RU2353858C1

RU2353858C1 - Ash trap

Info

Publication number: RU2353858C1
Application number: RU2007136587/06A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Елена Николаевна Атлашкина (RU); Елена Николаевна Атлашкина; Ольга Михайловна Елистратова (RU); Ольга Михайловна Елистратова; Мария Владимировна Голубева (RU); Мария Владимировна Голубева; Лидия Владимировна Колаева (RU); Лидия Владимировна Колаева; Екатерина Олеговна Боброва (RU); Екатерина Олеговна Боброва; Елена Владимировна Духанина (RU); Елена Владимировна Духанина
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Владимировна Голубева
Priority date: 2007-10-03
Filing date: 2007-10-03
Publication date: 2009-04-27

Abstract

FIELD: mechanics.

SUBSTANCE: ash trap comprises inlet branch pipe, housing, outlet branch pipe, irrigating and spraying nozzles representing fluid acoustic sprayers. Irrigating acoustic nozzles comprise a housing accommodating acoustic oscillation generator representing a nozzle and resonator, and pipes to feed spraying agent and fluid. Note that the housing represents a cup with bottom, while the aforesaid generator fitted therein represents a hollow rod with a wedge-like slit and a nozzle. Note also that fluid is forced into circular gap arranged between the resonator outer surface and the nozzle inner surface via channel arranged tangentially relative to the cup inner surface and representing a rectangular slit. Mind that air is forced through the housing union and resonator orifice into at least one wedge-like skit arranged at an angle to resonator axis and varying in optimum range of 30° to 60°. Note also that the screw-type guide device is arranged in the circular gap between the cup inner surface and resonator outer surface to facilitate swirling fluid flow in the said channel.

EFFECT: higher efficiency of cleaning flue gases by increasing spraying surface thanks to acoustic nozzle.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к золоуловителям и может быть использовано на тепловых электрических станциях.The invention relates to ash collectors and can be used at thermal power plants.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является золоуловитель, содержащий входной патрубок, корпус, выходной патрубок, бункер, оросительные и распылительные сопла (см. а.с. СССР №856509, МПК B01D 47/00, 1981).The closest technical solution to the claimed object is an ash collector containing an inlet pipe, a housing, an outlet pipe, a hopper, irrigation and spray nozzles (see AS USSR No. 856509, IPC B01D 47/00, 1981).

Недостатком золоуловителя является сравнительно невысокая степень ресурсосбережения и очистки дымовых газов.The drawback of the ash collector is the relatively low degree of resource saving and flue gas cleaning.

Технический результат - повышение эффективности ресурсосбережения и очистки дымовых газов путем увеличения поверхности распыла за счет применения акустической форсунки.EFFECT: increased efficiency of resource saving and flue gas cleaning by increasing the spray surface due to the use of an acoustic nozzle.

Это достигается тем, что в золоуловителе, содержащем входной патрубок, корпус, выходной патрубок, бункер, оросительные и распылительные сопла, в качестве которых используются акустические форсунки для распыливания жидкости, форсунки оросительного устройства выполнены акустическими, содержащими корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, и трубки для подвода распыливающего агента и жидкости, причем корпус выполнен в виде стакана с днищем, с размещенным внутри корпуса генератором акустических колебаний в виде полого стержня с клиновой щелью и соплом, при этом жидкость поступает к кольцевому зазору, выполненному между внешней поверхностью резонатора и внутренней поверхностью сопла, причем канал для подвода жидкости расположен тангенциально к внутренней поверхности стакана и выполнен в форме прямоугольной щели, при этом воздух подается через штуцер в корпусе и отверстие резонатора, а затем поступает, по крайней мере, в одну клиновую щель, расположенную под углом по отношению к оси резонатора, причем величина угла находится в оптимальном интервале величин: 30÷60°, а в кольцевом зазоре между внутренней поверхностью стакана и внешней поверхностью резонатора размещено винтовое направляющее устройство, способствующее созданию вихревого потока жидкости, поступающей по каналу.This is achieved by the fact that in an ash collector containing an inlet pipe, a housing, an outlet pipe, a hopper, irrigation and spray nozzles, which use acoustic nozzles for spraying liquid, the nozzles of the irrigation device are made acoustic, containing a housing with an acoustic oscillation generator located inside nozzles and a resonator, and tubes for supplying a spraying agent and liquid, the housing being made in the form of a cup with a bottom, with an acoustic generator located inside the housing their vibrations in the form of a hollow rod with a wedge gap and a nozzle, while the liquid enters an annular gap made between the outer surface of the resonator and the inner surface of the nozzle, and the channel for supplying liquid is located tangentially to the inner surface of the glass and is made in the form of a rectangular gap, air is supplied through the fitting in the housing and the cavity of the resonator, and then enters at least one wedge slot located at an angle with respect to the axis of the resonator, and the angle is an optimum range of values: 30 ÷ 60 °, and in the annular gap between the inner surface of the cup and the outer surface of the resonator taken screw guide device facilitates creation of a vortex fluid stream flowing through the channel.

На фиг.1 изображен общий вид золоуловителя, на фиг.2 - вид сверху фиг.1, на фиг.3 - фронтальный разрез акустической форсунки для распыливания жидкости.In Fig.1 shows a General view of the ash collector, Fig.2 is a top view of Fig.1, Fig.3 is a frontal section of an acoustic nozzle for spraying liquid.

Золоуловитель (фиг.1, 2) содержит входной патрубок 1, корпус 2, выходной патрубок 3, бункер 4, оросительные 5 и распылительные 6 сопла, в качестве которых используются акустические форсунки для распыливания жидкости (фиг.3).The ash collector (figure 1, 2) contains an inlet pipe 1, a housing 2, an outlet pipe 3, a hopper 4, irrigation 5 and spray 6 nozzles, which are used as acoustic nozzles for spraying liquid (figure 3).

Оросительные 5 и распылительные 6 сопла выполнены в виде акустических форсунок (фиг.3) для распыливания жидкостей, каждая из которых содержит корпус 18, выполненный в виде стакана с днищем 19, с размещенным внутри корпуса генератором акустических колебаний в виде полого стержня 11 с клиновой щелью 12 и соплом 7. Жидкость поступает к кольцевому зазору, выполненному между внешней поверхностью резонатора 11 и внутренней поверхностью сопла 7, а затем в кольцевой зазор 8 между внутренней поверхностью корпуса 18 и внешней поверхностью стакана 21. После чего по каналу 22, выполненному в боковой стенке стакана 21, установленного соосно корпусу 18, жидкость поступает в кольцевой зазор между внутренней поверхностью стакана 21 и внешней поверхностью резонатора 11, причем канал 22 расположен тангенциально к внутренней поверхности стакана 21 и выполнен в форме прямоугольной щели.Irrigating 5 and spraying 6 nozzles are made in the form of acoustic nozzles (Fig. 3) for spraying liquids, each of which contains a housing 18 made in the form of a glass with a bottom 19, with an acoustic oscillation generator located inside the housing in the form of a hollow rod 11 with a wedge slot 12 and the nozzle 7. The fluid enters the annular gap made between the outer surface of the resonator 11 and the inner surface of the nozzle 7, and then into the annular gap 8 between the inner surface of the housing 18 and the outer surface of the cup 21. After four On the channel 22, made in the side wall of the glass 21 mounted coaxially to the housing 18, the liquid enters the annular gap between the inner surface of the glass 21 and the outer surface of the resonator 11, and the channel 22 is located tangentially to the inner surface of the glass 21 and is made in the form of a rectangular slit.

Воздух подается через штуцер 13, расположенный соосно корпусу 18 форсунки, по трубке 9 с отверстием 14, отверстию 16, выполненному в клапане 15, соосно штуцеру 13, и отверстию 10 резонатора 11, а затем поступает, по крайней мере, в одну клиновую щель 12. Клиновая щель 12 расположена под углом по отношению к оси резонатора 11, причем величина угла находится в оптимальном интервале величин: 30÷60°. Клапан 15 взаимодействует с седлом 17, выполненным за одно целое с резонатором 11 и опирающимся на упругую прокладку 20, расположенную между торцевыми поверхностями стакана 21 и седла 17. В кольцевом зазоре между внутренней поверхностью стакана 21 и внешней поверхностью резонатора 11 размещено винтовое направляющее устройство 23, способствующее созданию вихревого потока жидкости, поступающей по каналу 22.Air is supplied through the nozzle 13, located coaxially with the nozzle body 18, through a tube 9 with an opening 14, an opening 16 made in the valve 15, coaxial to the fitting 13, and the hole 10 of the resonator 11, and then enters at least one wedge slot 12 The wedge gap 12 is located at an angle with respect to the axis of the resonator 11, and the angle is in the optimal range of values: 30 ÷ 60 °. The valve 15 interacts with the seat 17, made in one piece with the resonator 11 and resting on the elastic gasket 20 located between the end surfaces of the glass 21 and the seat 17. In the annular gap between the inner surface of the glass 21 and the outer surface of the resonator 11 is placed a screw guide device 23, contributing to the creation of a vortex fluid flow entering the channel 22.

Для работы форсунки в оптимальном режиме предусмотрены следующие соотношения ее параметров:For the operation of the nozzle in optimal mode, the following ratios of its parameters are provided:

отношение расстояния h₂ от внешней поверхности днища 19 корпуса 18 до нижнего торца клапана 15 к расстоянию h от внешней поверхности днища 19 корпуса 18 до точки пересечения осей внутреннего отверстия 10 резонатора 11 с клиновой щелью 12 лежит в оптимальном интервале величин: h₂/h=6÷10;the ratio of the distance h ₂ from the outer surface of the bottom 19 of the housing 18 to the lower end of the valve 15 to the distance h from the outer surface of the bottom 19 of the housing 18 to the point of intersection of the axes of the inner hole 10 of the resonator 11 with the wedge gap 12 lies in the optimal range of values: h ₂ / h = 6 ÷ 10;

отношение расстояния h₂ от внешней поверхности днища 19 корпуса 18 до нижнего торца клапана 15 к расстоянию h₁ от внешней поверхности днища 19 корпуса 18 до оси канала 22 подвода жидкости лежит в оптимальном интервале величин: h₂/h₁=1,5÷3;the ratio of the distance h ₂ from the outer surface of the bottom 19 of the housing 18 to the lower end of the valve 15 to the distance h ₁ from the outer surface of the bottom 19 of the housing 18 to the axis of the fluid supply channel 22 lies in the optimal range of values: h ₂ / h ₁ = 1.5 ÷ 3 ;

отношение диаметра d внутреннего отверстия 10 резонатора 11 к диаметру d₄ внутренней поверхности корпуса 18 лежит в оптимальном интервале величин: d/d₄=0,1÷0,3;the ratio of the diameter d of the inner hole 10 of the resonator 11 to the diameter d _{4 of the} inner surface of the housing 18 lies in the optimal range of values: d / d ₄ = 0.1 ÷ 0.3;

отношение диаметра d внутреннего отверстия 10 резонатора 11 к диаметру d₁ внешней поверхности резонатора 11 лежит в оптимальном интервале величин: d/d₁=0,3÷0,7;the ratio of the diameter d of the inner hole 10 of the resonator 11 to the diameter d _{1 of the} outer surface of the resonator 11 lies in the optimal range of values: d / d ₁ = 0.3 ÷ 0.7;

отношение диаметра d₂ сопла 7 к диаметру d₁ внешней поверхности резонатора 11 лежит в оптимальном интервале величин: d₂/d₁=1,3÷1,7;the ratio of the diameter d _{2 of the} nozzle 7 to the diameter d _{1 of the} outer surface of the resonator 11 lies in the optimal range of values: d ₂ / d ₁ = 1.3 ÷ 1.7;

отношение диаметра d₂ сопла 7 к расстоянию h₁ от внешней поверхности днища 19 корпуса 18 до оси канала 22 подвода жидкости лежит в оптимальном интервале величин: d₂/h₁=3,5÷4,5;the ratio of the diameter d _{2 of the} nozzle 7 to the distance h ₁ from the outer surface of the bottom 19 of the housing 18 to the axis of the fluid supply channel 22 lies in the optimal range of values: d ₂ / h ₁ = 3.5 ÷ 4.5;

отношение диаметра d внутреннего отверстия 10 резонатора 11 к расстоянию h от внешней поверхности днища 19 корпуса 18 до точки пересечения осей внутреннего отверстия 10 резонатора 11 с клиновой щелью 12 лежит в оптимальном интервале величин: d/h=0,3÷0,7.the ratio of the diameter d of the inner hole 10 of the resonator 11 to the distance h from the outer surface of the bottom 19 of the housing 18 to the point of intersection of the axes of the inner hole 10 of the resonator 11 with the wedge gap 12 lies in the optimal range of values: d / h = 0.3 ÷ 0.7.

Золоуловитель работает следующим образом.The ash collector works as follows.

В мокром золоуловителе (фиг.1, 2) отсепарированная за счет центробежных сил пыль оседает на пленке воды, стекающей по стенке аппарата, что уменьшает вторичный захват зольных частиц потока. Более высокая степень улавливания достигается при применении акустических форсунок в качестве оросительных 5 и распылительных 6 сопел, а также мокрых скрубберов с устройством для предварительного увлажнения газа (например, предварительно включенным аппаратом Вентури с распылительными соплами 6).In a wet ash collector (FIGS. 1, 2), dust separated by centrifugal forces settles on a film of water flowing down the apparatus wall, which reduces the secondary capture of ash particles from the stream. A higher degree of capture is achieved with the use of acoustic nozzles as irrigation 5 and spray 6 nozzles, as well as wet scrubbers with a device for preliminary humidification of gas (for example, a previously turned on Venturi apparatus with spray nozzles 6).

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.The acoustic nozzle for spraying liquids works as follows.

Распыливающий агент, например воздух, подается по отверстию 14 трубки 9, затем отверстию 16, выполненному в клапане 15, и отверстию 10 резонатора 11, после чего поступает, по крайней мере, в одну клиновую щель 12. Жидкость по каналу 22, выполненному в боковой стенке стакана 21, поступает в кольцевой зазор между внутренней поверхностью стакана 21 и внешней поверхностью резонатора 11. В результате прохождения резонатора 11 распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в кольцевой зазор, при этом агент, ударяясь, создает звуковые колебания, воздействующие на струю жидкости. Указанная форсунка обеспечивает хорошее качество распыления при малых расходах воздуха. Опыты показали, что при давлении воздуха 100 кПа средний диаметр капель составляет 90 мкм, при увеличении давления воздуха примерно в 4 раза (до 400 кПа) средний диаметр капель уменьшается незначительно и составляет 87 мкм.The spraying agent, for example air, is supplied through the opening 14 of the tube 9, then the opening 16 made in the valve 15 and the opening 10 of the resonator 11, after which it enters at least one wedge slot 12. The liquid is passed through a channel 22 made in the lateral the wall of the glass 21, enters the annular gap between the inner surface of the glass 21 and the outer surface of the resonator 11. As a result of the passage of the resonator 11 by a spraying agent (for example, air), pressure pulsations arise in the latter, creating acoustic vibrations, the frequency of which x is dependent on the resonator parameters. Acoustic vibrations of the spraying agent contribute to finer atomization of the solution supplied to the annular gap, while the agent, when hit, creates sound vibrations that affect the liquid stream. The specified nozzle provides good spray quality at low air flow rates. The experiments showed that at an air pressure of 100 kPa, the average droplet diameter is 90 μm, with an increase in air pressure by about 4 times (up to 400 kPa), the average droplet diameter decreases slightly and amounts to 87 μm.

Claims

1. An ash collector comprising an inlet pipe, a housing, an outlet pipe, a hopper, irrigation and spray nozzles, which use acoustic nozzles for spraying a liquid, characterized in that the nozzles of the irrigation device are made acoustic, containing a housing with an acoustic oscillation generator located inside nozzles and a resonator, and tubes for supplying a spraying agent and liquid, the housing being made in the form of a glass with a bottom, with an acoustic generator located inside the housing oscillations in the form of a hollow rod with a wedge gap and a nozzle, while the fluid enters an annular gap made between the outer surface of the resonator and the inner surface of the nozzle, and the channel for supplying fluid is located tangentially to the inner surface of the glass and is made in the form of a rectangular gap, while air is fed through the fitting in the housing and the hole of the resonator, and then enters at least one wedge slot located at an angle with respect to the axis of the resonator, the angle being in optimality interval values 30 ÷ 60 °, and in the annular gap between the inner surface of the cup and the outer surface of the resonator taken screw guide device facilitates creation of a vortex fluid stream flowing through the channel.

2. The ash collector according to claim 1, characterized in that the ratio of the distance h ₂ from the outer surface of the bottom of the body of the acoustic nozzle to the lower end of its valve to the distance h from the outer surface of the bottom of the body to the point of intersection of the axes of the inner hole of the resonator with the wedge gap lies in the optimal interval values of h ₂ / h = 6 ÷ 10; the ratio of the distance h ₂ from the outer surface of the bottom of the body to the lower end of the valve to the distance h ₁ from the outer surface of the bottom of the body to the axis of the fluid supply channel lies in the optimal range of values of h ₂ / h ₁ = 1.5 ÷ 3; the ratio of the diameter d of the inner hole of the resonator to the diameter d _{4 of the} inner surface of the housing lies in the optimal range of values d / d ₄ = 0.1 ÷ 0.3; the ratio of the diameter d of the inner hole of the resonator to the diameter d _{1 of the} outer surface of the resonator lies in the optimal range of values d / d ₁ = 0.3 ÷ 0.7; the ratio of the diameter d _{2 of the} nozzle to the diameter d _{1 of the} outer surface of the resonator lies in the optimal range of values of d ₂ / d ₁ = 1.3 ÷ 1.7; the ratio of the diameter d _{2 of the} nozzle to the distance h ₁ from the outer surface of the bottom of the housing to the axis of the fluid supply channel lies in the optimal range of values d ₂ / h ₁ = 3.5 ÷ 4.5; the ratio of the diameter d of the inner hole of the resonator to the distance h from the outer surface of the bottom of the housing to the point of intersection of the axes of the inner hole of the resonator with the wedge gap lies in the optimal range of d / h = 0.3 ÷ 0.7.