Устройство и способ для мокрой очистки

Изобретение относится к очистке воздуха и дымовых газов от загрязняющих веществ распыленной водой может использоваться для очистки газов из бытовых и промышленных отопительных котлов, в системах кондиционирования после воздухозаборников, в столярных механических или металлургических цехах. Устройство содержит вертикальную центральную камеру с нижним входом газов, вокруг которой концентрично расположены камеры, соединенные последовательно, средство нагнетания, множество сопел для впрыскивания воды в концентричные камеры, резервуар для сбора воды, соединенный с фильтровальным резервуаром. Концентричные камеры имеют увеличивающееся сечение для уменьшения скорости потока газа. В камерах могут быть установлены поперечно сетки и/или перфорированные перегородки. Способ включает многократную промывку газов, сбор промывочной воды, ее фильтрацию и рециркуляцию. Технический результат состоит в повышении эффективности очистки газов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Настоящее изобретение относится к устройству и способу для мокрой очистки воздуха и дымовых газов от загрязняющих веществ.

Устройства для удаления частиц из дымовых газов и воздуха известны.

Однако несмотря на известность этих устройств на протяжении многих лет, они не нашли широкого применения из-за множества недостатков.

В частности, существующие устройства для мокрой очистки являются довольно массивными и малоэффективными, а к их обслуживанию предъявляются высокие требования.

С другой стороны, проблеме очистки дымового газа и воздуха на производстве уделяется все большее внимание.

Цель изобретения состоит в том, чтобы устранить, по меньшей мере частично, недостатки известных устройств, в особенности указанные недостатки.

Эта цель достигается путем создания устройства для мокрой очистки согласно п.1 формулы изобретения и способа мокрой очистки согласно п.5 формулы.

Другие преимущества устройства могут быть достигнуты благодаря дополнительным отличиям, описанным в зависимых пунктах формулы.

Далее описаны несколько возможных вариантов выполнения устройства для мокрой очистки со ссылками на чертежи, где

фиг.1 изображает продольный разрез устройства;

фиг.2 - устройство на виде сбоку;

фиг.3 - часть устройства на виде сбоку;

фиг.4 - другую часть устройства на виде сбоку;

фиг.5 - первый поперечный разрез устройства;

фиг.6 - второй поперечный разрез устройства;

фиг.7 - другой вариант выполнения устройства на виде сбоку в разрезе;

фиг.8 - часть еще одного варианта выполнения устройства на виде спереди в разрезе.

Как показано на чертежах, устройство для мокрой очистки содержит расположенную по существу вертикально центральную камеру 1, имеющую внизу вход 2 для подлежащих очистке газа и/или дымовых газов и/или всасываемого окружающего или наружного воздуха.

Центральная камера 1 окружена несколькими камерами 3, 4, расположенными по существу концентрично с ней.

Центральная камера 1 и концентричные камеры 3, 4 соединены последовательно и самая наружная концентричная камера 4 имеет один или несколько выходов 5.

Центральная камера 1 и концентричные камеры 3, 4 образованы трубчатыми элементами 13, 14, 15 или другими элементами с прямоугольным или круглым поперечным сечением.

Специалистам в данной области очевидны различные варианты выполнения устройства в зависимости от места его установки.

Трубчатые элементы 13, 14, 15 предпочтительно выполнены из стали, более предпочтительно, из нержавеющей стали.

Специалистам также очевидно, что вместо стали можно использовать другие материалы.

До или после центральной камеры 1, по ходу потока, или в центральной камере 1 установлены средства 6 нагнетания воздуха, выполненные обычно в виде вентилятора с регулируемой скоростью вращения и предназначенные для создания потока воздуха и/или дымовых газов, которые последовательно перемещаются из центральной камеры 1 к концентричным камерам 3, 4.

Имеется множество сопел 7, впрыскивающих в концентричные камеры 3, 4 воду, подаваемую насосом 8,.

Каждая камера 3, 4 предпочтительно содержит кольцевой распределительный трубопровод 27, к которому присоединены сопла 7.

В возможном варианте выполнения (фиг.2) трубопроводы 27, питающие сопла 7 разных концентричных камер 3, 4, соединены последовательно.

Могут быть предусмотрены клапаны для раздельного регулирования расхода воды, впрыскиваемой в каждую концентричную камеру 3, 4.

Капли воды, впрыскиваемые в концентричные камеры 3, 4, удерживают частицы, содержащиеся в воздухе или дымовых газах, проходящих через эти камеры, и падают в резервуар 9 для сбора воды.

Собранная в резервуаре 9 вода после фильтрации снова подается к соплам 7.

Для опорожнения резервуара, если это необходимо, он может быть снабжен сливным клапаном (см. фиг.4).

В устройстве согласно изобретению поток газа и/или дымового газа, протекающий вверх через центральную камеру 1, проходит многократно вверх и вниз через концентричные камеры 3, 4 и подвергается попеременно промывке и обратной промывке.

Наличие нескольких концентричных камер 3, 4 для многократной промывки газа позволяет минимизировать размеры очистительного устройства без ухудшения ее эксплуатационных качеств.

На выходе 5 устройства для мокрой очистки может быть предусмотрен механический фильтр 11, например слой нетканого материала, для задержания частиц, оставшихся после промывки.

Согласно изобретению по меньшей мере в одной из концентричных камер 3, 4 установлена по меньшей мере одна перфорированная перегородка 12 и/или проволочная сетка 10, расположенные поперечно.

Было установлено, что при проталкивании дымовых газов и капель воды через отверстия малого размера эффективность очистки значительно повышается.

В возможном варианте выполнения изобретения особенно выгодном для очистки газов из твердотопливных котлов, проволочные сетки 10 имеют ячейки с размерами не менее 1×1 мм и не более 10×10 мм.

Размеры ячеек проволочной сетки 10 зависят от конкретного применения системы и от того, какое загрязняющее вещество находится в очищаемом газе.

Для того чтобы значительно улучшить эксплуатационные качества, проволочные сетки 10 могут быть установлены парами друг над другом с малым расстоянием между ними.

В альтернативном варианте выполнения особенно выгодном для очистки газов из мазутных или твердотопливных котлов, перфорированные перегородки 12 установлены парами на малом расстоянии друг от друга, или сетки 10 расположены парами с перфорированными перегородками 12.

Как было установлено, в мазутных или твердотопливных нагревателях в этом случае количество удаленных частиц составляет 88%.

Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения центральная камера 1 и концентричные камеры 3, 4 имеют увеличивающееся сечение, в результате чего скорость потока газа при прохождении от одной камеры к другой уменьшается.

Постепенное уменьшение скорости дымового газа дополнительно улучшает его очистку.

Частицы, собранные в резервуаре 9, имеют тенденцию к образованию суспензии, что препятствует нормальной работе устройства.

Поэтому собранная в резервуаре 9 вода перед повторным использованием направляется в расположенный ниже фильтровальный резервуар 32 для удаления из нее взвешенных частиц.

Затем отфильтрованная вода подается насосом 8 к соплам 7.

Фильтровальный резервуар 32 предпочтительно содержит несколько установленных последовательно механических фильтров 33, 34, 35, 36 с возрастающей степенью фильтрации.

Например, первый фильтр 33 может при необходимости иметь степень фильтрации от 250 мкм до примерно 0,61 мкм.

Это позволяет уменьшить частоту и продолжительность чистки фильтров и операций по замене циркулирующей воды.

Уровень воды в фильтровальном резервуаре 32 регулируется клапаном 20, который работает от реле 21 уровня.

Это позволяет компенсировать испарение промывочной воды из-за высокой температуры дымовых газов.

Имеется также сливной клапан 22, управляемый вручную или электрически, для опорожнения, когда это необходимо, фильтровального резервуара 32.

В альтернативном варианте выполнения изобретения, который является предпочтительным при установке устройства возле дымовой трубы, вентилятор 6 установлен по ходу потока за устройством (фиг.6), т.е. на выходе 5 или вблизи выхода 5 наружной концентричной камеры 4.

В другом альтернативном варианте, не показанном на чертежах, может быть четыре концентричные камеры 3, 4, что позволяет достичь более эффективной очистки, а средство 6 нагнетания воздуха может быть расположено по ходу потока как перед центральной камерой 1, так и после нее.

Благодаря своей универсальности описанное выше устройство может быть приспособлено для различных нужд, в частности, для очистки газов из бытовых или промышленных отопительных котлов, в системах кондиционирования после воздухозаборников, в столярных цехах, механических или металлургических цехах и т.д.

Согласно вариантам выполнения изобретения показанным на чертежах, устройство установлено на специальной металлической раме 30 и имеет панель 31 управления, содержащую термомагнитное предохранительное устройство и орган управления скоростью вентилятора 6.

Электрическая панель 31 также имеет систему звуковой или визуальной аварийной сигнализации, оповещающую о нарушениях в работе электрической и приводной системы или об отсутствии воды в резервуаре 9.

1. Устройство для мокрой очистки воздуха и дымовых газов, содержащее центральную камеру (1), проходящую по существу вертикально и имеющую внизу вход (2) для подлежащих очистке газа и/или дымовых газов и/или всасываемого окружающего или наружного воздуха; несколько камер (3, 4), расположенных вокруг центральной камеры (1) концентрично с ней, причем центральная камера (1) и концентричные камеры (3, 4) соединены последовательно, а наружная концентричная камера (4) имеет один или несколько выходов (5); средство (6) нагнетания, расположенное по ходу потока перед центральной камерой (1) или внутри нее или у выхода (5) наружной концентричной камеры (4), для создания потока газа и/или дымовых газов, проходящих последовательно из центральной камеры (1) к концентричным камерам (3, 4); множество сопел (7) для впрыскивания воды в концентричные камеры (3, 4); резервуар (9) для сбора воды, впрыскиваемой в концентричные камеры (3, 4); соединенный с резервуаром (9) для сбора воды фильтровальный резервуар (32) для удаления твердых частиц, находящихся в воде, собранной в резервуаре (9) для сбора воды; насос (8) для подачи воды из фильтровального резервуара (32) к множеству сопел (7), причем центральная камера (1) и концентричные камеры (3, 4) имеют увеличивающееся сечение, в результате чего скорость потока газа при его прохождении из одной камеры в другую уменьшается, а по меньшей мере одна из концентричных камер (3, 4) снабжена по меньшей мере одной перфорированной перегородкой и/или проволочной сеткой (10), расположенными поперечно, через которые проталкиваются дымовые газы или капли воды.

2. Устройство для мокрой очистки по п.1, в котором проволочные сетки имеют ячейки с размерами не менее 1×1 мм и не более 10×10 мм и установлены парами с малым расстоянием между ними, или установлены парами с перегородками (12) с малым расстоянием между ними.

3. Устройство для мокрой очистки по п.1 или 2, в котором фильтровальный резервуар (32) содержит несколько расположенных последовательно фильтров (33, 34, 35, 36) с возрастающей степенью фильтрации, причем первый фильтр (33) этой последовательности имеет степень фильтрации от 250 до 0,61 мкм.

4. Устройство для мокрой очистки по п.1 или 2, содержащее также клапаны для раздельного регулирования расхода воды, впрыскиваемой в каждую концентричную камеру (3, 4).

5. Способ мокрой очистки, включающий создание потока газа и/или дымовых газов и/или воздуха, который протекает вверх через центральную камеру (1), далее протекает многократно вверх и вниз через ряд концентричных камер (3, 4), причем центральная камера и концентричные камеры имеют увеличивающееся сечение для уменьшения скорости потока газа при его прохождении из одной камеры в другую, по меньшей мере одна из концентричных камер снабжена по меньшей мере одной расположенной поперечно перфорированной перегородкой и/или проволочной сеткой (10), через которую проталкивают дымовые газы и капли воды; выпуск потока газа, и/или дымовых газов, и/или воздуха из наружной камеры (4); осуществление многократной промывки и обратной промывки потока газа и/или дымовых газов; сбор промывочной воды; фильтрование собранной воды; рециркуляцию отфильтрованной воды для промывки потока газа и/или дымовых газов.