Устройство для очистки газов

 

Изобретение относится к технике обработки газов и может быть использовано для улавливания тонкодисперсных пылевых частиц и увлажнения (осушения) газов. Оно позволяет повысить эффективность очистки и интенсифицировать процесс увлажнения (осушения) газов за счет создания как вертикальных, так и горизонтальных составляющих нестационарности потока. Аппарат содержит корпус 1, в котором вращается вал 2 с закрепленными на нем параллельно расположенными дисками 3, нижняя часть которых находится в емкости с жидкостью. Генерация нестанционарности потока обусловливается тем, что стержни 6, соединяющие диски, выполнены с изменением их формы или величины поперечного сечения и содержат закрепленные на них флажки 7 из гибкого неупругого гигроскопического материала. Турбулизация потока и нестационарность пульсаций осредненной скорости, создаваемые колеблющимися флажками, способствуют интенсификации массообмена между жидкостью и газом, т.е. интенсификации увлажнения газа, а при запыленных потоках - дополнительному соприкосновению частиц пыли со смоченной поверхностью. 8 ил.

,SU„, 1572685 союз советсних социАлистичесних

РЕСПУБЛИК

А2 (Si)S В 01 D 47/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъ вЂ” 4

<с р †.Ф Ъ(ф аа с>

По Ьитка даЮы

ГОсудАРстВенный нОмитет пО изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) 1449151. (21) 4399336! 31-26 (22) 29,02,88 . (46) 23.06.90. Бюп. К- 23 (71) Полтавский инженерно-строительный институт и Киевский инженерностроительный институт (72) А.Я.Ткачук, A.Ï.Òåñëî, Ю.С,Голик и А.Г.Колиенко (53) 621 ° 928.97(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1449151, кл. В 01 D 47/18, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ (57) Изобретение относится к технике обработки газов и может быть использовано для улавливания тонкодисперсных пылевых частиц и увлажнения (осушения) газов. Оно позволяет повысить эффективность очистки и интенсифици- . ровать процесс увлажнения (осушения) газов за счет создания как вертикальных, так и горизонтальных составля7 5

2 ющих нестационарности потока. Аппарат содержит корпус 1, в котором вращается вал 2 с закрепленными на нем параллельно расположенными дисками 3, нижняя часть которых находится в емкости с жидкостью. Генерация нестационарности потока обусловливается тем, что стержни 6, соединяющие диски, выполнены с изменением их формы или величины поперечного сечения и содержат закрепленные на них флажки

7 из гибкого неупругого гигроскопического материала. Турбулизация потока и нестационарность пульсаций осредненной скорости, создаваемые колеблющимися флажкагж, способствуют интенсификации массообмена между жидкостью и газом, т.е. интенсификации увлажнения газа, а при запыленных потоках — дополнительному соприкосновению частиц пыли со смоченной поверхностью. 8 ил.

Изобретение относитс к технике

Обработки газов, может быть использовано для улавливания тонкодиснерсных пыпевидных частиц, не улавливаемых традиционными аппаратами с большой пропускной способностью, при одновременном увлажнении (осушении) газов и является усовершенствованием изобретения по авт.св.

14491 i1.

Целью изобретения является повы9цение эффективности очистки газов и интенсификация увлажнения (осушения) газов путем создания как вертикальных, так и горизонтальных составляющих нестационарности потока.

На фиг. 1 изображено устройство для очистки газов, разрез; на фиг.2— соединение дисков с помощью стержня с одинаковой формой поперечного сечения (круга), но со ступенчатым изменением сечения стержня и с закрепленным на стержне флажковым элементом; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг.2; на фиг. 4 — соединение дисков с помощью стержня со ступенчатым изменением его формы с постоянной величиной поперечного сечения; на фиг. 5— сечение b-Б на фиг . 4; на фиг. 6 разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 7— вариант изменения величины поперечного сечения с одинаковой формой сечения; на фиг. 8 — сечение Г-Г на фиг. 7.

Устройство для очистки газов включает корпус 1, частично заполненный жидкостью, с установленным в нем валом 2, на котором закреплены параллельно расположенные вращающиеся диски 3, нижняя часть которых находится в емкости 4 с жидкостью. Диски

3 приводного барабана 5, размещенного поперечного направлению потока, соединены между собой стержнями 6 со ступенчатым изменением их формы или поперечного сечения с закрепленными на них контактными пластинами в виде флажков 7 из гибкого неупругого гигроскопического материала. Емкость

4 включает выпускное устройство 8 для удаления шлама, входной патрубок

9 и выходной патрубок 10 для поддержания заданного уровня жидкости.

Флажки 7 закреплены с возможностью колебаний.

Устройство работает следующим образом.

9О

ЗО

Емкость 4 заполня ется водой (для осушения газов хлористым литием), Диски 3 со стержнями 6, на которых закреплены флажки 7, приводят во вращение. При прохождении через емкость

4 с жидкостью .диски 3 и флажки 7 смачиваются. Запыленный поток газов контактирует в процессе движения со смоченными поверхностями, вследствие чего происходит увлажнение газа. Колебания флажков 7 из гибкого неупругого гигроскопического материала возмущают поток газа, что приводит его к турбулиэации .

Турбулизапия потока, а также нестационарность пульсаций осредненной скорости, создаваемые колеблющимися флажками, способствуют интенсивному обмену молей насыщенного, примыкающего к смоченной поверхности слоя, газа с молями протекающего газа, что приводит к интенсификации массообмена между жидкостью и газом, т.е. к интенсификации увлажнения газа.

Колебания флажков 7 из гибкого неупругого гигроскопического материала происходят следующим образом.

Срывающиеся со стержней 6 вихри (вихри Кармана), двигаясь вниз по потоку, взаимодействуют с поверхностью флажков 7 и образуют на поверхности этих элементов поперечные, двигающиеся по направлению потока волны, приводящие к турбулизации потока и пульсационной нестационарности средней скорости. Частота срыва вихрей эа стерж нем 6, выполненным в виде цилиндра, имеет значение где D — - диаметр цилиндра, При выполнении стержня 6 одинаковой формы, но переменного сечения (фиг. 2) в области а, эа цилиндром диаметром d, происходят колебания части поверхности флажка с частотой

N è амплитудой А„. В области б эа цилиндром диаметром d происходят колебания части поверхности флажков

7 с частотой согласно (1), М и амплитудой А .

Таким образом, вследствие выполнения стержней 6 с переменным сечением имеется различие частот и амплитуд колебаний в областях а и б поверхности флажков 7, что приводит к

5 157268 возникновению продольных волн на их поверхности.

Продольные волны индуцируют в потоке дополнительные составляющие, направленные вдоль стержней 6, как турбулентности, так и осредненной скорости, что дает положительный эффект, который заключается в интенсификации массообмена между яащкостью и газом, т.е. в улучшении увлажнения газов.

С целью технологичности изготовления, т.е. уменьшения трудозатрат и материалоемкости, стержни 6 могут изготовляться из материала в виде полости, т.е. с одинаковой величиной поперечного сечения, но с изменяемой по длине стержня формой (фиг, 4,5 и 6) . Изменение формы по длине стерж- 20 ня достигается простым общепринятым приемом - путем поворота части стержня в виде полоски на 90 (подобно шампурам) .

Частота срыва вихрей для значи- 25 тельного интервала скоростей, определяющихся с одного края плоского лезвия, перпендикулярного к потоку, выражается зависимостью

И = 0,146

V 1 (2) прохождении через жидкость, находящуюся в емкости 4; увеличение составляющей турбулентности, перпендикулярной плоскости где D — ширина лезвия .

Таким образом, выполнение стержней 6 в виде полоски, часть которой о 35 повернута на 90, приводит к такому же эффекту, как и в случае стержня 6 с изменяемым по длине поперечным сечением, т.е, в области б частота срыва вихрей определяется зависимостью 40 (2), в области а частота отличается от частоты, определяемой зависимостью (2) . В этом случае на поверхности флажков реализуются продольные волны, индуцируемые как в газовом 45 потоке, так и в жидкости. Продольные волны индуцируют в потоке дополнительные составляющие как турбулентности, так и осредненной скорости, что приводит к интенсификации массообмена между жидкостью и газом.

Очистка газов от пыли происходит следующим образом. При прохождении запыленного газового потока между смоченными дисками 3 с закрепленными на них с помощью стержней 6 смоченными флажками 7 происходит соприкосновением пылевых частиц со смоченными поверхностями как дисков 3, так

5 6 и флажков 7. При соприкосновении частиц пыли со смоченными поверхностями происходит адгезионное прилипание, а вследствие этого удерживание частиц пипи на поверхности дисков 3 и флажков 7. При прохождении во время вращения дисков 3 и Алажков 7 через жидкость, находящуюся в емкости 4, происходит отделение частиц пыли от поверхностей дисков 3 и флажков 7, так как местное трение в жидкости больше местного трения, имеющегося в газовом потоке.

При накоплении пыневидных частиц в жидкости (шлама), содержащейся в емкости 4, последняя опорожняется с помощью выпускного устройства 8.

Необходимый уровень жидкости в емкости 4 поддерживается с помощью входного 9 и выходного 10 патрубков.

Выполнение стержней 6 со ступенчатым изменением их формы или величины поперечного сечения приводит к реализации продольных по ходу течения газа волн на флажках 7. Продольные волны индуцируют и возмущают поток в поперечном направ:еяии (по направлению стержня 5), ем создается дополнительная составляющая турбулентности (нестационарная сама по себе) и дополнительная нестационарная (пульсирующая) составляющая осредненной скорости. Зто приводит к дополнительным Аакторам, составляющим положительный эфАект при очистке газа: наличие нестационарной (пульсационной) составляющей осредненной скорости, направленной к стержню 6, т.е. перпендикулярно дискам 3, приводит к дополнительному соприкосновению пылевых частиц со смоченной, поверхностью дисков 3, к их адгезионному прилипанию, удерживанию при нахождении в газовом потоке и смыванию при прохождении дисков 3 через жидкость; увеличение составляющей трубулентности, перпендикулярной плоскости дисков 3, приводит к аналогичному эффекту дополнительного адгезионного прилипания, удерживанию при нахождении в газовом потоке и смыванию при

1572685 дисков 3, и нестационарной (пульсационной) составляющей осредненной скорости способствует повышению вероятности соударения пылевых частиц с поверхностью колеблющихся флажков 7, их адгезионному прилипанию, удерживанию в газовом потоке и смыву при прохождении флажков 7 через жидкость, содержащуюся в емкости 4; 10 наличие продольных волн на поверхнрстях флажков 7 приводит к дополнительной нестационарности потока (и тУрбулентности, и осредненной скорости потока), что увеличивает эффектив- 1; ность смыва пылевых частиц как с поверхности дисков 3, так и с поверхности флажков 7.

11редлагаемое устройство отличается простотой изготовления и обеспечивает наряду с увлажнением (осушением) газов улавливание пыпи размером менее 5 мкм.

Формула и з обретения

Устройство для очистки газов по авт.св. Ф 1449151, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения зффективности очистки и увлажнения газов, оно снабжено дисками, прикрепленными к стержням, выполненным со ступенчатым изменением по длине формы или величины поперечного сечения.

157268

Составитель О.Беккер

Редактор М,Шандор Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Палий

Заказ 1604 Тираж 565 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101