пенный газопромыватель

Формула изобретения

1. Пенный газопромыватель, содержащий корпус, тангенциальный патрубок для подачи загрязненного воздуха и вертикальную цилиндрическую контактно-выхлопную трубу, установленную соосно с корпусом, нижний конец которой помещен внутри корпуса и снабжен лопаточным закручивателем, связанным с нижней частью корпуса, отличающийся тем, что лопаточный закручиватель выполнен, по меньшей мере, с тремя лопатками, расположенными в нижней части корпуса, причем лопатки закручивателя выполнены в форме трапеции, большее основание которой закреплено по образующей цилиндрической поверхности корпуса, и равномерно расположены по поперечному сечению последнего так, что разделяют на равные части кольцевое пространство между корпусом и контактно-выхлопной трубой, при этом плоскость каждой лопатки выполнена изогнутой по спирали Архимеда, выступающей за окружность контактно-выхлопной трубы на величину, не превышающую 10% от ее диаметра, причем траектория спирали Архимеда берет свое начало из точки пересечения оси контактно-выхлопной трубы с плоскостью, проходящей через ее срез, обращенный к лопаткам, перпендикулярно ее оси, смежные лопатки расположены так, что образуют русла, сужающиеся к центру аппарата, а в верхней части контактно-выхлопной трубы расположен корпус влагоотделителя с тарельчатым сепаратором, состоящим, по меньшей мере, из двух тарелок, закрепленных на, по меньшей мере, трех упругих пластинах к корпусу влагоотделителя, причем ближайшая к контактно-выхлопной трубе тарелка выполнена с днищем, имеющим коническую поверхность с вершиной конуса, направленного в сторону выхлопного патрубка, а на нижней тарелке установлен вибратор, который автоматически включается при запенивании или засорении влагоотделителя, а соосно с контактно-выхлопной трубой закреплен патрубок для выхода очищенного воздуха, причем в нижней части аппарата, заполненной жидкостью, установлены регулятор уровня рабочей жидкости и водомерная трубка с контрольными рисками.

2. Пенный газопромыватель по п.1, отличающийся тем, что регулятор уровня рабочей жидкости выполнен поплавкового типа и состоит из цилиндрического корпуса с крышкой и патрубками для подключения к корпусу аппарата и штуцером для ввода рабочей жидкости, соединенным с краном, а в корпусе размещен поплавок с соосно закрепленным на нем конусом, перекрывающим при избытке жидкости в нижней части корпуса калиброванную втулку, ввернутую в резьбовую втулку, закрепленную в крышке, с возможностью регулировки ее выступающей части над поплавком.

3. Пенный газопромыватель по п.1, отличающийся тем, что оптимальный режим работы инжекционно-пенного аппарата осуществляется при следующих соотношениях параметров: отношение диаметра d₂ влагоотделителя к его высоте h₂ лежит в оптимальном интервале величин: d₂/h₂=1,28...1,34; отношение диаметра d_тр контактно-выхлопной трубы к ее высоте h_тр лежит в оптимальном интервале величин: d_тр/h _тр=0,32...0,44; отношение диаметра d₄ корпуса аппарата к высоте h₄ закручивателя лежит в оптимальном интервале величин: d₄ /h₄=3,0...3,1; отношение высоты h _тр контактно-выхлопной трубы к высоте h ₄ закручивателя лежит в оптимальном интервале величин: h_тр/h₄=4,5...6,2; отношение диаметра d выхлопного патрубка к его высоте h лежит в оптимальном интервале величин: d/h=3,6...6,3; отношение диаметра d₁ нижней тарелки тарельчатого сепаратора влагоотделителя к диаметру d₃ верхней тарелки лежит в оптимальном интервале величин: d₁ /d₃=1,36...1,44; отношение диаметра d ₂ влагоотделителя к диаметру d₁ нижней тарелки тарельчатого сепаратора лежит в оптимальном интервале величин: d₂/d₁=1,2...1,3.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки загрязненных газов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является пенный аппарат для обработки газа по а.с. СССР №912228, В01D 47/02, 1980 г., содержащий корпус, тангенциальный патрубок для подачи загрязненного воздуха и вертикальную цилиндрическую контактно-выхлопную трубу, установленную соосно с корпусом, нижний конец которой помещен внутри корпуса и снабжен лопаточным закручивателем, связанным с нижней частью корпуса (прототип).

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылегазоулавливания за счет недостаточно эффективной крутки лопаточным завихрителем.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылегазоулавливания.

Это достигается тем, что в пенном газопромывателе, содержащим корпус, тангенциальный патрубок для подачи загрязненного воздуха и вертикальную цилиндрическую контактно-выхлопную трубу, установленную соосно с корпусом, нижний конец которой помещен внутри корпуса и снабжен лопаточным закручивателем, связанным с нижней частью корпуса, лопаточный закручиватель выполнен, по меньшей мере, с тремя лопатками, расположенными в нижней части корпуса, причем лопатки закручивателя выполнены в форме трапеции, большее основание которой закреплено по образующей цилиндрической поверхности корпуса, и равномерно расположены по поперечному сечению последнего так, что разделяют на равные части кольцевое пространство между корпусом и контактно-выхлопной трубой, при этом плоскость каждой лопатки выполнена изогнутой по спирали Архимеда, выступающей за окружность контактно-выхлопной трубы на величину, не превышающую 10% от ее диаметра, причем траектория спирали Архимеда берет свое начало из точки пересечения оси контактно-выхлопной трубы с плоскостью, проходящей через ее срез, обращенный к лопаткам, перпендикулярно ее оси, смежные лопатки расположены так, что образуют русла, сужающиеся к центру аппарата, а в верхней части контактно-выхлопной трубы расположен корпус влагоотделителя с тарельчатым сепаратором, состоящим, по меньшей мере, из двух тарелок, закрепленных на, по меньшей мере, трех упругих пластинах к корпусу влагоотделителя, причем ближайшая к контактно-выхлопной трубе тарелка выполнена с днищем, имеющим коническую поверхность с вершиной конуса, направленного в сторону выхлопного патрубка, а на нижней тарелке установлен вибратор, который автоматически включается при запенивании или засорении влагоотделителя, а соосно контактно-выхлопной трубе закреплен патрубок для выхода очищенного воздуха, причем в нижней части аппарата, заполненной жидкостью, установлены регулятор уровня рабочей жидкости и водомерная трубка с контрольными рисками.

На фиг.1 изображен общий вид пенного газопромывателя, на фиг.2 - схема регулятора уровня рабочей жидкости.

Пенный газопромыватель состоит из корпуса 1 (фиг.1), тангенциального патрубка 3 для подачи загрязненного воздуха, штуцеров 6, 5 и 13 соответственно для ввода и вывода рабочей жидкости, вертикальной цилиндрической контактно-выхлопной трубы 10, установленной соосно с корпусом 1. Нижний конец контактно-выхлопной трубы 10 помещен внутри корпуса аппарата и снабжен лопаточным закручивателем с, по меньшей мере, тремя лопатками 4, расположенными в нижней части корпуса 1, заканчивающегося конической частью 11, заполненной жидкостью.

Лопатки 4 закручивателя выполнены в форме трапеции, большее основание которой закреплено по образующей цилиндрической поверхности корпуса 1, и равномерно расположены по поперечному сечению последнего так, что разделяют на равные части кольцевое пространство между корпусом 1 и контактно-выхлопной трубой 10.

При этом плоскость каждой лопатки 4 выполнена изогнутой по спирали Архимеда, выступающей за окружность контактно-выхлопной трубы 10 на величину, не превышающую 10% от ее диаметра. При этом траектория спирали Архимеда берет свое начало из точки пересечения оси контактно-выхлопной трубы 10 с плоскостью, проходящей через ее срез, обращенный к лопаткам 4, перпендикулярно ее оси.

Смежные лопатки 4 расположены так, что образуют русла (не показано), сужающиеся к центру аппарата. В верхней части контактно-выхлопной трубы 10 расположен корпус влагоотделителя 2 с тарельчатым сепаратором, состоящим, по меньшей мере, из двух тарелок 12 и 14, закрепленных на, по меньшей мере, трех упругих пластинах 8 к корпусу влагоотделителя 2, которые способствуют за счет небольших колебаний тарелок более интенсивному сливу с них жидкости, тем самым повышая эффективность влагоотделения. Ближайшая к контактно-выхлопной трубе 10 тарелка 14 выполнена с днищем, имеющим коническую поверхность с вершиной конуса, направленного в сторону выхлопного патрубка 7, что способствует более интенсивному влагоулавливанию. Для повышения эффективности влагоулавливания на нижней тарелке 14 может быть установлен вибратор (не показано), который автоматически включается при запенивании и засорении влагоотделителя 2.

На корпусе влагоотделителя 2, соосно контактно-выхлопной трубе 10 закреплен патрубок 7 для выхода очищенного воздуха.

В аппарате используется регулятор уровня 15 рабочей жидкости поплавкового типа (фиг.2), состоящий из цилиндрического корпуса 16 с крышкой 24 и патрубками 17 и 18 для подключения к корпусу аппарата 1 и штуцером 6 для ввода рабочей жидкости, соединенным с краном 19. В корпусе 16 размещен поплавок 20 с соосно закрепленном на нем конусом 21, перекрывающим при избытке жидкости в нижней части корпуса 1 калиброванную втулку 22, ввернутую в резьбовую втулку 23, закрепленную в крышке 24, с возможностью регулировки ее выступающей части над поплавком 20.

Для контроля уровня рабочей жидкости в нижней части корпуса 1 аппарата устанавливается водомерная трубка 9 с контрольными рисками, указывающими допустимые максимальный и минимальный уровни жидкости, а также уровень наиболее эффективной работы аппарата.

Пенный газопромыватель работает следующим образом.

Подлежащий очистке воздух поступает через входной тангенциальный патрубок 3 в корпус 1, нижняя часть 11 которого заполнена жидкостью. В кольцевом пространстве, образованном стенкой корпуса 1 и нижней частью трубы 10, воздушный поток получает начальный вращательный импульс. Опускаясь по спирали к поверхности и достигая лопаток 4, воздух отклоняется ими от внутренней поверхности корпуса. Последовательно перетекая через лопатки вследствие центронаправленного уменьшения их высоты, поток воздуха смещается к контактно-выхлопной трубе 10 и одновременно разделяется лопатками 4 на равновеликие объемы. Отделяемые объемы воздуха, проходя по руслам между лопатками 4 закручивателя, частично погруженного в рабочую жидкость, дополнительно ускоряются и, приобретая интенсивное вращательное движение, в виде нескольких взаимодействующих потоков поступают в контактно-выхлопную трубу 10. При этом направление входа воздушных потоков благодаря принятому расположению и частичному заглублению лопаток 4 внутрь торца трубы пересекает траектории вращательного движения газожидкостного слоя внутри трубы. В результате происходит завихрение и отрыв его пристенного слоя от внутренней поверхности трубы. Это интенсифицирует перемешивание воздуха и жидкости, а также препятствует переходу к раздельному с воздухом кольцевому движению жидкости внутри трубы, при котором резко сокращается площадь поверхности контакта и снижается эффективность процесса очистки.

Под воздействием закрученных масс воздуха, перемешивающихся над поверхностью жидкости, последняя также приобретает вращательное движение и лопатками закручивателя направляется к центру аппарата, где восполняет объем воздуха, отводимый под действие центробежных сил и сил Кориолиса. При таком перемешивании исключается воронкообразование и тем самым достигается выравнивание уровня жидкости в корпусе аппарата и возрастает турбулентность ее поверхности, что облегчает условия отрыва и инжекции жидкости потоками обрабатываемого воздуха, и повышается энергетическая эффективность аппарата. Прошедший обработку воздух движется вверх по контактно-выхлопной трубе 10 и поступает во влагоотделитель 2, где освобождается от капельной влаги, выносимой воздухом из зоны контакта. По мере работы аппарата в корпус его подается рабочая жидкость через штуцер 6 регулятора уровня и удаляется отработанная через штуцер 5 и 13.

В аппарате используется регулятор уровня 15 рабочей жидкости поплавкового типа, а для контроля уровня рабочей жидкости в нижней части корпуса аппарата устанавливается водомерная трубка 9 с контрольными рисками, указывающими допустимые максимальный и минимальный уровни жидкости, а также уровень наиболее эффективной работы аппарата.

Эффективность улавливания, например дизельной сажи, аппаратом достигает порядка 98%.

Оптимальный режим работы аппарата производительностью от 2500 м³/ч до 9000 м³ /ч осуществляется при следующих соотношениях параметров:

отношение диаметра d₂ влагоотделителя к его высоте h₂ лежит в оптимальном интервале величин: d₂/h₂ 1,28...1,34;

отношение диаметра d_тр контактно-выхлопной трубы к ее высоте h_тр лежит в оптимальном интервале величин: d_тр/h _тр 0,32...0,44;

отношение диаметра d ₄ корпуса аппарата к высоте h₄ закручивателя лежит в оптимальном интервале величин: d₄ /h₄ 3,0...3,1;

отношение высоты h _тр контактно-выхлопной трубы к высоте h ₄ закручивателя лежит в оптимальном интервале величин: h_тр/h₄ 4,5...6,2;

отношение диаметра d выхлопного патрубка к его высоте h лежит в оптимальном интервале величин: d/h 3,6...6,3;

отношение диаметра d₁ нижней тарелки тарельчатого сепаратора влагоотделителя к диаметру d₃ верхней тарелки лежит в оптимальном интервале величин: d ₁/d₃ 1,36...1,44;

отношение диаметра d₂ влагоотделителя к диаметру d₁ нижней тарелки тарельчатого сепаратора лежит в оптимальном интервале величин: d₂ /d₁=1,2...1,3.