Устройство для распыления сорбента в среде дымовых газов теплотехнических установок

Изобретение относится к распылению порошков в газовых средах и может быть использовано при адсорбционной очистке серосодержащих дымовых газов теплотехнических установок. Устройство содержит коаксиально расположенные полые наружный и внутренний цилиндры, при этом внутренний цилиндр снабжен патрубком для ввода сорбента, а наружный цилиндр снабжен патрубком для ввода воздуха. Выходная часть внутреннего цилиндра выполнена в виде диффузора для распыления сорбента с плоскопараллельным щелевым выходом. Выходная часть наружного цилиндра выполнена в виде диффузора для распыления воздуха с плоскопараллельным щелевым выходом, эквидистантно охватывающим щелевой выход диффузора для распыления сорбента. В частном варианте выполнения изобретения угол раскрытия диффузора для распыления сорбента может составлять 60÷90°. Использование изобретения позволяет повысить равномерность распределения пылевидного сорбента в среде дымовых газов теплотехнических установок. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к распылению порошков в газовых средах и может быть использован для распыления сорбента при адсорбционной очистке серосодержащих дымовых газов теплотехнических установок.

Наиболее близким по совокупности признаков к изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для распыления порошков, содержащее насадку, выполненную в виде коаксиальных полых цилиндров, установленных соосно с емкостью и прикрепленных верхними основаниями к дну емкости. Нижние основания полых цилиндров прикреплены к крышке, герметично закрывающей полость между цилиндрами, где расположен кольцевой вкладыш из пористого материала, прижатый к дну емкости. Причем наружный цилиндр снабжен патрубком, связанным с устройством для ввода пульсирующего потока воздуха в полость между цилиндрами, а внутренним цилиндром сетчатое дно емкости соединено с патрубком для ввода порошка в смесительную камеру (описание изобретения к патенту Российской Федерации №2007225, МПК B05B 7/14, опубл. 15.02.1994).

У изобретения и прототипа совпадают такие существенные признаки: оба устройства содержат коаксиально расположенные полые наружный и внутренний цилиндры, при этом внутренний цилиндр снабжен патрубком для ввода сорбента, а наружный цилиндр снабжен патрубком для ввода воздуха.

Анализ технических свойств прототипа, обусловленных его признаками, показывает, что получению ожидаемого технического результата при использовании прототипа препятствуют такие причины. Насадка, выполненная в виде коаксиальных полых цилиндров, обеспечивает цилиндрическую форму потока пылевоздушной смеси, поперечный размер которого практически равен диаметру наружного цилиндра для ввода потока воздуха. Причем в случае необходимости распыления сорбента в очень больших сечениях конвективных шахт теплотехнических установок для адсорбционной очистки серосодержащих дымовых газов такая форма потока пылевоздушной смеси является неэффективной из-за значительной неравномерности распределения пылевидного сорбента по поперечному сечению потока очищаемого дымового газа.

В основу изобретения поставлена задача создать такое устройство для распыления сорбента в среде дымовых газов теплотехнических установок, в котором усовершенствования путем введения новых элементов позволят при использовании объекта обеспечить достижение технического результата, заключающегося в повышении равномерности распределения пылевидного сорбента в среде дымовых газов теплотехнических установок.

Заявляемое устройство для распыления сорбента в среде дымовых газов теплотехнических установок содержит коаксиально расположенные полые наружный и внутренний цилиндры. При этом внутренний цилиндр снабжен патрубком для ввода сорбента, а наружный цилиндр снабжен патрубком для ввода воздуха. Отличительной особенностью изобретения является следующее. Выходная часть внутреннего цилиндра выполнена в виде диффузора для распыления сорбента, причем этот диффузор выполнен с плоскопараллельным щелевым выходом. Выходная часть наружного цилиндра выполнена в виде диффузора для распыления воздуха, причем этот диффузор выполнен с плоскопараллельным щелевым выходом, который эквидистантно охватывает щелевой выход диффузора для распыления сорбента.

В отдельных случаях выполнения изобретение отличается тем, что угол раскрытия диффузора для распыления сорбента составляет 60÷90°.

При использовании заявляемого изобретения обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении равномерности распределения пылевидного сорбента в среде дымовых газов теплотехнических установок.

Между совокупностью существенных признаков изобретения и достигаемым техническим результатом существует такая причинно-следственная связь. Выполнение выходной части внутреннего цилиндра в виде диффузора для распыления сорбента с плоскопараллельным щелевым выходом, а также выполнение выходной части наружного цилиндра в виде диффузора для распыления воздуха с плоскопараллельным щелевым выходом, эквидистантно охватывающим щелевой выход диффузора для распыления сорбента, обеспечивает не цилиндрическую, а плоскопараллельную форму потока пылевоздушной смеси с углом раскрытия, который соответствует углу раскрытия диффузора для распыления сорбента. При этом максимальный поперечный размер распыляемого потока пылевоздушной смеси значительно превышает диаметр наружного цилиндра для ввода потока воздуха, что в процессе распыления сорбента в очень больших сечениях конвективных шахт теплотехнических установок при адсорбционной очистке серосодержащих дымовых газов значительно повышает равномерность распределения пылевидного сорбента по поперечному сечению потока очищаемого дымового газа.

Выбор граничных значений численных параметров обусловлен следующим. Выполнение диффузора для распыления сорбента с углом раскрытия, меньшим чем 60°, нецелесообразно потому, что в процессе распыления сорбента с помощью одного устройства в очень больших сечениях конвективных шахт теплотехнических установок при адсорбционной очистке серосодержащих дымовых газов равномерность распределения пылевидного сорбента по поперечному сечению потока очищаемого дымового газа будет недостаточно высокой, что, в свою очередь, приведет к необходимости использования дополнительного количества устройств для распыления сорбента.

Выполнение диффузора для распыления сорбента с углом раскрытия, большим чем 90°, нецелесообразно потому, что дальнейшее увеличение угла раскрытия диффузора практически не приведет к увеличению угла раскрытия факела распыла при том давлении пылевоздушной смеси, при котором происходит распыление сорбента в очень больших сечениях конвективных шахт теплотехнических установок.

Сущность заявляемого устройства для распыления сорбента в среде дымовых газов теплотехнических установок поясняется чертежами, на которых изображено:

на фиг.1 - вид на устройство сверху;

на фиг.2 - вид на фиг.1 сбоку;

на фиг.3 - вид сверху на устройство, вмонтированное в стенку конвективной шахты парового котла;

на фиг.4 - вид на фиг.3 сбоку.

На представленных чертежах использованы следующие обозначения:

1 - наружный цилиндр;

2 - внутренний цилиндр;

3 - патрубок для ввода сорбента;

4 - торцевая стенка;

5 - патрубок для ввода воздуха;

6 - диффузор для распыления сорбента;

7 - щелевой выход диффузора для распыления сорбента;

8 - диффузор для распыления воздуха;

9 - щелевой выход диффузора для распыления воздуха;

10 - центрирующие вставки;

11 - стакан;

12 - ограничитель;

13 - защитный экран;

14 - стенка конвективной шахты котла.

В конкретном примере выполнения (фиг.1 и фиг.2) заявляемое устройство для распыления сорбента в среде дымовых газов теплотехнических установок содержит коаксиально расположенные полые наружный цилиндр 1 и внутренний цилиндр 2. При этом внутренний цилиндр снабжен патрубком для ввода сорбента 3, который выведен наружу через торцевую стенку 4. Наружный цилиндр 1 снабжен патрубком 5 для ввода воздуха, который выведен через его боковую стенку. Выходная часть внутреннего цилиндра 2 выполнена в виде диффузора 6 для распыления сорбента. Диффузор 6 выполнен с плоскопараллельным щелевым выходом 7. Выходная часть наружного цилиндра 1 выполнена в виде диффузора 8 для распыления воздуха. Диффузор 8 выполнен с плоскопараллельным щелевым выходом 9, эквидистантно охватывающим щелевой выход 7 диффузора 6 для распыления сорбента. Угол раскрытия диффузора 6 для распыления сорбента составляет, например, 90°.

Заявляемое устройство для распыления сорбента в среде дымовых газов теплотехнических установок работает следующим образом. В конкретном примере выполнения (фиг.3 и фиг.4) заявляемое устройство фиксируется с использованием центрирующих вставок 10, стакана 11, ограничителя 12 и защитного экрана 13 в стенке 14 конвективной шахты котла. Диффузор 6 для распыления сорбента через патрубок для ввода сорбента 3 подсоединяется к системе подачи пылевоздушной смеси со щелочным адсорбентом, в качестве которого используют мелкодисперсные частицы активированной негашеной извести. Диффузор 8 для распыления воздуха через патрубок 5 для ввода воздуха подсоединяется к системе подачи сжатого воздуха. Благодаря плоскопараллельной форме расширяющегося потока пылевоздушной смеси с углом раскрытия 90° обеспечивается очень равномерное распределение пылевидного сорбента по всему поперечному сечению потока очищаемого дымового газа в конвективной шахте котла, что, в свою очередь, обеспечивает повышение степени очистки дымовых газов от оксидов серы.

1. Устройство для распыления сорбента в среде дымовых газов теплотехнических установок, содержащее коаксиально расположенные полые наружный и внутренний цилиндры, при этом внутренний цилиндр снабжен патрубком для ввода сорбента, а наружный цилиндр снабжен патрубком для ввода воздуха, отличающееся тем, что выходная часть внутреннего цилиндра выполнена в виде диффузора для распыления сорбента, причем упомянутый диффузор выполнен с плоскопараллельным щелевым выходом, а выходная часть наружного цилиндра выполнена в виде диффузора для распыления воздуха с плоскопараллельным щелевым выходом, эквидистантно охватывающим щелевой выход диффузора для распыления сорбента.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что угол раскрытия диффузора для распыления сорбента составляет 60÷90°.