УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА Российский патент 1997 года по МПК B01D47/18 

Изобретение относится к технике влажной очистки газов и может быть использовано в промышленной экологии.

Известно устройство для очистки воздуха, содержащее установленный в корпусе с образованием зазора на полом приводном валу перфорированный барабан с буртиком в торцjвой части на внутренней поверхности, соосно закрепленный в перфорированном барабане на полом приводном валу с образованием кольцевого канала пористый барабан, выполненные в корпусе по разные стороны буртика каналы подачи газа и отвода жидкости, и каналы подачи жидкости в кольцевой канал и отвода газа из полости приводного вала [1]
Недостатками этого устройства являются низкая эффективность газоочистки и высокий расход жидкости.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности газоочистки и снижение расхода жидкости за счет интенсификации массообмена.

Технический результат достигается тем, что устройство для очистки воздуха, содержащее установленный в корпусе с образованием зазора на полом приводном валу перфорированный барабан с буртиком в торцjвой части на внутренней поверхности, соосно закрепленный в перфорированном барабане на полном приводном валу каплеулавливающий барабан, выполненные в корпусе каналы подачи газа и отвода жидкости, и каналы подачи жидкости и отвода газа согласно изобретению, снабжено установленными на входе в каждое отверстие перфорированного барабана завихрителями, а каждое отверстие выполнено в виде сверхзвукового сопла, каплеулавливающий барабан выполнен пористым и размещен в перфорированном барабане с образованием кольцевого канала, каналы подачи газа и отвода жидкости разнесены по разные стороны буртика, канал подачи жидкости сообщен с кольцевым каналом, а канал отвода газа с полостью приводного вала.

Это позволяет интенсифицировать массообмен за счет турбулизации газовой фазы и ускорения обновления поверхности контакта фаз при бочкообразной форме потока газовой фазы со скачками уплотнения и генерированием в реакционной смеси колебаний давления акустических частот с одновременным диспергированием газовой фазы.

В предпочтительном варианте устройство снабжено установленным в зазоре между корпусом и перфорированным барабаном в зоне контакта с последним перфорированным статором, при этом отверстия перфораций барабана и статора выполнены в одинаковых плоскостях, по соосным окружностям с неравным и некратным окружным шагом.

Это позволяет интенсифицировать массообмен за счет увеличения энергоемкости генерируемых акустических колебаний.

На фиг. 1 изображено устройство для очистки воздуха, продольный разрез, на фиг. 2 разрез А А на фиг. 1, на фиг. 3 увеличенный фрагмент 1 на фиг. 2.

Устройство для очистки воздуха содержит корпус 1 с каналами подачи 2 и отвода 3 газа и подачи 4 и отвода 5 жидкости, установленный в корпусе 1 на полом приводном валу 6 с образованием зазора 7 перфорированный барабан 8 с буртиком 9 в торцjвой части на внутренней поверхности, соосно закрепленный в перфорированном барабане 8 на полом приводном валу 10 с образованием кольцевого канала 11 пористый барабан 12, завихрители 13, установленные на входе в каждое отверстие 14 перфорированного барабана 8, которые выполнены в виде сверхзвуковых сопел.

В предпочтительном варианте в зазоре 7 в зоне контакта с барабаном 8 размещен перфорированный статор 15, отверстия 16 которого размещен в одинаковых плоскостях с отверстиями 14 барабана 8 по соосным окружностям с неравным и некратным окружным шагом.

Устройство работает следующим образом.

Через канал 4 и полость вала 6 в кольцевой канал 11 подают жидкость, например воду. В поле центробежных сил жидкость распределяется по внутренней поверхности перфорированного барабана 8 в виде пленки, радиальная толщина которой равна радиальной высоте буртика 9. Одновременно через канал 2 в зазор 7 подают очищенный воздух при давлении, превышающем давление пленки жидкости на стенку барабана 8. В случае наличия статора 15 в момент совпадения отверстий 14 и 16 или непрерывно, при его отсутствии, через отверстия 16 воздух поступает в кольцевой канал 11 и барботируется через пленку жидкости. Проходя через завихрители 13 и сопловые отверстия 14 поток газовой фазы приобретает закрученную бочкообразную форму и создает регулярные скачки давления в узлах бочкообразной структуры. На выходе из отверстий 14, выполненных в виде сверхзвуковых сопел, происходит турбулентный срыв струй газа с образованием и схлопыванием кавитационных полостей, которые наиболее интенсивны в момент перекрытия статором 15 отверстий 14 барабана 8. В результате поток газовой фазы дробится на отдельные пузырьки, в которых под действием инерционных сил, сил трения и кавитационного перепада давления возникают тороидальные циркуляционные потоки и пульсации объема, а в жидкой фазе происходит турбулизация ее течения под действием всплывающих пузырьков и пульсаций давления. Такой режим контакта фаз сопровождается ускоренным обновлением поверхности их контакта, интенсифицирующим массообменные процессы. Очищенный воздух после массообмена с жидкостью выходит в свободное от нее пространство кольцевого канала 11, отделяется от выносимых им брызг, проходя через пористый барабан 12, и удаляется из устройства по полости вала 10 и каналу 3. Отсепарированная жидкая фаза в виде брызг по мере накопления и коагуляция сбрасывается в пленку с поверхности пористого барабана 12 в поле центробежных сил при его вращении на приводном валу 10. При непрерывной подачи отработанная жидкая фаза переливается через буртик 9 и удаляется из устройства по каналу 5.

При характерных для данного устройства и устройства-прототипа числах Рейндольса, равных 10² 10³, осредненные по времени числа Шервуда составляют для устройства 35 50, а для прототипа 20 30, что подтверждает интенсификацию массообменных процессов, которая, в свою очередь, повышает эффективность газоочистки и снижает удельный расход жидкой фазы.

Использование: в промышленной экологии. Сущность изобретения: устройство содержит соосно установленные в корпусе 1 и один в другом с образованием соответственно зазоры 7 и кольцевого канала 11 на полых приводных валах 6 перфорированный и пористый барабаны, каналы подачи и отвода газа и жидкости и завихрители 13 газового потока, установленные на входе в каждое отверстие 14 перфорированного барабана, которые выполнены в виде сверхзвуковых сопел. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для очистки воздуха, содержащее установленные в корпусе на полом приводном валу перфорированный барабан с буртиком в торцевой части на внутренней поверхности, размещенный по отношению к корпусу с образованием зазора, и каплеулавливающий барабан, соосно закрепленный по отношению к перфорированному барабану, выполненные в корпусе каналы подачи газа и отвода жидкости, каналы подачи жидкости и отвода газа, отличающееся тем, что оно снабжено установленными на входе в каждое отверстие перфорированного барабана завихрителями, при этом каждое отверстие имеет вид сверхзвукового сопла, каплеулавливающий барабан выполнен пористым и размещен в перфорированном барабане с образованием кольцевого канала, каналы подачи газа и отвода жидкости разнесены по разные стороны буртика, канал подачи жидкости сообщен с кольцевым каналом, а канал отвода газа с полостью приводного вала. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено установленным в зазоре между корпусом и перфорированным барабаном в зоне контакта с последним перфорированным статором, при этом отверстия перфорированного барабана и статора выполнены в одинаковых плоскостях, по соосным окружностям с неравным и некратным окружным шагом.