Уловитель аэрозольных частиц

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 7899 РЕСПУБЛИК 19) Р 47/05, 45/ 51 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ А защите етения лавли ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета(56) Авторское свидетельство СССР285892, кл. В 01 Р 45/18, 1970.Авторское свидетельство СССР1039530, кл. В 01 Р 45/18, 1983. (54) УЛОВИТЕЛЬ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАС- ТИЦ 7) Изобретение относится к ружающей среды. Целью изо ляется повышение эффективност вания аэрозольных частиц. Цель достигается тем, что спиральный канал 6 выполнен постепенно расширяющимся со стороны охлаждающего устройства 8 по ходу газа до цилиндрических ловушек 5 отдельных участков 21, установленных на ох. лаждающем устройстве по длине кана чз в местах отвода конденсата и сообщаю отверстиями со сборником конденсата, ,1 зделенным на два объема усеченным конусом, образующим большим основанием зазор с последним витком спирального канала, меньшее основание служит выходом конденсата. Аппарат может быть использован в различных отраслях промышленности, где требуется тщательная очистка аэрозолей.2 ил.Изобретение относится к устройствамочистки газа и может быть использованов химической, фармацевтической, микробиологической и др, областях, где требуетсятщательная очистка газов от твердых ижидких аэрозольных частиц.Цель изобретения - повышение эффективности очистки газа от аэрозольных частиц.На фиг. 1 приведен уловитель; нафиг. 2 - сечение А - А на фиг, 1.Уловитель содержит крышку 1, днище 2с отверстиями 3, корпус 4 и сборник 5конденсата, соединенные между собой черезэластичные прокладки 6 и 7. Корпус 4включает охлаждающее 8 и нагревательное9 устройства, штуцера 10 - 13 для подачитепло-и хладагентов, штуцер 14 отвода очищенного газа, ловушки 15, установленные наохлаждающем устройстве 8 и сообщающиеся через отверстия 3 в днище 2 сосборником 5 конденсата. Входной участокспирального канала 16 выполнен в видетрубы Вентури, содержащей камеру 17смещения; коифузор 18, диффузор 19 и сопла20 подачи пара. Внутренняя поверхностьспирального канала 16 образована нагревательным устройством 9, которое выполнено в виде спирали, образованной полуокружностями различного радиуса с центрами 0 и 0. Наружная поверхность спирального канала 16 образована охлаждающим устройством 8, которое выполнено ввиде секций с образованием спиральногоканала в виде отдельных последовательносоединенных и расширяющихся по ходу газа участков 21. В зонах максимальногонапряжения этих участков установлены ловушки 15. В пространстве между охлаждающим и нагревательным устройствамивне канала помещена теплоизоляция 22.Сборник 5 конденсата со штуцером 23 выходаконденсата через эластичную прокладку 7присоединен к днищу 2: Внутри сборника 5конденсата размещена коническая обечайка24 со штуцером 25 для выхода конденсата.Уловитель частиц работает следующимобразом,Газ с аэрозольными частицами черезконфузор 18 подается в камеру 17, гдеравномерно по всему объему насыщаетсяпарами жидкости, подаваемыми через сопло 20, и подходит в канал прямоугольного сечения газоподводящего устройствас разнотемпературными стенками, из которыхнаружная стенка холодная, а внутренняягорячая.По мере прохождения в канале пересыщенной парогазовой смеси происходитконденсация паров жидкости на аэрозольных частицах, как на ядрах конденсации,и образовавшиеся капли выделяются из парогазовой смеси под действием центробежных, диффузионных и термодиффузионныхпересыщения растет от обогреваемой по 30 верхности к охлаждаемой. В канале, постепенно расширяющемся со стороны охлаждающего устройства по ходу газа, процесс конденсации на частицах идет более интенсивно за счет снижения скорости парогазового потока, которое приводит к увеличению парциального статического давления паров жидкости, т. е. к увеличению степени пересыщени я и более высокому выходу конденсата, осаждающемуся в виде 4 О капель на холодной стенке и образующему на ней пленку жидкости. Кроме перечисленных сил на частицы действует центробежная сила. При этом за счет уменьшения радиуса кривизны канала от периферии к центру, т. е. от входа к вы ходу парогазового потока, центробежнаясила возрастает. Пленка жидкости, увлекаемая газовым потоком, движется вдоль по охлаждаемой стенке, загоняется в цилиндрические ловушки 15 и выводится через отверстия 3 в сборник 5 конденсата под 50 действием силы тяжести, Не успевшиеотсепарироваться по длине канала капли улавливаются в центральной сепарационной зоне 26, выделяясь из потока, закручивающегося вокруг выходного штуцера 14, и стекает через зазор между охлаждаемой 5 стенкой и конусом 24 в сборник 5 и выводятся через штуцер 23, а очищенный газовый поток, отражаясь от конуса 24, где происходит дополнительная сепарация сил, При движении парогазовой смеси вдоль холодной поверхности давление паров жидкости над ней значительно меньше, чем в центральной части потока. Вследствие этого в смеси возникает диффузионный поток пара, который воздействует на находящиеся в смеси аэрозольные частицы и капли.В результате этого воздействия частицы и капли движутся в сторону охлаждаемой поверхности. Конденсация пара на хо- "О лодной поверхности сопровождается уменьшением объема, что приводит к общему течению парогазовой смеси к этой поверхности, Возникающий при этом конвективный поток, называемый стефановским тече нием, усиливает диффузионный поток ивсегда направлен в сторону уменьшения объема, т. е, к холодной поверхности.С другой стороны при движении потока между разнотемпературными поверхностями в парогазовой смеси возникает темпера турный градиент, обуславливающий появление термодиффузионных сил, под действием которых частицы и капли тоже движутся к холодной поверхности и осаждаются на ней.Непрерывность конденсации и укрупнения 5 частиц при движении вдоль канала поддерживается вследствие высокой степени пересыщения, которая возникает в результате увеличения парциального давления у обогреваемой поверхности и снижения его у охлаждае мой. Причем величина5капель, образуя внутренний вихрь, выходит через выходной патрубок 14. Конус обечайки 24 препятствует вторичному уносу жидкости из приемного сборника 5, жидкость, попавшая в обечайку 24, выводится через штуцер 25.Повышение эффективности улавливания аэрозольных частиц в предлагаемой конструкции достигается созданием более высокой степени пересыщения в постепенно расширяющемся канале при суммарном одноНаправленном действии на них сил термои диффузиофореза, стефановского течения и центробежной силы, возрастающей от периферии к центру, которые воздействуют на частицы по всей длине канала. Кроме того, в предлагаемой конструкции образующаяся при конденсации на холодной поверхности пленка жидкости по ходу газа выводится ловушками из парогазового потока непосредственно в сборник конденсата, что снижает вторичный унос капель. Не успевшие отсепарироваться и вновь образующиеся по длине канала капли улавливаются в центральной сепарационной зоне, выделяясь из потока, закручивающегося вокруг выходного патрубка, и стекают через зазор между охлаждаемой стенкой и конусом в приемный сборник. Конус препятствует вторичному уносу уже собранной в сборник жидкости. Жидкость из сборника конденсата и конуса выводится по разным штуцерам.Аппарат требует для нормального прохождения процесса меньшее количество пара за счет поддержания более высокой степени пересыщения парогазового потока расширяющимся каналом.Цилиндрические ловушки для конденсата, установленные со стороны охлаждающего устройства по ходу газа, позволяют посте 6пенно отводить уловленные частицы вместе с конденсатом из канала аппарата непосредственно в приемный сборник, что исключает возможность их вторичного уноса и повышает эффективность очистки газа.Усеченный конус, разделяющий приемныйсборник на два объема, способствует дополнительной сепарации аэрозольных частиц из отходящего закрученного потока и препятствует вторичному уносу уже уловлен ного конденсата цилиндрическими ловушками, что повышает эффективность очистки газа. формула изобретения15Уловитель аэрозольных частиц, содержащий корпус со спиральным каналом, днище, сборник конденсата, охлаждающее устройство, установленное с наружной стороны канала, нагревательное устройство, разме щенное на внутренней стороне канала,теплоизоляцию, штуцера отвода газа, тепло- и хладагентов и штуцер вывода конденсата, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса очистки газа от аэрозольных частиц, он снабжен 25конической обечаикои с дополнительнымч н нштуцером вывода конденсата, размещенной соосно с корпусом в сборнике конденсата с зазором к последнему витку спирального канала, и цилиндрическим ловушЗ 0 кам, при этом спиральный канал имеетпоследовательно сообщенные, расширяющиеся со стороны охлаждающего устройства по ходу газа участки, цилиндрические ловушки размещены на охлаждающем устройстве в зоне максимального расшиЗ 5 рения участков, а в днище под ловушкой выполнены перепускные отверстия, сообщенные с полостью сборника.1607899Ж 12 13Составитель В. ЛукьяновРедактор В. Бугренкова Техред А. Кравчук Корректор В. ГирнякЗаказ 3579 Тираж 570 ПодписноеВНР 1 ИПИ Госдарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно. издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 01