя через тангенциально-лопастной завихритель 2, приобретает вращательно-поступательное движение. Жидкость поступает в отрубу оросителя 5 в верхней части аппарата, проходя через шнековый завихритель

9, получает вращательно-поступательное движение и истекает через щелевые прорези в трубе оросителя в виде системы плоских пленок, которые .1

5 дробятся потоком газа на капли, Вращательное движение жидкости в трубе оросителя приводит к увеличению радиальной скорости истекающих пленок, что ведет к уменьшению их устойчивости, и вследствие этого, более качественному дроблению на капли ° Применение шнекового завихрителя с переменным шагом позволит сравнять давление у внутренней стенки трубы з 1346209 даются при А = 5 10 -9 f0 . При значениях числа А ) 9 10 истекающая из оросителя жидкость не образует перпендикулярных газовому потоку пленок, а стекает по наружной поверхности оросителя. При А 5 1О длина нераспавшейся части образующихся пленок составляет более i/4 величины радиуса аппарата, что приводит к появлению 30H TIpocKoKB газа»

Формула изобретения

Вихревой аппарат для очистки газов, включающий цилиндрический корпус с патрубками ввода и вывода газа, тангенциально-лопастной завихритель газа, ороситель в виде центральной перфорированной трубы, бункер для сбора жидкости и патрубок для вывода жидкости, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью интенсификации процесса очистки газа, он снабжен установленным внутри оросителя шнеком с переменным шагом винта, а перфорация оросителя выполнена в виде щелевых прорезей под углом к оси аппарата.

2. Аппарат по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что прорези на оросителе расположены в шахматном порядке с углом наклона 40-50 к оси аппарата.

3. Аппарат по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что шаг винта шнека изменяется по зависимости

ll D где S

55

А— оросителя по ее высоте путем изменения разности давления у стенки и на оси оросителя. Равенство давления у стенки оросителя является условием

I постоянства плотности орошения по высоте рабочей зоны предлагаемого вихревого аппарата. В целях лучшего дробления пленки жидкости на капли, создания высокоразвитой поверхности 1О массообмена, а также равномерного распределения капель распыливаемой жидкости по сечению аппарата прорези должны быть расположены под углом предпочтительно 45 к оси аппарата. 15 о

Капли жидкости, вовлекаемые газовым потоком в совместное вращательнопоступательное движение, под действием центробежной силы отбрасываются к периферии и осаждаются на стен- 20 ке корпуса 1 с образованием пленки, которая стекает о стенке в бункер

6 для сбора жидкости. Из бункера 7 жидкость выводится через патрубок.

Газ выходит из аппарата через патрубок 4 °

Применение завихрителя переменного шага (уменьшающегося по высоте оросителя сверху вниз) позволит выровнять давление жидкости у стенки 30 оросителя по его высоте и радиальную скорость истечения жидкости, что при неизменной ширине щелей позволит получить постоянную плотность орошения по высоте вихревого аппарата, а также приведет к увеличению поверхности массообмена за счет интенсивного дробления истекающих из щелей оросителя жидких пленок потоком газа. В результате экспериментальных 4п исследований выявлен оптимальный интервал изменений угла наклона щелевых прорезей, соответствующий 40-50.

В указанном интервале значений угла наклона щелевых прорезей наблюдает- 4Б ся наиболее равномерное распределение капель в поперечном сечении аппарата (фиг. 2).

Зависимость шага шнека от геометрических параметров оросителя получена в результате аналитического решения системы уравнений, включающий уравнение Бернулли, уравнение неразрывности, уравнение изменения давления жидкости по радиусу оросителя при квазитвердом ее вращении.

Экспериментально установлено, что благоприятные условия в аппарате созшаг винта шнека, внутренний диаметр трубы оросителя, длина перфорированной части оросителя, 1

У текущее расстояние вдоль оросителя от верхнего края его перфорированной части, суммарная ширина щелей в поперечном сечении, экспериментальный коэффициент, принимающий значения в интервале чисел 5 10 -9 10

1346209

4-А и

О т — — Р

es у и у,у N Я юя115 25 1

Составитель А.Зюзин

Редактор С.Патрушева Техред А.Кравчук Корректор А.Зимокосов

Заказ 5073/8 Тираж 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4