Устройство для очистки газов Советский патент 1986 года по МПК B01D45/10 

Изобретение относится к области мокрой очистки газов, удаляемых через шахты естественной вытяжки (ШЕВ), и может быть использовано в металлургической, горнообогатительной и химической отраслях промьшшенности.

Цель изобретения - повьшение производительности устройства путем увеличения пьезометрического напора газового потока, повышение эффективности очистки, уменьшение каплеу- носа.

На фиг. 1 схематически показано , устройство; на фиг. 2 - распьшитель, поперечный разрез; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 2; на фиг. 4 - гидроимпульсатор, продольный разрез; на фиг. 5 - осевой вентилятор с размещенными на нем форсунками; на

фиг. 6 - втулка колеса осевого венти-20 ется орошение газового потока фор- лятора с крыльчаткой (вид по стрел- сунками 7, которые жестко установлены ке Б на фиг. I).

на одном валу 8 с колесом осевого вентилятора. Очищенный газ, освобо- дивпгась от капель жидкости в каплеАппарат для очистки газов включана одном валу 8 с колесом осево вентилятора. Очищенный газ, осв дивпгась от капель жидкости в ка

ет шахту естественной вытяжки (ШЕВ) 1,2 уловителе 10, удаляется из ШЕВ.

) {идкость, поступающая по вод водящему тракту 12 в питательны нал 22 гидроимпульсатора 11, пр через отверстие золотника 20 в 30 РУ 28, откуда поступает в канал кого давлетш 23 и далее в колл тор 13 нижнего яруса орошения и сункам 7 осевого вентилятора. П действием скоростного напора за давления на торец подвижного зо ника 20, сжимая пружину 21, зол перемещается по ходу течения жи ти, при этом перекрьшая поступл жидкости в камеру 28. В результ внезапной остановки течения жид происходит гидравлический удар, провождающийся значительным увел нием давления.

отражательные конусные кольца 2 и 3 соответственно нижнего и верхнего (дополнительного) ярусов орошения, распылители 4 и 5, выполненные в виде направленных навстречу друг другу выходными отверстиями парных насадков, соответственно нижнего яру.са низконапорного орошения и верхнего дополнительного яруса высоконапорного орошения, осевой вентилятор 6, форсунки 7, вал 8, втулку 9 колеса вентилятора с крыльчат кой, каплеуловитель 10, гидроимпуль- сатор 11, водоподводящий тракт 12 с

;коллекторами 13 и 14 соответственно низкого и высокого давления, соединенными с распыпителями 4 и 5, пшамо- сборник 15 с отводящим патрубком.

Распылители А и 5 включают по два насадка 16, установленных соосно с соплами, направленных навстречу друг другу, по два фиксирующих кронштейна 17, по три скреплякшще шпильки 18, выполненные в виде обтекаемых тонких леэвкч. Насадки 16 устанавливаются в центральные отверстия фиксирующих кронштейнов 17, либо на резьбе, либо на тугой посадке,

Гидроимпульсатор 1I включает корпус 19, подвижный золотник 20, пружину 21, питательный канал 22, канал низкого давления 23, канал высокого

306403

давления 24, перепускные каналы 25 и 26, камеры 27 и 28.

Устройство работает следующим образом.

Газовый поток, транспортируемый по ЖВ 1, проходит через отражательное конусное кольцо 2 нижнего яруса орошения и, изменяя траекторию своего движения, направляется на пленку жидкости, истекающую из распылителя 4 нижнего яруса орошения, дополнительно ее турбулизируя. В этой зоне за- пьшенный газовый поток подвергается первичной грубой очистке. Далее он проходит отражательное конусное кольцо 3 и достигает зоны вторичной тонкой, очистки верхнего яруса орошения, осуществляемого с помощью распылителя 5. Конечной стадией очистки явля10

15

ется орошение газового потока фор- сунками 7, которые жестко установлен

на одном валу 8 с колесом осевого вентилятора. Очищенный газ, освобо- дивпгась от капель жидкости в каплеуловителе 10, удаляется из ШЕВ.

) {идкость, поступающая по водопод- водящему тракту 12 в питательный канал 22 гидроимпульсатора 11, проходит через отверстие золотника 20 в каме- , РУ 28, откуда поступает в канал низкого давлетш 23 и далее в коллектор 13 нижнего яруса орошения и к форсункам 7 осевого вентилятора. Под действием скоростного напора за счет давления на торец подвижного золотника 20, сжимая пружину 21, золотник перемещается по ходу течения жидкости, при этом перекрьшая поступление жидкости в камеру 28. В результате внезапной остановки течения жидкости происходит гидравлический удар, сопровождающийся значительным увеличением давления.

При начальном перемещении золот- ника 20 через канал 26 и камеру 27. также начинает передаваться давление на золотник, что способствует его перемещению в направлении движения.. Увеличение давления жидкости в резуль- тате процесса гидроудара, передаваемое золотнику 20 через камеру 27 и торец, позволяет до конца сжать пружину.21 и переместить золотник 20 до упора. При этом открывается ка- нал 25 и порция жидкости под больим давлением поступает в канал высокого давления 24. Давление жщцсости каналах 22 и 24 уравновешивается.

и пружинад21 возвращает золотник в исходное положение, что влечет за собой перекрытие -каналов 25 и 26 и открытие поступления жидкости в камеру 28. Начинается новый цикл, про- текающий так же, как и первый.

Таким образом, последовательно закрьшая и открьшая каналы 25 к 26, а также проход жидкости в камеру 28, вода порциями будет поступать в ка- налы 23 и 24 с соответствующими давлениями.

Поток низконапорной орощающей жидкости при выходе из канала низкого давления 23 гидроимпульсаФора 11 разделяют на две части перед коллектором низкого давления 13, одну из которых направляют в коллектор 13 нижнего яруса орошения, а другая часть по водопОдводящему тракту 12, втулке 9 с крыльчаткой и полому валу 8 поступает к форсункам- 7, закрепленным на колесе осевого вентилятора 6 . Во втулке 9 колеса осевого вентилятора жидкость оказывает дав- ление на лопасти крыльчатки,что способствует передаче крутящего момента валу 8 и колесу вентилятора 6.

При истечении жидкости из форсунок 7 возникает реактивная сила, кот рая также передает крутящий момент валу 8. Так как на этом валу установлено и колесо осевого вентилятор- ра 6, то оно вращается вместе с валом 8. Вращение колеса осевого вентилятора 6 создает дополнительную тягу в иШВ, тем самым способствуя увеличению пьезометрического напора газового потока и компенсируя потерю энергии газом на преодоление гидрав- лического сопротивления газоочистного аппарата. Причем эта дополнительная тяга в ШЕВ может регулироваться давлением истекающей жидкости из форсунок 7. В связи с тем, что пьезомет рический напор газового потока увеличен за счет вращения колеса осевог вентилятора 6, становится возможным даже при очистке низконапорных газо

вых потоков использовать каплеулови50

тель 10, что позволяет предотвратить каплеунос.

Поток высоконапорной орошающей . жидкости при выходе из канала высо-, кого давления 24 гидроимпульсатора 11,55 направляют в коллектор 14 верхнего (вторичного) яруса орошения. В коллекторах 13 и 14 происходит разделе5

10

15 20 25

д -

5

0

5

ние низконапорных и высоконапорных потоков на два потока, после чего их направляют к насадкам.

Отработанная жидкость в виде шлама стекает по стенке ШЕВ в шламосбор- ник 15, откуда через патрубок вьшо- дится из шахты на утилизацию. Вращение колеса осевого вентилятора осуществляется за счет энергии жидкости. Так как сопла насадков 16 установлены соосно и направлены навстречу друг другу, то истекающие струи жидкости соударяются с образованием новой струи - плоскорадиальной.Эта плос- kopaдиaльнaя струя, растекаясь, обтекает тонкие лезвия шпилек 18, при этом не нарушая своей структуры в цилиндрическом сечении.

При соударении в распылителе двух круглых струй образуется пленка, которая радиально растекается в плоскости, перпендикулярной к направлению начального истечения. Причем, как показали дополнительные исследования условий растекания и формирования радиальной пленки, радиус растекающейся пленки достигает своего максимального значения при расстоянии между соплами в диапазоне (3-5) d, :где d - диаметр выходного сечения насадков.

Наиболее рационально насадки разместить в направляющих устройствах (фиксирующих кроиптейнах с централь- ;ным отверстием), вьшолненных в виде

единого элемента с кронштейнами, с , помощью которых парные насадки связываются между собой в единую конструкцию. Расстояние между кронштейнами- определяется расстоянием между выходными сечениями сопл, а также длиной проточной части каналов сопл. При этом, чем больше радиус фиксирующего кронштейна, тем точнее можно обеспечить соосность струй. Однако, учи- тьшая величину угла раскрытия факела распьшиваемой жидкости, ограничивается и радиус кронштейнов в указанных ранее пределах. Поэтому, если будут отклонения в соотношениях конструктивных параметров от указанных ранее, узел крепления насадков будет вносить искажения в факел распьшиваемой жидкости.

Таким образом, оптимальные габариты распылителя следующие.

Если расстояние между фиксирующими кронштейнами . составляет до

11 da,, TO не обеспечиваются оптимальные условия формирования струй; расстояния (13-15) d - оптимальные, а более 15 d - нецелесообразные, так как способствуют росту эксцентррси- тета соударяющихся струй.

Радиус фиксирующих кронштейнов (место установки скрепляющих шпилек до 11 ) нецелесообразен, так как уменьшается надежность при обеспечении соосности и при значениях числа менее 450 радиус растекающейся жидкой пленки будет задевать скрепляющие шпильки; 12-14 dф - оптимальный а более 14 - невозможен, так как раскрьгаающийся факел будет задевать фиксирующие кронштейны.

Предотвращение каплеун(3са осуществляется, как за счет использования каплеуловителя, так и за счет вращающихся лопастей колеса осевого вентилятора. Так как предлагаемый аппарат позволяет увеличить пьезометрический напор газового потока за счет вращения колеса осевого вентилятора, то использование аппарата становится возможным даже в условия когда перепад давлений, создаваемый при помощи ШЕВ, составляет 10-20 Па. Кроме того, в аппарате нет необходимости применять электропривод для вращения колеса осевого вентилятора, что.в сочетании с мокрой очисткой нецелесообразно.

Очищенный еаз

ЗапыйенишШ

Фиг.1

.Z

18

Ч

/2

Составитель А. Зюзин Редактор К. Волощук Техред Н.Бонкапо Корректор Г, Решетник

Заказ 2475/9 Тираж 663 ПодЯисное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-поляграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. 6