Способ распыления жидкости

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) 01) 1)5 В 01 Р 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ой ти аллур гиче скх отрасляхповышенияза счет по ой, химическ промьппленнос эффективност вышения степ гии рабочего ачу балласти на плоскост разбивается,пленок жидк в м дру цел лен и и чесе пользования эн й осуществляют жидкости снач ра истка газовсия, 1972,жателя, где она получение тонких которые вводят в пара, имеющуюда окружающей среды скоростью 25-30 но оси паровой сти иренную , равное ость вво давле лени. Жидм/струирас дят соикулярдробяом наерпен зате итель разадке ют ее л. окр итсят бытетной Изобретение отноочистке газов и мож испо таллур- раслях зовано в чернои и цгии, химической ипромышленности,.Цель изобретенияшективности разгона ругих- повышение эАи распыленияГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(54) СПОСОБ РАСПЬШЕНИЯ ЖИДКОСТИ(57) Изобретение касается мокройочистки газов в эжекционной трубеВентури и может быть использовано жидкости за счет повышения степени ,использования энергии пара.Способ предполагает наиболее полно и рационально использовать энергию рабочего тела (пара) для дробления и разгона балластирующей жидкости. Для этого жидкость вводят в паровую струю го периметру выходного сечения сопла, В этом сечении пар уже разогнался до сверхзвуковой скорости и обладает максимальной энергией, достигнув максимального (предельного при расширении) переохлаждения, при котором метастабильное изменение состояния уже происходить не может и поток лавинным (скачковым) процессом переходит в состояние термодинамического равновесия - переохлаждение заканчивается скачком конденсации. Поэтому при введении балластирующей жидкости по периметру выходного сечения сопла в уже расширенный поток она попадает не в среду пара, а в поток пароводяной смеси. В этом случае не.происходит преждевременной конденсации пара и вся энергия его расходуется на дробление и разгон жидкости.В способе предусмотрены условия, при которых максимальная энергия рабочего тела используется наиболее полно и рационально. Для наиболее лучшего дробления и разгона жидкости вводить ее необходимо тонкими пленками. Однако решить эту задачуЗО путем подачи ее через щели или каналы меньшего сечения можно при условии использования идеально чистой (без примесей) жидкости, что экономически не выгодно, иначе малые по сечению5 каналы будут очень быстро зарастать отложениями. Согласно предлагаемому способу жидкость вводят в паровую струю тонкими пленками через зазор, в 3-5 раз превышающий толщину пленки. Сначала жидкость подают на плоскость отражателя, об которую струЮ жидкости разбивают и получают тонкие пленки, которые и вво,ят в струю пара. Это очень важная: операция в Способе, тяк как она позволила использовать жесткую (без очистки) Оборотную воду и получать при этом тонкие пленки воды.20Именно тонкие пленки вводимой балластирующей жидкости лучше раскпределяются по сечению сопла, а капли продолговатой плоской Формы имеют больший коэФФициент лобового сопротивления потоку пара, чем компактная струн (парусность плоской капли), поэтому разгон таких капель осуществляется быстрее, Малая толщина и плоская Форма капель обеспечивают также и дробление ее с меньшими затратами энергии. Благодаря этому энергия потока пара расходуетсн наиболее рационально на разгон и дрсбление жидкости, при этом достигаются большая ско 35 рость и высокая стев -, ее дисперсности.Жидкость вводят в паровой поток, имеющий статическое давление окружающей среды. Это позволяет подавать балластирующую жидкость при более низком давлении, так как пленкам жидкости при проникновении в паровую струю необходимо преодолеть только лобовое сопротивление и сопротивление45 на трение при отсутствии противодав,пения со стороны пара, а кавитяцня не может оказывать сопротивление паровому потоку, его энергия в более полной степени расходуется на дробление и разгон жидкости.50Благодаря тому, что подаваемую струю жидкости разбивают об плоскость отражателя, где происходит соприкосновение с холодной поверх" костью, а не с горячими стенками 55 сопла, на поверхности отражателя не нарастают отложения, которые могут изменить угол наклона плоскости отражателя к оси паровой струи и тем самым нарушить подачу балластирующей жидкости перпендикулярно оси струи, Это очень важное условие, потому что необходимо не просто ввести балластирующую жидкость тонкими пленками в расширенную паровую струю, но и обеспечить наиболее эрективное ее дробление и разгон.Любое другое направление подачи жидкости в струю снижает скорость проникновения ее в поток пара, что не позволяет каплям жидкости, поступающим по периметру, сомкнуться в центре и перекрыть все сечение расширительного насадка, В этом случае часть энергии пара будет потеряна на разгон и дробление жидкости, вследствие чего снизятся разгонные скорости распыленной жидкости. Для этой же цели (полного перекрытия сечения расширительного насадка) необходимо поддерживать скорость введения балластирующей жидкости в пределах 25-30 м/с, При введении жидкости со скоростью, меньшей 25 м/с, капли не смыкаются по всему сечению насадка в пределах его длины, Увеличивать же длину расширительного насадка нецелесообразно, так как возрастут потери энергии струи пара на трение, Поэтому оптимальный минимальный предел скорости составляет 25 м/с. При увеличении скорости более 30 и/с могут происходить столкновения капель жидкости, вводимых с диаметрально противоположных точек выходного сечения сопла, Это приводит к возникновению местных трубулентных потоков в сечении расширительного насадка и уьеличивает потери энергии пара на преодоление этих сопротивлений. Для исключения таких потерь максимальный предел скорости введения балластирующей жидкости необходимо поддерживать равным 30 м/с.Чтобы обеспечить наиболее полноеиспользование энергии струи пара, процесс последующего разгона и дробления жидкости целесообразно осуществлять именчо в расширительном разгонном насадке, так кяк при этом пар продолжает плавно расширяться, поэтому не теряет своей энергии, а тратит ее на разгон и дробление жид- кости337436 10 5 15На чертеже схематически представлено устройство для реализации предлагаемого способа,Устройство для распыления жидкостисодержит расширительное сопло Лаваля1, к которому подсоединена магистраль2 для подачи пара, имеющего сверхкритическое давление. Сопло 1 выполненов виде конфузора 3, горловой части4 и диффузора 5. Сопло 1 снабженонаружным кольцевым коллектором 6, который имеет каналы 7 для подачи балластирующей жидкости, Устройство снабжено также расширительным насадком8, который установлен коаксиальносоплу 1 с зазором от его диффузора5. Торец расширительного насадка 8,обращенный к диффузору 5, выполненв виде отражателя 9, плоскости котоорого размещены под углом 85-95 коси сопла 1, а оси каналов 7 для подачи балластирующей жидкости, выполненных в кольцевом коллекторе 6,установлены под углом 15-20 . к плоскости отражателя 9. Устройство устанавливают. в эжекционной трубе Вентури (не показана).Способ осуществляют следующим образом.В магистраль 2 подают пар с давлением 60-80 ати (сверхкритическое).Проходя через сопло 1, пар достигает сверхзвуковой скорости 13001400 м/с и расширяется в диффузоре5 до давления окружающей среды (1 ати)В кольцевой коллектор 6 подают поддавлением 3-4 ати балластирующую жидкость, которая выходит через каналыкомпактной струей со скоростью30-40 м/с и под углом 15-20 ударяется в плоскость отражателя 9, При ударе об отражатель 9 струя разбиваетсяои под углом 90 к оси сопла вводитсяв расширенную струю пара через зазормежду диффузором 5 и расширительнымнасадком 8. Причем балластирующаяжидкость разбивается на тонкие пленки и вводится перпендикулярно в паровую среду со скоростью 25-30 м/с.Так как капли жидкости имеют плоскуюформу, они оказывают струе пара больше сопротивления и быстрее разгоняются в расширительном насадке 8. Приэтом капли равномерно распределяютсяпо всему сечению насадка, перекрывая его полностью, Знергия пара тратится на дробление и разгон капельжидкости до скоростей 270-300 м/с. 15 20 25 30 35 040 45 50 55 Большие скорости и высокая степень дисперсности распыпеннойжидкости способствуют более эффективному процессу пылеулавливакия и повышению коэффицинта эжекции в трубе Вентури.Пылеулавливание осуществляют в системе газоочистки распылительных сушилок, в эжекционкой трубе Вентури в приемной камере (не показаны) устанавливают сверхзвуковое парожидкостное сопло Лаваля 1 с коллектором для подачи балластирующей жидкости, В магистраль 2 подают 5000 м/ч бара со сверхкритическим давлением, равным 64 ати, Проходя через расширяющееся сопло 1, пар достигает сверхзвуковой скорости 1310 м/с и расширяется в диффуэоре 3. На выходе из диффузора 5 пар имеет статическое давление, равное 1 ати, т,е, равное давлению окружающей среды. В кольцевой коллектор 6 под давлением 4 ати подают 14 м /ч оборотной воды, имеющей механические примеси. Через каналы 7 коллектора 6 вода выходит компактной струей под уголом 20 к плоскости отражателя 9 со скосростью 40 м/с, ударяется об плоскость отражателя 9 и разбивается на тонкие пленки - плоские тонкие капли толщиной 06-1 мм, которые вводятся в расширенный поток (количество сопел 7-4 шт,). Капли воды вводят перпендикулярно оси парового потока со скоростью 30 м/с, что обеспечивает полное их смыкание по сечению расширительного насадка 8, т,е. равномерно распределяются по всему сечению насадка 8. Температура пара наовыходе из диффузора 80 С, температуо ра поверхности отражателя 80 С, поэтому не наблюдается отложений по поверхности отражателя 9.Так как капли воды имеют плоскую (удлиненную) форму, то оки разгоняются энергией пара быстрее, чем компактная струя, и дробятся на более тонкодисперсную фракцию. Скорость парожидкостного потока на выходе составляет 280 м/с. Коэффициент эжекции, образуемый этим потоком, 13,5, Дисперсность воды 60 мк. Скорость запыленного потока 50 м/с в горловине эжекционной трубы Вентури, поэтому разность скоростей составляет 230 м/с, что является фактором, улучшающим пылеотделение также, как и высокая степень дисперсности.1533743 мо меньше тратить энергии на разгон и дробление Формула изобретения арь В.Лукьяно Составит Техред Л едактор А.Мотыл Корректор З.Лончак ердюкова Тираж 549 арственного комитет 113035, Москва, к одписное ВНИИПИ Го по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР-35, Раушская наб д. 4/5 1 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Мокрая очистка запыленных газов предлагаемым способом осуществляется более эфАективно парощдкостным потоком за счет увеличения его скорости в 1,2-1,3 раза, уменьшения диспер 5 сности распыляемой жидкости в 1,2- 1,5 раза, что в конечном итоге увеличивает процент пылеулавливания (до 977) благодаря более полному использованию энергии пара на разгон и дробление жидкости.Благодаря снижению в 2 раза давления, с которым подают балластирующую жидкость, исключают явление кави-, тации, которое улучшает условия использования энергии рабочего тела, а также исключается Аактор способствующий износу сопла и насадка,Балластирующую жидкость вводят через зазор, позволяющий использовать оборотную воду без очистки (с механическими примесями) при этом обеспечивают введение ее тонкики пленками, которые лучше перекрывают сечение и на которые необходиСпособ распыления жидкости для мокрой очистки газов в эжекционной трубе Вентури, включающий подачу пара, имеющего сверхкритическое давление, в расширяющееся сопло и подачу под давлением балластирующей жидкости в струю пара, дробление жидкости и разгон ее, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эЬАек; тивности разгона и распыления жидкости за счет повьппения степени ис-. пользования энергии пара, балластирующую жидкость подают на отражатель, получают пленки жидкости, которые вводят по периметру выходного сечения сопла в расширенную струю пара перпендикулярно ее оси со скоростью 25-30 м/с, при этом давление пара на срезе сопла равно давлению окружающей среды.