Устройство для очистки и охлаждения газов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1243782 (5!) 4 В О! 0 47/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3759669/23-26. (22) 07.06.84 (46) 15, 07. 86. Бюл. Ф 2 6. (7!) Запорожский индустриальный институт (72) !О.П, Павленко, Л,И, Полякова,.

И.Г. Резниченка, С.Б. Старк и О;Ф. Гуменюк (53) 66 074.! (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 703126,.кл. В 01 D 51/00, 1978 .

Патент США Ф 36!3333, кл. В 01 D 47/!О, 1971, .(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ И

ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗОВ, включающее цилинд-. рический корпус, входной и выходной патрубки для газа, распылители орошающей жидкости в виде сопл Лаваля, трубопровод подвода жидкости, выполненный с теплообменником, размещенным во входном патрубке, о т л ичающее с я тем, что, сцелью .-повышения надежности работы, снижения энергозатрат и интенсификации процесса охлаждения, сопла Лава. ля размещены в верхней части корпуса, направлены навстречу газовому потоку и выполнены с углом раскрытия диффуо зора 4 — 5 и длиной его, определяе-, мой соотношением площадей сечения выходного отверстия диффузора и горло- вины, равным 3 — 4, при этом устройство снабжено закручивающим приспособлением, соответствующим углу раскрытия факела жидкости на !-2 меньшему,, чем угол раскрытия диффузора сопла Лаваля, размещенным перед конфузором сопла Лаваля, и рассекателем парожидкостного потока, прикрепленным к выходному отверстию диффуэора сопла и выполненным из пластин, пересекающихся на его оси.

1 124

Изобретение относится к очистке пылесодержащих газов, в частности к устройствам увлажнения и охлаждениФ газов, укрупнения частиц пыли перед . аппаратами сухой очистки, на.пример перед сухими электрофильтрами, используемыми для очистки газов мартеновских печей.

Целью изобретения является повышение надежности работы, снижение энергозатрат на диспергирование и интенсификация процесса испаритель,ного охлаждейия, На фиг.1 изображено устройство для подготовки газов к очистке, общий вид; на фиг.2 — сопло Лаваля, Устройство содержит входной патрубок 1 подачи газа со встроенным теплообменником 2, через который подается орошающая жидкость на сопла

Лаваля 3, установленные в верхней цилиндрической части корпуса 4 и направленные навстречу газовому потоку, Перед конфузором 5 сопел Лаваля 3 имеется закручивающее приспособление

6, а к выходному отверстию диффузо- ра 7 сопел Лаваля 3 прикреплен рассекатель парожидкостного потока 8, выполненный из пластин 9, направленных вдоль сопла и пересекающихся на

его оси, Устройство содержит выходной патрубок 10.

Устройство работает следующим образом °

Горячие дымовые газы, имеющие температуру 300 — 350 С и скорость 1015 м/с, поступают во входной патрубок 1. Химочищенная орошающая жидкость с температурой 20 " 30"С по трубопроводу 11 подается в теплооб-, менник 2, встроенный во входном патрубке 1, подогревается до 200 С и направляется на сопла Лаваля 3, установленные в верхней части цилиндрического корпуса 4 и направленные навстречу газовому потоку.

Направление сопла Лаваля 3 навстречу газовому потоку повьппает интенсивность тепломассообмена между жидкой и газообразной фазами и увеличивает путь релаксации капель, т.е. время контакта . их с газовым потоком, Угол раскрытия диффузора 7 сопла .

Лаваля 3 должен находиться в пределах 4 — 5 ° При угле меньше 4 часть, капель жидкости коагулирует в диффузорной части сопла, появляются крупные капельки, для испарения которых требуется больше времени °

ЗО

35 сО ной.жидкости, наиболее неблагоприятные условия создаются в осевой части факела, где поток плотнее, капельки жидкости более крупные, Закручивающее приспособление 6 предназначено для рассеивания плотной нераспыленной осевой части факела за счет придания потоку центробежных сил,.

Если геометрическая характеристика А будет меньше 0 01 ухудшаются условия преобразования в осевой части факела, эа счет чего жидкость в этой части диспергируется на крупные капли„

Если геометрическая характеристи.— ка А больше 0,02, то крупные капли появляются в.периферийной части факелаз

Дпя улучшения контакта парожидкостного потока с. охлаждаемым газом к выходному отверстию сопла Лаваля 3 прикреплен крес.тообразный рассекатель 8 парожидкостного потока, Длина диффузора 7 сспла Лаваля 3 определяется из обеспечивания соотношения сечения его выходного отверстия к сечению горловины 3 — 4, Если соотношение сечения выходного отверс ия к сечению горловины меньше 3, то угол раскрытия факела изменится на выходе нз сопла,. Резко уменьшится скорость факела. Меньшее количество жидкости перейдет э пар в диффузорНОЙ 1асти сопла, худшитсл расГыли ванне жидкости, появятся круп1ые капли, что создаст неблагоприятные условия для пОлного испарения, При соотношении сечения выходного отверстия B сечения горловинь.бсльше 4

3782 2

При угле раскрытия диффузора 7 больше 5 ухудшаются условия для пре. о обраэовадия энтальпии жидкости в кинетическую энергию парожидкостного потока, Снижается скорость движения жидкости, появляются крупные части» цы, т,е. создаются неблагоприятные условия для процесса полного испарения, Перед конфуэором 5 сопла Лаваля 3 установлено закручивающее приспособление 6 с геометрической характеристикой А, находящейся в пределах 0 010,02, Эта геометрическая характеристика соответствует углу раскрытия факела жидкости эв счет центробежных сил на 1-2 меньшему, чем угол раскрытия диффуэо1 а 7, и в целом факела.

В сопле Лаваля 3, используемом для распыливания высокотемпера,ур

3 12437 не обеспечивается образование факела парожидкостного потока, имеющего уГол раскрытия больший 4 — 5, т. e, больший угла раскрытия диффузора, Следовательно прй этом не обеспечивается эффективное перемешивание парожидкостного потока с обрабатываемым ra" зом.

Повышение надежности работы предлагаемого устройства обеспечивается за счет более тонкого распыливания орошающей жидкости, Снижение энергозатрат достигается эа счет устранения;дробления орошающей жидкости газовым потоком. В устройстве соплами Лаваля распыливается высокотемпературная жидкость и дробление воды происходит эа счет ее тепловой энергии, Интенсификация процесса испарительного охлаждения достигается за счет более тонкого диспергирования жидкости °

Устройство является еще и мощным коагулятором пыли. Это объясняется тем, что скорость истечения парожидкостной смеси из сопла Лаваля достигается такая, какая требуется для высокоэффективной очистки газов, Укрупнив пыль, поступающую в электрофильтр, можно увеличить скорость прохождения газового потока через него, тем самым увеличив производительность электрофильтра.

В таблице отражена зависимость угла раскрытия диффузора сопла Лаваля и соотношения площади сечений его выходного отверстия к сечению горловины от показателя, характеризующего эффективность работы устройства сред40 него диаметра капель. о

При угле раскрытия диффузора 4"5 и соотношении сечения его выходного отверстия к сечению горловины, равного 3 — 4, получен минимальный сред45 ний объемно-поверхностный диаметр капель, равный .35 — 41 мкм и один из наибольших углов раскрытия факела 2 — 15

Угол раскрытия факела жидкости, град

Средний объемОтношение сечеУгол раскрытия диффузора сопла

Лавано-по верхбеэ рассека-, теля ния при рассекавыходного отверстия костный теле диаметр капель ля, град сопла

Лаваля к сечена расст, 1 м от нию горловины среза сопла, мкм

75 14 12

65 2. 1!

55 9 8

57 5 5

60 16 12

45 15 10

37 12 8

45 8 5

65 15 10

14

12

85

82 4

При о тноше нии се чений выходно ro отверстия и горловины более 5 — 6 рассекатели практически не оказывали влияния на распыливаемый факел. Происходило практически полное расшире ние потока в диффуэоре сопла Лаваля, имели место случаи эамачивания ииэа скруббера.

98

51

7

8

3

При соотношении сечений выходного 5О отверстия и горловины диффузора, меньше 3 — 4, не обеспечивались достаточно высокие скорости для тонкого диспергировання жидкости, капли проскакивали на расстояние более 5 и (та-55 кова длина испытываемого скруббера ), т.е. не обеспечивалось полное испарение орошающей жидкости.

1243782

nm гч

Составителв О. Беккер

Техред Л.Олейник Корректор М. Максимишинец

Редактор Н. Горват

Заказ 3739/8 Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ССС.P по делам изобретений и открытий.

1 ГЗОЗз, Москва, .Ж-35, Раушская наб., д.4/5

В

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная. 4