RU2843552C1 - Method of supplying liquid into vortex chamber of centrifugal-bubbling apparatus - Google Patents
Method of supplying liquid into vortex chamber of centrifugal-bubbling apparatusInfo
- Publication number
- RU2843552C1 RU2843552C1 RU2024129863A RU2024129863A RU2843552C1 RU 2843552 C1 RU2843552 C1 RU 2843552C1 RU 2024129863 A RU2024129863 A RU 2024129863A RU 2024129863 A RU2024129863 A RU 2024129863A RU 2843552 C1 RU2843552 C1 RU 2843552C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vortex chamber
- liquid
- gas
- centrifugal
- swirler
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Принцип работы центробежно-барботажного аппарата (ЦБА) основан на прохождении газа через вращающийся слой жидкости, удерживаемый центробежными силами в завихрителе. ЦБА используются в качестве скруббера, абсорбера, десорбера, контактного теплообменника, аэратора, деаэратора, химического реактора в технологических процессах.The principle of operation of a centrifugal bubbling apparatus (CBA) is based on the passage of gas through a rotating layer of liquid held by centrifugal forces in a swirler. CBAs are used as a scrubber, absorber, desorber, contact heat exchanger, aerator, deaerator, chemical reactor in technological processes.
Основным элементом ЦБА является завихритель - неподвижный направляющий аппарат, представляющий из себя вихревую камеру с отверстиями, расположенными по окружности под определенным углом к оси. Загрязненный поток газа, поступает снаружи камеры, попадает в отверстия, закручивается и вовлекает во вращательное движение жидкость. В результате, вновь поступающий газ вынужден преодолевать сопротивление вращающейся жидкости, барботировать сквозь нее, тем самым происходит дробление жидкости на мельчайшие капли, и формируется вращающийся газожидкостный слой, удерживаемый в камере центробежными силами.The main element of the CBA is a swirler - a stationary guide device, which is a vortex chamber with holes located around the circumference at a certain angle to the axis. The contaminated gas flow enters from outside the chamber, gets into the holes, swirls and involves the liquid in rotation. As a result, the newly entering gas is forced to overcome the resistance of the rotating liquid, bubble through it, thereby breaking the liquid into tiny drops, and a rotating gas-liquid layer is formed, held in the chamber by centrifugal forces.
Жидкость в аппарат обычно подается свободным потоком внутрь аппарата по оси завихрителя, либо стекает струями через каналы в верхней части завихрителя. В некоторых конструкциях ЦБА завихритель погружен в емкость с жидкостью.Liquid is usually supplied to the device in a free flow inside the device along the axis of the swirler, or flows in streams through channels in the upper part of the swirler. In some designs of the CBA, the swirler is immersed in a container with liquid.
Формирование вращающегося газожидкостного слоя происходит за счет работы вентилятора в определенном диапазоне скоростей газа в отверстиях завихрителя. При скоростях газа меньше определенного значения (обычно 12 -15 м/с) формирование газожидкостного слоя не происходит и аппарат не выполняет свои функции. По этой причине у аппаратов есть нижнее ограничение по производительности. Верхнее ограничение производительности происходит по причине увеличенного гидравлического сопротивления аппарата и возможного выноса брызг и определяется характеристиками вентилятора (максимальной производительностью).The formation of a rotating gas-liquid layer occurs due to the operation of the fan in a certain range of gas velocities in the swirler holes. At gas velocities below a certain value (usually 12-15 m/s), the formation of a gas-liquid layer does not occur and the device does not perform its functions. For this reason, the devices have a lower limit on productivity. The upper limit of productivity occurs due to the increased hydraulic resistance of the device and the possible removal of splashes and is determined by the characteristics of the fan (maximum productivity).
Например, ЦБА, рассчитанный на оптимальную производительность 10000 м3/ч, обычно имеет рабочий диапазон 7000 - 11000 м3/ч. Для задач, в которых количество загрязненного газа варьируется от 0 до 10000 м3/ч, такой ЦБА оснащают приточным клапаном, через который подается воздух из помещения или очищенные газы через газоход после вентилятора. Так, при расходе загрязненного газа 1000 м3/ч, необходимо засасывать еще 6000 м3/ч воздуха, чтобы обеспечить нижнюю границу производительности в 7000 м3/ч, при которой формируется газожидкостный слой. В результате, энергозатраты для очистки газа в количестве 1000 м3/ч равняются энергозатратам очистки 7000 м3/ч, из которых 6000 м3/ч являются газами, не нуждающимися в очистке.For example, a CBA designed for an optimal performance of 10,000 m3 /h usually has an operating range of 7,000 - 11,000 m3 /h. For tasks in which the amount of contaminated gas varies from 0 to 10,000 m3 /h, such a CBA is equipped with a supply valve through which air from the room or purified gases are supplied through the flue after the fan. Thus, with a contaminated gas flow rate of 1,000 m3 /h, it is necessary to suck in another 6,000 m3 /h of air to ensure the lower limit of performance of 7,000 m3 /h, at which a gas-liquid layer is formed. As a result, the energy costs for cleaning gas in the amount of 1000 m3 /h are equal to the energy costs for cleaning 7000 m3 /h, of which 6000 m3 /h are gases that do not require cleaning.
Известен способ для очистки промышленных объектов от угольной пыли (патент РФ №2450849, 18.06.2010, B01D 50/00), в котором вода или водный раствор реагентов поступает самотеком в вихревую камеру через отверстия в специальном канале, расположенном над завихрителем по внешнему краю вихревой камеры.A method is known for cleaning industrial facilities from coal dust (RU Patent No. 2450849, 18.06.2010, B01D 50/00), in which water or an aqueous solution of reagents flows by gravity into a vortex chamber through openings in a special channel located above the swirler along the outer edge of the vortex chamber.
Известно устройство для очистки газа и воздуха (патент РФ №2404838, 20.07.2009, B01D 3/30, B01D 53/18), в котором вода или водный раствор регентов поступает в вихревую камеру снаружи по пластине - основанию вихревой камеры самотеком.A device for cleaning gas and air is known (RU patent No. 2404838, 20.07.2009 , B01D 3/30, B01D 53/18), in which water or an aqueous solution of reagents enters the vortex chamber from the outside along a plate - the base of the vortex chamber by gravity.
Известен способ мокрой очистки газа и устройство для его осуществления (патент РФ №2236890, 22.05.2003, B01D 47/00), в котором вода также поступает в вихревую камеру через отверстия в специальном канале, расположенном над завихрителем по внешнему краю вихревой камеры.A method for wet gas cleaning and a device for its implementation are known (RU Patent No. 2236890, 22.05.2003, B01D 47/00), in which water also enters the vortex chamber through openings in a special channel located above the swirler along the outer edge of the vortex chamber.
Недостатком описанных выше решений является узкий рабочий диапазон производительности аппаратов. Газо-жидкостный вращающийся слой формируется только за счет энергии вентилятора, которому необходимо развить необходимые скорости потока газов в межлопаточном пространстве завихрителя. При снижении производительности по газу от расчетного значения более чем на 30% газожидкостный слой не может сформироваться и эффективность очистки резко снижается вплоть до нулевых значений.The disadvantage of the solutions described above is the narrow operating range of the devices' performance. The gas-liquid rotating layer is formed only by the energy of the fan, which must develop the required gas flow rates in the inter-blade space of the swirler. If the gas performance decreases from the calculated value by more than 30%, the gas-liquid layer cannot be formed and the cleaning efficiency sharply decreases to zero values.
Наиболее близким аналогом является вихревая камера для контакта газа и жидкости (патент РФ №2555029, 11.11.2013, B01D 47/06), в котором вода подается снаружи вихревой камеры тангенциально и сонаправленно закрутке.The closest analogue is a vortex chamber for contact between gas and liquid (RU Patent No. 2555029, 11.11.2013, B01D 47/06), in which water is supplied from outside the vortex chamber tangentially and in the direction of the swirl.
Недостатком данного решения является акцент на попытке снизить гидравлическое сопротивление аппарата за счет установки раскручивателя закрученного потока и сонаправленной подачи воды, при этом рабочий диапазон производительности аппарата не увеличивается, а вода подается свободно истекающими безнапорными струями, не имеющими эжекционного эффекта, без установки полнофакельных форсунок и без формирования газожидкостного вращающегося слоя за счет работы насоса.The disadvantage of this solution is the emphasis on an attempt to reduce the hydraulic resistance of the device by installing a swirling flow spinner and co-directional water supply, while the operating range of the device's performance does not increase, and the water is supplied by freely flowing, pressureless jets that do not have an ejection effect, without installing full-torch nozzles and without forming a rotating gas-liquid layer due to the operation of the pump.
Задачей изобретения является повышение производительности ЦБА и снижение энергозатрат.The objective of the invention is to increase the productivity of the central heating plant and reduce energy costs.
Поставленная задача решается тем, что в способе подачи жидкости в вихревую камеру ЦБА, при котором жидкость подают через равномерно расположенные по периметру камеры тангенциальные отверстия, согласно изобретению, жидкость подают под напором через полнофакельные форсунки, расположенные соосно отверстиям камеры.The stated problem is solved by the fact that in the method of feeding liquid into the vortex chamber of the central heating system, in which the liquid is fed through tangential openings uniformly located around the perimeter of the chamber, according to the invention, the liquid is fed under pressure through full-flame nozzles located coaxially with the openings of the chamber.
Основная идея заключается в подаче воды тангенциально и сонаправленно закрутке снаружи вихревой камеры и под напором через форсунки, чтобы эффект эжектирования газов или воздуха существенно снизил гидравлическое сопротивление аппарата.The basic idea is to supply water tangentially and co-directionally to the swirl from outside the vortex chamber and under pressure through nozzles so that the effect of ejecting gases or air significantly reduces the hydraulic resistance of the device.
Способ подачи жидкости через форсунки, расположенные соосно отверстиям завихрителя, позволяет сформировать вращающийся газожидкостный слой за счет энергии насоса, тем самым имеет преимущества перед способами безнапорной подачи воды внутрь вихревой камеры.The method of supplying liquid through nozzles located coaxially with the swirler holes allows the formation of a rotating gas-liquid layer due to the energy of the pump, thereby having advantages over methods of non-pressurized supply of water into the vortex chamber.
Предлагаемый способ подачи жидкости позволяет:The proposed method of liquid supply allows:
1. снизить нижнюю границу производительности ЦБА;1. reduce the lower limit of the CBA productivity;
2. уменьшить гидравлическое сопротивление ЦБА за счет эффекта эжектирования газов;2. reduce the hydraulic resistance of the central heating system due to the gas ejection effect;
3. увеличить эффективность очистки за счет дополнительного распыла жидкости на входе газов в вихревую камеру.3. increase the cleaning efficiency by additionally spraying liquid at the gas inlet into the vortex chamber.
На фиг. 1 показана принципиальная схема реализации подачи жидкости в вихревую камеру ЦБА, где:Fig. 1 shows the basic diagram of the implementation of liquid supply to the vortex chamber of the CBA, where:
1 - вихревая камера ЦБА;1 - vortex chamber CBA;
2 - тангенциальные отверстия камеры;2 - tangential chamber openings;
3 - вращающийся газожидкостный слой;3 - rotating gas-liquid layer;
4 - полнофакельные форсунки.4 - full-torch nozzles.
Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.
При включении насоса вода или водный раствор поступает в систему подачи воды аппарата (не обозначена на рисунке), распределяется по отводам, на конце которых установлены полнофакельные форсунки (4). Форсунки установлены сонаправленно движению воздуха таким образом, чтобы распыл жидкости покрывал объем, ограниченный лопатками вихревой камеры и нижним и верхним основаниями завихрителя (не показан на рисунке). В результате, при удельной подаче воды в количестве 3-5 л/м3 проявляется эжектирующий эффект, способствующий образованию газожидкостного слоя (3) при скоростях воздуха ниже 10 м/с, а также позволяющий очищать воздух за счет микрокапельного распыла жидкости перед вихревой камерой. Для подачи воды требуется насос, обеспечивающий напор не менее 30 мм вод. ст. и производительность не ниже 3 л/м3 от расчетной производительности по воздуху.When the pump is switched on, water or an aqueous solution enters the water supply system of the device (not shown in the figure), is distributed along the branches, at the end of which full-torch nozzles (4) are installed. The nozzles are installed co-directionally to the air movement so that the liquid spray covers the volume limited by the blades of the vortex chamber and the lower and upper bases of the swirler (not shown in the figure). As a result, with a specific water supply of 3-5 l/m 3, an ejector effect appears, contributing to the formation of a gas-liquid layer (3) at air speeds below 10 m/s, and also allowing air purification due to microdroplet spraying of liquid in front of the vortex chamber. To supply water, a pump is required that provides a pressure of at least 30 mm H2O and a capacity of at least 3 l/m 3 of the estimated air capacity.
При описанном способе подачи воды в вихревую камеру ЦБА, рассчитанной на производительность 10000 м3/ч, газо-жидкостный слой формируется при 3000 м3/ч, а при производительности 0-3000 м3/ч имеется плотная микрокапельная завеса, которая способствует газоочистке на уровне эжекторного скруббера.With the described method of feeding water into the vortex chamber of the CBA, designed for a capacity of 10,000 m3 /h, the gas-liquid layer is formed at 3,000 m3 /h, and at a capacity of 0-3,000 m3 /h there is a dense microdroplet curtain, which facilitates gas cleaning at the level of the ejector scrubber.
Поставленная задача решается тем, что способ подачи жидкости в вихревую камеру центробежно-барботажного аппарата, характеризуется тем, что жидкость под напором распределяется по отводам, на конце которых установлены полнофакельные форсунки, установленные сонаправленно движению газа таким образом, чтобы распыл жидкости покрывал объем, ограниченный лопатками вихревой камеры и нижним и верхним основаниями завихрителя, позволяя сформировать вращающийся газожидкостный слой.The stated problem is solved by the fact that the method of feeding liquid into the vortex chamber of the centrifugal-bubbling apparatus is characterized by the fact that the liquid under pressure is distributed along the branches, at the end of which full-flame nozzles are installed, installed in the same direction as the gas movement in such a way that the liquid spray covers the volume limited by the blades of the vortex chamber and the lower and upper bases of the swirler, allowing the formation of a rotating gas-liquid layer.
Основная идея заключается в подаче воды тангенциально и сонаправленно закрутке снаружи вихревой камеры и под напором через форсунки, чтобы эффект эжектирования газов или воздуха существенно снизил гидравлическое сопротивление аппарата. The basic idea is to supply water tangentially and co-directionally to the swirl from outside the vortex chamber and under pressure through nozzles so that the effect of ejecting gases or air significantly reduces the hydraulic resistance of the device.
Способ подачи жидкости через форсунки, расположенные соосно отверстиям завихрителя, позволяет сформировать вращающийся газожидкостный слой за счет энергии насоса, тем самым имеет преимущества перед способами безнапорной подачи воды внутрь вихревой камеры.The method of supplying liquid through nozzles located coaxially with the swirler holes allows the formation of a rotating gas-liquid layer due to the energy of the pump, thereby having advantages over methods of non-pressurized supply of water into the vortex chamber.
Предлагаемый способ подачи жидкости позволяет:The proposed method of liquid supply allows:
1. снизить нижнюю границу производительности ЦБА;1. reduce the lower limit of the CBA productivity;
2. уменьшить гидравлическое сопротивление ЦБА за счет эффекта эжектирования газов;2. reduce the hydraulic resistance of the central heating system due to the gas ejection effect;
3. увеличить эффективность очистки за счет дополнительного распыла жидкости на входе газов в вихревую камеру.3. increase the cleaning efficiency by additionally spraying liquid at the gas inlet into the vortex chamber.
На фиг. 1 показана принципиальная схема реализации подачи жидкости в вихревую камеру ЦБА, где:Fig. 1 shows the basic diagram of the implementation of liquid supply to the vortex chamber of the CBA, where:
1 - вихревая камера ЦБА;1 - vortex chamber CBA;
2 - тангенциальные отверстия камеры;2 - tangential chamber openings;
3 - вращающийся газожидкостный слой;3 - rotating gas-liquid layer;
4 - полнофакельные форсунки.4 - full-torch nozzles.
Способ осуществляется следующим образом. The method is carried out as follows.
При включении насоса вода или водный раствор поступает в систему подачи воды аппарата (не обозначена на рисунке), распределяется по отводам, на конце которых установлены полнофакельные форсунки (4). Форсунки установлены сонаправленно движению воздуха таким образом, чтобы распыл жидкости покрывал объем, ограниченный лопатками вихревой камеры и нижним и верхним основаниями завихрителя (не показан на рисунке). В результате, при удельной подаче воды в количестве 3-5 л/м3 проявляется эжектирующий эффект, способствующий образованию газожидкостного слоя (3) при скоростях воздуха ниже 10 м/с, а также позволяющий очищать воздух за счет микрокапельного распыла жидкости перед вихревой камерой. Для подачи воды требуется насос, обеспечивающий напор не менее 30 мм вод. ст. и производительность не ниже 3 л/м3 от расчетной производительности по воздуху.When the pump is switched on, water or an aqueous solution enters the water supply system of the device (not shown in the figure), is distributed along the branches, at the end of which full-torch nozzles (4) are installed. The nozzles are installed co-directionally to the air movement so that the liquid spray covers the volume limited by the blades of the vortex chamber and the lower and upper bases of the swirler (not shown in the figure). As a result, with a specific water supply of 3-5 l/m 3, an ejector effect appears, contributing to the formation of a gas-liquid layer (3) at air speeds below 10 m/s, and also allowing air purification due to microdroplet spraying of liquid in front of the vortex chamber. To supply water, a pump is required that provides a pressure of at least 30 mm H2O and a capacity of at least 3 l/m 3 of the estimated air capacity.
При описанном способе подачи воды в вихревую камеру ЦБА, рассчитанной на производительность 10000 м3/ч, газо-жидкостный слой формируется при 3000 м3/ч, а при производительности 0-3000 м3/ч имеется плотная микрокапельная завеса, которая способствует газоочистке на уровне эжекторного скруббера.With the described method of feeding water into the vortex chamber of the CBA, designed for a capacity of 10,000 m3 /h, the gas-liquid layer is formed at 3,000 m3 /h, and at a capacity of 0-3,000 m3 /h there is a dense microdroplet curtain, which facilitates gas cleaning at the level of the ejector scrubber.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2843552C1 true RU2843552C1 (en) | 2025-07-15 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU34397U1 (en) * | 2003-09-01 | 2003-12-10 | ООО "ПТБ ПСО Волгоградгражданстрой" | Inertial vortex dust collector for wet cleaning of dusty gas |
| RU2555029C2 (en) * | 2013-11-11 | 2015-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Вортэкс" | Vortex chamber for gas and fluid contact |
| RU2664040C1 (en) * | 2017-12-19 | 2018-08-14 | Олег Савельевич Кочетов | Centrifugal gas scrubber with vortex nozzles |
| RU2666408C1 (en) * | 2017-10-19 | 2018-09-07 | Олег Савельевич Кочетов | Acoustic dust collection installation with cassette filter |
| US20210387129A1 (en) * | 2020-06-16 | 2021-12-16 | Das Environmental Expert Gmbh | Gas Scrubber for Removing Particles from an Exhaust Gas and an Exhaust Gas Disposal System with a Gas Scrubber |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU34397U1 (en) * | 2003-09-01 | 2003-12-10 | ООО "ПТБ ПСО Волгоградгражданстрой" | Inertial vortex dust collector for wet cleaning of dusty gas |
| RU2555029C2 (en) * | 2013-11-11 | 2015-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Вортэкс" | Vortex chamber for gas and fluid contact |
| RU2666408C1 (en) * | 2017-10-19 | 2018-09-07 | Олег Савельевич Кочетов | Acoustic dust collection installation with cassette filter |
| RU2664040C1 (en) * | 2017-12-19 | 2018-08-14 | Олег Савельевич Кочетов | Centrifugal gas scrubber with vortex nozzles |
| US20210387129A1 (en) * | 2020-06-16 | 2021-12-16 | Das Environmental Expert Gmbh | Gas Scrubber for Removing Particles from an Exhaust Gas and an Exhaust Gas Disposal System with a Gas Scrubber |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Гидравлическая аксиальная полноконусная форсунка 490/491 серии // LECHLER URL: https://promforsunki.ru/fullcone-nozzles/hydraulic-axial-fullcone-nozzle-490-491-series (дата размещения: 09.04.2018). * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2843552C1 (en) | Method of supplying liquid into vortex chamber of centrifugal-bubbling apparatus | |
| RU2086293C1 (en) | Method and device for gas scrubbing | |
| US2345859A (en) | Air scrubber | |
| RU97933U1 (en) | DEVICE FOR RINSING AND COOLING OF OUTLET SULFUR GASES | |
| RU2163834C2 (en) | Method of wet cleaning of gases and device for its embodiment | |
| CN216418770U (en) | Dust removal and desulfurization composite tower of silicon carbide smelting furnace | |
| CN1212175C (en) | Spraying bubbling desulfur dust settling tower | |
| RU147796U1 (en) | SULFUR GAS RINSING AND COOLING UNIT | |
| RU2153920C2 (en) | Method and device for gas scrubbing | |
| RU2844290C1 (en) | Centrifugal-bubbling apparatus | |
| KR100905046B1 (en) | Triple-turn cyclone scrubber | |
| RU140855U1 (en) | FOAM UNIT WITH TURBULENCE GENERATOR FOR WET GAS CLEANING | |
| SU1724327A1 (en) | Device for gas scrubbing | |
| RU2411061C1 (en) | Jet scrubber | |
| US4216001A (en) | Gas scrubbing apparatus | |
| CN111036062A (en) | Flue gas purifying device | |
| RU2154518C2 (en) | Method of gas scrubbing and device for its embodiment | |
| RU10113U1 (en) | WET GAS CLEANING DEVICE | |
| SU1344394A1 (en) | Gas washer | |
| SU1305445A1 (en) | Jet apparatus | |
| RU2166349C2 (en) | Method of degassing liquids and device for realization of this method | |
| RU2632695C2 (en) | Conical wet cyclone | |
| SU1212515A1 (en) | Foam generator | |
| CN212039752U (en) | Industrial pneumatic rotational flow spray tower | |
| CN215654464U (en) | Spray tower with internal and external double circulation |