Устройство для очистки газа

 

Использование: мокрая очистка газа. Сущность изобретения: с целью повышения эффективности и экономичности устройства для очистки газа в его цилиндрическом вертикальном корпусе 1 со штуцером 2 для подачи и слива воды установлена труба Вентури 3, образующая совместно с корпусом 1 кольцевую водяную камеру 4. В проницаемо диффузорной части трубы Вентури 3 размещен регулирующий шар 6, диаметр которого больше диаметра горловины трубы Вентури 3. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{Я)5 В 01 0 47/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕ НТ. CCC P) 2

Ш

М ()ь Ю

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4877516/26 (22) 24.10.90 (46) 23.12.92, Бюл. N. 47 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) С.Л.Деменок, М.З.Арысланов, В.B,Måäведев, С.M,Ñèâóõà и Д.В.Чистяков (56) Авторское свидетельство СССР

% 325026, кл. В 01 0 47/00, 1970,. публ.

Авторское свидетельство СССР

N 230084, кл. В 01 D 47/10, 1966, публ. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА

„„!Ж„„1782638 А1 (57) Использование: мокрая очистка газа, Сущность изобретейия: с целью повышения эффективности и экойомичностйустройства для очистки газа в его цйлиндрическом вертикальном корпусе 1 со штуцером 2 для под-. ачи и слива воды установлена труба Вентури

3, образующая совместно с корпусом 1 кольцевую водяную камеру 4. В проницаемой диффузорной части трубы Вентури 3 размещен регулирующий шар 6, диаметр которого больше диаметра горловины трубы Вентури

3. 2 ил., 1782638

20

40

50

Изобретение относится к газоочистным системам и может быть использовано при мокрой очистке газа.

Известна. установка для очистки воздуха от механических примесей, содержащая паровоздушный эжектор, центробежный пылеуловитель, патрубки для подвода и отвода газа и трубопроводы для подачи и слива воды.

При работе установки вода попадается 10 в паровоздушный эжектор, где за счет высокой скорости газа вода дробится на мелкие капли, в результате чего увеличивается поверхность контакта газа с жидкостью, механические примеси, столкнувшись с капельками воды, укрупняются и в центробежном пылеуловителе за счет циклонного эффекта крупные частицы с водой осаждаются и удаляются из установки.

Условием эффективной очистки газа в известной установке является-поддержание постоянного высокого гидравлического сопротивления в паровоздушном эжекторе.

Однако довольно частые колебания расхода газа, которые имеют место на практике при- 25 водят к колебаниям перепада давления в эжекторе, при снижении которого очистка ухудшается. Скомпенсировать падение скорости газа увеличением плотности ороше- . ния при тонкой очистке газа полностью не удается. Скорость газа в центробежном пылеуловителе должна быть сравнительно велика (3;5..5 м/с), чтобы снизить брызгоунос (см. А.В.Вальдберг... с. 33). Поэтому гидравлическое сопротивление пылеуловителя велико. Большие гидравлические сопротивления в последовательно установленных паровоздушном эжекторе и центробежном пылеуловителе требуют значительной мощности газонапорного аппарата или вентилятора, что снижает экономичность устройства, Уменьшение гидравлического сопротивления вследствие снижения скорости в газовом тракте устройства приводит к снижению эффективности очистки газа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является аппарат для очистки газов. содержащий вертикально установленную трубу Вентури. в полости которой размещен на опоре регулирующей орган-шар и установлены форсунки орошения.

B начале технологического процесса (малые расходы) запыленный газ поступает в трубу Вентури и проходит дроссельное место создавая определенный перепад давления, По достижении определенного перепада давления шар переходит во взвешенное состояние в потоке газа и начинается режим работы с саморегулированием перепада давления; При малых расходах регулирующий орган-шар находится на опо-

pe c минимальным заданным зазором между его поверхностью и стенками диффузора, При взвешенном состоянии шар турбулизирует поток газа и тем самым интенсифицирует массообмен между газом и капельками воды, подаваемыми в поток из форсунок орошения.

При этом эа шаром образуется вихревая область, которая определяет гидравличе-. ское сопротивление шара. Наличие в газовом т ракте аппарата шара с присоединенным вихрем за ним и форсунок . обусловливает сравнительно большое гидравлическое сопротивление аппарата. Если через форсунки вода подается крупными каплями, то сравнительно мала поверхность контакта между газом и водой, следовательно, эффективность очистки газа невелика и, кроме того. из-за большого расхода воды снижается экономичность аппарата. Если оборотная вода подается через отверстия форсунки малого диаметра, то поверхность контакта газа с водой выше, а расход воды меньше, Однако, при этом оборотная вода должна быть очищена от взвеси, в противном случае отверстия форсунок могу забиться пылью. Зто приводит к необходимости дополнительных затрат энергии на циркуляцию и очистку оборотной воды. Кроме того, в аппарате с форсунками мелкого распыла велик унос мелких капель воды потоком газа, Все это снижает эффективность и экономичность известного аппарата.

Целью изобретения является повышеwe эффективности и экономичности устройства для очистки газа, Указанная цель достигается тем, что в устройство для очистки газа, содержащем вертикально установленную трубу Вентури, в диффузорной полости которой размещен регулирующий шар, и снабженное системой для подачи и слива воды, согласно изобретению, труба Вентури выполнена с проницаемой диффузорной частью, установлена в корпусе и образует совместно с корпусом водяную камеру, а диаметр шара больше диаметра дроссельной части трубы Вентури, образующая которой может быть выпол-, нена по закону:

r =d р/3 ch (p/3). (1) где р= arch (0.5(р/3) )

D/d — 1 (о/а) sin20

1782638

Π— угол наклона радиуса-вектора r к продольной оси трубы Вентури;

D — диаметр трубы Вентури (выходного сечения);

d — диаметр регулирующего шара. 5

Такое выполнение устройства позволяет исключить применение оросителей. Проницаемая диффузорная часть трубы

Вентури выполняет функции трубы-распылителя. Вода подсасывается из водяной ка- 10 меры через отверстия по периферии дроссельной части трубы Вентури вблизи ее горловины (дроссельной части). 3а счет вы- . сокой скорости газа. вода дробится на мелкие капли, в результате чего увеличивается 15 поверхность контакта газа с жидкостью;

В рабочем состоянии устройства. шар . выполняет функции турбулизатора и капле- уловителя, а гидравлическое сопротивление собственно шара практически отсутствует. 20

При известных условиях (см. а.с. СССР М

924513 М кл, G 01 F 1/10), а именно do/D

0.1..0,6; d/Р = 0,34.,0,6 (где 0 — диаметр трубы Вентури, do — диаметр горловины дроссельной части трубы Вентури, d — диа- 25 метр регулирующего шара), шар при работе устройства находится в состоянии левитации, При этом шар хаотически колеблется и вращается, а вихревая зона за ним вследствие струйного обтекания отсутствует (см. 30

Марченко А.В. Эффект левитации тел вращения в стесненном потоке теплоносителя.

Теплоэнергетика, 1977, hL 3, с. 51-54). Отсутствие вихревой зоны обусловливает пре- . небрежимо малое гидравлическое 35 сопротивление собственно шара. Колебания и вращение шара способствуют турбулизации газового потока и, следовательно, интенсификации процесса массообмена.

В качестве каплеуловителя шар работа- 40 ет следующим образом, Поскольку плотность капель воды больше плотности газа, мелкие капли воды попадают на поверхность шара и захватываются шаром (см.

P.Ñêoðåð. Аэродинамика окружающей сре- 45 ды, M., Мир, 1980 г„с. 75, рис. 2,9.1). На поверхности шара капли укрупняются за счет захвата новых капель, и большие капли, вследствие циклонного эффекта, возникающего благодаря вращению шара при 50 левитаций, срываются и отбрасываются на периферию устройства к проницаемой стенке диффузорной части трубы Вентури. Пройдя через проницаемую стенку, капли воды с, частицами пыли и вредными веществами 55 попадают в водяную камеру, где под действием силы тяжести оседают.

В техническом решении обеспечивается самопроизвольная циркуляция воды в ра- . бочей части аппарата за счет действия эфекционных и гравитационных сил, без дополнительных затрат мощности на циркуляцию воды.

Гидравлическое сопротивление устройства. может быть снижено более, чем в два раза за счет профилирования образующей трубы Вентури по закону (1).

Соотношение (1) получено из известного выражения для функции тока при безвихревом омывании тел вращения (cM, Л.Г.Лойцянский, Механика жидкости и газа.

М., 1987, с. 289): ф= 0,5 Wco г (1 - (2 ) ) sin 0 (2) с учетом новых-условий однозначности, а именно детерминант кубического уравнения (2) Т = — — (р/3 ) принят положительз

4 ным, т.к. только в этом случае обеспечиваются условия левитации шара, и при д= 90 радиус-вектор r составляет половину диаметра трубы Вентури (r = D/2), что обеспечивав возможность последовательной установки друг над другом таких устройств, вследствие зеркальной симметрии конфузорной и диффузорной частей трубы

Вентури. Таким образом, техническое решение в .отличие от прототипа позволяет интенсифицировать массообмен, снизить каплеунос, гидравлическое сопротивление и удельный расход жидкости за счет совместного использования эффектов эжекции жидкости, левитации шара, захвата капелек жидкости шаром и циклонного эффекта, что позволяет получить новое сверхсуммарное свойство: повысить эффективность очистки газа при . снижении гидравлического сопротивления в газовом тракте устройства.

На фиг,1 показан продольный разрез устройства для очистки газа; на фиг.2 — тоже с профилированной по закону (1) трубкой

Вентури, В цилиндрическом вертикальном корпусе 1 со штуцером (системой) 2 для подачи и слива воды установлена труба Вентури 3, . образующая совместно с корпусом 1 кольцевую водяную камеру 4. В проницаемом диффузоре 5 трубы Вентури 3 размещен регулирующий шар 6, диметр которого больше диаметра горловины трубы В нтури 3.

При работе газ подается в трубу Вентури 3; ускоряется в ее конфузорной части, подсасывает воду по периферии дроссельной части трубы Вентури 3 вблизи ее горловины 7, обеспечивает левитацию регулирующего шара 5, в: имодействует с раздробленными капельками волы, очища1782638

Технико-экономический эффект изобретения заключается в том, что — снижается каплеунос из устройства; — повышается интенсивность массообмена; — обеспечивается самопроизвольная циркуляция воды, снижается ее удельный расход; уменьшается гидравлическое сопро-. тивление в газовом тракте устройства..

Составитель 0,беккер

Техред М.Моргентал Корректор 3.Салко

Редактор З.Хорина

Заказ 4473 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственйого комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Произво,дсгвенно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ется от вредных веществ и удаляется из устройства. При уменьшении расхода регулирующий шар 6 уменьшает проходное сечение, поддерживая постоянной максимальную скорость газа вблизи горловины 7:трубы Вентури 3. 3а счет высокой скорости газа эжектируемая из водяной камеры 4 вода дробится на мелкие капли, которые эахаатываются регулирующйм шаром 6 и отбрасываются на периферию дроссельной части трубы Вентури 3, где чераз проницаемую стенку 8 попадают обратно в водяную камеру 4. Требуемый уровень воды регулируется штуцером 2 для подачи и слива воды.

Формула изобретения

Устройство для очистки газа, содержащее вертйкально установленную трубу Вентури, регулирующий шар, размещенный в

5 диффузоре трубы и выполненный с диаметром большим диаметра горловины трубы

Вентури, систему подачи воды; о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышейия эффектйвности и экономичности устройст10 ва, труба Вентури ограничена корпусом с образованием наружной водяной камеры, снабженной системой слива и воды и подключенной к системе подачи воды, при этом диффузор трубы Вентури имеет проницае.15 мую стейку, а образующая ее выполнена по закону

r =. б р/3 ch (р/3 ) где p= arch j0,5(ð/3 ),"

20, " О/d — 1 (D/ ) з п О д- угол наклона радиус-вектора r к продольной ос и трубй В ентури

D — выходной диаметр трубы Вентури;.

d — диаметр регулирующего шара.