Центробежный скруббер Советский патент 1993 года по МПК B01D47/16 

со

С

Использование: мокрая очистка запыленных газов. Сущность изобретения: угол наклона корпуса к горизонту составляет не менее 18°, а длина сепарацйонного участка равна 0,4-1,5 внутреннего диаметра корпуса. Патрубок отвода очищенного таза смещен вверх-параллельно оси корпуса на расстояние, равное 0,02-0,05 его внутреннего диаметра. Запыленный газ поступает по патрубку, а жидкость поступает по патрубку внутрь барабана распылителя. На се- парационном участке происходит отделение основной массы кап ель жид кости за счёт центробежных сил вращающегося потока. 1 з,п,ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технике очистки газов, в частности к устройствам для мокрой очистки газов, и может быть исполь- зова|нр при улавливании тонкодисперсной пыли из газовых выбросов различного рода производств, а также для осуществления аб- сорёционных и тепломассообменных процессов.

Целью изобретения является повышение эффективности пылеулавливания при накфнном расположении центробежного скруббера за счет уменьшения каплеуноса. , На чертеже изображен центробежный скруббер.

Центробежный скруббер содержит на- клонйый к горизонту цилиндрический корпус 1с крышкой 2, к которой подсоединен патрубок 3 подвода запыленного газа. Ци- линдойческий корпус 1 установлен под углом не менее 18° к горизонту. С одной

стороны корпуса Т установлен механический распылитель 4 жидкости, приводимый во вращение электродвигателем 5. Механический распылитель 4 выполнен в виде перфорированного барабаана, на наружной поверхности которого установлены лопатки 6 для закрутки газа. Подвод промывной жидкости осуществляется по патрубку 7. С противоположной стороны корпуса 1 со смещением вверх параллельно его оси установлен патрубок 8 отвода очищенного газа, образующий со стенками корпуса 1 кольцевой сборник 9 для промывной жидкости, из которого она отводится по сливному патрубку 10. .;... ,

Между механическим распылителем 4 жидкостей входом в патрубок 8 отвода очищенного газа расположен сепарационный участок 11. Г1рёдставляю1ций собой часть цилиндрического корпуса 1 длиной 0,4-1,5 его

Ч

О NI

чэ о

&

диаметра и используемый для отделения капельной влаги из закрученного газового потока,

Устройство работает следующим образом. ;

Запыленный газ поступает по патрубку 3 и распределяется в крышке 2 по колыдево- ; му сечению образованному стенками корпуса 1 и механическим распылителем 4 жидкости. Подаваемая на распыливэние жидкость поступает по патрубку 7 внутрь барабана распылителя 4 и при вращении распылителя 4 от электродвигателя 5, диспергируется под действием центробежных сил в виде капель, создавая в поперечном направлении на пути движения газа факел из капель распыленной жидкости, двигающихся в направлении к стенкам корпуса 1. В процессе Движения капли сталкиваются с частицами пыли, содержащимися в поступающем на очистку газа, захватывают их при наличии соответствующих условий и сепарируются на стенке корпуса 1, на которой создается направленное течение жидкостной пленки под действием гравитационных сил в направлении кольцевого сборника 9 жидкости. Так как при наклонном положении: центробежного скруббера происходит сток жидкостной пленки по стенке корпуса 1 вниз, то для обеспечения направленного отвода жидкости в кольцевой сборник 9, исключающего ее попадание на .внутреннюю стенку патрубка 8 отвода очищенного газа, патрубок 8 отвода очищенного газа смещен вверх параллельно оси корпуса на расстояние, равное 0,02-0,05 внутреннего его диаметра. Из сборника 9 промывная жид- костре уловленными частицами отводится на повторное использование, в аппарате, или направляется на осветление с исполь-. з рва ннём соответствующего оборудова- ния. . : : .. /. .- -... ., :- . : V Одновременно с распыливанием жид-: .кости, расположенные на распылителе 4 ло- патки 6 придатот о.чищенному газу вр ц тельное движение, что создает много- течение кОн-гактирующих фаз газ - . капли:в зоне пррмьшки,.обеспечивающего 0ол0ё.высокую эффективность инерционно-- го оса Д€ ния частиц пыли на каплях жидкости; На сег а ационном участке 11 корпуса 1 происхрдйт отделенМе основной массы ка -f пель Цидкости а счет; центробежных сип вращающегося .потока. Газовый поток осво водившийся от капельной, влаги по патрубку 8 отвода очищенного газа: выбрасывается; в атмосферу или направляется для улавливания оставшейся в газе наиболее тон ко дйс-; персной части капель, осаждение которых в поле действия центробежных сил недоста0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

точно эффективно. В качестве таких капле- уловителей могут применяться сеточные туманоуловители, фильтры и др. оборудование, эффективная работа которого возможна лишь при небольшом влагосодержании газа.

Режим течения пленки жидкости на се- парационном участке корпуса при изменении его угла наклона к горизонту определяется в основном изменением направления действия на пленку массовых сил гравитации/что оказывает влияние на характер взаимодействия тазового потока со свободной поверхностью пленки, а следовательно и на процесс вторичного уноса жидкости в аппарате и условия отвода жидкостной пленки со. стенок сепарационного участка корпуса.

Экспериментальными исследованиями, проведенными на опытном образце центробежного скруббера, определялось влияние на степень сепарации капель в аппарате К (6ж1 - Сж2) 100 угла наклона корпуса к горизонту а, относительной долины сепарационного участка корпуса I/dK, напряженности центробежного силового поля

а г, образующегося при вращении распылителя. В принятых обозначениях величин указаны следующие параметры: Сж-1 - расход жидкости, распыливаемой в зоне промывки газа, Сжа - расход капельной жидкости, уносимой с отходящим из аппарата газом (каплеунос), о - угловая скорость вращения распылителя, I - длина сепарационного участка корпуса, JK - диаметр корпуса на участке сепарации капель, г - радиус свободно кромки лопаток для закрутки газа.

Как видно из полученных данных, приведенных в таблице, при угле наклона корпуса менее 18° во всём диапазоне длины сепарационного участка i/dK 0,3-1,5 не дрстигаэтся высокая степень сепарации капель. При;таком положении корпуса аппарата под действием гравитационных сил в жидкостной пленке на сепарационном участке создается направленный сток жидкости в направлении нижерасположенных участков стенки корпуса. Появление допол- нйте ьнЬгр йаправленного течения жидко- стнои/пленки приводит к усилению

. волнообразования в пленке и возмущению е ё ceoeo HiDH поверхности, что приводит к

.. ув е л й Шн Й о каплеуноса из аппарата. При э|0м, чем меньше угол наклона аппарата к горизонту:й больше I/dK, тем выше, каплеунос. При изуальных наблюдениях за тече- нйём;(1 лёйк и при углах наклона « 18° были отмечены режимы зависания пленки на

стенке корпуса, при которых происходит отрыв пленки жидкости от стенки и ее вынос в поток газа, где происходит повторное дробление жидкости и ее унос из аппарата. В особенности эти явления характерны для половины цилиндрической поверхности расположенной на участке, если условно двигать образующую цилиндрической поверхности корпуса от нижнего ее положения до верхнего по направлению закрутки га$а. Образующаяся неоднородность жид- коЬтной пленки по периметру цилиндриче- скфго корпуса на сепарационном участке, приводит к тому, что особенно с уменьшением величины w2 r и высоких расходах распиливаемой жидкости в самой нижней части цилиндрической стенки течение жидкости в направлении кольцевого сборника происходит в виде ручья с накоплением жидкости перед входом в кольцевой сборник и образованием жидкостного порога, создающего подпор для свободного отвода жидкости. Поэтому для исключения возможности забрасывания жидкости из стекающего ручья на внутреннюю стенку патрубка отвода очищенного газа, он смещен вверх параллельно оси корпуса на 0,02-0,05 внутреннего диаметра корпуса. Такое расположение патрубка отвода очищенного газа целесообразно для всех возможных углов наклона корпуса к горизонту числе и при a 18° и не оказывает заметного влияния на гидродинамику закрученного потока на сепарационном участке корпуса аппарата/.. . . ..

При значении длины сепарационного участка корпуса l/dK 0,4-1,5 достигается наиболее высокая степень сепарации капель при всех значениях угла наклона к горизонту а 18°, так как направленный вниз сток жидкости в пленке оказывает все меньшее влияние на ее толщину по периметру цилиндрической поверхности, чему в значительной степени способствует закрутка пленки под действием тангенциальной составляющей газового потока. Однако так происходит пока интенсивность .закрутки газа достаточно высока. С затуханием закрутки газа по длине сепарационного участка, которая уже проявляется при значении l/dK 1,5, степень сепарации капель уменьшается, так как начинается сказываться направленный, сток жидкости в пленке под действием гравитационных сил, аналогично тому, как отмечалось ранее при малых углах наклона корпуса к горизонту.

Уменьшение степени сепарации при значении l/dK 0,4, когда интенсивность закрутки газа еще высока, обьясняетея тем.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

что часть более мелких капель в Факеле распыленной жидкости уносятся под действием продольной скорости газового потока не достигая стенок сепарационного участка корпуса даже до входного сечения кольцевого сборника жидкости. Эта часть жидкости может далее-сепарироваться на внутренней стенке патрубка отвода газа, однако это уже не оказывает влияния на достигаемую степень сепарации капель в аппарате. Определенное увеличение степени сепарации при этих значения длины сепарационного участка корпуса происходит за счет повышения напряженности центробежного поля йЯ г, когда скорость движения капель в направлении стенок сепарационного участка корпуса возрастает, следовательно траектория их движения меньше отклоняется потоком газа в направлении продольной оси аппарата.

Таким образом по сравнению с известным устройством при его наклонном расположении техническое решение позволяет повысить эффективность пылеулавливания путем применения обоснованных параметров устройства: угла наклона корпуса аппарата к горизонту и длины сепарированного участка корпуса, обеспечивающих наиболее высокую степень сепарации капель в устройстве. Применение же наклонного расположения устройства в каждом конкретном случае дает возможность снизить металлоемкость установки пылеулавливания в целом, обеспечить наименьшие потери напора газового потока в пылеулавливающей установке, или создать более удобную компоновку мокрого пылеуловителя с дополнительным технологическим оборудбеа- нием.

Формула из.обретения 1. Центробежный скруббер, содержащий цилиндрический корпус, механический распылитель жидкости с лопастями для закрутки газа; размещенный по оси корпуса со стороны крышки с патрубком подвода запыленного газа, патрубок отвода очищенного газа, расположенный с другой стороны корпуса, при этом корпус имеет сепараци- онный участок, расположенный между механическим распылителем и входом в патрубок отвода очищенного газа, и кольцевой сборник для жидкости, образованный внутренней поверхностью корпуса и патрубком отвода очищенного газа, о т л и ч а- ю щ и и е я тем, что, с целью повышения эффективности процесса пылеулавливания за счёт уменьшения каллеуноса, корпус размещен;наклонно к кольцевому сборнику, с углом наклбна к горизонту не менее 18 , а

длина репарационного участка составляет 0,4-1,5 внутреннего диаметра корпуса.

газа смещен вверх параллельно оси корпуса на расстояние, равное 0.02-0,05 внутреннего диаметра корпуса.