Устройство для очистки газа

 

Изобретение может применяться в системах очистки воздуха на промышленных предприятиях, на элеваторах, в зернохранилищах и особенно на семенных заводах, где в вентилируемом воздухе содержатся не только механические примеси, но также и мельчайшие частицы или пары ядохимикатов, используемых в технологических процессах обработки семян. Цель изобретения - повышение надежности работы и эффективности очистки. Для проведения процесса очистки газ подводят по воздуховоду в блок орошения, куда с помощью распыливающих форсунок-оросителей 4 впрыскивается жидкость, затем газожидкостный поток поступает в блок очистки и проходит через входной лопаточный закручиватель 5, в котором приобретает окружную скорость движения. В закрученном потоке частицы механических примесей и крупнодисперсные частицы жидкости отбрасываются к стенкам конуса 6, сползают по нему и, двигаясь по винтовой линии в виде жидкостной пленки, поступают в водосборник 11. Газ, пронизывая пленку, дополнительно проходит химическую очистку и освобождается от мельчайших механических примесей, проникает через фильтроэлемент 7 и поступает в патрубок 12. Гладкая наружная поверхность фильтроэлементов способствует эффективной самоочистке поверхности вращающейся жидкостной пленкой, кроме того, в блок очистки дополнительно через струйные форсунки 10 подается жидкость. 1 табл., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИ7 ЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (Sa)S В 01 Р 47/06

75

1ь

0CУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ Сса (21 ) 4449019! 30-26 (22) 27.06.88 (46) 07.07.90. Бюл..№- 25 (71) Харьковский институт механизации и электриАикации сельского хозяйства (72) П.Д.Гужин, Б.Г.Калюжный, T.Ë.Карпова, А.А.Бобраков, Н.С.Даниленко и В.И.Пакки (53) 621.928.97(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 869796, кл. В 01 D 45/12, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 575118, кл. В 01 D 47/06, 1974, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА (57) Изобретение может применяться в системах очистки воздуха на промышленных предприятиях, на элеваторах, I

„„SU„„1576184 А 1 в зернохранилищах и особенно на семенных заводах, где в вентилируемом воздухе содержатся не только механические примеси, но также и мельчайшие частицы или пары ядохимикатов, используемых в технологических процессах обработки семян. Цель изобретения — повышение надежности работы и эффективности очистки. Для проведения процесса очистки газ подводят по воздуховоду в блок орошения, куда с помошью распыливающих форсунок-оросителсй 4 впрыскивается жидкость, затем газожидкостный поток поступает в блок очистки и проходит через входной лопаточный закручиватель 5, в котором приобретает окружную скорость движения. В закрученном потоке частицы механических примесей и крупно— дисперсные частицы жидкости отбрасы1576184 ваются к стенкам конуса 6, сползают по нему и, двигаясь по вин товой лин ии в виде жидкостноч пленки „поступают в водосборн ик 1 1. Раз, прон изыв ая пленку, дополнительно проходит химическую очистку и освобождается от мельчайших механических примесей, проникает через фильтроэлемент 7 и постуИзобретение относится п: отраслям промышленности H сельского хозяйства, где требуется очистка вентиляIl îíHoão воздуха, отработанных промышленных газов от механических при-. месей и паров токсичных и вредных веществ перед выбросом их из рабочих 20 помещений, цехов, печей и т,д. в атмосферу, и может быть применено в системах очистки воздуха на промышленных предприятиях., на элеваторах. в зернохранилищах и особенно íà семенных заводах, гце в вентилируемом воздухе содержатся не только механические примеси,,но также и мельчайшие частицы или пары ядохимикатов, используемые в технологическом процес- 30 се обработки семян (например, пести-пддов системных инсектицидов типа тетраметилтиурамцисульфид, фурадан—

35, адифур ч.др.).

Цель изобретения -- повьппение надежности работы и эффективности очистки. >

На фиг. 1 показано устройство, разрез; на фиг. 2 — узел смесителей„

Устройство содержит корпус 1, пат- 40 рубок 2, выполненный в виде трубопровода длиной 5-10 диаметров и снабженный одним или несколькими пластинча-. .тыми или иными (например, сетчатыми) смесителями 3, одной или несколькиYH распыливающими форсунками-ороси-: телями 4, установленными в одном се-. чении блока орошения или в двух и боtee сечениях по его длине (фиг. 2).

Б корпусе 1 имеется блок очистки, снабженный одним или несколькими лопаточнымизакручивателями 5, установленнымив корпусечерез О, =-0,7м, и содержащий усеченный направляющий обратный конус 6, цилиндрический фильт55 рующий элемент 7 с динамически гладкой поверхностью, выполненный из гидрофобного материала (например, фторопласта 4), надетый «»а перфорированный.пает в патрубок 12. Гладкая наружная поверхность фильтроэлементов способствует эффективной самоочистке поверхности вращающейся жидкостной пленкой, кроме того в блок очистки дополчительно через струйные форсунки 10 подается жидкость. 1 табл., ил, каркас 8, кольцевой трубопровод 9 со струйными форсунками 10, установленными за конусом 6 по ходу потока и ориентированными вдоль образующей фильтрующего элемента 7. В нижней части корпуса 1 имеется водосборник 11. Отвод очищенного газа. осуществляется nQ патрубку 12. Закручиватели 5 установлены в начале фильтрующего элемента 7.

Система оборотного водоснабжения состоит из бака 13 емкостью 2 — 3 и", заполненного жидкостью (водой, водньпм или иным раствором химически активного вещества). Бак 13 соединяется трубопроводом 14 с водосборником 11 блока очистки. Трубка 15 -абора жидкости установлена так., что жидкость из бака забирается без осадка. механических примесей, выпадающих из жидкости на ,цно бака. Насос 16 через трубопровод с вентилем 17 соединяется с баком 13, а т.рубопроводом 18 — с распыливающими форсунками-оросителями 4 блока орошения и струйными форсунками 10 блока очистки. Угол раскрытия конуса 6 60-90, а диаметр его на срезе 1,15-2,0 наружного диаметра фильтрующего элемента 7.

Устройство работает следующим обI раз ом.

Газ, подлежащий очистке, по патрубку 2 поступает в блок орошения, где с помощью распыливающих форсунок-оросителей 4 в него впрыскивается жидкость (вода, водный или иной раствор химически активного вещества). Частицы механических примесей смачиваются впрыскиваемой жидкостью, одновременно жидкость (в случае применения раствора хи»ически активного вещества) поглощает и нейтрализует мельчайшие частицы (пары) ядовитых веществ, содержащихся в газе. Для повышения эффективности этих двух процессов †. смачивания и поглощения7 576184 газ эффективно перемешивается с впрыскиваемой жидкостью в пластинчатых или сетчатых смесителях 3, причем наружные (IipHcTE!HHbfe) пластины смесителя выполнены таким образом, что ани способствуют отделению пленки жидкости ат стенки ;:арпуса 1 и направлению ее снова в газовый поток.

Газояидкастный поток поступает в блок очистки, проходит через входной лопата гный закручиватель 5, в котором приобретает окружную скорость движения.

В усеченном конусе 6 закрученный поток газа разгоняется и падяимается к фильтрующему элементу. В закрученном потоке частицы механических примесей и крупнадисперсные частицы жидкости вместе с механическими примесями в них отбрасываются к стенкам усеченного конуса 6, сползают по нему, а на срезе конуса 6 за счет разрежения, возникающего с наружной стороны усеченного конуса, частицы механических примесей и крупные капли жидкости резко отбрасываются к стенкам карпу са 1q и HдВигаясь по БинтОВОЙ ли нии в виде жидкостной пленки, поступают в водосборник 11. Мелкодисперсные частицы загрязнений и мельчайшие капеггьки жидка ти вращающимся воздушным потоком увлекаются к цилиндрическому фильтрующему элементу 7. За счет вращательного движения частицы механических примесей и капельки жидкости подходят к фильтрующей поверхности по касательной. Благодаря гидрофобным свойствам фильтрующих элементов мельчайшие капельки жидкости че проникают в поры фильтрующего материала, а, двигаясь по спирали вокруг фильтрующего элемента, образуют

Вращающуюся жидкостную пленку, проницаем ло для газа. Газ, пронизывая вращающуюся яидкастную пленку, дополнительно проходит химическую очистку и освобождается от мельчайших механических примесей. Очищенный от механических примесей и паров вредных и токсичных веществ газ проникает через фильтрующий элемент 7 и поступает в патрубак 12, Мельчайшие частицы ядовитых жидкостей, поглощенные в блоке орошения и в пространстве внутри блока очистки (до фильтроэлемента), отделяются от газа вместе с частицами механических примесей как за счет центробежного эффекта после закручивающего лопатачнага аппарата, так и за счет врашающейся жидкостной пленки, Предварительные исследования показали, что в зависимости от степени загрязненности очищаемого газа, дис55 персности частиц загрязнений количества впрыскиваемай жидкости составляет 50-500 см /м з газа. Впрыскивание в устройство жидкости в количестве 50 смз/м з воздуха позволяет абр,". ую:пейся на поверхности фильтрующега элемента. динамически гладкая наружная поверхность фильтруюших элементов способствует эффективной самаачистке поверхности фильтрующего элемента вращающейся жидкг-...тнай пленкой. На такой поверхhасти нет застойных зан, где могут ..акапливаться частицы механических примесей, загрязняющих постепенно всю фильгрующучо поверхность. Для улучшения услов-гй самоочистки и образования Вращающейся жидкостной пленки в

75 лаке очистки дополнительно через струйные фарсунки 10 пагается жидкость.

Устройство эффективно работает

;Ip Впрыскивании через фарсунки не только чистой жидкости, на и загряз20:1еннай механическими примесями и ядовитыми, токсичными веществами. Это позволяет делать периодическую замену жидкости в системе оборотного в зпаснабжения при достижении предельно

25 допустимой степени загрязнения, которая с пределяется экспериментальным путем.

Устройство рааатает более эффективна, если в Iiîòîê газа, содержащий не только механические примеси, па и пары "îêñè÷íûõ и вредных веществ, Впрыскивать не чистую жидкость, а раствор химически активнага вещества, вза олодействующега с. парами токсичньх и вредньгх веществ. Например, для нейтрализации фурадана-35, адифура

35 и других инсектици,ов с действующим веществам карбофуран, применяемых для пратравливания семян сьеклы, мо Ier быть использован спиртовой раствор щелочей или водный раствор гипохларита кальция, который разрушает этл инсектициды даже при комнатной температуре. При этом в процессе расггыления через форсунки поверхность активнога химического взаимодействия г впрыскиваемого химически активного вещества с парами токсичных веществ достигает больших значений и химический процесс дезактивации проходит эффективно как в блоке орошения, так

5Q и в блоке очистки в процессе перемешивания и очистки газа.

1576184 сформировать -Ia поверхности фильтрующего элемента устойчивую сплошную вращающуюся жидкостную пленку минимальной толщины которая осуществля9

5 ет полное улавливание и непрерывный отвод с фильтрующей поверхности частиц механических загрязнении размером более 1 мкм, не допуская внедрения их в поровое пространство фильт10 рующе го элеме н т а. При впрыс кив ан ии в устройство жидкости в количестве меНее 50 см /м газа наблюдается нарушение целостности жидкостной пленки. На сухих участках поверхности фильтроэлемента происходит внедрение меХанических примесей„ в результате чего нарушается режим незагрязняемости фильтрующих элементов. Для эффективного улавливания мелкодисперсных загрязнений, размер которых менее 1 мкм, толщину вращающейся жидкостной пленки необходимо увеличива1ь за счет увеличения количества впрыскиваемой жидкости. Однако впрыс- 25 кияание жидкости в количестве более, чем 500 см /м газа нерационально, так: как при большем количестве впрыскиваемой жидкости толщина жидкостной пленки практически не увеличивается (излишки жидкости сбрасываются с фильт- . рующего элемента).

Длина блока орошения, равная 5-10 диаметров корпуса, выбрана из расче.та обеспечения полного смачивания механических примесей жидкостью и поглощения жидкостью (раствором). частиц (паров) ядовитых веществ. Лучший эффект получается при последоватепьном впрыскивании жидкости в по40 ток газа через распылительные форсуяки,. установленные по длине блока орошения в 2-3 яруса (в двух-трех сечениях) .

Геометрические параметры усечен45 ного конуса, установленного за входны f лопаточным аппаратом, определены экспериментально из условий обеспечения лучшей самоочистки фильтрующего элемента в верхней части при сохранении удовлетворительных гидрав- 50 лических характеристик устройства, Как показали результаты эксперичентапьных исследований, при угле кос нусности менее 60 поджатие потока гаэа к фильтрующсму элементу явля—

55 ется недостаточным, I n вызывает неполную самоочистку фильтрующего элемента н верхней части, при угле конусности более 90 резко возрастает коэффициент сопротивления конфузорной кольцевой полости, что существенно ухудшает гидравлическое сопротивление устройства. При установке усеченного конуса с углом при вершине 60-90 наблюдается полная самоочистка фильтрующего элемента при удовлетворительных гидравлических характеристиках устройства. Отношение диаметра конуса на срезе к наружному диаметру фильтрующего элемента выбрано из конструктивных соображений в соответствии с отношением внутреннего диаметра корпуса к наружному диаметру фильтрующего элемента (в известном устройстве это отношение изменяется в пределах от

1,2-.1 до 2,5-1). Так, при отношении внутреннего диаметра корпуса к наружному диаметру фильтрующего элемента

1,2 — 1 соответствует отношение диаметра конуса на срезе к наружному диаметру фильтрующего элемента 1,15-1, а при отношении 2,5-1 — 2:1.

Установка дополнительных форсунок вдоль образующей фильтрующего элемента обеспечивает набегание газового потока под углом к оси форсунки о

30-4, что вызывает достаточно мелкое -распыление жидкости при использовании конструктивно простых струйных форсунок.

В таблице представлены результаты исследований.

Зависимость степени загрязнения фильтрующего элемента от угла раскрытия конуса определяют косвенным методом по относительному увеличению гидравлического сопротивления устройства (Р„,„ /PII Ä) после работы его в течение 200 ч. Гидравлическое сопротивление устройства определяют по разности полных давлений, замеренных перед и после устройства.

Из анализа экспериментальных данных следует, что при угле раскрытия конуса 90 осуществляется полная самоочистка фильтрующего элемента (Е.Р „,/I1Є „ = 1g при увеличении этого угла эффект самоочистки сохраняется, однако при этом существенно увеличивается начальное сопротивление устройства. При угле рас-рытия конуса менее 90 и более 60О относительное гидравлическое сопротивление устройства мало отличается от

1

1 (1,01 — 1,02), что свидетельствует об удовлетворительной самоочистке фильтрующего элемента. Таким образом оптимальный диапазон угла раскрытия конуса 60-90

576184 фнльтрующего элемента, о т л н ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы и эффективности очистки, оно снабжено прикрепленным большим основанием к закручиватело обратным усеченным конусом, выполненным с углом раскрытия 60-90 о, и струйными форсунками, ориентированными вдоль образующей фильтрующе1о элемента и установленными за конусом по ходу потока, при этом диаметр конуса на срезе составляет 1 15-2,0 наружного диаметра фильтрующего эле15 мента.

Формулаизобретения

Устройство для очистки газа, содержащее корпус, закручиватель, патрубки ввода и вывода газа, гидрофобный фильтрующий элемент на каркасе, ороситель, установленный перед закручивателем, размещенным в начале

Показатели при угле раскрытия конуса, град

Давление

40 50 60 70 80 90 100

920 960 1010 1090 1 l80 1300 - 1700

1300 1040 1030 1100 1190 1300 1700

1,41 1 08 1,02 1,01 1,01 1,00 1,00

ДР и,„, Па йР кой в Па

ЛР, /dP

Оиь. 2

Составитель О.Беккер

Редактор О.Головач Техред М.Ходанич Корректор С.Иекмар

Заказ 1811

Тираж 566

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæroðoä, ул. Гагарина, 101