Эжекционная труба Вентури Советский патент 1992 года по МПК B01D47/10 

Изобретение относится к технике мокрой очистки газа и может быть использовано в черной и цветной металлургии, энергетике и других отраслях промышленности.

Известно устройство, эжекционная труба Вентури, включающая приемную камеру с установленными в ней соплами Лаваля для подачи пара в виде конфузора, горловой части и диффузора снабженного отверстиями для подачи в сопло жидкости из кольцевой камеры, причем диффузор сопла выполнен двухступенчатым.

Однако в данном устройстве невозможно использовать для подачи в сопло оборотной воды ряд мелких отверстий в диффузоре сопла Лаваля из-за их быстрого забивания и заростания.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому, является эжекционная труба Вентури, включающая приемную камеру, внутри которой установлены сопла Лаваля для подачи пара, выполненные в виде конфузора, диффузора и горловой части, и камеру смешения, причем диффузор сопел снабжен наружной кольцевой камерой и выполнен с кольцевой щелью для подачи жидкости. Наличие в диффузоре кольцевой щели для подачи жидкости позволяет ис-ч со со

ел о

пользовать в устройстве оборотную воду или жидкую среду со значительными концентрациями взвешенных и растворенных веществ.

Однако организованная таким образом подача жидкости во внутреннюю полость сопла Лаваля не позволяет получить равномерно-распределенную капельную фазу в паровом потоке на выходе из сопла, поскольку через щель жидкость будет попадать только в периферийную кольцевую часть паровой струи, и центральная часть струи остается незаполненной каплями, что обуславливает проскок запыленного газа сквозь струю в камере смешения. Следовательно, эффективность пылеулавливания в данном устройстве будет недостаточной.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки газов от пыли.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для очистки газов типа трубы Вентури, включающем приемную камеру, камеру смешения, диффузор, сопло Лаваля, соединенное с патрубком подачи пара и выполненное в виде конфузо- ра, горловой части и диффузора, снабженного наружным кольцевым коллектором и каналами для подачи жидкости, согласно изобретению, сопло Лаваля снабжено дополнительными патрубками подачи жидкости и пара, коаксиальной кольцевой вставкой, соединенной с дополнительным патрубком подачи пара и выполненной в виде конфузора, горловины и диффузора, при этом диффузор вставки снабжен распы- ливающей форсункой, сообщенной с дополнительным патрубком подачи жидкости.

Полая коаксиально размещенная в сопле Лаваля вставка имеет внутренний профиль сопла Лаваля для осуществления полного расширения и разгона парового потока до сверхзвуковых скоростей, Таким образом, вставка создает в сопле Лаваля два канала для подачи пара. Один канал - это внутренняя полость вставки. Другой канал образуется между коаксиальной вставкой и корпусом сопла Лаваля и имеет вид кольца в поперечном сечении. Причем, в каждом канале паровой поток расширяется и истекает при сверхзвуковых скоростях, образуя на выходе из сопла Лаваля сплошную струю круглого поперечного сечения.

На фиг. 1 изображено устройство для очистки газов; на фиг, 2 - узел А на фиг. 1.

Устройство для очистки газов включает приемную камеру 1, камеру смешения 2 и диффузор 3. В приемной камере 1 установлено сопло Лаваля 4 для подачи пара, имеющее конфузор 5, горловую часть 6 и диффузор 7 и снабжено коаксиальной кольцевой вставкой 8, образующей в нем два канала истечения пара. Причем вставка 8 включает конфузор 9, горловину 10, диффузор 11, распиливающую форсунку 12, патрубок подвода пара 13 и патрубок подвода воды 14. Сопло Лаваля включает также патрубок подвода пара 15, патрубок подвода воды 16, и кольцевой коллектор 17,

Устройство работает следующим обра0 зом.

В патрубки 13 и 15 подают пар с заданным давлением и расходом. Пар проходит в двух каналах, образуемых коаксиальной кольцевой вставкой 8 и корпусом сопла Ла5 валя. В обоих каналах поток пара расширяется и разгоняется до сверхзвуковых скоростей, В высокоскоростной паровой поток подают жидкость, которая дробится на капли и разгоняется потоком пара. Этот

0 процесс протекает в обоих каналах, причем в кольцевой канал жидкость подают из патрубка 16 через кольцевой коллектор 17, а в полость вставки из патрубка 14 через рас- пыливающую форсунку 12.

5 Истекающая из каналов парокапельная смесь образует высокоскоростную струю, которая захватывает газовый поток, активно смешивается с ним в камере смешения и очищает от пыли.

0 Устройство, используя эжекционный эффект, позволяет осуществлять транспортировку газов.

В полость коаксиальной вставки жидкость подается распыливающей форсункой,

5 которая размещена в диффузоре вставки. Распиливающая форсунка размещается таким образом, чтобы обеспечивать как можно более равномерное распределение капельной жидкости в расширяющемся по0 токе пара.

Таким образом, техническая задача по равномерному распределению капельной жидкости в потоке пара решается посредством размещения в сопле Лаваля коак5 спальной полой вставки и оснащения ее распыливающей форсункой.

Равномерное распределение капельной жидкости в паровом потоке позволяет получить на выходе из сопла Лаваля двух0 фазный парокапельный поток с достаточно большой поверхностью контакта жидкой фазы, за счет сильной мелкодисперсное™ потока, при этом обеспечивается полное заполнение каплями струи, что исключает про5 скок загрязненного газа и соответственно повышает эффективность очистки.

Кроме того, узел подачи жидкости в каждый из каналов сопла Лаваля обуславливает и дисперсный состав капель, получаемых на выходе из каждого канала.

Подача воды в полость между вставкой и корпусом сопла Лаваля через кольцевую щель сплошной струей обусловливает образование крупных капель в парокапельном потоке, поскольку паровой поток сталкива- ется с цельным объемом жидкости, который сложно раздробить. Соответственно будут меньше и скорости этих капель.

Более активно происходит дробление жидкости в полости коаксиальной вставки, которая впрыскивается туда в виде капель из распыливающей форсунки. Соответственно будут получаться более мелкие капли с более высокими скоростями.

Такое распределение капель по разме- рам в парокапельной струе на выходе из сопла Лаваля, когда центральная более высокоскоростная часть потока содержит мелкие капли, а периферийная кольцевая часть - крупные, позволяет предохранить мелкодисперсную часть капель от первичного контакта с горячим газом и практически полным их испарением.

Таким образом мелкодисперсная часть капель практически полностью участвует в процессе очистки газа, активно улавливая наиболее мелкие частицы пыли, позволяет эффективно очищать газы.

Эффективность пылеулавливания устройства определялась экспериментально при очистке газов сталеплавильного агрегата начальной запыленностью 2-4 г/м3. Расход очищаемого газа поддерживался постоянным, расход пара составлял 0,036 т/ч при давлении пара 10 атм.

Давление жидкости перед соплом поддерживалось постоянным и составляло 2 агм.

Результаты представлены в таблице.

Как видно, из таблицы предлагаемое устройство обеспечивает более высокоэффективную очистку газов от пыли в отличии от известного при одинаковых расходах пара и жидкости.

В качестве энергоносителя, кроме пара, может применяться сжатый воздух, либо возможна одновременная подача пара и сжатого воздуха через разные патрубки.

Место и способ подачи жидкости в коаксиальную вставку зависит от требуемого качества распыла жидкости.

Устройство позволяет осуществлять высокоэффективную очистку газов при использовании оборотной жидкости со значительными концентрациями взвешенного и растворенного вещества.

Формула изобретения

Эжекционная труба Вентури, включающая приемную камеру, камеру смешения, диффузор, сопло Лаваля, соединенное с патрубком подачи пара и выполненное в виде конфузора, горловой части и диффузора, снабженного наружным кольцевым коллектором и каналами для подачи жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности очистки газов от пыли, сопло Лаваля снабжено дополнительными патрубками подачи жидкости и пара, коаксиальной кольцевой вставкой, соединенной с дополнительным патрубком подачи пара и выполненной в виде конфузора, горловины и диффузора, при этом диффузор вставки снабжен распыливающей форсункой, сообщенной с дополнительным патрубком подачи жидкости.

I

Put. i

о

a /7c9/og

fS

14

Использование: мокрая очистка газа в цветной и черной металлургии, энергетике и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: устройство содержит приемную камеру и диффузор. В приемной камере установлено сопло Лаваля 4 для подачи пара, имеющее конфузор 5, горловую часть 6 и диффузор 7 и снабжено полой коаксиальной вставкой 8 кольцевого сечения, образующей в нем два канала для подачи пара. При этом вставка 8 включает конфузор 9, горловину 10 и диффузор 11. Сопло Лаваля 4 включает трубопровод 15 для подачи пара в канал, образованный между его корпусом и вставкой 8, и трубопровод 13 для подачи пара в полость вставки 8. В диффузоре 7 сопла Лаваля 4 выполнена кольцевая щель для подачи жидкости в канал, образованный между его корпусом и вставкой 8 из кольцевой камеры 17 по трубопроводу 16. Диффузор 11 вставки 8 снабжен распыливающей форсункой 12 для подачи жидкости в нее из трубопровода 14. 2 ил.