Пенный аппарат
Использование, в процессах очистки и тепломассообмена при контакте газа и жидкости в системах вентиляции и кондиционирования в химической промышленности и энергетике Сущность изобретенияорошающая жидкость (вода) поступает из патрубка 8 в распределительную коробку 10 и далее направляется в радиально расположенные трубки 9 оросителя откуда через перфорацию в нижней их части разбрызгивается равномерными струйками на перфорированную провальную решетку 5 и далее в нижнюю часть аппарата заполняя ее до осуществления перелива в патрубок 15 отвода воды в емкость (на чертеже не показана) через фильтрующую сетку 16. Благодаря турбулизированному контакту взаимодействующих сред из газового потока интенсивно выпадают частицы пыли, которые затем стекают по стенкам в канал между кожухом 19 и корпусом и отводятся под успокоительную решетку 20 При подходе к провальной решетке 5 газовый поток будет сохранять эпюру распределения его расхода с убыванием к центральной части, а проход через отверстия решетки 5, выполненной с убыванием их диаметра также к центру, обеспечивает выравнивание скоростей газа и равномерное пенообразование на провальной решетке При прохождении газа через отверстия провальной решетки 5 и барботировании его через слой воды на решетке образуется слой подвижной нестабильной пены, которая переливается через переливной порог 13 в камеру 14 разрушения пены и далее по переливной трубе 12 вместе с уловленными частицами пыли удаляется под успокоительную решетку 20 в грязесборник. 1 зл ф-лы, 5 ил
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН
К ПАТЕНТУ
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4924160/26 (22) 02.04.91 (46) 15.12.93 Бюп. Йа 45-46 (73) Ленинградское высшее военное инженерное училище имгенерала армии AH.Комаровского (72) Фокин И.М„Тимоненко AH„ Сальников В.M„
Пинтюшенко АД; Герцман Л.E„. Прохоров АД (73) Фокин Иван Мефодиевич (64) ПЕННЫЙ АППАРАТ (67) Использование: в процессах очистки и тепломассообмена при контакте газа и жидкости в системах вентиляции и кондиционирования, в химической лромыивенности и энергетике. Сущность изобретения.. орошающая жидкость (вода) поступает из патрубка 8 в распределительную коробку 10 и далее направляется в радиально расположенные трубки 9 ороситепя, откуда через перфорацию в нижней их части раэбрызгивается равномерными струйками на перфорированную провальную решетку 5 и далее в нижнюю часть аппарата, заполняя ее до осуществления перелива в патрубок 15 отво(В) RU (1Ц 2О04310 Cl (51) 5 В01D47 04 да воды в емкость (на чертеже не показана) через фипьтрующую сетку 16. Благодаря турбупиэированному контакту взаимодействующих сред из газового потока интенсивно выпадают частицы пыли которые затем стекают по стенкам в канал между кожухом 19 и корпусом и отводятся под успокоительную решетку 20. При подходе к провальной решетке 5 газовый поток будет сохранять эпюру распределения его расхода с убыванием к центральной части, а проход через отверстия решетки 5, выполненной с убыванием их диаметра также к центру, обеспечивает выравнивание скоростей газа и равномерное пенообразование на провальной решетке. При прохождении газа через отверстия провальной решетки 5 и барботировании его через слой воды на решетке образуется слой подвижной нестабильной пены. которая переливается через переливной порог 13 в камеру 14 разрушения пены и далее по перепивной трубе 12 вместе с уловленными частицами пыли удаляется под успокоительную решетку 20 в грязесборник 1 зпф-лы. 5 ип.
2004310
10
40
Изобретение относится к устройствам осуществления процессов очистки и тепломассообмена при контакте газа и жидкости и может быть использовано в системах вентиляции и кондиционирования, в химической промышленности и энергетике.
Известно устройство для тепловлажностной обработки воздуха, содержащее корпус с поддоном, воздушными подводящим и отводящим патрубками, первый иэ которых выведен под уровень жидкости в поддоне, а на входе второго размещен сепаратор и регулятор уровня жидкости в поддоне.
Основным недостатком известного устройства является невысокая эффективность тепловлажностной обработки и очистки воздуха из-за недостаточно развитой поверхности его контакта с жидкостью потому, что барботирование пузырей воздуха в слое жидкости происходит только вблизи воздухоподающего патрубка с дальнейшим прохождением его достаточно крупными пузырями в слое нестабильной. подвижной пены, образуемой за счет капель и брызг жидкости, вытесняемой из поддона в рабочее пространство.
Известен пенный аппарат, содержащий корпус с наклонным патрубком подвода и патрубком отвода газа, перфорированную провальную решетку, патрубки для подачи воды и отвода воды и шлама (с вертикальным участком), последние из которых размещены под провальной решеткой, переливной порог, переливную камеру и переливную трубу, соединенную с нижней частью аппарата, орошающее устройство, размещенное над провальной решеткой и выполненное в виде двух камер, расположенных одна над другой и соединенных между собой центральным отверстием, при этом верхняя камера снабжена крышкой и сообщена с патрубком подачи воды, подведенным тангенциально, а нижняя камера выполнена с перфорированной орошающей решеткой в нижней части, причем орошающая и провальные решетки снабжены на входе воды и газа сьемными дросселирующими кольцами одинакового проходного сечения, а патрубок отвода воды сНабжен фил ьтрующей сеткой.
Недостатками известного пенного аппарата являются: создание недостаточно развитой поверхности контакта газа и жидкости, не позволяющей обеспечивать более высокий эффект тепловлажностной обработки и очистки газа; нерациональность используемого орошающего устройства в виде двух достаточно объемных кольцевых камер, расположенных перед патрубком отвода газа, что способствует повышению скоростей удаляемого газа и ухудшает нормальную сепарацию из него влаги, к тому же при этом не создается достаточной равномерности подачи воды на орошающую решетку потому, что основной поток воды изливается вблизи краев кольца обрамляющего соосное отверстие; наличие возможности подъема осевших
s нижнюю часть аппарата твердых частиц в верхние слои жидкости с последующим подхватом их газовым потоком; подача газа в аппарат по центру корпуса не обеспечивает равномерного контакта газового потока со струйками воды, стекающими через отверстия провальной решетки ввиду существенного отклонения (отжимэния) его к противоположной стенке корпуса, что снижает эффективность работы устройства; вынесение патрубкэ отвода воды, снабженного фильтрующей сеткой, в отдельную камеру не обеспечивает возможности очищения (регенерации) ее поверхности от осаждаемых твердых частиц.
Целью изобретения является повышение эффективности очистки газа и процессов тепломассообмена между газом и жидкостью путем увеличения поверхности их контакта за счет создания дополнительного взаимодействия закрученного потока газа с образуемой им нэ стенках корпуса пленочной поверхностью, а также лучшего отведения уловленных пылевых частиц с регенерацией фильтрующей сетки от налипэющей пыли потоком вращающейся жидкости.
Поставленная цель достигается тем, что в аппарате патрубок подвода газа установлен тангенциально под острым углом к оси корпуса, при этом корпус внутри дополнительно снабжен жестко закрепленными на нем газорэспределительной решеткой для спрямления газового потока, размещенной под провальной решеткой, кожухом с успокоительной решеткой в нижней части, который установлен с зазором к корпусу, а верхний его край расположен выше уровня воды, и устройством технологического сброса воды в магистраль удаления шлама с водой, выполненным в виде петлеобрэзного трубопровода, входное отверстие которого расположено ниже отметки верхнего обреэа патрубка отвода воды (на его сливной линии установлено реле протока, подающее сигнал на пульт управления), причем в центральной части корпуса и провальной решетки установлена переливная труба, верхняя переливная камера разрушения пе200481"!
cI Кроме того в нижней части корпуса 1 с зазором от егÎ стенок установлен на ребрах жесткости 18 кожух 19 с успокоительной решет«ой 20 внизу, верхний край которого выступает над поверхностью воды, ооразуя канал с корпусом 1, предназначенный для отведения частиц пыли, осаждаемых на смоченных стенках корпуса 1 из закрученного потока газа, под успокоитель«y!c реше<п<у в грязесборник, предотвращая подьем уловленных частиц в верхние слои воды. 8 целях исклГочения переполнения Водой ни>«ней части аппарата выше установленной отметки при разбалансировке расходов подачи и отвода воды, аппарат дополнительно снабжен петлеобразным Tpy()OI!poBoi)oм 21 :кстренного технологичес«ог0 сбр . я Воды э Vi<3!! B0J1i=l, с!!ОсОЬству!(щее выдявливя!!ик) части ее до персливного отверстия петли, прячем на сливной линии петлеобраBíoãñ трубопровода 21 установлено реле протока 22. дающее сигнал на пульт управления. Пенный аппарат работает следующим образом, Орошаюшая жидкость (водя) поступает иэ патрубка 8 B распределительную коробку 10 и далее наг.равляется В радиально расположенные трубки 9 оросителя, откуда через перфорацию в нижней их части разбрызгивается равномерными струйками на перФорированную провальну!с решетку 5 и далее в нижнюю часть аппарата, заполняя ее до осуществления перелива в патрубок 15 отвода воды в емкость (не показана) через фильтрующую сетку 15, После заполнения водой гидроэатвора 17 включается подача газа во Внутреннюю полость корпуса 1 через тангенциальный патрубок 2, где B15 <10 ЗСВЫЙ l<О ОК ОГ". !< .. .". .!))1P ":.Г-! !:,« (<бi) <3 i КI, Г;.-<(< r i< - i . iii. i !i i, . -.!!! T8KT3: УДЯРЯет По i!(Bi );r! ПрИВОди 1" Мыс!..у В<(.:ды ВО < )<1,, а -;ЛьпО-".. ) В!«)КЕНИЕ СО СРЫВО!"i ; 8 -.:: . iBCi!,";НОСГИ !ЯСТИ I(B JI8)jI< и бпь)э- - " -1"" - ""y:, I: Г)я, j; nc ci pvЯМИ ВОРЫ Сте!/Я ()Iii(1;,<)I! ИЭ Г)Т!)(1()г .1(, !! i)c i вальной решет«:., . 5 ; я::; -.т Очя и нестабильной, подви)-::::-(с :: !<8."B ..: <) 10сиг иэ нее часть I B!)8ël i;, б;. ыэ -; ; cò8!I«:i: KBM В ДОП()ЛНИТ8 !<НО !!! -„ ;-:;:>:,.Ь!1:: «я-!яI jI8_#_< B)r КО)!<1)Х()i, I ". i . " i .. i . (: Г!<Г)i! 5: i (I ПОД чС!10":0<1Т;- л(- : ii« "."- )1- 1",)Г! < ОТ<-,PPr< препятствует их п()(1< —:; : В сс ..:н.:;:,-л(;:.. ВоДЫ, а ГаэОВЬ1й 1 10" 0:.< С Э ;:0; ij I!!< C0РЯ<1ЛЛ!ОB!Bi«)0;;:„; . "-:;-< i!.Г;), r —,- .,!Л. 1<<) " я(.b с<б отбг)! .j IB<ñ, !11ас Ji:! i: ., :.ВО:., !! I Г 0) ()i. И < М- H )i - 3 i r! и !) В, ) г:.;. < " <;.:: —. г O, ;;: «, ° :, .- ВЯЛЬНОй,,:3ii!.-T,- .=,, "., .;. -. : .- „.! iB Е ..:;, .-:.1, В 1. Э Ш 8 Н И И В «) 13 П .:; .;.? <.: " -,;.Г 8 Л ., ; П ) i Л 0 <1 Я "- )в ПООВЯЛЬНОИ ОВ!Ветi".;; i, ... ".,- .;; „, « II;;!-,— * Р "0" Я З" - ч = -"- / 0Ë«8 РЯВ)!С-,, ЧЯНИЮ i300! -;ЛЬПОИ!,"- В;; ; ., !"., . ::!) ": " 1 B8 II< Я I ;
3ОВЯННЫХ ТОУ, <-;«,.;, -) -,-:;-ОСИ-I-,-<)c:
П!30)!0 ДЯЛ! 1!ЕЙШ -, Г(ПЭ ;Ь -,0;: !11;., г BI;icoT6 ri6ð ",)1:, г« .:.," ) О ", ;r i 1: . и )0.-<=OBВ НОГО ВЫ(",т,<ПЯ)()1);еч, .<(;ОТ„:.— . В: r i.„! 1<< отвеастия Гп)00=;льчо:,:; -(!8 «и ИМВ Н(1!!,; О а OCI B i:i;!r:СЯ час!ь В ввиде нес!а!)1:.-Ьно.- i :JiiB:,, :;,;;;::-: Г181-:, ПЕР<"Г<ЯВ" l=. I Cri -;: ., ."-, .;- ", "... "; . П<;I ) Ч камеру ряэ!Зуь()еня:: ;,а .—.ь -! j;; -.=-;;;о Г)г2004310 В случае работы аппарата только на очистку газа, отведенная в промежуточную емкость жидкость может быть сразу использована для внутренней циркуляции. а при 5 тепловлажностной обработке газа перед использованием ее для внутренней циркуляции она должна быть охлаждена, При значительном изменении расхода обрабатываемого газа и для поддержания опреде10 ленной скорости газа в отверстиях провальной решетки 5(6-10 м/с) необходимо произвести ее замену на решетку с соответствующими диаметрами проходных отверстий. 15 Технико-экономический эффект аппарата заключается в том, что в нем достигается повышение эффективности очистки газа и процессов тепломассообмена между жидкостью и газом за счет двухступенчатой 20 обработки с использованием при этом дополнительной контактной поверхности в виде постоянно смачиваемой внутренней поверхности корпуса, которую интенсивно омывает вращающийся поток газа, подава25 емый из тангенциально установленного патрубка подвода газа и имеющий больший путь перемещения до провальной решетки за счет спиралеобразного движения в корпусе аппарата. 35 I \ Формула, изобретения 1. IlEHH6lA АППАРАТ, содержащий корпус, частично заполненный водой, с наклонным патрубком подвода и патрубком 40 отвода газа, перфорированную провальную решетку, орошающее устройство, патрубок для отвода воды, имеющий вертикальный участок и снабженный фильтрующей сеткой, переливную трубу с пере-45 ливной камерой разрушения пены в верхней части, выступающей с образованием переливного порога над провальной решеткой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса очи- 50 стки газа и процессов тепломассообмена между газом и жидкостью путем использования циклонного эффекта, он снабжен газораспределительной решеткой, размещенной под провальной решеткой, 55 кожухом с успокоительной решеткой в, нижней части, установленным с зазором к корпусу, с выступающим выше уровня воды верхним краем, петлеобразным трубопроводом сброса воды, входное отверстие которого расположено ниже отметки верхнего обреза патрубка для отвода воды, при атом патрубок подвода газа подведен тангенциально; патрубок для отвода воды имеет отогнутую часть, а переливная труба :,с переливной камерой размещена в цент ральной части корпуса и провальной решетки и соос но пропущена через вертикальный участок патрубка для отвода воды с выполнением выходного отверстия за пределами отогнутой части патрубка. 2, Аппарат по п.1, отличающийся тем, что провальная решетка выполнена с убыванием площади проходных отверстий к центру. реливной трубе 12 вместе с уловленными частицами пыли удаляется под успокоительную решетку 20 в грязесборник, откуда периодически удаляется через запорный клапан 4. При прохождении газа через отверстия провальной решетки 5 и барботировании через слой воды; на решетке образуется слой подвижной нестабильной пены (например, при высоте слоя воды в 10 мм образуется слой пены до 30-50 мм), причем через слой воды и подвижной пены газ проходит в виде мелких пузырьков, а при контакте с поверхностью струй орошающей воды и пленками воды на пластинах сепаратсра 10 происходит лишь скользящее их обдувание, поэтому следует считать, что эффект очистки и охлаждения газа в основном достигается при вращении потока по поверхности воды в нижней части аппарата, на внутренней смоченной поверхности корпуса, а также при прохождении газа мелкими пузырьками через слой пены. Максимальный расход поступления воды в аппарат и ее отвод с учетом испарения и возможности прохода через фильтрующую сетку 16 устанавливается предварительной тарировкой, в случае разбалансировки расходов подачи и отвода воды срабатывает экстренный (аварийный) перелив воды по петлеобраэному трубопроводу 21 с подачей сигнала на пульт управления от реле протока 22, установленного на сливной линии трубопровода. (56) Патент США hk 3332672, кл. 261129, 1967. Авторское свидетельство СССР М 1533738, кл. В 01 D 47/04, 1988, 2004310 1б Заказ 3365 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Составитель И.Фокин Редактор Г.Мельникова Техред М,Моргентал Корректор С. Шекмар Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 18 
