Эжекционная труба Вентури Советский патент 1984 года по МПК B01D47/10 

05

N

СО N3 Изобретение относится к технике мокрой очистки газов от пыли и вредностей и может быть использовано в черной металлургии, химической и других отраслях промышленности, в частности для очистки газов мартеновских и двухванных печей, конвертеров и т. д. с использованием вторичных энергоресурсов. Известен способ и устройство для очистки и удаления промышленных газов, вклю чаюшее установку для косвенного теплообмена между текуш,им газом и жидкостью, смесительную установку, устройство для преврашения части жидкости в пар, распыления остальной жидкости в смесительную установку 1. Наиболее близкой к изобретению является эжекционная труба Вентури, включающая приемную камеру, внутри которой установлены сопла Лаваля для подачи пара, выполненные в виде конфузора, диффузора и горловой части, и камеру смешения 2. Недостатками перечисленных способов являются необходимость применять дорогостоящую химочищенную воду в случае высокого содержания солей и высокой жесткости технической воды и снижение эффективности работы трубы Вентури незначительном снижении давления пара. Цель изобретения - обеспечение надежности работы и снижение энергозатрат на эжекцию и очистку газа. Поставленная цель достигается тем, что в эжекционной трубе Вентури, включающей приемную камеру, внутри которой установлены сопла Лаваля для подачи пара, выполненные в виде конфузора, диффузора и горловой части, и камеру смещения, диффузор сопл выполнен с отверстиями и снабжен наружной камерой подачи жидкости, установленной над отверстиями, расположенными на расстоянии равном 1,5-2,0 площади сечения диффузора в месте отверстий к площади горловой части, при этом сумма площадей сечений отверстий составляет 0,4-0,6 от площади горловой части, а диаметр отверстия равен 0,22-0,32 от диаметра горловой части. Отверстия выполнены под углом 30-40° к оси сопла. Диффузор может быть выполнен с регулируемой кольцевой щелью. В случае подачи жидкости в паровое сопло максимально полезно используется энергия пара, расходуемая на разгон и дробление жидкости. При выходе парожидкостной струи из сопл Лаваля в трубу Вентури скорости капель жидкости и пара близки между собой и потери на удар при эжектировании газа меньше, чем при раздельной подаче жидкости и пара. На фиг. 1 изображена эжекционная труба Вентури; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - диффузор с кольцевой щелью. Предлагаемая эжекционная труба Вентури состоит из приемной камеры 1, камеры смешения 2, диффузора 3. Внутри приемной камеры 1 установлено паровое сопло Лаваля 4с наружной кольцевой камерой 5 и отверстиями 6 для подачи жидкости в сопло Лаваля 4. Сопло Лаваля 4 имеет конфузор 7, горловую часть 8 и диффузор 9. Сумма плош,адей сечения отверстий 6 составляет 0,40,6 плош,ади горловой части 8 сопла 4, а уровень расположения отверстий 6 на диффузоре 9 сопел определяется из условия, чтобы отношение площади сечения диффузора 9 в месте расположения отверстий к плошади горловой части 8 сопла было равно 1,5-2,0, диаметр отверстия 6 в диффузоре сопла Лаваля 4 составляет 0,22-0,32 от диаметра горловой части 8. Отверстия в диффузоре сопла Лаваля для подачи жидкости выполнены под углом 30-40° к оси сопла. Эжекционная труба Вентури работает следующим образом. К соплу Лаваля 4 подводят пар давлением 13-25 ати и техническую воду давлением 3-10 ати. Вода через камеру 5 и отверстия 6 поступает во внутрь сопла 4, где она нагревается, разгоняется и распьь ляется за счет контакта с паром. Парожидкостная смесь из сопла Лаваля 4 попадает с большой скоростью в камеру смешения 2, создает эжектирующий эффект и засасывает запыленные газы через приемную камеру 1 в камеру смешения 2, где происходит их очистка диспергированной водой. После камеры смешения газ попадает в диффузор 3. Основной особенностью данного устройства является применение для передачи в трубу Вентури перегретой воды сопел Лаваля со специальными отверстиями, выполненными в диффузорной части сопла. Для равномерного распределения жидкости по сечению сопла Лаваля все отверстия по наружной стороне указанного сопла объединены общей камерой. Такая конструкция сопла Лаваля позволяет производить перегрев орошающей жидкости путем смешения с паром Непосредственно в сопле, являющемся оросительным устройством эжекционной трубы Вентури. Главным преимуществом предлагаемого устройства является то, что время и поверхность контакта пара с орошающей жидкостью при их смещении сведены до минимума. Это позволяет использовать в качестве орощающей жидкости обычную техническую воду с повышенным солесодержанием без специальной предварительной химической обработки. Соотношение площади отверстий для жидкости и площади горловины сопла при любых заданных давлениях пара и воды определяют соотношение расходов пара и жидкости, которое необходимо для получейия наивысших показателей для очистки и транспортировки газа. При соотношении указанных плош.адей менее 0,4 достигаются такие соотношения расходов пара и воды, при кот.орых развиваются более высокие показатели по эжектирующей способности, однако эффективность пылеулавливания уменьшается. При увеличении соотношения площадей больше 0,6 соотношения расходов воды и пара достигают таких значений, при которых эффективность пылеулавливания остается без изменений, а эжектирующая способность уменьшается. При соотношении указанных плошадей 0,4-0,6 достигаются оптимальные значения. Соотношение площади сечения диффуподачи жидкости и горловины сопла Лаваля 0,22-0,32 при любых заданных давлениях пара и при указанном ранее соотнощерии плошадей 0,4-0,6 определяет место пересечения струй жидкости в диффузоре. При уменьшении соотношения диаметров менее 0,22-0,32 струи жидкости не пересекаются в диффузоре, отклоняются к стенке диффузора и дробятся паровым потоком, при увеличении соотнощения более 0,22-0,32 происходит соударение струй жидкостей, тратится лишняя энергия, увеличивается давление воды. Сотношение площади сечения диффузора в месте подачи жидкости к площади горловины при заданных углах раскрытия сверхзвукового парового потока (известная величина) определяет место встречи парового и жидкостного потока, это соотношение 1,5-2,0 выбрано после прохождения скачка уплотнения в паровом сопле. В случае подачи жидкости в зону скачка уплотнения в паровом сопле возникают сильные звуковые эффекты, которые ограничивают область применения. Подача струй жидкости под углом 30-40° к оси сопла и возможность подачи жидкости через отверстия и шель способствуют лучшему контакту паровой и жидкостной фазы в сопле. Регулирование ширины шели для выбора наиболее эффективного соотношения жидкости и пара и скоростей их истечения возможно на конструкции, представленной на фиг. 3. Таким образом, предложенные отличительные особенности определяют оптимальные режимы работы эжекционной трубы Вентури как очистного аппарата и аппарата, осуществляющего транспортировку газа. По сравнению с известными конструкциями мокрой очистки газа, использующими пары и жидкость, в максимальной степени используется энергия парового потока на очистку и транспортировку газа и, следовательно, снижаются энергетические затраты на очистку, Предлагаемая конструкция позволяет использовать в качестве орощаемой жидкости техническую воду без специальной химической обработки, что существенно снижает затраты на очистку.

Фш.2.

1. ЭЖЕКЦИОННАЯ ТРУБА ВЕНТУРИ, включающая приемную камеру, внутри которой установлены сопла Лаваля для подачи пара, выполненные в виде конфузора, диффузора и горловой части, и камеру смещения, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения надежности ее в работе и снижения энергозатрат на эжекцию и очистку газа, диффузор сопл выполнен с отверстиями, расположенными в сечении, площадь которого составляет 1,5-2,0 площади горловой части, диффузор снабжен наружной кольцевой камерой подачи жидкости, установленной над отверстиями, при этом сумма площадей сечений отверстий составляет 0,4-0,6 площади части, а диаметр отверстий равен 0,22-0,32 диаметра горловой части. 2. Труба Вентури по п. 1, отличающая(Л ся тем, что отверстия выполнены под углом 30-40° к оси сопла.