МОКРЫЙ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ Советский патент 1995 года по МПК B01D47/06 

Изобретение относится к пылеулавливающей технике, а более конкретно к мокрым пылеуловителям с ротационным распылителем жидкости, и может быть использовано для улавливания мелкодисперсных аэрозолей, например пыли кормовых дрожжей из теплоносителя распылительных сушилок, при очистке технологических и аспирационных выбросов промышленных предприятий в энергетике, химической, пищевой и микробиологической отраслях промышленности.

Целью изобретения является увеличение эффективности очистки газов от мелкодисперсных частиц пыли (размером до 2 мкм) путем турбулизации с мелкомасштабными пульсациями газового потока, улучшения равномерности распределения газа и капель в зоне орошения и снижения уноса капель газовым потоком.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый мокрый пылеуловитель, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 вид Б на фиг.1 (увеличенный фрагмент развертки наружной поверхности устройства для распыления жидкости, где t шаг между пластинами одного ряда, n количество рядов пластин по высоте устройства); на фиг.4 разрез В-В на фиг.1.

Пылеуловитель содержит газоподводящий патрубок 1, электродвигатель 2, цилиндрический корпус 3, кольцо 4, прикрепленные к корпусу, генератор 5 турбулентности, выполненный в виде ячейковой решетки из прутьев 6 круглого сечения, устройство 7 для распыления жидкости веерного типа, установленное с возможностью вращения и выполненное в виде перфорированной обечайки 8 с прикрепленными к ней радиальными пластинами 9 большей длины, пластинами 10 меньшей длины и горизонтальными кольцевыми дисками 11, газоотводящий патрубок 12, трубопровод 13 подачи жидкости на устройство для распыления жидкости, штуцер 14 отвода жидкости из корпуса.

Пылеуловитель работает следующим образом.

Запыленный поток газа по патрубку 1 проходит равномерно через генератор 5 турбулентности и поступает в зону орошения пылеуловителя, которая создается устройством 7 для распыления жидкости. Орошающая жидкость подается в устройство 7 по трубопроводу 13 и через отверстия перфорированной обечайки 8 равномерно распределяется по высоте. При вращении устройства 7 (с помощью электродвигателя 2) орошающая жидкость срывается в виде капель с кромок пластин 9, 10 и кольцевых дисков 11 и, заполняя равномерно зону орошения, создает горизонтальный факел с чередующимися по направлению движения газа зонами различной дисперсности капель. Одновременно в газовом потоке возникают мелкомасштабные турбулентные пульсации, создающиеся при прохождении газа через генератор 5 турбулентности и при вращении устройства 7 для распыления жидкости. В результате происходит очистка газа от пыли за счет преимущественно турбулентной диффузии мелкодисперсных частиц на поверхность капель. Орошающая жидкость с уловленной пылью стекает по стенкам корпуса 3 и отводится из пылеуловителя через штуцер 14, а затем насосом (на фиг. не показан) вновь подается в устройство 7 для распыления жидкости. По мере накопления уловленной пыли в циркулирующей через пылеуловитель орошающей жидкости часть ее отводится для дальнейшего использования. Очищенный от пыли газ по патрубку 12 поступает в каплеуловитель с лопаточным завихрителем. Кольцо 4 предотвращает вынос капель газовым потоком из пристенной области, где факел распыленной жидкости соударяется с цилиндрическим корпусом 3 пылеуловителя.

Применение генератора турбулентности в виде решетки из прутьев круглого сечения (относящегося к типу пассивного) над устройством для распыления жидкости, которое, кроме своего прямого назначения, является также и генератором турбулентности активного типа (с подводом энергии извне), позволяет создать по всему объему зоны орошения пылеуловителя турбулизированный с мелкомасштабными пульсациями газовый поток. За счет этого происходят разрушение (утоньшение) ламинарного слоя, окружающего капли, и повышение турбулентной диффузии мелкодисперсных частиц пыли на поверхность капель. Кроме того, при этом снижается также коэффициент аэродинамического сопротивления движению капли (за счет уменьшения срыва вихрей в кормовой части летящей капли) и тем самым увеличивается их дальнобойность, что повышает поверхность (в основном за счет капель диаметром 50 мкм) и время контакта между запыленным газом и орошающей жидкостью по всему объему зоны орошения. В то же время применение указанных генераторов турбулентности в отдельности не позволяет достичь желаемого эффекта мелкомасштабных пульсаций турбулентности, так как каждый из генераторов создает несплошные энергетические спектры пульсаций.

Генератор турбулентности в виде решетки из прутьев круглого сечения по сравнению с другими профилями при равной степени загромождения пространства (занимаемого объема) обладает наименьшей поверхностью, что способствует меньшей степени зарастания решетки пылью, содержащейся в газе.

Кроме того, решетка генератора турбулентности создает подпор газа перед распылителем жидкости и способствует более равномерному распределению газа на входе в зону орошения пылеуловителя.

В результате совместное использование двух генераторов в зоне орошения пылеуловителя вызывает мелкомасштабные пульсации при увеличении общей степени турбулентности газового потока с 0,3 до 20-25% (степень турбулентности выражается как отношение величины пульсационной скорости к средней скорости газового потока), при этом коэффициент аэродинамического сопротивления летящих капель снижается в 2 раза с 1,0-1,2 до 0,5-0,6, соответственно увеличивается их дальнобойность.

Наличие пластин 9 и 10 большей и меньшей длины соответственно, а также горизонтальных кольцевых дисков в устройстве для распыления жидкости позволяет создать чередующиеся зоны распыла с резко отличающейся между собой дисперсностью капель. При этом пластины меньшей длины и горизонтальные кольцевые диски создают защитные слои из капель крупного размера (200-400 мкм), которые уменьшают унос газом высокодисперсных капель (наиболее эффективных для улавливания пыли), которые образуются пластинами большой длины. Зубчатая форма наружных кромок пластин большей длины позволяет в 1,4 и более раза увеличить смоченный периметр пластины, что способствует получению более однородного и высокодисперсного распыла орошающей жидкости с развитой поверхностью контакта с запыленным газом.

Расположение генератора турбулентности на расстоянии 1-5 эквивалентного диаметра ячейки решетки от устройства для распыления жидкости является оптимальных по двум причинам: расстояние, меньшее одного эквивалентного диаметра, вызывает смачивание решетки распыляемой жидкостью, что вызывает сильное налипание на ней пыли и снижает надежность работы пылеуловителя, а расстояние, большее пяти, приводит к резкому снижению степени турбулентных пульсаций в зоне орошения и тем самым эффективности турбулентной диффузии мелкодисперсных частиц пыли на капли жидкости.

Расположение пластин чередующимися по высоте и смещенными одна относительно другой рядами, когда расстояние, на которое смещены ряды, равно отношению шага между пластинами одного ряда к количеству рядов по высоте устройства для распыления жидкости совместно с прикрепленными к верхним кромкам пластин большей длины горизонтальными кольцевыми дисками, обеспечивает наиболее равномерное распределение капель в оросительном пространстве пылеуловителя и тем самым исключает проскок неочищенного газа, особенно в периферийной зоне орошения, без увеличения высоты распылителя и количества пластин одного ряда.

Кроме того, указанная выше форма пластин и дисков и их взаимное расположение повышает эффективность распылителя как генератора турбулентности мелкомасштабных пульсаций.

Изобретение относится к пылеулавливающей технике, может быть использовано для улавливания мелкодисперсных аэрозолей из отходящих газов промышленных предприятий и позволяет достигнуть увеличения эффективности очистки газов от мелкодисперсных частиц пыли путем турбулизации с мелкомасштабными пульсациями газового потока, улучшения равномерности распределения газа и капель в зоне орошения и снижения уноса капель газовым потоком. Пылеуловитель включает генератор 5 турбулентности, выполненный в виде решетки из прутьев круглого сечения и установленный над устройством 7 для распыления жидкости. Устройство для распыления жидкости установлено с возможностью вращения и выполнено в виде перфорированной обечайки 8 с прикрепленными к ней пластинами 9 большей длины, пластинами 10 меньшей длины и горизонтальными кольцевыми дисками 11. Пластины выполнены чередующимися по высоте и смещенными одна относительно другой рядами, при этом пластины большей длины выполнены зубчатыми. Запыленный газовый поток проходит через горизонтальный факел орошающей жидкости с чередующимися зонами различной дисперсности капель, равномерно заполняющих зону орошения. Одновременно в газовом потоке возникают мелкомасштабные турбулентные пульсации, создающиеся при прохождении газа через генератор турбулентности и при вращении устройства для распыления жидкости. В результате происходит очистка газа от пыли за счет преимущественно турбулентной диффузии мелкодисперсных частиц на поверхность капель. Очищенный от пыли газ поступает в каплеуловитель с лопаточным завихрителем. 2 з.п.ф-лы. 4 ил.

1. МОКРЫЙ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ, включающий цилиндрический корпус, газоподводящий и газоотводящий патрубки, устройство для распыления жидкости веерного типа, выполненное в виде перфорированной обечайки с прикрепленными к ней радиальными пластинами, установленное с возможностью вращения кольцо, прикрепленное к корпусу, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности улавливания мелкодисперсных частиц пыли, он снабжен генератором турбулентности, выполненным в виде ячейковой решетки из прутьев круглого сечения и установленным над устройством для распыления жидкости, пластины устройства для распыления жидкости выполнены различной длины, установлены рядами с чередованием пластин большей и меньшей длины по высоте и смещены в каждом ряду одна относительно другой, при этом боковые кромки пластин большей длины выполнены зубчатыми, а перфорированная обечайка снабжена горизонтальными кольцевыми дисками, закрепленными на уровне ее нижней плоскости и на верхних кромках пластин большей длины. 2. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что генератор турбулентности расположен от устройства для распыления жидкости на расстоянии 1 5 эквивалентного диаметра ячейки решетки генератора турбулентности. 3. Пылеуловитель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что пластины смещены в каждом ряду на величину, равную отношению шага между ними к количеству рядов по высоте.