Турбулентный промыватель запыленного газа Советский патент 1982 года по МПК B01D47/10 

1

Изобретение относится к очистке запыленных промышленных газов переменного расхода, содержащих взвешенные твердые мелкодисперсные частицы, и может быть использовано в металлургической, химической и других отраслях промышленности.

Известен мокрый пылеуловитель, снабженный статическим лопастным закручивателем, установленным с внешней стороныобтекателя, а очистка происходит в устройстве мокрой очистки газа, выполненном в виде трубы Вентури с входным патрубком запыленного газа, оросителем запыленного потока и каплеуловителем с выходным патрубком чистого газа, предназначенный для очистки запыленных газов с постоянным (определенным) расходом 1.

Наиболее близким к предлагаемому по технической суш,ности и достигаемому результату является турбулентный промыватель запыленного газа, содержащий трубу Вентури, включающую конфузор, горловину, диффузор с входным патрубком запыленного газа; по оси трубы установлены лопаточный закручиватель и жидкостной ороситель, при этом в нижней части труба снабжена

каплеуловителем с выходным патрубком очищенного газа 2.

Недостатком известных устройств является то, что они эффективно работают только в расчетном режиме, т. е. при определен йом и постоянном расходе очищаемых газов. При изменении количества очищаемых газов изменяется их скорость в горловине устройств, что ведет к изменению гидравлического сопротивления и резкому ухудшению

10 очистки запыленных газов, а так как все промышленные металлургические и химические технологические агрегаты работают с переменными расходами отходящих газов, которые необходимо эффективно очищать на всех стадиях ведения технологического цесса, то данные устройства не могут обеспечить высокую эффективность пылеулавливания при очистке запыленных газов технологических агрегатов.

Цель изобретения - повыщение эффективности пылеулавливания при очистке запыленных газов переменного расхода путем поддержания постоянным гидравлического сопротивления турбулентного промывателя запыленного газа. Указанная цель достигается тем, что в турбулентном промывателе запыленного газа, содержащем трубу Вентури, включающую конфузор, горловину, диффузор с входным патрубком запыленного газа, по оси трубы установлены лопаточные закручиватель и жидкостной ороситель, при этом в нижней части труба снабжена каплеуловителем с выходным патрубком очищенного газа, закручиватель установлен в конфузоре, устройство снабжено отградуированным указателем расхода, соединенным с лопатками закручивателя, при этом патрубок вывода очищенного газа выполнен тангенциальным. Так как эффективность пылеулавливания зависит от гидравлического сопротивления пылеуловителя, т. е. от энергетических затрат на процесс очистки запыленных газов в пылеочистном аппарате, то для того, чтобы обеспечить высокую эффективность очистки запыленных газов переменного расхода, необходимо поддерживать постоянным гидравлическое сопротивление пылеулавливающего аппарата, т. е. сохранять постоянными энергозатраты на процесс очистки запыленных газов. Установка осевого лопаточного закручивателя в конфузоре турбулентного промывателя запыленного газа дает возможность в зависимости от количества поступившего на очистку газа сразу придать всему потоку газа необходимое для эффективной очистки вращательное движение. Причем чем ближе закручиватель расположен к зоне контакта газового потока с орощающей жидкостью, тем эффективнее улавливание пыли каплями орощающей жидкости, так как в этом случае минимальны потери вращательной энергии потока. В закрученном потоке пыль под действием центробежных сил концентрируется вдоль стенки конфузора, куда также отбрасываются водяные капли, где и происходит их интенсивное взаимодействие. Выполнение осевого лопаточного закручивателя с лопатками, изменяющими угол атаки на поток запыленных газов, позволяет в щироких пределах изменять угол закрученности газового потока, поступающего на очистку, при изменении его расхода, поддерживая таким образом постоянным гидравлическое сопротивление турбулентного промывателя, а значит и энергозатраты на очистку газа, причем поддерживается постоянным гидравлическое сопротивление собственно трубы Вентури без учета гидравлического сопротивления осевого лопаточного закручивателя, т. е. постоянство гидравлического сопротивления поддерживается не за счет введения или выведения дополнительного сопротивления, которым является закручиватель, а за счет изменения степени турбулентности газового потока в трубе Вентури, чем и обеспечивается высокая эффективность пылеулавливания при очистке газов переменного расхода. Кинематическая связь лопаток осевого закручивания между собой и с указателем их поворота, отградуированным в величинах расхода запыленного газа, дает возможность в зависимости от изменения расхода газа, поступающего на очистку, изменять угол атаки на поток, изменяя таким образом степень турбулентности потока. Установка выходного патрубка тангенциально корпусу каплеуловителя улучщает очистку запыленного газа вследствие уменьшения гидравлического сопротивления турбулентного промывателя запыленного газа. На фиг. 1 изображена схема турбулентного промывателя запыленного газа; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид I на фиг. 1 (осевой лопаточный закручиватель с лопатками, изменяющими угол атаки на поток); на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3. Турбулентный промыватель запыленного газа содержит устройство 1 для мокрой очистки газа типа трубы Вентури круглого сечения с входным патрубком 2 запыленного газа и каплеуловитель 3 с выходным патрубком 4 очищенного газа. Труба Вентури имеет конфузор 5 с установленным в нем осевым лопаточным закручивателем бис лопатками, изменяющими угол атаки на поток запыленных газов, ороситель 7, горловину 8 и диффузор 9. Осевой лопаточный закручиватель имеет лопатки 10, изменяющие угол атаки на поток, кинематически соединенные друг с другом посредством поводков 11 и поворотного кольца 12, указатель 13 поворота лопаток, закрепленный на оси 14 поворота одной из лопаток, отградуированную в величинах расхода щкалу 15. Вся система лопаток с поводками собрана в корпусе закручивателя 16. Турбулентный промыватель запыленного газа работает следующим образом. Запыленный газ через входной патрубок 2 поступает в осевой лопаточный закручиватель 6, где он закручивается и попадает в конфузор 5 трубы Вентури. В конфузоре 5 происходит орощение (промывка) запыленного газового потока. Проходя горловину 8 и диффузор 9 трубы Вентури пыль смачивается и оседает на каплях, которые частично сепарируются на стенках конфузора 5, а основная масса капель под действием центробежных сил закрученного в конфузоре потока выпадает (сепарируется) на стенки диффузора 9 и каплеуловителя 3 и стекает вниз, а очищенный газ поднимается вверх и по патрубку 4 очищенного газа удаляется. Закрученный газовый поток лучше орощается водой при центральном орощении, так как водяные капли, закрученные вместе с газовым потоком, равномернее перекрывают конфузор 5 водяной завесой. В закрученном потоке пыль под действием центробежных сил концентрируется вдоль стенки конфузора 5, куда также отбрасываются водяные капли и происходит их интенсивная коагуляция.

В горловине 8 трубы Вентури, где осевая скорость запыленного потока достигает максимума, центробежные силы достигают значительных величин, что приводит к смачиванию мельчайших частиц путем срыва водяной пленки, образовавшейся на стенках конфузора 5 и горловины 8. В диффузоре 9 по мере движения газового потока под действием центробежных сил происходит выделение капель воды с осевшей пылью на стенки конфузора, откуда крупные капли стекают в каплеуловитель 3. Так как поток вращается, то дальнейшая сепарация капель шламовой воды происходит в каплеуловителе 3 на его стенках. Установка выходного патрубка 4 очищенного газа тангенциально к корпусу каллеуловителя позволяет улучшить процесс очистки запыленного газа, т. е. уменьшить гидравлическое сопротивление пылеуловителя и улучшить процесс- отделения капель с пылью. Можно полезно использовать энергию очищенного газа в утилизационной установке, содержащей газовую турбину. Одновременный поворот лопаток осевого лопаточного закручивателя осуществляется вращательным движением оси 14 поворота, которая жестко соединена с поводком 11, воздействующим на поворотное кольцо 12. Поворотное кольцо 12 связано свободной связью со всеми поводками 11 остальных лопаток 10. Таким образо.м, при повороте кольца 12 все поводки 11 синхронно и одновременно поворачивают лопатки 10 на определенный угол в зависимости от расхода очищенного газа.

Если расход очищаемого газа уменьшается, то для поддержания постоянным гидравлического сопротивления трубы Вентури, а значит и достижения высокой эффективности очистки запыленного газа, необходимо увеличить угол закручивания газового потока путем увеличения угла наклона лопаток осевого лопаточного закручивателя к оси запыленного потока, т. е. чем меньше расход газа, тем больше угол закручивания потока запыленного газа. При увеличении расхода очищаемых газов для поддержания постоянным гидравлического сопротивления необходимо уменьшить угол закручивания газового потока путем уменьшения угла наклона лопаток осевого лопаточного закручивателя к оси запыленного потока, т. е. чем больше расход поступающего на очистку газа, тем меньше угол закручивания потока.

Поддержание высокой эффективности очистки запыленных газов отличается простотой и надежностью и достигаете без изменения геометрических размеров трубы Вентури. Орган, поддерживающий высокую эффективность очистки запыленного газа и обеспечивающий закрученность потока, находится в зоне малых скоростей движения газа, что уменьшает абразивный износ лопаток закручивателя. Энергию, затраченную на турбулизацию потока, в дальнейшем полезно использовать в диффузоре трубы Вентури и каплеуловителе для сепарации частиц воды. Устройство позволяет автоматизировать процесс очистки запыленных газов переменного расхода в широких пределах по параметру перепада давления.

Формула изобретения

Турбулентный промыватель запыленного газа, содержащий трубу Вентури, включающую конфузор, горловину, диффузор с входным патрубком запыленного газа, по оси трубы установлены лопаточный закручиватель и жидкостной ороситель, при этом в нижней части труба снабжена каплеуловителем с выходным патрубком очищаемого газа, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности пылеулавливания при очистке запыленных газов переменного расхода, закручиватель установлен в конфузоре, устройство снабжено отградуированным указателем расхода, соединенным с лопатками закручивателя, при этом патрубок вывода очищенного газа выполнен тангенциальным.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 645684, кл. В 01 D 47/00, 25.10.77.

2.Авторское свидетельство СССР № 410799, кл. В 01 D 47/10, 15.05.72. Запь(леннми Шлам Фиг.1 газ Ороииаюи ая жидкость

Фиг.2 Очищенный гад Запыленный

фцг.5 газ

В ид Б

Фи24