RU2656455C1

RU2656455C1 - Conical jet scrubber

Info

Publication number: RU2656455C1
Application number: RU2017142271A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2018-06-05

Abstract

FIELD: manufacturing technology.

SUBSTANCE: invention relates to wet dust collecting equipment. Cone nozzle scrubber contains a housing with nozzles for dusty and clean gas, a spray nozzle, support and restrictive plates, between which there is a nozzle, a liquid trap made in the form of a nozzle layer located between the supporting and restricting plates, and a sludge removal device, wherein the support plates are resilient and the nozzle positioned above the lower support tray is made of resilient materials, for example in the form of polyethylene balls, and a vibrator is mounted on the lower support plate, the nozzle is made in the form of hollow balls, on the spherical surface of which a screw groove is cut, or the nozzle is made in the form of a screw line formed on a spherical surface and having a section of a circle perpendicular to the helix, a type of a circle, a polygon, "Berl saddle " or the “Itallocks” saddle, the spraying device is made in the form of swirl nozzles, each of which is made with a screw conic swirl, and comprises a housing and a coaxially disposed and rigidly connected to it in the upper part of the fitting with an inlet cylindrical hole connected to the diffuser, which is axially symmetric in the housing, on which a perforated disk is located, and in the lower part of the housing there is an axially symmetric housing of the nozzle with at least three projections centering it in the axial cylindrical chamber, herewith nozzle is made with a central hole on the inner surface of which a screw thread is made, and between the perforated disk and the nozzle is placed a hollow helical conical swirl nozzle with a screw thread, the nozzle is pressed against the nozzle body by a threaded washer with a central confuser.

EFFECT: increased efficiency and reliability of the dust collection process by increasing the liquid spraying rate of injectors.

1 cl, 5 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 по патенту РФ №2324256 (прототип), содержащий корпус, состоящий из цилиндрической части, конической части, нижняя часть которой соединена с цилиндрической частью и коническим шламосборником, патрубки соответственно для запыленного и очищенного газа, оросительное устройство выполнено в виде установленной в центре корпуса форсунки.The closest technical solution to the claimed object is a scrubber according to the patent of the Russian Federation No. 2322425 (prototype), comprising a housing consisting of a cylindrical part, a conical part, the lower part of which is connected to a cylindrical part and a conical sludge collector, nozzles, respectively, for dusty and purified gas, an irrigation device made in the form of a nozzle installed in the center of the housing.

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 жидкости форсунками.EFFECT: increased efficiency and reliability of the dust collection process by increasing the degree of liquid atomization by nozzles.

Это достигается тем, что в коническом форсуночном скруббере, содержащем корпус с патрубками для запыленного и очищенного газа, форсуночное оросительное устройство, опорные и ограничительные тарелки, между которыми расположена насадка, брызгоуловитель, выполненный в виде слоя насадки, размещенной между опорной и ограничительной тарелками и устройство для отвода шлама, причем опорные тарелки выполнены упругими, а насадка, размещенная над нижней опорной тарелкой, выполнена из упругих материалов, например, в форме полиэтиленовых шаров, а на нижней опорной тарелке установлен вибратор, причем насадка выполнена в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка, или насадка выполнена в виде винтовой линии, образованной на сферической поверхности и имеющей в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа круга, многоугольника, «седла Берля» или седла «Италлокс», оросительное устройство выполнено в виде вихревых форсунок, каждая из которых выполнена с винтовым коническим завихрителем, и содержит корпус и соосно расположенный и жестко связанный с ним в верхней части штуцер с входным цилиндрическим отверстием, соединенным с диффузором, выполненным осесимметрично в корпусе, на срезе которого размещен перфорированный диск, а в нижней части корпуса расположено осесимметрично корпусу сопло с по крайней мере тремя выступами, центрирующими его в осевой цилиндрической камере, при этом сопло выполнено с центральным отверстием, на внутренней поверхности которого выполнена винтовая нарезка, а между перфорированным диском и соплом размещен полый винтовой конический завихритель с винтовой нарезкой, при этом сопло поджимается к корпусу форсунки резьбовой шайбой с центральным конфузором.This is achieved by the fact that in a conical nozzle scrubber containing a housing with nozzles for dusty and purified gas, a nozzle irrigation device, support and restriction plates, between which there is a nozzle, a spray catcher made in the form of a nozzle layer placed between the support and restriction plates and the device for the removal of sludge, and the supporting plates are made elastic, and the nozzle placed above the lower supporting plate is made of elastic materials, for example, in the form of plastic balls, and a vibrator is mounted on the lower support plate, the nozzle being made in the form of hollow balls with a helical groove cut through its spherical surface, or the nozzle is made in the form of a helical line formed on a spherical surface and having in cross section perpendicular to the helix a profile like a circle or polygon, “Berl saddles” or “Itallox” saddles, the irrigation device is made in the form of vortex nozzles, each of which is made with a helical conical swirl, and contains a housing and is coaxially located and rigidly with the nozzle connected with it in the upper part with an inlet cylindrical hole connected to the diffuser, made axisymmetrically in the housing, on the cut of which a perforated disk is placed, and in the lower part of the housing there is an nozzle axisymmetric to the housing with at least three protrusions centering it in the axial cylindrical chamber moreover, the nozzle is made with a Central hole, on the inner surface of which is made a screw thread, and between the perforated disk and the nozzle there is a hollow helical conical swirl with screw thread, while the nozzle is pressed against the nozzle body with a threaded washer with a central confuser.

На фиг. 1 изображен конический форсуночный 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 - насадка в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, имеющая в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа «седла Берля» или седла «Италлокс», на фиг. 5 - схема форсунки.In FIG. 1 shows a conical nozzle scrubber with a movable nozzle; FIG. 2 - nozzle in the form of hollow balls, on a spherical surface of which a helical groove is cut, in FIG. 3 - nozzle in the form of cylindrical rings, on the side surface of which a helical groove is cut, in FIG. 4 - a nozzle in the form of cylindrical rings, on the lateral surface of which a helical groove is cut, having in cross section perpendicular to the helical line a profile of the Berl saddle or Itallox saddle, in FIG. 5 is a nozzle diagram.

Конический форсуночный скруббер с подвижной насадкой содержит корпус, состоящий из цилиндрической части 1, конической части 2, нижняя часть которой соединена с цилиндрической частью 3 и коническим шламосборником 4, с патрубками соответственно для запыленного и очищенного газа. Оросительное устройство 7 выполнено в виде установленной в центре корпуса форсунки. Брызгоуловитель выполнен в виде слоя насадки 9, размещенной между опорной 5 и ограничительной 6 тарелками (фиг. 1). На нижней опорной тарелке 8 также расположен слой насадки. Нижние 5 и 8 опорные тарелки и насадка 9 выполнены из упругих материалов. Насадка, размещенная над нижней опорной тарелкой, выполнена из упругих материалов, например, в форме полиэтиленовых шаров. На фиг. 2 представлен вариант насадки 10 в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка, на фиг. 3 - вариант насадки в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, на фиг. 4 - вариант насадки в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, имеющая в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа «седла Берля» или седла «Италлокс». На нижней опорной тарелке 8 может быть установлен вибратор (на чертеже не показано). Насадка может быть выполнена из упругих полимерных материалов, композиционных материалов и получена способами формования или спекания.A conical nozzle scrubber with a movable nozzle comprises a housing consisting of a cylindrical part 1, a conical part 2, the lower part of which is connected to a cylindrical part 3 and a conical sludge collector 4, with nozzles for dusty and purified gas, respectively. The irrigation device 7 is made in the form of a nozzle mounted in the center of the housing. The spray catcher is made in the form of a nozzle layer 9 located between the support 5 and restrictive 6 plates (Fig. 1). A nozzle layer is also located on the lower support plate 8. The lower 5 and 8 support plates and nozzle 9 are made of elastic materials. The nozzle placed above the lower support plate is made of elastic materials, for example, in the form of plastic balls. In FIG. 2 shows a variant of the nozzle 10 in the form of hollow balls, on the spherical surface of which a helical groove is cut, in FIG. 3 is a variant of a nozzle in the form of cylindrical rings, on the side surface of which a helical groove is cut, in FIG. 4 is a variant of a nozzle in the form of cylindrical rings, on the lateral surface of which a helical groove is cut, having in cross section perpendicular to the helical line a profile of the Berl saddle or Itallox saddle. A vibrator can be installed on the lower support plate 8 (not shown in the drawing). The nozzle can be made of elastic polymeric materials, composite materials and obtained by molding or sintering.

Вихревая форсунка (фиг. 5) состоит из корпуса 11. Форсунка с винтовым коническим заверителем состоит из корпуса 11 и соосно расположенного и жестко связанного с ним в верхней части штуцера 12 с входным цилиндрическим отверстием 14, соединенным с диффузором 15, выполненным осесимметрично в корпусе 11, на срезе которого размещен перфорированный диск 13.The vortex nozzle (Fig. 5) consists of a housing 11. A nozzle with a helical conical witness consists of a housing 11 and coaxially located and rigidly connected with it in the upper part of the nozzle 12 with an inlet cylindrical hole 14 connected to the diffuser 15, made axisymmetrically in the housing 11 , on the slice of which is placed a perforated disk 13.

В нижней части корпуса расположено осесимметрично корпусу 11 сопло 19 с по крайней мере тремя выступами 20, центрирующими его в осевой цилиндрической камере 16. Сопло 19 выполнено с центральным отверстием, на внутренней поверхности которого выполнена винтовая нарезка 21. Между перфорированным диском 13 и соплом 19 размещен полый винтовой конический завихритель 17 с винтовой нарезкой 18. Сопло 19 поджимается к корпусу 11 форсунки резьбовой шайбой 22 с центральным конфузором 23.In the lower part of the casing, a nozzle 19 is located axisymmetrically to the casing 11 with at least three protrusions 20 centering it in the axial cylindrical chamber 16. The nozzle 19 is made with a central hole, on the inner surface of which there is a screw thread 21. Between the perforated disk 13 and the nozzle 19 is located a hollow helical conical swirl 17 with a screw thread 18. The nozzle 19 is pressed against the nozzle body 11 by a threaded washer 22 with a central confuser 23.

Форсунка с винтовым коническим завихрителем работает следующим образом.The nozzle with a helical conical swirl operates as follows.

Жидкость в корпус 11 поступает через канал 14 подвода жидкости в штуцере 12, а затем через перфорированный диск 13 поступает в осевую цилиндрическую камеру 16, в которой начинает свою закрутку в полом винтовом коническом завихрителе 17 с винтовой нарезкой 18.The fluid enters the housing 11 through the fluid supply channel 14 in the nozzle 12, and then through the perforated disk 13 enters the axial cylindrical chamber 16, in which it begins to twist in the hollow helical conical swirler 17 with screw thread 18.

Жидкость одновременно движется в осевом направлении через осевые каналы, образованные выступами 20 сопла 19, и выполненное в нем центральное отверстие, на внутренней поверхности которого имеется винтовая нарезка 21.The fluid simultaneously moves in the axial direction through the axial channels formed by the protrusions 20 of the nozzle 19, and a central hole made therein, on the inner surface of which there is a screw thread 21.

В камере смешения, которой служит центральный конфузор 23, происходит взаимодействие этих потоков с их дополнительной турбулизацией и дроблением с образованием мелкодисперсной фазы. Такой поток жидкости на выходе из центрального конфузора 23 в резьбовой шайбе 22 хорошо раскрывается за счет центробежных сил, возникающих от вращения жидкости, и мелкодисперсно распределяется внутри конусообразного факела за счет турбулентного вихревого течения жидкости из форсунки.In the mixing chamber, which serves as the central confuser 23, these flows interact with their additional turbulization and crushing with the formation of a finely dispersed phase. Such a fluid flow at the outlet of the central confuser 23 in the threaded washer 22 is well disclosed due to centrifugal forces arising from the rotation of the fluid, and is finely dispersed inside the cone-shaped plume due to the turbulent vortex fluid flow from the nozzle.

Конический форсуночный скруббер с подвижной насадкой работает следующим образом.Conical nozzle scrubber with a movable nozzle operates as follows.

Запыленный газовый поток поступает в корпус 1 через ввод запыленного газового потока и встречает на своем пути завесу из насадки 9, которая смачивается водой или другим абсорбентом из оросительного устройства 7. Для удаления шлама применено устройство 4 для удаления шлама в виде канала в днище корпуса или отдельного механизма. Для обеспечении свободного перемещения насадки 9 в газожидкостной смеси ее плотность не должна превышать плотности жидкости. Процесс пылеулавливания протекает в оптимальном гидродинамическом режиме газопромывателя, характеризующимся режимом полного развитого псевдоожижения. Для интенсификации гидродинамического режима на нижней опорной тарелке 8 установлен вибратор (на чертеже не показан). Это позволит скрубберу перейти в режим вибропсевдоожиженного слоя, при котором увеличится эффективность взаимодействия насадка 9, орошаемого жидкостью, с газовой фазой, а следовательно, и увеличит эффективность работы аппарата в целом. Выполнение насадки 9, нижней 8 опорной тарелки из упругого материала позволит при определенных условиях создавать режим колебаний или автоколебаний, который также будет способствовать увеличению эффективности взаимодействия насадка 9 с орошаемой жидкостью.The dusty gas stream enters the housing 1 through the inlet of the dusty gas stream and meets a curtain from the nozzle 9, which is wetted with water or other absorbent from the irrigation device 7. To remove the sludge, a device 4 is used to remove sludge in the form of a channel in the bottom of the housing or mechanism. To ensure free movement of the nozzle 9 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 mode of the gas scrubber, characterized by the regime of full developed fluidization. To intensify the hydrodynamic regime, a vibrator is installed on the lower support plate 8 (not shown in the drawing). This will allow the scrubber to switch to the vibro-fluidized bed mode, in which the interaction efficiency of the nozzle 9, irrigated by the liquid, with the gas phase will increase, and therefore increase the overall efficiency of the apparatus. The implementation of the nozzle 9, the bottom 8 of the support plate of elastic material will allow under certain conditions to create a mode of oscillation or self-oscillation, which will also increase the efficiency of interaction of the nozzle 9 with the irrigated liquid.

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 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

A conical nozzle scrubber comprising a housing with nozzles for dusty and purified gas, a nozzle irrigation device, support and restriction plates, between which there is a nozzle, a spray trap made in the form of a nozzle layer placed between the support and restriction plates and a device for removing sludge, and support the plates are elastic, and the nozzle placed above the lower support plate is made of elastic materials, for example, in the form of plastic balls, and on the lower support plate a vibrator is installed, and the nozzle is made in the form of hollow balls, on the spherical surface of which a helical groove is cut, or the nozzle is made in the form of a helix formed on a spherical surface and having in cross section perpendicular to the helical line, a profile such as a circle, polygon, “Berl saddle” or Itallox saddles, the irrigation device is made in the form of vortex nozzles, each of which is made with a helical conical swirl, and contains a housing and is coaxially located and rigidly connected with it at the top hour a nipple with a cylindrical inlet connected to the diffuser, made axisymmetrically in the housing, on the cut of which a perforated disk is placed, characterized in that a nozzle with at least three protrusions centering it in the axial cylindrical chamber is located axisymmetrically to the housing, this nozzle is made with a Central hole, on the inner surface of which is made a screw thread, and between the perforated disk and the nozzle there is a hollow helical conical swirl with v tovoy thread, wherein the nozzle housing is urged toward the nozzle washer with a central threaded confuser.