Устройство для очистки и охлаждения газов Советский патент 1986 года по МПК B01D47/06 

to

15

11243782

Изобретение относится к очистке пылесодержащих газов, в частности к устройствам увлажнения и охлаждений газов, укрупнения частиц пьши перед аппаратами сухой очистки, например перед с ухими электрофильтрами, используемыми для очистки газов мартеновских печей.

Целью изобретения является повы- шение надежности работы, снижение энергозатрат на диспергирование и интенсификация процесса испаритель- Horo охлаждения.

На фиг.1 изображено устройство для подготовки газов к очистке, общий вид; на фиг,2 - сопло Лаваля.

Устройство содержит входной патрубок 1 подачи газа со встроенным теплообменником 2, через который подается орошающая жидкость на сопла Лаваля 3, установленные в верхней цилиндрической чисти корпуса 4 и направленные навстречу газовому потоку. Перед конфузором 5 сопел Лаваля 3 имеется закручивающее приспособление 6, а к выходному отверстию диффузора 7 сопел Лаваля 3 прикреплен рассекатель парожидкостного потока 8, выполненный из пластин 9, направленных вдоль сопла и пересекающихся на его оси. Устройство содержит выходной патрубок 10,

Устройство работает следующим.образом.

Горячие дымовые газы, имеющие температуру 300 - и скорость 10- 15 м/с, поступают во входной патрубок 1, Химочшценная орошающая жидкость с температурой 20 - по трубопроводу 11 ,подается в теплооб-. менник 2, встроенный во входном патрубке 1, подогревается до 200°С и направляется на сопла Лаваля 3, установленные в верхней части цилиндрического корпуса 4 и направленные навстречу газовому потоку.

Направление сопла Лаваля 3 навстречу газовому потоку повьшает интенсивность тепломассообмена между жидкой и газообразной фазами и увеличивает путь релаксации капель, т.е. время контакта, их с газовым потоком,

Угол раскрытия диффузора 7 сопла .. Лаваля 3 должен находиться в пределах 4 - 5°, При угле меньше 4 часть. капель жидкости коагулирует в диффу- зорной части сопла , появляются крупные капельки, для испарения которьк требуется больше времени.

о н п ж

л

2Q д 25 щ

с

30

40

45

50

55

1

o

5

782

При уг ле раскрытия диффузора 7 больше 5 ухудшаются условия для пре- образования энтальпии жидкости в ки- нетическ то энергию парожидкостного потока, Снижается скорость движения жидкости, появляются крупные части- iJtbi, т,е, создаются неблагоприятные условия.для процесса полного испарения ,

Перед конфузором 5 сопла Лаваля 3 установлено закручивающее приспособление 6 с геометрической характерис-. гикой Af находящейся в пределах 0, Oj02. Зта геометрическая характеристика соответствует углу раскрытия факела, жидкости за счет центробежных сил на 1-2 меньшему, чем угол раскрытия циффузо з 7, и в целом факела.

В сопле Лаваля 3, используемом Q для распыливания высокотемпературной, жвдкости, наиболее неблагоприятные условия создаются н осевой, части факела,, где поток плотнее, капельки жидкости более крупные, Закручйваю- 5 щее приспособление 6 предназначено для рассеивания плотной нераспыленной осевой части факела за счет придания потоку центробежных сил,.

Если геометрическая характеристика А будет меньше 0,01, ухудшаются : условия преобразования в осевой части факела, за счет чего жидкость в этой части диспер гируется на крупные капли„

Если геометрическая характеристика А больше 0,02, то крупные капли появляются в .периферийной части факела.

Для yJтyчщeния контакта парожидко- стного потока с охлаждаемым газом к ВЫХОД1ЮМУ отверстию сопла Лаваля 3 прикреплен крестообразнь й рассекатель 8 парожидкостного потока.

Длина диффузора 7 сопла Лаваля 3 определяется из обеспечивания соотношения сечения его выходного отверстия к сечению горловины 3 - 4, Если соотношение сечения выходного о.твер- стия ; сечению горловины мень те 3; то угол раскрытия факела изменится на вькода кз сопла,.Резко уменьшится скорость факела. Меньшее колкчествр жидкости перейдет з пар в диффузор- ной части сопла, Ухудшится распыли- вание .И( появятся крупь ые капли, что создаст неблагоприятные условия для .полного испарения.

При соотношении сечения выходного ртверстия и сечения горловины больше 4

0

0

5

0

55

не обеспечивается образование факела. парожидкостного потока, имеющего раскрытия больший 4 - 5, т.е. больший угла раскрытия диффузора. Следовательно при этом не обеспечивается эффективное перемешивание парожид- Костного потока с обрабатываемым га зом,

Повьппение надежности работы предлагаемого устройства обеспечивается за счет более тонкого распьшивания орошающей жидкости.

Снижение энергозатрат достигается за счет устранения дробления орошающей жидкости газовым потокрм. В устройстве соплами Лаваля распиливается высокотемпературная жидкость и дробление воды происходит за счет ее тепловой энергии, .

Интенсификация процесса испарительного охлаждения достигается за счет более тонкого диспергирования жидкости. .

Устройство является еще и мощным коагулятором пыли. Это объясняет.ся тем, что скорость истечения парожид- костной смеси из сопла Лаваля достигается такая, какая требуется для высокоэффективной очистки газов. Укрупнив пыль, поступающую в электрофильтр, можно увеличить скорость прохождения газового потока через него, тем самым увеличив производительность электрофильтра,

В таблице отражена зависимость угла раскрытия диффузора сопла Лаваля и соотношения площади сечений его выходного отверстия к сечению горловины от показателя, характеризующего эффективность работы устройства среднего диаметра капель.

При угле раскрытия диффузора 4-5 и соотношении сечения его выходного отверстия к сечению горловины, равного 3 - 4, получен минимальный средний объемно-поверхностный диаметр капель, равный 35 - 41 мкм и один из наибольших углов раскрытия факела 12-15,

При соотношении сечений выходного 0 отверстия и горловины диффузора, меньше 3 - 4, не обеспечивались достаточно высокие скорости для тонкого диспергирования жидкости, капли проскакивали на расстояние более 5 м (та-55 кова длина испытываемого скруббера), т,е. не обеспечивалось полное испарение орошающей жидкости.

При отношении сечений выходного отверстия и горловины более 5-6 рассекатели практически не оказывали влияния на распыливаемый факел. 11ро исходило практически полное расшире ние потока в диффузоре сопла Ланаля, имели место случаи замачивания низа скруббера,

75

14

12

X

4

Редактор Н. Горват

Составителв О. Беккер

Техред Л.Олейник Корректор М. Максимишинец

Заказ 3739/8 Тираж 663 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 1Г3035, Москва, .Ж-35, Раушская наб. , д.4/5

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