Вихревой аппарат для очистки газов Советский патент 1987 года по МПК B01D47/06 

шнековый завихритель жидкости 9 с изменяющимся шагом витков,определяемым по

формуле S 7DНА J D /8L(1 -п) , где D - внутренний диаметр трубы оросителя , L - длина перфорированной части оросителя, п 1/L, 1 - текущее расстояние вдоль оросителя от

1

Изобретение относится к массооб- менным устройствам вихревого типа с распылением жидкости и может быть использовано для абсорбции газов и тонкой очистки газов от твердых и жидких частиц в различных технологических процессах.

Целью изобретения является интенсификация процесса очистки газа.

На фиг 1 изображен вихревой аппарат, общий вид; на фиг. 2 - разре А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - зависимость угла наклона прорезей к оси

от

- Мясе

гпр . . где -MWH- мин

равномерности распределения по окружности аппарата (в

L макс

мин

случае

Вихревой а1ппарат содержит цилиндрический корпус 1, выполненный с расширением в верхней части, в котором расположен тангенциально-лопастной завихритель газа 2, патрубки ввода 3 и вывода 4 газа, ороситель 5, расположенный по оси аппарата-, бункер 6 для сбора жидкости и патрубок 7 для вывода жидкости. Ороситель 5 представляет собой заглушенную в нижней части трубу, имеющую щелевые прорези 8, выполненные под углом 40-50 к оси аппарата в шахматном порядке. Внутри трубы оросителя расположен завихритель 9 жидкости в виде шнека с изменяющимся шагом витков. Патрубо для вывода газа 4 предстаТзляет собой вертикальную трубу, верхний срез которой приподнят над днищем аппарата на высоту, равную высоте бункера 6 для сбора жидкости. Шаг винта шнека завихрителя 9 изменяется по зависи- .мости

верхнего края его перфорированной части, b суммарная ширина щелей в поперечном сечении, А - экспериментальный коэффициент (5-10 -9-tO). Таким образом, обеспечивается равномерное распределение жидкостных пленок по высоте аппарата,.2 з;п. ф-лы, 3 ил.

g

/II D

At4)

,+1

8Ъ(1-п)Ы

где S - шаг винта шнека;

D - внутренний диаметр трубы оросителя;

L - длина перфорированной части оросителя .

Т

1 - текущее расстояние вдоль оросителя от.верхнего края его перфорированной части b - суммарная ширина щелей в поперечном сеченииJ

А - экспериментальный коэффициент, принимающий значения в интервале -10 . Вихревой .аппарат работает следующим образом.

Газ подается в аппарат через патрубок .3 и, проходя через тангенциально-лопастной завихритель 2, приобретает вращательно-поступательное движение. Жидкость поступает в трубу оросителя 5 в верхней части аппарата, проходя через шнековый завихритель 9, получает вращательно-поступательное движение и истекает через щелевые прорези в трубе оросителя в виде системы плоских пленок, которые дробятся потоком-газа на капли. Вращательное движение жидкости в трубе оросителя приводит к увеличению радиальной скорости истекающих пленок, что в.едет к уменьшению их устойчивости, и вследствие этого, более качественному дроблению на капли, Применение шнекового завихрителя с переменным шагом позволит сравнять : давление у внутренней стенки трубы

оросителя по ее высоте путем изменения разности давления у стенки и на оси оросителя. Равенство давления у стенки оросителя является условием постоянства плотности орошения по высоте рабочей зоны предлагаемого вихревого аппарата. В целях лучшего дробления пленки жидкости на капли, создания высокоразвитой поверхности массообмена, а также равномерного распределения капель распиливаемой жидкости по сечению аппарата прорези должны быть расположены под углом предпочтительно 45 к оси аппарата. Капли жидкости, вовлекаемые газовым потоком в совместное вращательно- поступательное движение, под действием центробежной силы отбрасываются к периферии и осаждаются на стенке корпуса 1 с образованием пленки, которая стекает по стенке в бункер 6 для сбора жидкости. Из бункера 7 жидкость выводится через патрубок. Газ выходит из аппарата через патрубок 4.

Применение завихрителя переменного шага (уменьшающегося по высоте оросителя сверху вниз) позволит выровнять давление жидкости у стенки оросителя по его высоте и радиальную скорость истечения жидкости, что при неизменной ширине щелей позволит получить постоянную плотность орошения по высоте вихревого аппарата, а также приведет к увеличению поверх-, ности массообмена за счет интенсивного дробления истекающих из щелей оросителя жидких пленок потоком газа. В результате экспериментальных исследований выявлен оптимальный интервал изменений угла наклона щелевых прорезей, соответствующий 40-50. В указанном интервале значений угла наклона щелевых прорезей наблюдается наиболее равномерное распределение капель в поперечном сечении аппарата (фиг. 2).

Зависимость шага шнека от геометрических параметров оросителя получена в результате аналитического решения системы уравнений, включающий уравнение Бернулли, уравнение неразрывности, уравнение изменения давления жидкости по радиусу оросителя при квазитвердом ее вращении.

Экспериментально установлено, что благоприятные условия в аппарате создаются при А 5-10 -9 fO . При значениях числа А истекающая из оросителя жидкость не образует

перпендикулярных газовому потоку пленок, а стекает по наружной поверхности оросителя. При А 5 10 длина нераспавшейся части образующихся пленок составляет более 1/4 величины радиу0 са аппарата, что приводит к появлению зон проскока газа.

Формула изобретения

5 1 Вихревой аппарат для очистки газов, включающий цилиндрический корпус с патрубками ввода и вьшода газа, тангенциально-лопастной завихри- тель газа, ороситель в виде централь0 ной перфорированной трубы, бункер для сбора жидкости и патрубок для вывода жидкости, отличающий- с я тем, что, с целью интенсификации процесса очистки газа, он снабжен

5 установленным внутри оросителя шнеком с переменным шагом винта, а перфорация оросителя выполнена в виде щеле- . вых прорезей под углом к оси аппарата.

Q 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что прорези на оросителе расположены в шахматном порядке с углом наклона 40-50 к оси . аппарата.

35

3. Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что шаг винта шнека изменяется по зависимости

11 D

т | 8L(1тгУЫ

+ 1

где S - шаг винта шнека; D внутренний диаметр трубы

оросителя;

L - длина перфорированной части оросителя, 1

п 7 L

1 - текущее расстояние вдоль оросителя от верхнего края его перфорированной части;

b - суммарная ширина щелей в по- перечном сечении;

А - экспериментальный коэффициент, принимающий значения в интервале чисел 5 10

-А

nQf lLMUH

1.5К

Х..

О ffl gg у ijQ 50 60 70 80 ВО

я л f ff f Л л

45 S5 dS 7ff 85 95 105 115 «5 «5

fe.J

Фигг

/

- ,

о

Изобретение относится к устройствам мокрой очистки газа и позволяет повысить эффективность очистки. Аппарат содержит цилиндрический корпус 1, тангенциально-лопастной эа- вихритель 2, патрубки ввода 3 и вывода 4 газа, ороситель 5, имеющий щелевые прорези под углом 40-50 к оси аппарата, расположенные в шахматном порядке. Внутри оросителя расположен ftiu focmt Газ iWu KOemti (Л