Устройство для разбрызгивания жидкости в механических скрубберных аппаратах Советский патент 1984 года по МПК B05B3/12 

j 2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что радиус образующей дна в зоне расположения поперечных отверстий равен 0,8-1,0 радиуса дна в зоне расположения открытой стороны дна, а радиус кривизны стенки камеры завихрения составляет 0,25-0,45 радиуса сегмента для разбрызгивателя.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что поперечные отверстия расположены под углом 35-55 к образующей дна,

4,Устройство по пп. 1-3, о тличающееся тем, что кромка дна заточена снаружи под углом 5 - 15°.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗБРЫЗГИВАНИЯ ЖИДКОСТИ В МЕХАНИЧЕСКИХ СКРУББЕР НЫХ АППАРАТАХ, содержАцее приводной вал и установленные на нем ковше образные разбрызгиватели с откры- той по на1}равлению вращения стороной, сегментным дном с поперечными отверстиями и соединенными с ним плоскими боковыми стенками, отличающее с я тем, что, с целью повышения производительности устройства и уменьшения удельных энергозатрат, каждый ковшеобразный разбрызгиватель выполнен с камерой завихрений жидкости на противоположной открытой стороне конце, образующейпродолжение дна. 5 Фи9.1

Изобретение относится к конструкциям механических разбрызгивающих устройств скрубберных аппаратов и может быть использовано в химической промышленности, а также в других смежных отраслях промышленности. Известно механическое разбрызгивающее устройство скрубберных аппаратов, выполненное из двух изогнутых .полукольцами польпс трубок, закреплен ньгх на валу острыми концами навстречу вращению, и имеющих продольные щели на выпуклой стороне 1 . Это устройство обеспечивает разбрызгивание жидкости в форме плоского факела, но при этом не достигается равномерная плотность распьшения по всему сечению аппарата. При захвате жидкости в канал разбрызгивателя происходит лобовой удар разбрызгивателя о поверхность жидкости что влечет за собой ненаправленное разбрызгивание значительного-количества жидкости, а также повышенный удельный расзсод энергии. . Наиболее близким к изобретению является устройство для разбрызгивания жидкости в механических скрубберных аппаратах, содержащее привод ной вал и установленные,на нем ковшеобразные разбрызгиватели с открытой по направлению вращения стороной сегментным дном с поперечными отвер стиями и соединенными с ним плоскими боковыми элементами j Однако в ковшеобразных разбрызги вателях, радиус кривизны которых значительно меньше радиуса окружности, описываемой свободным концом разбрызгивателя, возникают значител ные центробежные силы, прижимакндие жидкость X стенке разбрызгивающего элемента; а наличие поперечных отверстий значительной ширины, особенно на входе, турбулизует поток, создает дополнительное сопротивление жидкости на входе, препятствуетзаполнению ковшеобразного разбрызгивателя жидкостью и уменьшает производительность разбрызгивателя, а также не позволяет получить равномерной капельной завесы по всему объему аппарата. При этом полностью не устраняется лобовой удар, и значительная часть жидкости разбрызгивается в стороны, что способствует продольному перемещению жидкости в .аппарате и влечет за собой снижение эффективности его работы и перерасходе энер- . гии. Целью изобретения является повышение производительности устройства при уменьшении энергозатрат. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для разбрызгивания жидкости и механических скрубберных аппаратах, содержащем приводной вал . и установленные на нем ковшеобразные разбрызгиватели с открытой по направлению вращения стороной, сегментным дном с поперечными отверстиями и соединенными с ним плоскими боковыми стенками, каждый ковшеобразный разбрызгиватель выполнен с камерой завихрения жидкости на противоположном открытой стороне конце, образующей продолжение дна, При этом радиус образующей дна в зоне расположения поперечных отверстий равен 0,8-1 радиуса дна в зоне расположения открытой стороны дна, а радиус стенки камеры завихрения составит 0,25-0,45 радиуса сегмента дна разбрызгивателя.

Поперечные отверстия расположены под углом 35-55° к образующей дна.

Кромка дна заточена снаружи под углом,5-15°.

Снабжение ковшеобразного разбрызгивателя камерой для завихрения жидкости обеспечивает плавную передачу кинетической энергии жидкости в заданный промежуток времени, соответствующий повороту разбрызгивателя приблизительно на 90°, после чего возникает обратное движение из камеры завихрения к свободному концу. Это позволяет избежать гидроударов и преждевременного вытекания жидкост через продольные отверстия.

Выполнение отверстий на дне ковша под углом 35-55 позволяет предотвра тить преждевременное вытекание части жидкости из ковшеобразного элемента процессе ее захвата.

Выбор радиуса образующей дна в зоне расположения поперечных отверстий, равном 0,8-1 радиуса дна в зоне сегмента расположения открытой стороны, позволяет уменьшить влияние нормальной составляющей от центробежной силы при захвате жидкости и обес печивает захват максимального ее количества за одно погружение. Выбор радиуса кривизны стенки камеры завихрения в пределах 0,25-0,45 радиуса сегмента дна разбрызгивателя обусловлен необходимостью создания центробежной силы и возникновения обратного движения жидкости от камеры завихрения к свободному концу в заданный промежуток времени, соответствующий повороту разбрызгивателя приблизительно на 90 .

На фиг. 1 показано устройство для разбрызгивания жидкости в механических скрубберных аппаратах, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-В на фиг. 1.

Устройство для разбрызгивания жидкости в механических скрубберных аппаратах содержит приводной вал 1 и установленные на нем ковшеобразные разбрызгиватели 2 с открытой по направлению вращения стороной, сегментHbw дном 3 с поперечными отвертиями 4 и соединенными с ним плоскими боковыми стенками 5. Каждый ковшеобразный разбрьгзгиватель 2 выполнен с

камерой завихрения 6 жидкости на противоположном открытой стороне конце, образующей продолжение дна 3. Радиус г образующей дна 3 в зоне расположения поперечных отверстий 4 равен 0,8-1,0 радиуса R дна 3 в зоне сегментного расположения открытой стороны, а радиус rg, кривизны стенки камеры завихрения 6 составляет 0,25-0,45 радиуса сегмента дна 3 разбрызгивателя 2. Поперечные отверстия 4 расположены под углом 35-55°к образующей сегмента дна 3, Кромка 7 сегмента дна 3 заточена снаружи под углом 5-15°. Каждый разбрызгиватель закреплен на приводном валу 1 муфтой 8.

Устройство работает следующим образом..

Захваченная концом кромкой 7 разбрызгивателя 2 жидкостьпод действием сил инерции попадает в камеру завихрения 6, где сообщается кинети ческая энергия, достаточная для возникновения обратного движения жидкости из камеры, завихрения б к свободному концу.

Жидкость под действием центробежных сил и скоростногб напора разбрызгивается через поперечйые отверстия 4 преимущественно вверх. Наличие острой кромки 7 разбрызгивателя 2, а также радиус г,, образующей дна 3 в зоне расположения поперечн)1х отверстий 4, равной (0,8-1) R радиуса два 3 в зоне сегмента расположения открытой стороны, позволяют свести коэффициент сопротивления для жидкости на входе к минимуму, следовательно, при этом захватывается наибольшее количество жидкости при заданной глубине погружения разбрызгивателя 2.

Пример 1. Для определения угла наклона поперечных отверстий провели серию опытов по разбрызгиванию воды разбрызгивателями диаметром 0,42 м, шириной 0,04 м с радиусом образующей дна в зоне расположения поперечных бтверстий Гд R, с радиусом кривизны стенки-камеры завихрения Tj 0,35 R при глубине погружения Н 0,05 ми скорости вращения 700 об/мин.

Результаты сведены в табл. 1,

-

Снижение производительности при уменьшении угла поперечных отверстий обусловлено тем, что при этом также уменьшается площадь отверстий на едиНицу длины разбрызгивателя, в резуль тате чего жидкость не успевает разбрызгиваться через отверстие. При увеличении же угла наклона поперечны отверстий до 90 сильно возрастает вихреобразование на образующей стенк при захвате жидкости, и в разбрызгиватель заходит только часть жидкости Таким образом, оптимальный угол наклона поперечных отверстий находится в пределах 35-55°. П о и м е р 2. Пля опоепеления оптимального соотношения поовели серию опытов на разбрызгивателях ковше образного типа без камеры завихрения с заостренным навстречу вращению кон цом и закрытым противоположным концо разбрызгивателя с поперечными наклон ными отверстиями на сегментном дне ковша. Диаметр разбрызгивания 0,42 м ширина 0,04 м, длина сегмента дна 0,3 м, ширина разбрызгивающих отверстий 1,5 мм, угол наклона отверстий к образующей дна 45 , шаг отверстий 8 мм. Скорость разбрызгивателя 700 об/мин, глубина погружения 0,05 м. Результаты сведены в табл. 2. Оптимальным соотношением г /R является 0,8-1,0. П р и м е р 3. Для выбора оптимальных размеров камеры завихрения и. ее радиуса Гл провели серию опытов на разбрызгивателях ковшеобразного типа с камерой завихрения и наклоннь1ми поперечными отверстиями. Диаметр разбрызгивателя 0,42 м, ширина О,04-м, ширина разбрызгивающих отверстий 1,5 мм, шаг 8 мм, г, R, скорость вращения 700 об/мин, глубина погружеиия разбрызгивателя 0,05 м, длина зоны захвата разбрызгивания 0,3 м. Результаты сведены в табл. 3. При данной глубине погружения оптимальным является только соотношение tj 0,35 R,TaK как при г 0,25 R основная часть жидкости

Угол наклона

25 35 отверстий, град. Производительность, ,4 26,7 28,7

75

90

55 65 распыляется в первой половине оборота сразу же после захвата, а при г 0,45 R жидкость разбрызгивалась преимущественно во второй половине оборота. При г 0,35 R жидкость разбрызгивалась приблизительно вверх с незначительным смещением веера распыла во вторую половину. Исходя из этого, принимаем оптимальным соотношение объема камеры завихрения к объему захваченной жидкости в пределах 1,2-1,8, а оптимальную величину радиуса кривизны стенки камеры завихрения в пределах 0,250,45 R в зависимости от глубины погружения разбрызгивателя в жидкость. Пример 4. Производили сравнительные испытания по очистке серы от легких органических примесей на скрубберной камере объемом 8,6 м базовой конструкции диаметром 600 мм, шириной 400 мм и предлагаемой конструкции такого же диаметра с T 300 мм, (2 80 мм с наклонными под углом 45® разбрызгивающими поперечными отверстиями шириной 2 мм, расположенными с такой густотой, что их суммарная площадь составляет л/30% пло1щаДи образующей сегмента дна в зоне захвата и распыления. Окружная скорость вращения разбрызгивателей составляет 15 м/с. Достигнутые технолог йческие параметры представлены в табл. 4. Применение устройства для разбрызгивания жидкости в механических скрубберных аппаратах повьшгает удельную производительность и эффективность массообмена при высоких экономических показателях, так как увеличивается дисперсность капель, уменьшается разброс скоростей по величине и направлению полета капель в газе, -увеличивается плотность капельной завесы и производительность по разбрызгиваемой жидкости при линейных удельных расходах электроэнергии. Таблица 1 27,3 24,3 .20,1 18,3

0,А38

г,/R

Производитель- .

ность, м /ч13,3

0,1

Соотношение объема камеры к объему захваченной жидкости

Производительность,

Показатели

Производительность по сере, т/ч

Содержание углерода в исходной сере, %

Содержание углерода в сере, %

Удельные затраты электроэнергии, ,кВт/т

Т а б л и ц а 2

0,8

1,0

0,667

21,8

20,1 18,2

Таблица 3

0,45

0,35

0,25

23,9

I Т а б л и ц а 4

Предлагаемая конструкция

38

0,39 0,09 0,65

.-..

ВидА

(put. 2