Устройство для мокрой очистки газа

 

Использование: очистка газа, в частности мокрая очистка газа от взвешенной пыли, Сущность изобретения: устройство для мокрой очистки газа содержит газоподводящий патрубок, размещенный относительно полусферического экрана с образованием между ними кольцевой дроссельной щели, инициатор колебаний газожидкостного потока, который выполнен в виде упругой кольцевой мембраны, размеа1енной в нижней части газопод водящего патрубка ниже уровня жидкости в полусферическом экране и установленной с возможностью изменения частоты ее колебаний с образованием системы возбуждения колебаний газожидкостной среды в экране, .2 ил,

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕ НТ ССС P) (21) 4883866/26 (22) 29.11.90 .(46) 28.02.93. Бюл, N 8 (71) Научно-производственное обьединение

"ТАМЭРС" (72) В.И.Вереитинов и Ю.И.Назаренко (73) Научно-производственное объединение

"TAM3PC" (56) Авторское свидетельство СССР

М 814407, кл. В 01 D 47/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 889055, кл. В 01 D ..47/02, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОКРОЙ ОЧИСТКИ

ГАЗА (57) Использование: очистка газа, в частности

Изобретение относится к очистке газа, в частности к мокрой очистке газа от взвешенной пыли, в том числе содержащей мелкие частицы размером до 1 мкм, а также других примесей.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки газа от мелких фракций пыли путем инициирования акустических волн в газажидкоетнай среде.

На фиг,1 изображено устройство для мокрой очистки газа в; на фиг.2— схема течения гаэожидкостной среды в экране.

Подача газа с высокой скоростью через тонкий зазор между мембраной и полусфе. рой с жидкостью приводит к диспергированию газовой струи в жидкости и образованию мелкодисперснай газожидкостной системы.

Снабжение газападводящего патрубка упругой кольцевой мембраной, установленной в его нижней части, размещение мемб„„5U,, 1799284 А3 (я>з В 01 0 47/02, 51/08 мокрая очистка газа от взвешенной пыли, Сущность изобретения: устройство для мокрой очистки газа содержит газоподводящий патрубок, размещенный относительно полусферического экрана с образованием между ними. кольцевой дроссельной щели, инициатор колебаний газожидкастного потока, который выполнен в виде упругой кольцевой мембраны, размещенной в нижней части газоподводящего патрубка ниже уровня жидкости в полусферическом экране и установленной с возможностью изменения частоты ее колебаний с образованием системы возбуждения колебаний гаэожидкостной среды в экране. 2 ил, раны ниже уровня жидкости в сферическом экране, а также налйчие кольцевой дроссельной щели между газоподводящим патрубком и экраном обеспечивает в предложенном устройстве возникновение акустических волн в газожидкастнай среде, находящейся в полости сферического экрана, вследствие высокочастотных колебаний мембраны; под действием высокоскоростного потока газа с одной стороны, а также сил упругой деформации мембраны и веса столба жидкости над мембраной, действующих на мембрану с другой стороны, Поскольку частота колебаний может достигать 6-8 кГц и более, возможно также появление кавитационных пузырьков, которые интенсифицируют процесс очистки газа от мелких фракций пыли размером 1 мкм и менее.

Как показали исследования гидрадинамики, течения в рабочем объеме, в зависимости ат расхода газа, возможны несколько

1799284 устойчивых режимов с образованием сложных гидродинамических структур течения и движения свободной поверхности жидкости с пузырьками газа.

На фиг,2 представлена схема течения газожидкостной среды, полученная на прозрачной модели устройства методом "свето вого ножа

Для определения локального поля скоростей жидкой фазы использовался метод кинорегистрации движения визуализи рующих частиц. В процессе работйустройства наблюдается тороидальный вихрь со скоростью на периферии 0,2 — 0,5м/с. Образующийся вихрь способствует более длительному воздействию очищающей жидкости на пузырьки газа и препятствует брызгоуносу жидкости в газоотводящий патрубок.

Особенностью системы является также то, что система обладает свойством саморегулирования необходимого объема газожидкостной смеси в сферическом экране.

При выходе установки на установившийся режим лишняя жидкость выбрасывается.

Величина необходимого объема газожидкостной смеси в сферическом экране зависит от величины расхода газа и составляет 300—

500 мл.

Акустические волны в газожидкостной среде вызывает интенсивные колебания пузырьков.газа вплоть до их схлопывания, что приводит к более интенсивному захвату мелких частиц пыли жидкой фазой.

Акустические волны способствуют также коагуляции мелких частиц в более крупные агломераты, захват которых жидкой фазой облегчается. Наличие пузырьков кавитационного происхождения приводит к переизлучению волн и резбнансным явлениям, что интенсифицирует процесс очистки, Волновые процессы на поверхности газожидкостной среды вызывают дополнительную турбулизацию среды и приводят к интенсификации очистки вблизи этой поверхности (эффект Марангони), при этом имеет место незначительный брызгоунос (менее 0,005 кг жидкости на 1 кг газа), что является существенной особенностью предлагаемого устройства.

Исследования показали, что частицы размером более 5 мкм удаляются полностью, для частиц размером 1 — 5 мкм степень очисткй 94 g„1 — 0,5 мкм — 70;ь.

При указанных выше расходах газа расход чистой воды на очистку составил 5 r на

1 м загрязненного газа.

Устройство для мокрой очистки газа включает корпус 1 с патрубком 2 подвода и патрубком 3 отвода газа,.патрубком 4 подвода и патрубком 5слива промывочной жидкости, концентрично установленный в корпусе 1, выполненный в виде вогнутой полусферы и заполняемый промывочной жидкостью экран 6 и каплеотбойник 7.

5 В нижней части газоподводящего патрубка 2 ниже уровня жидкости установлена упругая кольцевая мембрана 8, являющаяся инициатором колебаний газожидкостного потока.

"0 Газоподводящий патрубок 2 размещен относительно экрана 6 с образованием между ними кольцевой дроссельной щели 9.

Для уменьшения уровня шума при работе устройства газоподводящий патрубок 2 и

15 экран 6 установлены на виброопорах 10, 11, Устройство для мокрой очистки газа работает следующим образом.

Запыленный газ подают в патрубок 2 подвода газа, достигнув поверхности сфери20 ческого экрана 6, поток газа поворачивает на

90 и выходит через кольцевую дроссельную щель 9 в зазор между нижней поверхностью мембраны 8 и поверхностью экрана 6. За счет сужения проходного сечения газового потока в районе дроссельной щели 9 происходит резкое возрастание его скорости..

Придвижении кдроссельной щели газовый поток захватывает с собой жидкость, которая подается в полость сферического

30 экрана 6 через патрубок 4 подвода жидкости, при этом происходит смешивание газа; вого потока с чистой жидкостью.

Воздействуя на нижнюю часть кольцевой мембраны, полученный газожидкост35 ный поток отгибает ее края от поверхности сферического экрана 6 и попадает в полость экрана 6 над мембраной 8, а силы упругой деформа ии мембраны 8 и находящийся над ней столб жидкости стремится прижать

40 ее края к поверхности экрана 6, в результате чего упругая мембрана 8 совершает колебательные движения, частота которых будет тем выше, чем выше жесткость мембраны 8 и чем больше скорость газового потока, Верхняя часть рабочего объема выполнена в виде полусферы и играет роль каплеотбойника 7, который предотвращает каплеунос жидкости из устройства.

Как показали испытания, наиболее эффективное значение диаметра верхней полусферы составляет 200 — 250 мм.

Избыток жидкости, которая поступает по патрубку 4 в полость сферического экрана 6, переливается через край экрана 6 в полость корпуса 1. При этом в полость корпуса вместе с жидкостью выноСятся частицы, перешедшие из газа в жидкость. Слив загрязненной жидкости из корпуса 1 производится через патрубок 5 слива промывочной жидкости.

1799284

Очищенный газ поступает через открытую часть экрана 6 и каплеотбойник 7 в патрубок отвода газа 3, Были проведены испытания опытного образца устройства, который имел следующие конструктивные данные: внутренний диаметр полусферического экрана 140 мм, диаметр проходного сечения тонкостенного газоподводящего патрубка 30 мм, диаметр мембраны 50 мм, толщина мембраны

1 мм, материал мембраны — резина, величина зазора в кольцевой дроссельной щели "а" 2-3 мм.

Устройство производило очистку загрязненного газа, содержащего фракции пыли размером от 20 мкм до 1 мкм и менее, Расход газа в опытах составлял 10-15 л/с, гидравлическое сопрОтивление устройства

150 — 280 мм вод,ст.

Температура входящего газа — 40 С, выходящего — 20 С. Для контроля степени очистки газа в устройство применялся оптический счетчик числа частиц.

Формула изобретения

Устройство для мокрой очистки газа, со5 держащее корпус, газоподводящий патрубок, патрубки отвода газа, подвода и отвода . промывочной жидкости, концентрично установленный в корпусе, заполненный промывочной жидкостью экран, выполненный в

10 виде вогнутой полусферы, и каплеотбойник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности очистки-газа ot мелких фракций, .оно снабжено инициатором колебаний газожидкостйого потока, 15 который выполнен в виде упругой кольцевой мембраны, размещенной в нижней ча. сти газоподводящего патрубка, ниже уровня жидкости в полости экрана, при этом газоподводящий патрубок размещен

20 по отношению к экрану с образованием кольцевой дроссельной щели.

1799284

ПОйчю гага

Составитель B,Âåðåèòèíoâ

ТехРед M.ÌîÐãåíòàë КоРРектоР Е Папп

Реда кто р С.Хода кова

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

Заказ 784 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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