Устройство для разбрызгивания жидкости в механических скрубберных аппаратах

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗБРЫЗГИВАНИЯ ЖИДКОСТИ В МЕХАНИЧЕСКИХ СКРУББЕР НЫХ АППАРАТАХ, содержАцее приводной вал и установленные на нем ковше образные разбрызгиватели с открытой по на1}равлению вращения стороной, сегментным дном с поперечными отверстиями и соединенными с ним плоскими боковыми стенками, отличающее с я тем, что, с целью повышения производительности устройства и уменьшения удельных энергозатрат, каждый ковшеобразный разбрызгиватель выполнен с камерой завихрений жидкости на противоположной открытой стороне конце, образующейпродолжение дна. 5 Фи9.1

СВОЗ СОВЙТСНИХ

00UWI

РЕСПУБЛИК (1% (11) gag В 05 В 3/12

/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

Н *B TOP CKGIUIV С INlgTKllbQTE Y

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3626393/23-05 (22) 21,07.83 (46) 15.10.84. Бюл. Ф 38 (72) А.А.Лавриненко, ВiT.Яворский и А..Ф.Гресько. (53) 66.069.83(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1 96710, кл. В 05 В. 1/04, 1949.

-" 2. Авторское свидетельство СССР

В 835504, кл. В 05 В 3/12, .1979 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗБРЫЗГИВАНИЯ ЖИДКОСТИ В МЕХАНИЧЕСКИХ СКРУББЕРНЫХ АППАРАТАХ, содержащее привод-. ной вал и установленные на нем ковшеобразные разбрызгиватели с откры-: той по направлению вращения стороной, сегментным дном с поперечными отверстиями и соединенными с ннм плоскими боковыми стенками, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с .целью повышения производительности устройства и уменьшения удельных энергозатрат, каждый ковшеобразный равбрызгиватель выпол- нен с камерой завихрении жидкости на противоположной открытой стороне: конце, образующей продолжение дна. у 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что радиус образующей дна в зоне расположения поперечных отверстий равен 0,8-1,0 радиуса дна в зоне расположения открытой стороны дна, а радиус кривизны стенки камеры завихрения составляет 0,25-0,45 радиуса сегмента для разбрызгивателя.

1118421

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что поперечные отверстия расположены под углом 35-55 к образующей дна.

4. устройство по пп. 1-3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что кромка дна заточена снаружи под углом 5 — )5

Изобретение относится к конструкциям механических разбрызгивающих устройств скрубберных аппаратов и может быть использовано в химической промышленности, а также в других смежных отраслях промышленности, Известно механическое разбрызгивающее устройство скрубберных аппаратов, выполненное из двух изогнутых .полукольцами полых трубок, закреплен- ц> ных на валу острыми концами навстречу вращению и имеющих продольные щели на выпуклой стороне j1) . т

Это устройство обеспечивает разI брызгивание жидкости в форме плоского. факела, но при этом не достигается равномерная плотность распыления по всему сечению аппарата, При захвате жидкости в канал разбрызгивателя происходит лобовой удар разбрызгивателя о поверхность жидкости, что влечет за собой ненаправленное разбрызгивание значительного количества жидкости, а также повышенный удельный расход энергии.

Наиболее близким к изобретению является устройство для разбрызгивания жидкости в механических скрубберных аппаратах, содержащее приводной вал и установленные, на нем ковшеобразные разбрыэгиватели с открытой по направлению вращения стороной, сегментным дном с поперечными отверстиями и соединенными с ним плоскими боковыми элементами f?j .

Однако B ковшеобразных разбрызгивателях, радиус кривизны которых значительно меньше радиуса окружности, описываемой свободным концом разбрызгивателя, возникают значительные центробежные силы, прижимающие

2 жидкость к стенке разбрызгивающего элемента, а наличие поперечных отверстий значительной ширины, особенно на входе, турбулизует поток, создает дополнительное сопротивление жидкости на входе, препятствует заполнению ковшеобразного разбрызгивателя жидкостью и уменьшает производительность разбрызгивателя, а также не позволяет получить равномерной капельной завесы по всему объему аппарата. При этом полностью не устраняется лобовой удар, и значительная часть жидкости разбрызгивается в стороны, что способствует продольному перемещению жидкости в .аппарате и влечет за собой снижение эффектив- ности его работы и перерасходе энер- . гии.

Целью изобретения является повышение производительности устройства при уменьшении энергозатрат.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для разбрызгивания жидкости в механических скрубберных аппаратах, содержащем приводной вал . и установленные на нем ковшеобразные разбрызгиватели с открытой по направлению вращения стороной, сегментным дном с поперечными отверстиями и соединенными с ним плоскими боковыми стенками, каждый ковшеобразный разбрызгиватель выполнен с камерой завихрения жидкости на противоположном открытой стороне конце, образующей продолжение дна.

При этом радиус образующей дна в зоне расположения поперечных отверстий равен 0,8-1 радиуса дна в зоне расположения открытой стороны дна, а радиус стенки камеры завихt

Э .1118421 4 рения составит 0,25-0,45 радиуса камерой завихрения сегмента дна разбрызгивателя. противоположном отк

Поперечные отверстия расположены конце, образующей п под углом 35-55 к образующей дна. о

Радиус r1 образующе

Кромка дна заточена снаружи под расположения попере углом,5-15 о равен 0,8-1,0 радиу

Снабжение ковшеобразного разбрыз- сегментного располо гивателя камерой для завихрения стороны, а радиус r жидкости обеспечивает плавную пере- камеры завихрения 6 дачу кинетической энергии жидкости в 10 -0,45 радиуса сегме заданный промежуток времени, соот- брызгивателя 2. Поп ветствующий повороту разбрызгивателя 4 расположены под у приблизительно на 90, после чего зующей сегмента дна о возникает обратное движение из каме- мента дна 3 заточен ры завихрения к свободному концу. 15 углом 5-15 . Каждый

Это позволяет избежать гидроударов закреплен на привод и преждевременного вытекания жидкости той 8, через продольные отверстия. Устройство работ

Выполнение отверстий на дне ковша образом., о под углом 35-55 позволяет предотвра"2p Захваченная конц тить преждевременное вытекание части разбрыэгивателя 2 ж жидкости. из ковшеобраэного элемента в вием сил инерции поп процессе ее захвата. завихрения 6, где со

Выбор радиуса образующей дна в ческая энергия, дост зоне расположения поперечных отвер- .25 никновения обратного стий, равном 0,8-1 радиуса дна в кости из камеры зав зоне сегмента расположения открытой бодному концу. стороны, позволяет уменьшить влияние Жидкость под дейс нормальной составляющей от центробеж- ных сил и скоростног ной силы при захвате жидкости и обес-ЗО гивается через попер печивает захват максимального ее ко- преимущественно ввер личества за одно погружение. Выбор кромки 7 разбрыэгива радиуса кривизны стенки камеры за- радиус г образующей о разующе вихрения в пределах 0,25-0,45 ради- расположения попереч уса сегмента дна разбрызгивателя > равной (О 8-1) К рад

Э обусловлен необходимостью создания зоне сегмента распол центробежной силы и возникновения стороны, позволяют с обратного движения жидкости от каме- ент сопротивления дл ры завихрения к свободномУ концу входе к минимуму, сл в заданный промежуток времени, соот- 40 этом захватывается и ветствующий повороту разбрызгивателя чество жидкости при приблизительно на 90

На фиг. 1 показано устройство для разбрызгивания жидкости в механиче-. ских скрубберных аппаратах, общий вид; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1.

° Устройство для разбрызгивания жидкости в механических скрубберных 50 аппаратах содержит приводной вал 1 и установленные на нем ковшеобраэные разбрызгиватели 2 с открытой по направлению вращения стороной, сегментным дном 3 с поперечными отвертиями у

4 и соединенными с ним плоскими боковыми стенками 5. Каждый ковшеобразный разбрмзгиватель 2 выполнен с

6 жидкости на рытой стороне родолжение дна 3, и дна 3 в зоне чных отверстий 4

ca R дна 3 в зоне жения открытой

О, кривизны стенки составляет 0,25нта дна 3 разеречные отверстия глом 35-55 к обрао

3. Кромка 7 сега снаружи под разбрызгиватель 2 ном валу 1 муфает следующим ом кромкой 7 идкость под дейстадает в камеру общается кинети" аточная для воздвижения жидихрения .6 к свотвием центробеж6 напора раэбрызечйые отверстия 4 х. Наличие острой теля 2, а также дна 3 в зоне ных отверстий 4, иуса дна 3 в ожения открытой вести коэффиция жидкости на едовательно, при аибольшее. колизаданной глубине погружения раэбрызгивателя 2.

Пример 1. Для определения угла наклона полеречных отверстий провели серию опытов по разбрызгиванию воды разбрызгивателями диаметром

0,42 м, шириной 0,04 м с радиусом образующей дна в зоне расположения поперечных отверстий r4 R, с радиусом кривизны стенки камеры завихрения r 0,35 R при глубине погружения Н = 0,05 M.и скорости вращения

700 об/мин.

Результаты сведены в табл. 1.

Снижение производительности при уменьшении угла поперечных отверстий обусловлено тем, что при этом также уменьшается площадь отверстий на еди1118421

Таблица 1

Угол наклона отверстий, град.

90

55 65

25 35

Производительность, M3 /tg

19,4 26,7 28,7 27,3 24,3 20,1 18,3 лицу длины разбрызгивателя, в результате чего жидкость не успевает разбрызгиваться через отверстие. При увеличении же угла наклона поперечных отверстий до 90 сильно возрастает о вихреобразование на образующей стенке при захвате жидкости, и в разбрызгиватель заходит только часть жидкости.

Таким образом, оптимальный угол нак лона поперечных отверстий находится в пределах 35-55 о

П о и м е р" 2. Пля опоепеления оптимального соотношения поовели серию опытов на вазбоызгивателях ковшеобоаэного-типа без камеры завихрения с заостренным навстоечч воашению концом и закрытым противоположным концом раэбрыэгивателя с поперечными наклонными отверстиями на сегментном дне ковша. Диаметр разбрызгивания 0,42 м, 20 ширина 0,04 м, длина сегмента дна

0,3 м, ширина раэбрызгивающих отверстий 1,5 мм, угол наклона отверстий к образующей дна 45, шаг отверстий

8 мм. Скорость вращения раэбрыэгивателя 700 об/мин, глубина погружения

0,05 м.

Результаты сведены в табл. 2.

Оптимальным соотношением г„ /R является 0,8-1,0.

Пример 3. Для выбора оптимальных размеров камеры завихрения и ее радиуса r провели серию опытов на раэбрызгивателях ковшеобразного типа с камерой завихрения и наклон- 35 ными поперечными отверстиями. Диаметр разбрызгивателя 0,42 м, ширина

0,04 м, ширина разбрыэгивающих от- верстий 1,5 мм, шаг 8 мм, r = R, скорость вращения 700 об/мин, глубина 40 погружения разбрызгивателя 0,05 м, длина зоны захвата разбрызгивания

0,3 м.

Результаты сведены в табл. 3.

При данной глубине погружения 45 оптимальным является только соотношение r< = 0,35 R,òàê как при r2

0,25 R основная часть жидкости распыляется в первой половине оборота сразу же после захвата, а при г = 0,45 R жидкость разбрызгивалась" преимущественно во второй половине оборота. При г = 0 35 R жидкость раэбрызгивалась приблизительно вверх с незначительным смещением веера распыла во вторую половину.

Исходя иэ этого, принимаем оптимальным соотношение объема камеры завихрения к объему захваченной жидкости в пределах 1,2-1,8, а оптимальную величину радиуса кривизны стенки камеры завихрения в пределах 0,250,45 R в зависимости от глубины погружения разбрызгивателя в жидкость.

Пример 4. Производили сравнительные испытания по очистке серы от легких органических примесей на скрубберной камере объемом.8,6 мз базовой конструкции диаметром

600 мм, шириной 400 мм и предлагаемой конструкции такого же диаметра с

300 мм, 1 = 80 мм с наклонными, г под углом 45 разбрызгивающими поперечными отверстиями шириной 2 мм, расположенными с такой густотой, что их суммарная площадь составляет ЗОЖ пло щади образующей сегмента дна в зоне захвата и распыления. Окружная скорость вращения разбрызгивателей составляет 15 м/с..

Достигнутые технологйческие параметры представлены в табл. 4.

Применение устройства для разбрызгивания жидкости в механических скрубберных аппаратах повышает удельную производительность и эффективность массообмена при высоких экономических показателях, так как увеличивается дисперсность капель, уменьшается разброс скоростей по величине и направлению полета капель в газе, увеличивается плотность капельной завесы и производительность по разбрызги- . ваемой жидкости при линейных удельных расходах электроэнергии.

1118421

0,438

1,0

0,8

0,667

0 5 г(/К

Производителью ность, и /ч

20,1

21,8

13,3

18,2

Та блица 3

0,35

0,1

0,45

0,25 г /К

1,8

0,93

0,15

23,9

28,8

23,0

Базовая конструкция

Показатели

Предлагаемая конструкция

38

О, 39.

0,39

0,09

0,09

0,95

0,65

Соотношение объема камеры к объему захваченной жидкости

Производительность, M3 / 21,8

Производительность по сере, т/ч

Содержание углерода в исходной сере, Ж

Содержание углерода в сере, 7

Удельные затраты электроэнергии,,кВт/т

Таблица 2,Таблица 4

) 118421

Рид4

Составитель Н. Румянцев

Редактор А. Гулько Техред М.Тепер Корректор О. Билак

Заказ 7324/7 Тирам 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4