Аппарат для улавливания аэрозольных частиц Советский патент 1989 года по МПК B03C3/15 B01D45/18 

Изобретение относится к устройствам для очистки газов и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где есть необходимость очистки газов от жидких аэрозолей.

Цель изобретения - повышение эффективности устройства за счет микровихревого массообмена.

На фиг. 1 изображено устройство, вид сверху; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг 1- на фиг. 4 - сечение В-В на фиг 1- на фиг. 5 - сечение Г-Г на фиг. 4.

Аппарат для улавливания аэрозольных частиц состоит из корпуса 1, крышек 2 закрывающих корпус 1 через эластичные прокладки 3, входного газоподводящего патрубка 4 и патрубков 5 и 6 для вывода очищенного газа и конденсата Внутри корпуса I установлены охлаждающее 7 и нагревательное 8 устройства, образующие между собой канал 9, выполненный в виде спирали, причем охлаждающее устройство 7 расположено с внещней стороны канала 9 а нагревательное устройство 8 - с внутренней. Охлаждаюц ее 7 и нагревательное 8 устройства представляют собой плоский во- довод 10, размещенный между пластинами 11 Ьодовод 10 выполнен в виде гофрированного змеевика. Внутри канала 9 на стенке охлаждающего устройства 7 установлены желобчатые ориентированные навстречу потоку конденсатоотводчики 12. Для пода чи и вывода теплохладоагентов водоводы 10 охлаждающего 7 и нагревательного 8 устройств имеют соответственно входные штуце- ры 13, 14, размещенные на входе канала 9 и выходные штуцеры 15, 16 размещенные на входе канала 9 Входной газоподводящий патрубок 4 выполнен с параллельными стенками из диэлектрика и имеет прямоугольное сечение. Внутри газоподводящего патрубка 4 вдоль по тока установлены коронирующие электроды 17, выпот4 О5 СП

о

00 О5

ненные в виде пилообразных пластин, ориентированных остриями перпендикулярно потоку, и некоронирующий электрод 18, представляющий собой пластину с щелевидными прорезями 19. Некоронирующий электрод 18 закреплен на стенке входного газоподводя- щего патрубка 4, примыкающей к наружной стенке канала 9. Коронирующие электроды 17 установлены напротив прорезей 19 некоро- нирующего электрода 18 и закреплены параллельно один другому на общих щи- нах 20 таким образом, что зубья каждого последующего электрода 17 смещены относительно предыдущего для более полного перекрытия факелами коронного разряда межэлектродного пространства. Коронирующие электроды 17 и некоронирующий электрод 18 подключены соответственно к отрицательному и положительному полюсам источника высокого напряжения (не показан). Для исключения обратного коро- нирования прорези 19 некоронирующего электрода 18 выполнены с овальными гранями, а для исключения нейтрализации зарядов на некоронирующем электроде 18 последний покрыт диэлектриком (несгораемым лаком). Наружная стенка канала 9 покрыта гидрофобным материалом для обеспечения капельной конденсации аэрозоля. Между нагревательным 8 и охлаждающим 7 устройствами вне канала и между охлаждающим устройством 7 и корпусом 1 расположена теплоизоляция 21.

Аппарат для улавливания аэрозольных частиц работает следующим образом.

Включается источник высокого напряжения (13 кВ) и между электродами 17, 18 с зубьев коронирующих электродов 17 возникает коронный разряд. Одновременно через входные штуцеры 13, 14 в водоводы 10 охлаждающего 7 и нагревательного 8 устройств подается соответственно холодная вода (t 5-12°С) и горячая вода (t 90-95°С). В результате пластина 11 охлаждающего устройства 7, являющаяся внещней стенкой канала 9, охлаждается, а пластина 11 нагревательного устройства 8, являющаяся внутренней стенкой канала 9, нагревается. За счет того что водоводы 10 выполнены в виде змеевика, происходит равномерное нагревание и охлаждение стенок канала, в результате того, что водоводы 10 выполнены гофрированными, увеличивается теплоотдача. Поток переувлажненного воздуха с больщим содержанием растворенных солей щелочи от промывочно-пропарочных ванн подают во входной газоподводящий патрубок 4, где в поле коронного разряда молекулы воздуха и частицы аэрозолей ионизируются и коагулируют, образуя аэровзвеси, которые под действием электростатического поля смещаются к некоронирующему электроду 18 и уносятся входным потоком воздуха в ка0

5

нал 9. В результате в канал 9 аэрозоли уносят ся укрупненными и смещенными к холодной наружной стенке канала 9. В канале 9 при движении потока между разно- температурными стенками канала возникает температурный градиент, обуславливающий появление термодиффузионных сил, под действием которых аэрозоли движутся к холодной стенке канала 9. Кроме того, на аэрозоли действуют силы инерции и центро- бежная сила, которые также смещают их к холодной стенке. При приближении капель и частиц аэрозолей к холодной стенке на них начинают действовать кулоновские силы (так как образуется разность потенциалов 5 между заряженными частицами и нeзapЯJ женной стенкой), направленные к холодной стенке. В результате суммарного однонаправленного действия указанных сил заряженные аэрозоли интенсивно кoндeнcиJ руются на холодной покрытой гидрофобной пленкой стенке в виде отдельных капель и прилипают к ней. При этом вследствие неодинаковой коагуляции заряженных частиц аэрозолей последние конденсируются на холодной стенке канала 9 неравномерно, т. е. капли конденсата, представляющие собой сопротивление для теплопередачи, получаются разной величины, в некоторых местах они составляют всего несколько молекулярных слоев и температура на поверхности конденсата имеет разное значение, 30 что приводит к образованию микровихрей. Указанные микровихри, являющиеся результатом воздействия электростатических термодиффузионных и инерционных сил, резко повышают развитость и шероховатость поверхности конденсата и, следовательно, 35 увеличивают массообмен, что способствует усиленному выпадению конденсата на поверхности холодной стенки канала 9. Кап ли конденсата в процессе конденсации увеличиваются и за счет гравитационных сил и под действием внешнего потока сте- кают в нижнюю часть канала 9 или смахиваются в конденсатоотводчики 12, по которым также стекают вниз и через патрубок 6 выводятся наружу. Воздух, очищенный от аэрозолей, выходит через патру- х бок 5.

Анализ эффективности работы аппарата сделан в сравнении с прототипом. Расход обрабатываемого газа измерялся на входе аппаратов путем измерения скорости фильтра- 50 ции газа с помощью крыльчатого анемометра. Эффективность устройства определяли по типовой формуле Э(Свх - Свых)х

1C. 100/Свых; где Свх, Свых - концентрации влаги и примесей в 1 м газа на входе и выходе аппарата. Указанные концентрации 55 определяли весовым способом. Кроме того, измеряли температуру охлаждающего и нагревательного устройств ртутным термометром путем непосредственного контакта последнего с исследуемой поверхностью. Измеряли также ток в цепи питания коро- нирующего электрода для анализа затрачиваемой мощности. Результаты измерений сведены в таблицу.

Анализ данных таблицы показывает, что эффективность аппарата по отделению примесей и влаги значительно выше чем у прототипа, а концентрация примесей на выходе в 15-25 раз ниже, чем у прототипа.

Формула изобретения

1. Аппарат для улавливания аэрозольных частиц, включающий корпус с размещенными в нем охлаждающим и нагре- вательным устройствами, образующими между собой спиральный канал, причем охлаждающее устройство размещено с наружной стороны канала, а нагревательное устройство - с внутренней, а также входной газоподводящий патрубок, патрубки выхода очищенного газа и конденсата и щту- церы для подачи теплохладоагентов, отли0

чающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет микровихревого массообмена, он снабжен установленными вдоль потока во входном га- зоподводящем патрубке параллельно друг другу пилообразным коронирующими электродами и некоронирующим электродом, выполненным в виде покрытой диэлектриком пластины с щелевидными прорезями и размещен напротив на стороне входного патрубка, примыкающей к наружной стенке канала, при этом каждый коронирующий электрод установлен напротив прорезей некоро- нирующего электрода и ориентирован остриями перпендикулярно потоку, кроме того, 5 наружная стенка канала имеет гидрофобное покрытие.

2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что охлаждающее и нагревательное устройства выполнены в виде плоского гофрированного водовода-змеевика, установленного между пластинами.

3.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен установленными на наружной стенке канала желобчатыми кон- денсатоотводчиками.

0

Изобретение относится к области очистки газов. Цель изобретения - повышение эффективности устройства. Внутри корпуса 1 установлены охлаждающее 7 и нагревательное 8 устройства, образующие между собой канал (К) 9 в виде витка спирали, и размещены соответственно с внешней и внутренней стороны К 9. В входном газоподводящем патрубке 4 установлены ко- ронирующие пилообразные электроды (Э) 17 и некоронирующий Э 18 в виде покрытой диэлектриком пластины с щелевидными прорезями 19, причем коронирующие Э 17 раз- мещены напротив прорезей 19. Поток воздуха от промывочно-пропарочных ванн, содержащий растворенные соли щелочи, поступает во входной патрубок 4, где в поле коронного разряда, возникающего с зубьев ко- ронирующих Э 17, частицы аэрозолей заряжаются, коагулируют и смещаются к наружной холодной стенке К 9 за счет термодиффузионных и центробежных сил действующих на них в К 9. Уловленный конденсат стекает по конденсатоотводчикам Г2 в нижнюю часть К 9 и через патрубок выводится наружу. 2 з. п. ф-лы 5 ит 1 табл. (О

26 29 27

28 26 28

74 76 77

75 74 78

Предлагаемый аппарат

7 5 6

5 7

13 13 13

Прототип

16 17 15

13 13 13

рототип

16 17 15

20 20 20

9,2 9,8 9,4

9,6 9,5 9,7

О,,

0,06

0,08

1,5

1,65

1,7

98,9 99,3 99,1

84,3 82,6 82,4

f 11

i5 fS5

278

/

9

////

CJJUS.

В

фцг.1

5-6

vr 10 (риг. В