RU2506117C1

RU2506117C1 - Kochetov's packed scrubber

Info

Publication number: RU2506117C1
Application number: RU2012140194/05A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2014-02-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to dust separation equipment. Scrubber comprises housing with dusty and cleaned gas branch pipes, sprinkler, support grids, and sludge removing device. Packed-bed is shaped to torus with circular cross-section. Partial recess are made in said circle by toroidal surfaces. Areas of recess cross-sections feature shape elongated in direction parallel with torus axis. Atomiser comprises cylindrical hollow case with fluid feed channel and coaxial sleeve rigidly coupled with said case and having nozzle secured at its bottom. Said nozzle is composed by cylindrical two-step sleeve, its top cylindrical step being thread-jointed to central core. Said central core is arranged with clearance relative to cylindrical sleeve central surface and is composed of cylindrical part with ball segment secured coaxially at its bottom part. Said ball segment has orifices their axes being parallel with atomiser case axis.

EFFECT: higher efficiency and reliability of dust separation.

1 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.

Известен насадочный скруббер по патенту РФ №2411063, кл. B01D 47/06, содержащий корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство, опорные решетки, между которыми расположена насадка, и устройство для отвода шлама, насадка выполнена тороидальной формы, имеющей в сечении круг, в котором выполнены несквозные выемки с одной и с другой стороны диаметра, причем выемки имеют в сечении вытянутую форму по направлению, параллельному оси тора, а выемка с одной стороны расположена между двумя соседними выемками, выполненными с другой стороны,Known nozzle scrubber according to the patent of the Russian Federation No. 2411063, class. B01D 47/06, comprising a housing with nozzles for dusty and purified gas, an irrigation device, support grids between which the nozzle is located, and a device for removing sludge, the nozzle is made of a toroidal shape having a cross-section in cross-section, in which through holes are made with one and on the other side of the diameter, the recesses having an elongated cross section in the direction parallel to the axis of the torus, and the recess on one side is located between two adjacent recesses made on the other hand,

аппарат для мокрой очистки запыленного воздуха по патенту РФ №2279905, кл. B01D 47/06, содержащий корпус, водоразбрызгиватель, ввод газового потока, выходной патрубок очищенного газа и устройство для выхода шлама.apparatus for wet cleaning of dusty air according to the patent of the Russian Federation No. 2279905, class B01D 47/06, comprising a housing, a water sprinkler, a gas stream inlet, a clean gas outlet pipe and a sludge outlet device.

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

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания, а также снижение металлоемкости и виброакустической активности аппарата в целом.The technical result is an increase in the efficiency and reliability of the dust collection process, as well as a decrease in the metal consumption and vibroacoustic activity of the apparatus as a whole.

Это достигается тем, что в насадочный скруббер, содержащий корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство, опорные решетки, между которыми расположена насадка, и устройство для отвода шлама, насадка выполнена тороидальной формы, имеющей в сечении круг, в котором выполнены несквозные выемки с одной и с другой стороны диаметра, причем выемки имеют в сечении вытянутую форму по направлению, параллельному оси тора, а выемка с одной стороны расположена между двумя соседними выемками, выполненными с другой стороны, при этом оросительное устройство содержит полый корпус с соплом и центральным сердечником, корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и имеет соосную, жестко связанную с корпусом втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки и состоящим из цилиндрической части с закрепленным соосно с ней в нижней части шаровым сегментом, имеющим дроссельные отверстия, оси которых расположены по радиусам сферической поверхности, образующей шаровой сегмент, а кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости, при этом на боковой поверхности цилиндрической части центрального сердечника, в его нижней части, соединенной с шаровым сегментом, выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси сердечника, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия, при этом оси дроссельных отверстий одного ряда смещены относительно осей дроссельных отверстий другого ряда на угол, лежащий в диапазоне 15°÷60°.This is achieved by the fact that in a nozzle scrubber containing a housing with nozzles for dusty and purified gas, an irrigation device, support grids between which the nozzle is located, and a device for removing sludge, the nozzle is made of a toroidal shape having a cross-section in which a through section is made recesses on one and the other side of the diameter, the recesses being elongated in cross section in a direction parallel to the axis of the torus, and the recess on one side is located between two adjacent recesses made on the other sides wherein the irrigation device comprises a hollow body with a nozzle and a central core, the body is made with a channel for supplying liquid and has a coaxial sleeve rigidly connected to the body with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical two-stage sleeve, the upper cylindrical stage of which is connected by means of a threaded connection with a central core installed with an annular gap relative to the inner surface of the cylindrical sleeve and consisting of a cylindrical part with a lock captured coaxially with it in the lower part of the spherical segment having throttle openings whose axes are located along the radii of the spherical surface forming the spherical segment, and the annular gap is connected to at least three radial channels made in a two-stage sleeve connecting it to the annular cavity formed by the inner surface of the sleeve and the outer surface of the upper cylindrical stage, and the annular cavity is connected with the channel of the housing for supplying fluid, while on the side surface of the cylinder at least two rows of cylindrical throttle holes, with axes lying in planes perpendicular to the axis of the core, and at least three holes are made in each row of the central part of the central core, in its lower part connected to the ball segment while the axes of the throttle holes of one row are offset relative to the axes of the throttle holes of the other row by an angle lying in the range of 15 ° ÷ 60 °.

На фиг.1 изображен насадочный скруббер с поперечным орошением, на фиг.2 изображен противоточный насадочный скруббер, на фиг.3 - насадка в виде несквозных выемок на поверхности тора, на фиг.4 - конструктивная схема форсунки.Figure 1 shows a nozzle scrubber with transverse irrigation, figure 2 shows a counterflow nozzle scrubber, figure 3 - nozzle in the form of through notches on the surface of the torus, figure 4 - structural diagram of the nozzle.

Насадочный скруббер содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство 6, опорные решетки 4, между которыми расположена насадка 5, и устройство для отвода шлама (фиг.1 и фиг.2).The nozzle scrubber comprises a housing 1 with nozzles 2 and 3 for dusty and purified gas, an irrigation device 6, support grids 4, between which the nozzle 5 is located, and a device for removing sludge (Fig. 1 and Fig. 2).

Чтобы повысить степень очистки газового потока от пыли или целевого компонента за счет увеличения площади контакта запыленного потока с насадкой, насадка 5 выполнена тороидальной формы (фиг.3), имеющей в сечении круг 7 с осью симметрии 8, в котором выполнены несквозные выемки 9, 11, 13, 15 с одной стороны и несквозные выемки 10, 12, 14, 16 - с другой стороны диаметра. Выемки имеют в сечении вытянутую форму по направлению, параллельному оси тора, а выемка с одной стороны расположена между двумя соседними выемками, выполненными с другой стороны.In order to increase the degree of purification of the gas stream from dust or the target component by increasing the contact area of the dusty stream with the nozzle, the nozzle 5 is made of a toroidal shape (Fig. 3), having a cross-section of circle 7 with an axis of symmetry 8, in which through holes 9, 11 are made , 13, 15 on the one hand and through holes of 10, 12, 14, 16 on the other side of the diameter. The recesses are elongated in cross section in the direction parallel to the axis of the torus, and the recess on one side is located between two adjacent recesses made on the other side.

Насадка 5 выполнена из пористых полимерных материалов, стекла, пористой резины, композиционных материалов, древесины, нержавеющей стали, титановых сплавов, благородных металлов.The nozzle 5 is made of porous polymeric materials, glass, porous rubber, composite materials, wood, stainless steel, titanium alloys, precious metals.

Каждое из оросительных устройств 6 (фиг.4) содержит цилиндрический полый корпус 18 с каналом 20 для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с корпусом втулку 19 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 21, верхняя цилиндрическая ступень 23 которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, установленным о кольцевым зазором 26 относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки 21 и состоящим из цилиндрической части 24 с закрепленным соосно с ней в нижней части шаровым сегментом 28, имеющим дроссельные отверстия 29, оси которых расположены параллельно оси корпуса 18 форсунки. Дроссельные отверстия 29, выполненные в шаровом сегменте 28, могут быть расположены по радиусам сферической поверхности, образующей шаровой сегмент 28.Each of the irrigation devices 6 (Fig. 4) contains a cylindrical hollow body 18 with a channel 20 for supplying liquid and a coaxial sleeve 19 rigidly connected to the body with a nozzle fixed in its lower part made in the form of a cylindrical two-stage sleeve 21, the upper cylindrical step 23 which is connected by means of a threaded connection to a central core mounted about an annular gap 26 relative to the inner surface of the cylindrical sleeve 21 and consisting of a cylindrical part 24 fixed coaxially with it in bo ttom of the spherical segment 28 having throttle holes 29 whose axes are arranged parallel to the body axis 18 of the nozzle. The throttle holes 29 made in the spherical segment 28 can be located along the radii of the spherical surface forming the spherical segment 28.

Кольцевой зазор 26 соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами 22, выполненными в двухступенчатой втулке 21, соединяющими его с кольцевой полостью 25, образованной внутренней поверхностью втулки 19 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 23, причем кольцевая полость 25 связана с каналом 20 корпуса 18 для подвода жидкости.The annular gap 26 is connected with at least three radial channels 22 made in a two-stage sleeve 21, connecting it with an annular cavity 25 formed by the inner surface of the sleeve 19 and the outer surface of the upper cylindrical stage 23, and the annular cavity 25 is connected with the channel 20 of the housing 18 for supplying fluid.

На боковой поверхности цилиндрической части 24 центрального сердечника, в его нижней части, соединенной с шаровым сегментом 28, выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий 27, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси сердечника, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия. При этом оси дроссельных отверстий одного ряда смещены относительно осей дроссельных отверстий другого ряда на угол, лежащий в диапазоне 15°÷60°.At least two rows of cylindrical throttle holes 27 are made on the lateral surface of the cylindrical part 24 of the central core, in its lower part connected to the spherical segment 28, with axes lying in planes perpendicular to the axis of the core, and in each row, at least three holes. In this case, the axes of the throttle holes of one row are offset relative to the axes of the throttle holes of the other row by an angle lying in the range of 15 ° ÷ 60 °.

Насадочный скруббер работает следующим образом.A nozzle scrubber 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. Расход орошающей жидкости в противоточных насадочных скрубберах принимается в пределах от 1,3 до 2,6 л/м³. В насадочных скрубберах с поперечным орошением для лучшего смачивания поверхности насадка 5 слой насадка наклонен на 7…10° в направлении газового потока. Расход орошающей жидкости в них принимается в пределах от 0,15 до 0,5 л/м³. Процесс пылеулавливания протекает в оптимальном гидродинамическом режиме, так как гидравлическое сопротивление насадка 5 на 20% меньше, чем гидравлическое сопротивление выходного патрубка 3 очищенного газа. Для снижения виброакустической активности аппарата и его металлоемкости, а также повышения его надежности в предлагаемом устройстве предусмотрены следующие мероприятия: на поверхности деталей нанесен слой мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, причем соотношение между толщиной металла и вибродемпфирующего покрытия находится в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…4). Для удаления шлама применено устройство для удаления шлама в виде канала в днище корпуса или отдельного механизма.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. The flow rate of the irrigation fluid in countercurrent nozzle scrubbers is accepted in the range from 1.3 up to 2.6 l / m ³ . In nozzle scrubbers with transverse irrigation for better wetting of the surface of the nozzle, the 5th layer of the nozzle is inclined by 7 ... 10 ° in the direction of the gas flow. Flow scrubbing liquid therein is received in the range of from 0.15 to 0.5 l / m ^3. The dust collection process proceeds in the optimal hydrodynamic mode, since the hydraulic resistance of the nozzle 5 is 20% less than the hydraulic resistance of the outlet pipe 3 of the purified gas. To reduce the vibro-acoustic activity of the apparatus and its metal consumption, as well as increase its reliability, the proposed device provides the following measures: a layer of soft vibration-damping material, for example, VD-17 mastic, is applied to the surface of the parts, and the ratio between the thickness of the metal and the vibration-damping coating is in the optimal range of values: 1 / (2.5 ... 4). To remove sludge, a device is used to remove sludge in the form of a channel in the bottom of the housing or a separate mechanism.

Работа оросительных устройств 6 осуществляется следующим образом.The operation of irrigation devices 6 is as follows.

Жидкость под давлением подается в полость корпуса форсунки 18 и затем поступает по двум направлениям: первое - в кольцевую полость 25 через радиальные каналы 22 в кольцевой зазор 26 между соплом и центральным сердечником. При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется на внешней цилиндрической поверхности сердечника с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от его внешней поверхности. Разгон жидкости в нижней части этой поверхности сопровождается понижением в ней статического давления и в результате этого парообразованием и выделением растворимых газов. Это явление дополнительно подготавливает жидкость к дроблению на мелкие капли. При достижении жидкостного потока встречных потоков, истекающих из цилиндрических дроссельных отверстий 27, происходит многократное дробление пленки с образованием мелкодисперсной фазы.Liquid under pressure is fed into the cavity of the nozzle body 18 and then flows in two directions: the first into the annular cavity 25 through radial channels 22 into the annular gap 26 between the nozzle and the central core. At inlet pressures of more than 0.2 MPa, the liquid accelerates on the outer cylindrical surface of the core with the formation of a liquid film that does not come off from its outer surface. Acceleration of the liquid in the lower part of this surface is accompanied by a decrease in its static pressure and, as a result, vaporization and the release of soluble gases. This phenomenon further prepares the liquid for crushing into small drops. Upon reaching a liquid flow of oncoming flows flowing from the cylindrical throttle holes 27, multiple crushing of the film occurs with the formation of a finely dispersed phase.

Второе направление, по которому поступает жидкость - через канал 20 для подвода жидкости в полость центрального сердечника, а затем в нижнюю часть цилиндрической части 24 сердечника, из которой часть жидкости истекает через радиальные отверстия 27, при этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих из дроссельных отверстий.The second direction in which the fluid enters is through the channel 20 for supplying fluid to the cavity of the central core, and then to the lower part of the cylindrical part 24 of the core, from which part of the fluid flows through radial holes 27, with multiple crushing of droplet fluid flows flowing from throttle bores.

Насадочный 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 пылеулавливании, охлаждения газов и абсорбции насадочных газо-промывателей. Эффективность предлагаемой конструкции насадочного скруббера увеличивается за счет большей поверхности взаимодействия насадка в вышеуказанных процессах и составляет при улавливании пылевых частиц размером больше 2 мкм порядка 95%.A nozzle scrubber can be used to remove fine dust and moisturize air in ventilation and air conditioning systems, as well as in trapping mists, readily soluble dust, as well as in the process of dust collection, gas cooling and absorption of nozzle 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 and when collecting dust particles larger than 2 μm in size is about 95%.

Claims

A nozzle scrubber containing a housing with nozzles for dusty and purified gas, an irrigation device, support grids between which the nozzle is located, and a device for removing sludge, the nozzle is made of a toroidal shape having a cross-section in cross section in which through holes are made from one and the other sides of the diameter, and the recesses have an elongated cross-sectional shape in the direction parallel to the axis of the torus, and the recess on one side is located between two adjacent recesses made on the other hand, characterized in that The substantial device comprises a hollow body with a nozzle and a central core, the body is made with a channel for supplying liquid and has a coaxial sleeve rigidly connected to the body with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical two-stage sleeve, the upper cylindrical step of which is connected by a threaded connection with a central core installed with an annular gap relative to the inner surface of the cylindrical sleeve, and consisting of a cylindrical part with fixed coax but with it in the lower part a spherical segment having throttle openings whose axes are located along the radii of the spherical surface forming the spherical segment, and the annular gap is connected to at least three radial channels made in a two-stage sleeve connecting it to the annular cavity, formed by the inner surface of the sleeve and the outer surface of the upper cylindrical stage, and the annular cavity is connected with the channel of the housing for supplying fluid, while on the side surface of the cylindrical part and the central core, in its lower part connected to the spherical segment, at least two rows of cylindrical throttle holes are made with axes lying in planes perpendicular to the axis of the core, and at least three holes are made in each row, with this axis throttle holes of one row are offset relative to the axis of the throttle holes of another row at an angle lying in the range of 15 ÷ 60 °.