RU2360726C1

RU2360726C1 - Scrubber with movable nozzle

Info

Publication number: RU2360726C1
Application number: RU2007148565/15A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Кочетова (RU); Мария Олеговна Кочетова
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2009-07-10

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: scrubber comprises body with nozzles for dusted and cleaned gas, spray-type device, lower support-distribution and upper limiting plates, mist eliminator and device for slurry discharge. Nozzle layer is located between plates. Spray device is arranged in the form of acoustic nozzle for spraying of liquids. Nozzle comprises body containing acoustic oscillator, ring with conic surface connected to body and sprayer. Sprayer is fixed in body by means of hollow rod with auger swirler and collar at the end. Resonator is arranged in the form of spherical cavity arranged in ring wall. Spherical cavity is connected by calibration hole with annular slot created by end surfaces of body and ring from the side of conical surface. Ring is installed with the possibility of fixed displacement along body axis by means of threaded joint.

EFFECT: increased efficiency and reliability of dust collection process by increase of spray device dispersion.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.The invention relates to techniques for wet dust collection and can be used in chemical, textile, food, light and other industries for the purification of dusty gases.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является скруббер с подвижной насадкой, известный из патента RU №2280492 (прототип), содержащий корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство, нижнюю опорно-распределительную тарелку и верхнюю ограничительную тарелку, между которыми расположен слой насадка, и устройство для отвода шлама.The closest technical solution to the claimed object is a scrubber with a movable nozzle, known from patent RU No. 2280492 (prototype), comprising a housing with nozzles for dusty and purified gas, an irrigation device, a lower support and distribution plate and an upper limiting plate, between which there is a layer nozzle, and device for removal of sludge.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет недостаточно развитой поверхности распыления жидкости.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of the dust collection process due to the underdeveloped spray surface of the liquid.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания путем увеличения степени распыла оросительного устройства.The technical result is an increase in the efficiency and reliability of the dust collection process by increasing the degree of atomization of the irrigation device.

Это достигается тем, что в скруббере с подвижной насадкой, содержащем корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, оросительное форсуночное устройство, нижнюю опорно-распределительную тарелку и верхнюю ограничительную тарелку, выполненные из упругих материалов с установленными на них вибраторами, между которыми расположен слой насадка, брызгоуловитель и устройство для отвода шлама, оросительное форсуночное устройство выполнено в виде акустической форсунки для распыливания жидкостей, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний с концентрическими кольцевыми щелями, расположенными в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом и служащее для формирования образующегося факела распыливаемой жидкости, и распылитель, служащий для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из генератора, и закрепленный в корпусе посредством полого стержня со шнековым завихрителем на конце и буртиком для размещения кольцевой площадки, на которую вытекает жидкость из распылителя, причем резонатор выполнен в виде по крайней мере одной сферической полости, расположенной в стенке кольца, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, а кольцо расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения.This is achieved by the fact that in a scrubber with a movable nozzle containing a housing with nozzles for dusty and purified gas, an irrigation nozzle device, a lower support and distribution plate and an upper restrictive plate made of elastic materials with vibrators installed on them, between which the nozzle layer is located , a spray catcher and a device for removing sludge, an irrigation nozzle device is made in the form of an acoustic nozzle for spraying liquids, comprising a housing with an inside an acoustic oscillator with concentric annular slots located in a plane perpendicular to the axis of the housing, a ring with a conical surface connected to the housing and used to form the formed torch of the sprayed liquid, and a sprayer used to form a liquid film blocking the outlet of the generator and fixed in the housing by means of a hollow rod with a screw swirl at the end and a shoulder for placing an annular platform onto which liquid flows from the atomizer, the resonator is made in the form of at least one spherical cavity located in the wall of the ring, the spherical cavity being connected by a calibrated hole to an annular gap formed by the end planes of the housing and the ring on the side of the conical surface, and the ring is located with the possibility of fixed movement along the axis of the housing by means of a threaded connection .

На фиг.1 изображен скруббер с подвижной насадкой, на фиг.2 - насадка в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка, на фиг.3 - насадка в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, на фиг.4 - общий вид акустической форсунки для распыливания жидкостей.Figure 1 shows a scrubber with a movable nozzle, figure 2 - nozzle in the form of hollow balls, on the spherical surface of which a helical groove is cut, figure 3 - nozzle in the form of cylindrical rings, on the side surface of which a helical groove is cut, in fig .4 is a general view of an acoustic nozzle for spraying liquids.

Скруббер с подвижной насадкой содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 соответственно для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство 7, нижнюю опорно-распределительную тарелку 4 и верхнюю ограничительную тарелку 6, между которыми расположен слой насадка 5, брызгоуловитель 9 и устройство для отвода шлама 8 (фиг.1). Оросительное устройство 7 выполнено в виде по крайней мере одной акустической форсунки, соединенной с подводящими соответственно газ и жидкость магистралями (см. фиг.1). Нижняя 4 опорно-распределительная и верхняя 6 ограничительная тарелки и насадка 5 выполнены из упругих материалов. На нижней опорно-распределительной тарелке 4 может быть установлен вибратор (на чертеже не показано). На верхней ограничительной тарелке 6 может быть установлен вибратор (на чертеже не показано). На нижней 4 опорно-распределительной и верхней 6 ограничительной тарелках может быть установлено по вибратору (на чертеже не показано).The scrubber with a movable nozzle comprises a housing 1 with nozzles 2 and 3, respectively, for dusty and purified gas, an irrigation device 7, a lower support and distribution plate 4 and an upper restriction plate 6, between which there is a layer of nozzle 5, a spray trap 9 and a device for removing sludge 8 (figure 1). The irrigation device 7 is made in the form of at least one acoustic nozzle connected to the mains supplying gas and liquid, respectively (see figure 1). The lower 4 supporting distribution and upper 6 restrictive plates and nozzle 5 are made of elastic materials. A vibrator (not shown) can be installed on the lower support-distribution plate 4. On the upper restrictive plate 6 can be installed a vibrator (not shown). On the lower 4 supporting distribution and upper 6 restrictive plates can be installed on a vibrator (not shown).

Насадка 5 выполнена в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка (фиг.2), или в виде винтовой линии, образованной на сферической поверхности.The nozzle 5 is made in the form of hollow balls, on a spherical surface of which a helical groove is cut (Fig. 2), or in the form of a helix formed on a spherical surface.

Акустическая форсунка (фиг.4) для распыливания жидкостей содержит корпус 10 с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла 11 и резонатора 12. На корпусе 10 расположено кольцо 13 с конической поверхностью 14, связанное с корпусом и служащее для формирования образующегося факела распыливаемой жидкости, поступающей через канал полого стержня 15. Распыливающий агент, например воздух или любой другой газ, поступает в газовый канал 16, а из него через сопло 11, концентрично расположенное относительно кольцевой щели 17, в кольцо 13 навстречу шнековому завихрителю 18, служащему для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из резонатора 12. Жидкость подается из полого стержня 15 со шнековьм завихрителем 18 на конце и буртиком для размещения кольцевой площадки 19, на которую она и вытекает. Резонатор выполнен в виде по крайней мере одной сферической полости 12, расположенной в стенке кольца 13, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием 20 с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса 10 и кольца 13 со стороны конической поверхности 14, а кольцо 13 расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса 10 посредством его резьбового соединения 21.The acoustic nozzle (Fig. 4) for spraying liquids comprises a housing 10 with an acoustic oscillation generator arranged in the form of a nozzle 11 and a resonator 12. On the housing 10 there is a ring 13 with a conical surface 14 connected to the housing and used to form the resulting spray of the sprayed liquid, entering through the channel of the hollow rod 15. A spraying agent, such as air or any other gas, enters the gas channel 16, and from it through the nozzle 11 concentrically located relative to the annular gap 17, into the ring 13 on meeting the screw swirl 18, which serves to form a liquid film that blocks the exit from the resonator 12. The fluid is supplied from the hollow rod 15 with the screw swirl 18 at the end and a shoulder to accommodate the annular platform 19, to which it flows. The resonator is made in the form of at least one spherical cavity 12 located in the wall of the ring 13, the spherical cavity being connected by a calibrated hole 20 with an annular slot formed by the end planes of the housing 10 and the ring 13 from the side of the conical surface 14, and the ring 13 is fixedly fixed movement along the axis of the housing 10 by means of its threaded connection 21.

Резонатор может быть выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели 17, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, посредством установки между корпусом 10 и кольцом 13 калиброванных прокладок 22, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.The resonator can be configured to control the generated frequency of acoustic vibrations by adjusting the width of the annular gap 17 formed by the end planes of the housing and the ring from the side of the conical surface by installing calibrated spacers 22 between the housing 10 and ring 13, the thickness of which corresponds to a given frequency of acoustic vibrations.

Брызгоуловитель 9 выполнен в виде концентрично расположенных цилиндрических колец толщиной 1…2 мм и с расстоянием между ними 3…4 мм. Брызгоуловитель выполнен в виде концентрично расположенных колец, имеющих в сечении, проходящем через ось кольца, зигзагообразный профиль, например синусоидальный, причем толщина колец 1..2 мм, а расстояние между ними 3…4 мм. Брызгоуловитель выполнен в виде концентрично расположенных колец, имеющих в сечении, проходящем через ось кольца, профиль, состоящий из последовательно соединенных кругов, причем толщина колец по максимальной толщине 3…4 мм, а расстояние между ними 4...5 мм (на чертеже не показано).The spray catcher 9 is made in the form of concentric cylindrical rings with a thickness of 1 ... 2 mm and a distance between them of 3 ... 4 mm. The spray catcher is made in the form of concentrically arranged rings having, in cross section passing through the axis of the ring, a zigzag profile, for example a sinusoidal one, moreover, the ring thickness is 1..2 mm and the distance between them is 3 ... 4 mm. The spray catcher is made in the form of concentrically arranged rings having a section in the section passing through the axis of the ring, a profile consisting of series-connected circles, with the rings having a maximum thickness of 3 ... 4 mm and a distance between them of 4 ... 5 mm (not shown in the drawing shown).

Скруббер с подвижной насадкой работает следующим образом.A scrubber with a movable nozzle operates as follows.

Запыленный газовый поток поступает в корпус 1 через ввод запыленного газового потока 2 и встречает на своем пути завесу из насадки 5, которая смачивается водой или другим абсорбентом из оросительного устройства 6. Для удаления шлама применено устройство 7 для удаления шлама в виде канала в днище корпуса или отдельного механизма. Для обеспечении свободного перемещения насадки 5 в газожидкостной смеси ее плотность не должна превышать плотности жидкости. Процесс пылеулавливания протекает в оптимальном гидродинамическом режиме газопромывателя, характеризующемся режимом полного развитого псевдоожижения. Для интенсификации гидродинамического режима на нижней опорно-распределительной тарелке 4 может быть установлен вибратор (на чертеже не показан), или на верхней ограничительной тарелке 6 может быть установлен вибратор (на чертеже не показан), или одновременно на нижней 4 опорно-распределительной и верхней 6 ограничительной тарелках может быть установлено по вибратору (на чертеже не показаны). Это позволит скрубберу перейти в режим вибропсевдоожиженного слоя, при котором увеличится эффективность взаимодействия насадка 5, орошаемого жидкостью, с газовой фазой, а, следовательно, и увеличит эффективность работы аппарата в целом. Выполнение насадки 5, нижней 4 опорно-распределительной и верхней 6 ограничительной тарелок из упругого материала позволит при определенных условиях создавать режим колебаний или автоколебаний, который также будет способствовать увеличению эффективности взаимодействия насадка 5 с орошаемой жидкостью. Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.The dusty gas stream enters the housing 1 through the inlet of the dusty gas stream 2 and meets a curtain from the nozzle 5, which is wetted with water or other absorbent from the irrigation device 6. To remove sludge, a device 7 is used to remove sludge in the form of a channel in the bottom of the housing or separate mechanism. To ensure free movement of the nozzle 5 in the gas-liquid mixture, its density should not exceed the density of the liquid. The process of dust collection takes place in the optimal hydrodynamic regime of a gas scrubber, characterized by a regime of fully developed fluidization. To intensify the hydrodynamic regime, a vibrator can be installed on the lower support plate 4 (not shown in the drawing), or a vibrator can be installed on the upper restriction plate 6 (not shown in the drawing), or simultaneously on the lower 4 distribution and upper 6 restrictive plates can be installed on a vibrator (not shown). This will allow the scrubber to switch to the vibro-fluidized bed mode, in which the interaction efficiency of the nozzle 5, irrigated by the liquid, with the gas phase will increase, and, consequently, will increase the overall efficiency of the apparatus. The implementation of the nozzle 5, the lower 4 of the support distribution and upper 6 restrictive plates of elastic material will allow under certain conditions to create a mode of oscillation or self-oscillations, which will also increase the efficiency of interaction of the nozzle 5 with the irrigated liquid. The acoustic nozzle for spraying liquids works as follows.

Распыливающий агент, например воздух, подается по газовому каналу 16, где встречает на своем пути резонатор 12, выполненный в виде сферической полости, соединенной с соплом 11 посредством калиброванного отверстия 20. В результате прохождения резонатора 12 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 полый стержень 15. Из шнекового завихрителя 18 жидкость вытекает в виде пленки на площадку 19, а затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 14 кольца 13.A spraying agent, for example air, is supplied through a gas channel 16, where it meets a resonator 12 made in the form of a spherical cavity connected to the nozzle 11 by means of a calibrated hole 20. As a result of the passage of the resonator 12, a pulsating agent (for example, air) ripples in the latter pressure, creating acoustic vibrations, the frequency of which depends on the parameters of the resonator. The acoustic vibrations of the spraying agent contribute to finer atomization of the solution supplied to the hollow rod 15. From the screw swirler 18, the liquid flows in the form of a film to the pad 19, and then crushes under the influence of acoustic vibrations of air into small droplets, resulting in the formation of a spray torch with air whose root angle is determined by the angle of inclination of the conical surface 14 of the ring 13.

Скруббер может быть применен для очистки от тонкой фракции пыли и увлажнения воздуха в вентиляционных установках и установках кондиционирования воздуха, а также при улавливании туманов, хорошо растворимой пыли, а также при совместном протекании процессов пылеулавливания, охлаждения газов и абсорбции насадочных газопромывателей. Эффективность предлагаемой конструкции насадочного скруббера увеличивается за счет большей поверхности взаимодействия насадка в вышеуказанных процессах, а также оптимизации гидродинамической обстановки и составляет при улавливании пылевых частиц размером больше 2 мкм порядка 97%.The scrubber can be used to clean fine dust and humidify air in ventilation units and air conditioning units, as well as in trapping mists, readily soluble dust, as well as in the process of dust collection, gas cooling and absorption of packed gas washers. The effectiveness of the proposed design of the nozzle scrubber increases due to the larger interaction surface of the nozzle in the above processes, as well as the optimization of the hydrodynamic situation and amounts to about 97% when collecting dust particles larger than 2 microns in size.

Claims

1. A scrubber with a movable nozzle, comprising a housing with nozzles for dusty and purified gas, an irrigation nozzle, a lower support and distribution plate and an upper restrictive plate made of elastic materials with vibrators installed on them, between which there is a nozzle layer, a spray catcher and a device for removing sludge, characterized in that the irrigation nozzle device is made in the form of an acoustic nozzle for spraying liquids, containing a housing with a gene located inside an acoustic oscillator with concentric annular slots located in a plane perpendicular to the axis of the housing, a ring with a conical surface connected to the housing and used to form the formed torch of the sprayed liquid, and a sprayer used to form a liquid film blocking the outlet of the generator and fixed in the housing by means of a hollow rod with a screw swirl at the end and a shoulder to accommodate an annular platform onto which liquid flows from the atomizer, the nator is made in the form of at least one spherical cavity located in the wall of the ring, the spherical cavity being connected by a calibrated hole to an annular gap formed by the end planes of the housing and the ring from the side of the conical surface, and the ring is located with the possibility of fixed movement along the axis of the housing by threaded connection.

2. The scrubber with a movable nozzle according to claim 1, characterized in that the nozzle resonator is configured to control the generated frequency of acoustic vibrations by adjusting the width of the annular gap formed by the end planes of the housing and the ring from the side of the conical surface, by means of installing calibrated between the housing and the ring gaskets whose thickness corresponds to a given frequency of acoustic vibrations.