способ очистки газа от примесей
Классы МПК: | B01D47/00 Отделение дисперсных частиц от газов, воздуха или паров с использованием жидкости в качестве отделяющего агента |
Автор(ы): | Аветьян Михаил Гарникович, Витушкин Вячеслав Валентинович, Воронов Игорь Дмитриевич, Стручков Эдуард Васильевич, Шмырков Олег Владимирович |
Патентообладатель(и): | Аветьян Михаил Гарникович, Витушкин Вячеслав Валентинович, Воронов Игорь Дмитриевич, Стручков Эдуард Васильевич, Шмырков Олег Владимирович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-11-05 публикация патента:
10.11.1995 |
Изобретение относится к технике мокрой очистки газов от взвешенных в них частиц, пыли, возгонов и других примесей, и может быть использовано для очистки запыленного воздуха и/или отходящих производственных газов в различных отраслях промышленности. Сущность изобретения: способ характеризутся подачей воды в зону контактирования ее с газом в виде пленки, взаимодействие пленки с газом осуществляют в резонансном режиме путем ограничения пленки по толщине в зоне контакта в соответствии с определенным условием. 1 ил. 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ ПРИМЕСЕЙ, включающий взаимодействие запыленного газа с очищающей жидкостью, подаваемой в виде пленки в зону контакта, отличающийся тем, что взаимодействие газа с пленкой жидкости осуществляют в резонансном режиме путем ограничения пленки по толщине в зоне контакта в соответственно с условиемгде Red критерий Рейнольдса по газу, устанавливаемый как
где vg скорость газа, см/с;
n кинематическая вязкость, см2/с;
D диаметр трубы в зоне контакта, см,
при этом расход Q жидкости устанавливают по уравнению
где 0,3 0,8 коэффициент расхода;
H напор жидкости, см;
g ускорение свободного падения, см/с2.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технике мокрой очистки газов от взвешенных в них частиц, пыли, возгонов и других примесей и может быть использовано для очистки запыленного воздуха и/или отходящих производственных газов в металлургической, химической, строительной, деревообрабатывающей и других отраслях промышленности. Известен способ очистки газов, в котором по направлению потока загрязненного газа распыляют очищающую жидкость, которую затем отделяют от газа путем изменений направления движения потока газа [1]Указанный способ не обеспечивает высокой степени очистки из-за неполного контакта газа с жидкостью и малых величин внешних сил, воздействующих на поток газа, и, следовательно, на отделяемые частицы, особенно в диапазоне размеров 0,1-10 мкм. Наиболее близким аналогом (прототипом) к изобретению является способ очистки газа от примесей, включающий взаимодействие запыленного газа с очищающей жидкостью, подаваемой в виде пленки в зону контакта [2]
Недостатком способа является невозможность отделения частиц размером менее 10 мкм. Технический результат изобретения повышение эффективности процесса, особенно в области улавливания мелкодисперсной фракции с размером частиц 0,1-10 мкм. Указанный технический результат достигается тем, что жидкость подают в зону контакта с газом в виде пленки, взаимодействие которой в зоне контакта с газом осуществляют в резонансном режиме взаимодействия газа с жидкостью, путем ограничения пленки по толщине в зоне контакта в соответствии с условием
0,05 > >210 где ReD критерий Рейнольдса по газу; ReD=
Vг скорость газа, см/с;
кинематическая вязкость, см2/с;
D диаметр трубы в зоне контакта, см;
толщина пленки, см, а расход жидкости вычисляют по уравнению
Q D где коэффициент расхода, равный 0,3-0,8 для переливных систем;
Н напор жидкости, см;
g ускорение свободного падения, см/с2. Высокая эффективность работы изобретения достигается путем реализации специального сочетания геометрических параметров, скорости и режима течения газа, его закрутки, режима, течения жидкости в пленке и ее взаимодействия с газом. Реализуется близкий к резонансному режим взаимодействия колебаний в жидкости и в газе, что приводит к особому, квазиструйному разрушению жидкой пленки. Квазиструйка, возникающая при разрушении гребня волны, содержит ядро, состоящее из крупных капель 0,1 мм, окруженное областью из мелких капель, нитей с размером от 0,1 до 100 мкм. Такой режим взаимодействия реализуется в изобретении путем обеспечения: равенства длин волн (частот, волновых чисел) колебаний в жидкости и в газе
ж= г, fж fг такого капиллярного режима течения жидкости, при котором высота волны hв . В этом случае разрушение гребня носит "взрывной" характер, так как характерный размер струйки не может превышать толщины пленки . Приравнивая энергию волны
Eb 1/8 жghb2ж работе сил поверхностного натяжения
Eo= получим следующее выражение hв, соответствующее образованию квазиструйки:
hв=
Толщина пленки с одной стороны должна удовлетворять условию мелкой воды << ж, а с другой стороны условию образования квазиструйки: << hв, т. е. hв >> << ж. Для воды: 70 1 г/см3, g 980 см/с2
Спектр турбулентных пульсаций при течении в трубах определяется соотношением
310-2ReD> г> 410 где: с левой стороны характерный размер больших вихрей;
с правой стороны размер наименьших вихрей. Разрушение пленки жидкости в резонансном режиме осуществляют "мелкие вихри". Для условий течения в изобретении характерная величина г составляет
ReD= ReD= 50000
1,510-1
г0,8 см. Таким образом, толщина пленки в устройстве должна удовлетворять следующему условию с учетом резонанса
0,05 > >210 где Re
V скорость воздуха в см/с;
кинематическая вязкость см2/с. Расход жидкости в системе определяется по формуле
Q D где Н напор, см;
коэффициент расхода. Для переливных систем 0,3-0,8. D диаметр трубы в зоне контакта, см. На чертеже изображен аппарат для реализации способа, общий вид. Устройство для реализации способа содержит цилиндрический корпус 1, в котором последовательно снизу вверх установлены завихритель 2 газового потока 3, диафрагма 4 с центральным отверстием 5, обеспечивающим турбулентный режим течения газа в зоне 6 очистки с широким спектром частот колебаний fг. В верхней части аппарата установлен инжектор 7 воды, обеспечивающий подачу жидкости 8 в виде пленки в зону 6 очистки, удовлетворяющей приведенному выше соотношению. В таблице приведены данные, характеризующие эффективность очистки газа. Измерения производились пылемером ИЗВ-3М в диапазоне размера частиц 0,1-10 мкм. Сажа по гранулометрическому составу содержала частицы размером до 10 мкм около 95%
Класс B01D47/00 Отделение дисперсных частиц от газов, воздуха или паров с использованием жидкости в качестве отделяющего агента