Газоочиститель

 

Изобретение относится к промышленной энергетике. Цель изобретения - повыВлод юза. /2 Рабочая жидкость Jr 21 20 / 18 17 13 W 16 / / J-L Риг.1 шение эффективности улавливания аэрозолей в энергетическом оборудовании. Газоочиститель содержит трубчатые распределители газа во входной 10 и выходной 11 камерах, причем во входной камере распределитель выполнен по типу труба в трубе и состоит из внешнего и внутреннего распределителей и в верхней части переходит в трубу Вентури 17, которая конфузорной частью соединена с патрубком 2 подвода газа. Кроме того, в корпусе имеется коагулятор 16 и пакет сепарирующих элементов , а также охладитель 22, расположенный в поддоне 5, причем нижняя часть поддона соединена с трубкой распыла жидкости в горловине трубы Вентури. 2 з.п. флы, 2 ил. СЛ С Выход газа 15 V OJ к СЛ 00 жидкости

COI03 СОВЕТС КИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я15 В 01 0 47/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4784931/26 (22) 05.12.89 (46) 07.05.92. Бюл. М 17 (71) Научно-производственный центр при

Николаевском кораблестроительном институте им. адм, С.О.Макарова (72) С,С.Рыжков (53) 621.928.97(088.8) (56) Скубачевский Г.С. Авиационные. газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет. — М.: Машиностроение, "969, с.485.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1119713, кл, В 01 D 45/04, 1984. (54) ГАЗООЧИСТИТЕЛЪ (57) Изобретение относится к промышленной энергетике, Цель изобретения — повыЮяод ama ое1 Ы п11 l 731 258 А1 шение эффективности улавливания аэрозолей в энергетическом оборудовании. Газоочиститель содержит трубчатые распределители газа во входной 10 и выходной 11 камерах, причем во входной камере распределитель выполнен по типу "труба в трубе" и состоит из внешнего и внутреннего распределителей и в верхней части переходит в трубу Вентури 17, которая конфузорной частью соединена с патрубком 2 подвода газа. Кроме того, в корпусе имеется коагулятор 16 и пакет сепарирующих элементов, а также охладитель 22, расположенный в поддоне 5, причем нижняя часть поддона соединена с трубкой распыла жидкости в горловине трубы Вентури, 2 з.п. флы,2 ил, 1731253

Изобретение относится к области про- ри, соединенной диффузорной частью с расмышленной энергетики. в частности может пределителем газа и конфузорной частью с быть использовано в системе суфлирования патрубком подвода газа, при этом распрегазотурбинных двигателей для улавливания делитель газа расположен в обечайке со

5 смещением оси в сторону сепарирующей

Известен центробежный суфлер систе- камеры и выполнен с перфорацией, ориенмы суфлирования газотурбинных двигате- тированной в направлении этого смещения, лей, содержащий корпус, внутри которого а пористая перегородка выполнена в виде расположен ротор с крыльчаткой, крышку с двух полуцилиндрических оболочек, экраконусообразным кожухом,изкоторогоотво- 10 нирующих соответственно перфорацию дится очищаемый газ. Очистка от капель распределителягазаицилиндрическойобемасла в нем происходит за счет центробеж- чайки. Кроме того, газоочиститель снабжен, ных сил, возникающих при вращении рото- размещенным в поддоне охладителем рабора и крыльчатки. Недостатком данного чей жидкости, а поддон сообщен с системой суфлера является низкая эффективность 15 орошения трубы Вентури посредством труулавливания капель менее 20 мкм, Масса бопровода, при этом верхний обрез патрубкапель таких диаметров в потоке очищае- ка слива жидкости размещен выше уровчя мых газов может достигать значительных установкитеплообменныхповерхностей охэначений (0,2-0,4 г/м ). Это обуславливает ладителя. Также газоочиститель снабжен повышенные потери и загрязнение окружа- 20 коагулятором, размещенным перед пакетом улавливающих элементов в сепарационной

Известна устройство для очистки газов камере. от аэрозолей, состоящее из корпуса с вход- Снабжение входной камеры цилиндриной и выходной камерами V-образной фор- ческой обечайкой с перфорацией, ориентимы, внутрикоторыхрасположенытрубчатые 25 рованной к корпусу и имеющей систему перфорированные распределители газа, орошения трубой Вентури, соединенной и-трубков подвода и отвода газа, соединен- диффузорной частью с распределителем ганых с трубчатыми распределителями, пат- за и конфузорной встык с патрубком подрубка слива жидкости, установленного в вода газа и распсложение распределителя нижней части корпуса, пакета сепарирую- 30 газа в обечайке со смещением оси в сторону щих элеменгов, расположенного в корпусе. сепарационной камеры и выполнение его с ,Кроме этого, во входной камере, напротив перфорацией, ориентированной в направперфорации распределителя газа, имеется лении этого смещения, выполнение порийористая перегородка,а в корпусесосторо- с-ой перегородки в виде двух чы камер имеются отверстия, в которых 35 полуцилиндрических оболочек, экранируюустановлены оболочки с коагуляторами, щих соответственно перфорацию распредеНедостатком данного устройства явля- лителя газа и цилиндрической обечайки, ется невозможность улавливания масляных размещение в поддоне охладителя рабочей паров и недостаточная эффективность улав- жидкости и сообщение поддона с системой ливания мельчайших частиц — менее 1 мкм, 40 орошения трубы Вентури посредством трукоторые в большом количестве генерируют- бопровода, снабжения сепарационной кася в системе суфлирования. меры коагулятором позволяет производить

Цель изобретения — повышение эффек- улавливание паров веществ и мелких капель тивности улавливания аэрозолей, включая на холодных крупных каплях в горловине, пары, . 45 диффузорной части трубы Вентури и внутри

Поставленная цель достигается тем, что трубчатого распределителя газа (ступень в газоочистителе, содержащем корпус с очисткиотпаров}ипоследующегоулавливаподдоном, патрубками слива жидкости, ния всех несущих потоком капель жидкости: подвода и отвода газа, разделенный перфо- сначала за счет инерции при обтекании сирированными перегородками на сепараци- 50 стемой газовых струй пористой полуцилинонную камеру с пакетом улавливающих дрической оболочки и внутренней элементов, входную и выходную камеры с поверхности обечайки, а затем неосадивтрубчатыми, частично перфорированными, шихся более мелких капель за счет инерции распределителями газа, пористую перего- при обтекании системой газовых струй, имеродку, размещенную во входной камере, 55 ющих большую скорость, пористой переговтулки, вставленные в отверстия перфори- родки и внутренней поверхности входной рованной перегородки, входная камера камеры и за счет турбулентной диффузии и снабжена цилиндрической обечайкойс пер- турбофореза в коагуляторе сепарационной ф, р ентированной к корпусу и камеры, что создает новый положительный форациеи, ориентир в имеющей систему орош н орошения трубой Венту- эффект, имеет новые конструктивные отли1731258

35

18 орошения, охладителя 22 рабочей жидко- 45

55 чия и непосредственно влияет на поставленную цель. Эффективной очистке газа при обтекании поверхностей системой струй способствуют смещение оси распределителя газа в сторону сепарационной камеры.

Это позволяет осуществить равномерный подвод газа к каждому перфорированному отверстию в распределителе газа и тем самым добиться максимального эффекта от каждой истекающей из перфорации струи, а также осуществить равномерный отвод массы газа от отработанных струй.

Расположение сечения верхнего обреза патрубка слива жидкости выше уровня,.установки теплообменных поверхностей охладителя позволяет обеспечить требуемый запас охлажденной рабочей жидкости и нормальную работу газоочистителя.

На фиг.1 представлен газоочиститель, общий вид; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1 (стрелками указано движение рабочих сред).

Газоочиститель состоит из корпуса 1 с патрубками подвода 2, отвода 3 газа и слива жидкости 4, поддона 5, сепарационной камеры 6 с пакетом улавливающих элементов, трубчатого подводящего частично перфорированного распределителя 7 газа, расположенного в цилиндрической частично перфорированной обечайке 8, и отводящего распределителя 9 газа, входной 10 и выходной 11 камеры, пористых перегородок 12 и

13, выполненных в виде полуцилиндрических оболочек, экранирующих соответственно перфорацию обечайки 8 и распределителя 7 газа, перфорированных перегородок с втулками в отверстиях 14 и

15; разделяющих корпус 1 на сепарационную камеру 6, коагулятора 16, расположенного в сепарационной камере до улавливающих элементов, трубы Вентури

17 с системой 18 орошения, соединенной с поддоном посредством трубопровода 19, клапанов 20 и 21, соединенных с системой сти, размещенного в поддоне с патрубками подвода 23 и отвода 24 теплоносителя, отверстия 25 перелива жидкости из входной камеры 10 в поддон 5.

Газоочиститель работает следующим образом.

Очищаемый газ поступает через входной патрубок 2 в трубу Вентури 17, где за счет турбулентно-инерционного эффекта и диффузиофореза происходит осаждение аэрозол ьных частиц и конденсация паров на охлажденных каплях рабочей жидкости, которая орошает горловину через систему 18 орошения. Перепад температур между очищаемым газом, температура которого в

10

20 энергооборудовании (системе суфлирования ГТД) достигает 100 С и холодной рабочей жидкостью (температура 20-40 С, которую обеспечивает охладитель 22), составляет Т = 60 — 80 С, что интенсифицирует процесс тепломассопереноса, Осаждению частиц на каплях способствуют также силы термофореза. В случае применения в качестве рабочей жидкости абсорбента рабочие процессы в трубе Вентури дополняются поглощением газовых составляющих за счет абсорбции. Для системы суфлирования ГТД необходимо применять в качестве рабочей жидкости используемое для "мазки ГТД масло (ГОСТ 10289-79 или аналогичное). Из конфузорной части трубы Вентури поток с каплями жидкости поступает в трубчатый распределитель 7, здесь большие объемы жидкости из крупных капель доходят до дна распределителя, а более мелкие поворачивают в отверстия, образованные перфорацией, и в виде струй обтекают пористую перегородку 13 и внутреннюю стенку обечайки 8, где происходит отделение основной массы жидкости и распределение потока газа по внутреннему объему обечайки 8, Этому способствует смещение оси внутренней камеры, позволяющее создать увеличение проходного сечения по мере поступления новых порций газа через перфорированные отверстия. Затем газ через перфорацию в обечайке 8 поступает в виде струй на пористую перегородку 12 и внутреннюю поверхность входной камеры 10.

Проходное сечение отверстий в перфорациях обечайки 8 и подводящего распределителя 7 составляет соотношение, как

1,0/(1,25-1,5).

Последнее необходимо для создания скорости газа в струях на выходе из обечайки в 1,2 — 1,5 раза выше, для эффективного последовательного осаждения мельчайших капель, Как показали эксперименты и расчеты, при скорости vo = 15 мlс при струйном обтекании пластины осаждаются полностью капли более 20 мкм, при vo = 40 мlскапли более 10 мкм. Компоновка распределителя газа 7 внутри обечайки; позволяет более эффективно использовать поверхности осаждения, что снимает габариты (для осаждения используется внутренняя поверхность обечайки 8), Уловленная жидкость из входной камеры поступает через отверстия

25 в поддон, откуда через патрубок 4 удаляется из корпуса. Сечение сливного патрубка

4 выступает над поверхностью охпадитепя

22, что позволяет поддерживать требуемый уровень жидкости в поддоне для осуществления достаточного орошения горловины трубы Вентури, По мере поступления улов1731258

50

55 ленной жидкости (в системах суфлирования улавливается от 1 до 3 т/ч), излишки жидкости удаляются через патрубок4слива, Окончательная очистка происходит при прохождении газа через оболочки 14 и коагулятор 16, где мельчайшие капли укрупняются, и в виде капель, уже крупных, выносятся в пакет улавливающих элементов сепарационной камеры 6, где происходит их улавливание и отводы в нижнюю часть корпуса. В качестве коагулятора 16 и набивки оболочек отверстий 14 и 15 могут использоваться гофрированные сетки, а в качестве пакета улавливающих элементов — одноволновые профили. В дальнейшем очищенный газ через отверстия в оболочках 15 поступает в распределитель 9 газа выходной камеры, а из него — B патрубок 3 выхода газа.

Для сравнения выбран известный центробежный суфлер ГТД, По сравнению с ним газоочиститель обладает следующими преимуществами: имеет повышенную эффективность очистки от капель менее 10 мкм; улавливает пары масла; снижает потери масла через систему суфлирования на 0,5—

1,0 кг/ч, уменьшает загрязнение окружающей среды.

Формула изобретения

1, Гаэоочиститель, содержащий корпус с поддоном, патрубками слива жидкости, подвода и отвода газа, разделенный перфорированными перегородками на сепарационную камеру с пакетом улавливающих элементов, входную и выходную камеры с трубчатыми частично перфорированными распределителями газа, пористую перегородку, размещенную во входной камере, втулки, вставленные в отверстия перфорированных перегородок, отличающийся

5 тем, что, с целью повышения эффективности улавливания аэрозолей и паров, входная камера снабжена цилиндрической обечайкой с перфорацией, ориентированной к корпусу и имеющей систему орошения трубой Вен10 тури, соединенной диффузорной частью с распределителем газа и конфузорной частью с патрубком подвода газа, при этом распределитель газа расположен в обечайке со смещением оси в сторону сепарирую15 щей камеры и выполнен с перфорацией, ориентированной в направлении этого смещения, а пористая перегородка выполнена в виде двух полуцилиндрических оболочек, экранирующих соответственно перфора20 цию распределителя газа и цилиндрической обечайки.

2. Газоочиститель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что он снабжен размещенным в поддоне охладителем рабочей жидкости, а поддон

25 сообщен с системой орошения трубы Вентури посредством трубопровода, при этом верхний обрез патрубка слива жидкости размещен выше уровня установки теплообменных поверхностей охладителя.

3. Газоочиститель по пп.1 и 2, о т л и ч аю шийся тем, что он снабжен коагулятором, размещенным перед пакетом улавливающих элементов в сепарационной

35 камере.

1731258

ЛАЗ

Раг,2 яелроиосителя

45

Редактор Е.Папп

Корректор Э,Лончакова

Заказ 1530 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издвтезвский комбинат "Патент". г. Ужгород, ув. Гагарина. 101

Составитель С. Рыжков

Техред М. Моргентал

Язв пеппонаситеяР