Устройство для очистки газа Советский патент 1982 года по МПК B04C5/20 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА

1

Изобретение относится н технике сепарации газов и газообразных примесей и может быть использовано цля очистки сжатых газов от токсичных примесей, нагфимер окислов азота.

Известны устройства оля сепарации газовых гфимесей, соаержащие генератор холода, теплообменник и сепаратор конденсационных аэрозолей .

Такие устройства конструктивно сложны, дороги и имеют значительные потери тепла. Наличие теплообменников, на стенке которых в твердой фазе осаждаются примеси, ухудшает их эксял гатационные характеристики. При толщине осажденного слоя более 3 мм нео ооимо прекращать очистку и производить принудительный отогрев твердой фазы, иначе происходиг проскок вредных веществ, и эффективность очистки резко падает.

Известно также устройство для очистки газа от. токсичных газоо.бразных примесей, содержшцее охлаждаемую «вюфевуто

тру с тангенциальным входным соплом, осевым Выходным отверстиемjустановленной в нем диафрагмой и соединяющую полость трубы через диафрагму с выходным патрубком пористую втулку размешенную в кожухе для сбора жидкости{з. Конденсат выводится вместе с частью очищаемого газа.

Велика Вероятность того, что Часть конденсационных частиц проскочит вмес10те с очищенным газом.

Цель изобретения - повышение нарвжности и эффективности гтрсцесса очистки.

Постав;Енная цель достигается тем,

15 что устройство для очистки газа от токсичных газообразных примесей, содержащее охлаждаемую вихревую трубу с танге1щиальным входным соплом, осевым выходным отверстием с установленной

20 диафрагмой в ивм и соединяющую полость трубы через диафрагму с выходным патрубком пористую втулку, размещенную в кожухе для сбора жидкости. 394 снабжено трубопроводом, одада конец кото рого расположен по оси отверстия диафрагмы, а другой соединен с кожухом, а пористая втулка выполнена сужающейся в ;торону выходного патрубка. На фиг. 1 представлено устройство в разрезе; на фиг. 2 - сечение А-А фиг; 1 Устройство содержит охлаждаемую вихревую трубу состожодую из входной час ги 1 с патрубком 2 для подачи загряз-. ненного газа, сообщающимся с полостью тр5бы через тангенциальное сопло 3, из диафрагмы 4 и нилиндрического корпуса 5, расположенного внутри рубашки охлаждения 6 с патрубками 7 для подачи охла дителя. К трубе прикреплен сепаратор 8, выполне1шый из пористой втулки 9 с вых дом патрубка 10, кожуха 11 вокруг него. между стенками которых образована по- лость сбора кшденсата 12, из патрубка слива конденсата 13 и патрубков 14 сообщающих полость 12 по трубопроводу 15 с центром отверстия 16. Устройство работает еле снующим ооразом. .- Через патрубок 2 на вход вихревой трубы подают загрязненный газ, входя щий в тру через тангенциальное сопло 3-со скоростью звука. При вращении газа внутри трубы часть его меняет направление и движется в сторону шгафрагмы 4. При этом происходит обмен кинематической и внутренней энергией. В тате осевые слои газа охлаждаются, а наружные нагреваются. Во внутреннюю полость рубашки охлаждения 6 через патрубок 7 подают вору на охлаждение цил шдрического корпуса 5 вихревой трубы. Наг-ретая вода сливается. За счет интенсивного смывания внешней стенки корпуса 5 вода энергии горячего потока передается в виде тепла охлаждающей воде. Так как энергия передается одновременно с образованием горячего потока и его охлаждением, происходит резкое понижение температуры газа на выходе из диафрагмы. Благодаря высокимзначениям тангенци. альных скоростей и низкой температуре газа на выходе из диафрагмы происходит конденсация токсичных примесей в газеносителе вплоть до капель, которые под действием центробежных сил отбрасываются к внутре шей стенке конусообраэВ й пористой 9. За счет капиллярных сил ожиженные примеси поступают через поры втулки в полость сбора конденсато 12, откуда они сливаются в роп-рпупр. С 1 шде1шы.й поток с 14 выхода сепаратора сбрасывается в атмосферу или исиольЕгуегся по назначению. Выполнение пористой BiynKH в виде пустотелого усеченного конуса, меньшее основание которого направлено в сторону Выхода потока из сепаратора, усилива ет эффект отделения жидких частиц. Жкц/ кие частицы, отжатые за счет действия поля центробежныз сил в начальном участке пористой втулки к ее стенкам/по мере уменьшения диаметра последней GiypyT в большей степени прижиматься К порам втулки и отсасываться капиллярами в сборник кшденсата, причем падение тангенциальной скорости вращающегося вихря будет компенсироваться уменьшекием диаметра втулки, Наличие трубопровода 15, сообцающего полость сбора конденсата 12 с центром отверстия 16, создает перепад дав/юния, интенсифицирующий движение ксйдеисата .через капиллярно-пористую конусообразную взулку 9. Перепад на стенке пористой втулки обусловлен сушествующим во вращакяцемся холодном вихре различием давления, начиная от я01Тра потока, где давление минимально вплоть до разрежения, и. кончая пери ферией потока, где давление мвксимально (единицы и десятки кгс/CMj. Поэтому, если на внутренней стенке пористой втулки даш1ение равно периферийному, на внешней оно эквивалентно давлению на оси потока. При частичном отсосе капель конденсата из полости сбора конденсата 12 в цо1Тр отверстия 16 через трубопровод 15 кап ли опять за счет действия центробежных/ СИЛ попадают в капилляры цилиндра и через них - в зону сбора конденсага. Использование предлагаемого устройства позволит повысить эффективность (на 8-9%) и надежность процесса очистки га зов с избыточным давлением от легкоки- Пящих примесей и болееПолно использовать свойства вихревого эффекта в целях сепарации и разделения ожиженных примесей. Ф ормулаизобретения Устройство для очистки газа от токсичных газообразных примесей, содержащее охлаждаемую вихревую трубу с тангенциальным входным соплом, с осевым Выхо. ным отверстием и с диафрагмой, установленной в выходном отверстии, и соешшяющую полость вихревой трубы через диафрагму с выходным 0трубко пористую втулку, рязметлегагую D кожузо гщя сбора

жидкости, отличающееся тем, чт« с пелью псбьпиения надеокности и эффеКтивносги пршесса очистки, оно снабжено трбгбопршодом, одаш конец которого располоясеи по оси отверстия диафрагмь другой соединён с кожухом, а йортстай втулка выполнена сужающейся в сторону зыхопного патрубка.

Источники информации, . принятые во вш мание при экспертизе

1976,с. 141,ис. .

Г

фуг.