RU2411062C1

RU2411062C1 - Scrubber

Info

Publication number: RU2411062C1
Application number: RU2009148077/05A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2011-02-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to wet dust separation and may be used in chemical, textile, food and other industries for purification of gases. Scrubber comprises housing with conical and cylindrical parts and slime collector, dusty gas inlet and cleaned gas outlet branch pipes, sprayer made up of, at least, two external pipelines communicated with common fluid feed line, each being furnished with top and bottom nozzles lipped in the housing. Nozzles are made up of swirler-type atiomisers. Each atomiser consists of casing with inlet, a confuser, and throttle hole aligned therewith, and swirling chamber made up of cylindrical barrel with its axis perpendicular to said inlet and throttle holes axis. Inlet and throttle holes are arranged tangentially to swirling chamber. Nozzle insert is arranged aligned with swirling chamber to accommodate three calibrated holes made successively and aligned between themselves and with swirling chamber cylindrical surface: tapered, cylindrical and shaped. Nozzle insert cylindrical hole diametre equals that truncated cone top base and that of shaped hole cylindrical part.

EFFECT: higher efficiency and reliability.

3 dwg

Description

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.The invention relates to techniques for wet dust collection and can be used in chemical, textile, food, light and other industries for the purification of dusty gases.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является газопромыватель, известный из патента RU №2284848 (прототип), содержащий корпус, включающий коническую, цилиндрическую части и шламосборник, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного, оросительное устройство, включающее внешний трубопровод с врезанными в корпус нижним и верхним соплами.The closest technical solution to the claimed object is a gas scrubber, known from patent RU No. 2284848 (prototype), comprising a housing including a conical, cylindrical part and a sludge collector, a pipe for introducing dusty gas, a pipe for exiting cleaned, an irrigation device including an external pipeline with into the body of the lower and upper nozzles.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of the dust collection process.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания.The technical result is an increase in the efficiency and reliability of the dust collection process.

Это достигается тем, что в скруббере, содержащим корпус, включающий коническую, цилиндрическую части и шламосборник, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного, оросительное устройство, включающее внешний трубопровод с врезанными в корпус нижним и верхним соплами, оросительное устройство выполнено в виде, по крайней мере, двух, внешних трубопроводов, связанных с общим подводом жидкости, каждый из которых имеет врезанные в корпус нижние и верхние сопла, имеющие противоположное направление крутки распыленной жидкости из оросительного устройства, отношение диаметра аппарата D к диаметру входного патрубка D_o находится в оптимальном интервале величин: D/D_o=2,2…2,5, а отношение высоты аппарата Н к диаметру входного патрубка D_o находится в оптимальном интервале величин: Н/D_o=4,8÷5,7, причем каждое из сопел выполнено в виде центробежной форсунки, каждая из которых состоит из корпуса, который выполнен со впускным отверстием, выполненным в виде конфузора и соосного с ним дроссельного отверстия, а камера завихрения выполнена в виде цилиндрического стакана, впускное и дроссельное отверстия расположены перпендикулярно и тангенциально по отношению к камере завихрения, причем соосно камере завихрения расположен сопловый вкладыш, внутри которого выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения три калиброванных отверстия: коническое, цилиндрическое и фасонное в виде цилиндрической части с фаской округления на выходе, при этом диаметр цилиндрического отверстия соплового вкладыша равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия и диаметру цилиндрической части фасонного отверстия.This is achieved by the fact that in a scrubber containing a housing including a conical, cylindrical part and a sludge collector, a nozzle for introducing dusty gas, a nozzle for exiting the cleaned one, an irrigation device including an external pipeline with lower and upper nozzles embedded in the housing, the irrigation device is made in the form at least two external pipelines associated with a common fluid supply, each of which has lower and upper nozzles embedded in the housing, having the opposite direction of rotation of the sprayed liquid STI of the irrigation device, the ratio of the diameter D to the diameter of the device D _o of the inlet pipe is in the optimal range of values: D / D _o = 2.2 ... 2.5, and the ratio of the height H to diameter unit inlet D _o is in the optimal range of values : N / D _o = 4.8 ÷ 5.7, and each of the nozzles is made in the form of a centrifugal nozzle, each of which consists of a housing that is made with an inlet made in the form of a confuser and a throttle hole coaxial with it, and the camera swirls made in the form of a cylindrical glass, inlet The throttle and throttle openings are perpendicular and tangential to the swirl chamber, and a nozzle insert is located coaxially with the swirl chamber, inside which are three calibrated openings arranged consecutively and aligned with each other and the cylindrical surface of the swirl chamber: conical, cylindrical and shaped in the form of a cylindrical part with chamfer rounding at the exit, while the diameter of the cylindrical hole of the nozzle insert is equal to the diameter of the upper base of the truncated cone Cesky holes and the diameter of the cylindrical part of the shaped holes.

На фиг.1 изображен общий вид скруббера, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - схема форсунки.Figure 1 shows a General view of the scrubber, figure 2 is a top view, figure 3 is a nozzle diagram.

Скруббер содержит корпус, включающий коническую 1, цилиндрическую 2 части и шламосборник 3, патрубок 4 для ввода запыленного газа, патрубок 5 с камерой 6 для выхода очищенного газа со спиральным раскручивателем 7 потока. Оросительное устройство выполнено в виде, по крайней мере, двух внешних трубопроводов 11 и 12, связанных с общим подводом 13 жидкости, каждый из которых имеет врезанные в корпус 1 нижние 10 и верхние 8 и 9 сопла, имеющие противоположное направление крутки распыленной жидкости из оросительного устройства. Верхние сопла 8 и 9, а также нижние 10 (на трубопроводе 12 сопло не показано) оросительного устройства выполнены в виде полой, закрытой с одной стороны, цилиндрической камеры (не показано), имеющей тангенциальный продольный паз для выхода жидкости. В нижней части корпуса размещен шламосборник 14 с Г-образной пластиной 15.The scrubber contains a housing including a conical 1, a cylindrical 2 parts and a sludge collector 3, a pipe 4 for introducing dusty gas, a pipe 5 with a chamber 6 for exiting purified gas with a spiral flow straightener 7. The irrigation device is made in the form of at least two external pipelines 11 and 12 connected to a common fluid supply 13, each of which has lower 10 and upper 8 and 9 nozzles embedded in the housing 1, having the opposite direction of rotation of the sprayed liquid from the irrigation device . The upper nozzles 8 and 9, as well as the lower 10 (the nozzle is not shown on the pipe 12) of the irrigation device are made in the form of a hollow, closed on one side, cylindrical chamber (not shown) having a tangential longitudinal groove for fluid exit. In the lower part of the casing there is a sludge collector 14 with a L-shaped plate 15.

В качестве сопел 8, 9, 10 используются центробежные форсунки (фиг.3), каждая из которых состоит из корпуса 16 длиной L со впускным отверстием 19, выполненным в виде конфузора длиной L₁, соосного с ним дроссельного отверстия 18 диаметром d₁, камеры завихрения 17, выполненной в виде цилиндрического стакана. Впускное 19 и дроссельное 18 отверстия расположены перпендикулярно и тангенциально по отношению к камере завихрения 17. Соосно камере завихрения 17 расположен сопловый вкладыш 20 с внешним диаметром D₁, выполненный из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира. Внутри вкладыша выполнены последовательно расположенные и соосные друг другу и цилиндрической поверхности камеры завихрения 17 три калиброванных отверстия: коническое отверстие 21 с диаметром D нижнего основания усеченного конуса, цилиндрическое отверстие 22 и фасонное отверстие 23 в виде цилиндрической части с фаской округления на выходе. При этом диаметр d цилиндрического отверстия 22 соплового вкладыша 20 равен диаметру верхнего основания усеченного конуса конического отверстия 21 и диаметру цилиндрической части фасонного отверстия 23.As nozzles 8, 9, 10, centrifugal nozzles are used (FIG. 3), each of which consists of a housing 16 of length L with an inlet 19 made in the form of a confuser of length L ₁ , a throttle hole 18 with diameter d ₁ coaxial with it, and a chamber swirls 17, made in the form of a cylindrical glass. The inlet 19 and throttle 18 holes are perpendicular and tangential to the swirl chamber 17. Coaxial swirl chamber 17 is a nozzle insert 20 with an outer diameter D ₁ made of solid materials: tungsten carbide, ruby, sapphire. Three calibrated holes are made sequentially located and coaxial to each other and to the cylindrical surface of the turbulence chamber 17 inside the insert: a conical hole 21 with a diameter D of the lower base of the truncated cone, a cylindrical hole 22 and a shaped hole 23 in the form of a cylindrical part with a rounding chamfer at the outlet. The diameter d of the cylindrical hole 22 of the nozzle insert 20 is equal to the diameter of the upper base of the truncated cone of the conical hole 21 and the diameter of the cylindrical part of the shaped hole 23.

Для работы форсунки в оптимальном режиме предусмотрены следующие соотношения ее параметров: отношение диаметра d цилиндрического отверстия 22 соплового вкладыша 20 к диаметру d₁ дроссельного отверстия 18 корпуса 16 форсунки лежит в оптимальном интервале величин: d/d₁=1,4÷2,2; отношение внешнего диаметра D₁ соплового вкладыша 20 к диаметру D нижнего основания усеченного конуса конического отверстия 21 вкладыша 20 лежит в оптимальном интервале величин: D₁/D=1,2÷1,8; отношение длины L корпуса 16 форсунки к длине L₁ конфузора впускного отверстия 19 лежит в оптимальном интервале величин: L/L₁=2,0÷2,5; отношение диаметра аппарата D к диаметру входного патрубка D_o находится в оптимальном интервале величин: D/D_o=2,2÷2,5. Отношение высоты аппарата Н к диаметру входного патрубка D_o находится в оптимальном интервале величин: Н/D_o=4,8…5,7.For the operation of the nozzle in optimal mode, the following ratios of its parameters are provided: the ratio of the diameter d of the cylindrical hole 22 of the nozzle insert 20 to the diameter d _{1 of the} throttle hole 18 of the nozzle body 16 lies in the optimal range of values: d / d ₁ = 1.4 ÷ 2.2; the ratio of the outer diameter D _{1 of the} nozzle insert 20 to the diameter D of the lower base of the truncated cone of the conical hole 21 of the insert 20 lies in the optimal range of values: D ₁ / D = 1.2 ÷ 1.8; the ratio of the length L of the nozzle body 16 to the length L _{1 of the} inlet confuser 19 lies in the optimal range of values: L / L ₁ = 2.0 ÷ 2.5; the ratio of the diameter of the apparatus D to the diameter of the inlet pipe D _o is in the optimal range of values: D / D _o = 2.2 ÷ 2.5. The ratio of the height of the apparatus N to the diameter of the inlet pipe D _o is in the optimal range of values: N / D _o = 4.8 ... 5.7.

Скруббер работает следующим образом.Scrubber works as follows.

Запыленный газовый поток поступает в корпус 1 через тангенциальный ввод 4 запыленного газового потока и встречает на своем пути закрученный распыленный поток жидкости, имеющий направление крутки, как противоположное направлению крутки газового потока, так и попутное. В результате такого взаимодействия образуется газожидкостная взвесь, которая поступает через раскручиватель 7 в патрубок 6 и выбрасывается в атмосферу. Отвод шлама осуществляется через шламосборник 14.The dusty gas stream enters the housing 1 through the tangential inlet 4 of the dusty gas stream and encounters a swirling atomized liquid stream in its way, having a twist direction, both opposite to the direction of twist of the gas stream, and in passing. As a result of this interaction, a gas-liquid suspension is formed, which enters through the spinner 7 into the pipe 6 and is released into the atmosphere. Sludge is discharged through a sludge collector 14.

Широкофакельная центробежная форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.Wide-angle centrifugal nozzle for spraying liquids works as follows.

Жидкость подается по впускному отверстию 19, выполненному в виде конфузора длиной L₁, затем проходит через соосное с ним дроссельное отверстие 18 диаметром d₁ и поступает по тангенциальному вводу в камеру завихрения 17, выполненную в виде цилиндрического стакана. Вращающийся поток жидкости из камеры завихрения 17 проходит через калиброванное коническое отверстие 21 соплового вкладыша 20, цилиндрическое отверстие 22 и фасонное отверстие 23 вкладыша 20, в результате чего образуется факел распыленной жидкости, корневой угол которого определяется величиной радиуса фаски скругления на выходе фасонного отверстия 23. Конструкция широкофакельной форсунки с диаметром выходного отверстия 9 мм при рабочих давлениях жидкости 150…250 кПа обеспечивает угол раскрытия водяного факела до 140° и сохраняет устойчивость факела при давлении жидкости перед форсунками от 40 кПа и выше.The fluid is supplied through an inlet 19 made in the form of a confuser of length L ₁ , then passes through a throttling hole 18 coaxially with it with a diameter of d ₁ and enters through a tangential inlet into a swirl chamber 17 made in the form of a cylindrical glass. The rotating fluid flow from the swirl chamber 17 passes through a calibrated conical hole 21 of the nozzle insert 20, a cylindrical hole 22 and a shaped hole 23 of the insert 20, as a result of which a spray of liquid is formed, the root angle of which is determined by the radius of the chamfer at the outlet of the shaped hole 23. Design a wide-torch nozzle with an outlet diameter of 9 mm at a working fluid pressure of 150 ... 250 kPa provides an opening angle of the water plume up to 140 ° and maintains stability Akela fluid under pressure before nozzles 40 kPa and above.

Предлагаемый аппарат может быть применен для очистки от тонкой фракции пыли и увлажнения воздуха в вентиляционных установках и установках кондиционирования воздуха. Эффективность предлагаемой конструкции аппарата увеличивается за счет применения встречно-закрученных потоков жидкости и газа, и составляет в вышеуказанных процессах и при улавливании пылевых частиц размером больше 5 мкм порядка 95%…97%.The proposed device can be used for cleaning from a fine fraction of dust and humidification of air in ventilation units and air conditioning units. The effectiveness of the proposed design of the apparatus increases due to the use of counter-swirling flows of liquid and gas, and in the above processes and when collecting dust particles larger than 5 microns in size is about 95% ... 97%.

Claims

A scrubber comprising a housing including a conical, cylindrical part and a sludge collector, a nozzle for introducing dusty gas, a nozzle for exiting purified gas, an irrigation device including an external pipeline with lower and upper nozzles embedded in the housing, the irrigation device is made in the form of at least two external pipelines connected with a common fluid supply, each of which has lower and upper nozzles embedded in the housing, having the opposite direction of twisting of the sprayed liquid from the irrigation construction, the ratio of the diameter of the apparatus D to the diameter of the inlet pipe D ₀ is in the optimal range of values: D / D ₀ = 2.2 ÷ 2.5, and the ratio of the height of the apparatus N to the diameter of the inlet pipe D ₀ is in the optimal range of values: H / D ₀ = 4.8 ÷ 5.7, characterized in that each of the nozzles is made in the form of a centrifugal nozzle, each of which consists of a housing, which is made with an inlet made in the form of a confuser, and a throttle hole coaxial with it, and swirl chamber made in the form of a cylindrical glass, inlet and draw The openings are perpendicular and tangential to the swirl chamber, and a nozzle insert is located coaxially with the swirl chamber, inside which are three calibrated openings, conical, cylindrical and shaped in the form of a cylindrical part with a chamfer, round and arranged coaxially to each other and to the cylindrical surface of the swirl chamber. at the exit, while the diameter of the cylindrical hole of the nozzle insert is equal to the diameter of the upper base of the truncated cone of the conical holes and the diameter of the cylindrical part of the shaped holes.