Сеточная насадка

рифонов, А, А. Андрижиевский, А. А, Михалевии Г. Г, Долженкова 72) Авторы изобретения Г 3) Заявите титут ядерной энергетики АН 54) СЕТОЧНАЯ НАСА Однако вследствие неполного использования контактного объема (место контакта жидкости и газа) известные устройства имеют значительные размеры.Известна сеточная насадка, содержащая последовательно расположенные слои проволочной решетки. В устройстве, содержажем такую насадку очистка газа от при)месей производится посредством орошаюшей жидкости, которая задерживается в узлах проволочной решетки (3.Недостатком этой конструкции является малоэффективное использование всей поверхности проволочной решетки при оп ределенных соотношениях параметров насадки: между ее типом (количество проволок, сходящихся в одном узле), размером (шаг между отдельными узлами) и скоростью газа в свободном сечении насадки, Так, например, при большой скорости газа, малом количестве сходящихся в одном узле проволок и большом шаге решетки возможны случаи осушения части фильтра вследствие уноса орошаемой жидкости. С Изобретение относится к химическойтехнологии и может быть использовано в.аппаратах очисткигаза путем его непо-средственного контакта с жидкостью.Известны высокопроизводительные прямоточные (по направлению движения5жидкости и газа) устройства, предназначенные для мокрой очистки газа от мелких твердых примесей, основанные. на использовании эффекта инерционного или туробулентно-инерционного осаждения примесных частиц на капельной жидкости. К подобным устройствам относится труба Вентури, в которой используются нитчатыеэлементы, закрепленные на стенках горловины и диффузора, с целью повышения эффективности капдеулавливания и увеличенияразности скоростей между газом и чистящей жидкостью (11,Известны также прямоточные очисти-З,тели. газа, состоящие из нескольких последовательных ступеней, Очистка Газа втаких устройствах происходит на смоченных жидкостью решетках Ы,ской ССР8501другой стороны, при малых скоростях га за, большом количестве проволок, сходящихся в отдельном узле и малом шаге решетки возможно затопление части фильтра вследствие действия сил поверхност ного натяжения. В обоих случаях снижается эффективность процесса взаимодействия между жидкостью и газом, и соответственно эффективность очистки последнего от примесных частиц, 10Цель изобретения - повышение эффективности очистки газа за счет увеличения интенсивности взаимодействия между очищаемым газом и чистящей жидкостью.Указанная цель достигается тем, что отношение расстояния шага между узлами решетки к диаметру капли жидкости выбирается больше или равным 1, отношение расстояния между слоями решеток к диаметру капли выбирается больше или равным 2, а чйсло проволок, сходящихся в узле решетки, определяется по формуле 84 фаметр капли ОК , Этот анализ показывает, что существует определенный размер капли, когда эффективность осаждения мелких частиц из газа на поверхности жидкости будет максимальной,На основе 13 вьбирается максимально возможная скарос 1 ь потока газа(%6)о р ов)югде дК =0,002 мЖ =7,5 - значение числа Вебера.Далее находится сила сопротивлениякапли потоку газаР м мЯй. э,14 оооРтР К 6 2 -,И- -- 7,И 1 о" Н,:( - .2 + Где1 Ичисло проволок, содящихся в узле решетки;р р - соответственно силаТР ( трения капли о газовый30поток и внешняя сила;П - протяженность линии,ограничивающей поверхность смачивания провоЗ 5локи каплей;- коэффициент поверхностного натяжения.На фиг. 1 представлен вариант выполнения сетчатой насадки, в котором эле 40 ментом решетки является квадрат; на фиг, 2 - то же, с треугольной формой элементов решетки; на фиг. 3 - то же, с квадратной формой элементов решетки.Насадка состоит из проволочной решетки с узлами 1Пример выбора конкретных характеристик сеточной насадки можно рассмотреть на системе вода-воздух (где чистящая жидкость - вода, а очищаемый газ - воз50 .дух) при нормальных условиях (температура 20 С; давление 1 агм; поверхностноеонатяжение жидкости б -( 0,073 Н/м; плотность жидкости 9 ж =998 кг/м; плотность газа 3 "1,2 кг/м, вязкости газа Ф. 1,8-0 Г По С ускорение свободного падения=9,81 м/с).Из .анализа взаимодействия между капельной жидкостью и газом выбирается дигде - коэффициент сопротивления отКдельной деформируемой .и дробящейся каплиЙля расчетов можно взять .Р= О,26 Г(-Я ) :/о,о ,гю о,ы0,265 " -- . = 1,77 1 Внешняя сила, равная весу капли,рав-на3(4 ( О 2.Из баланса сил, действующих на каплю, определяется требуемая сила паверхностнаго натяжения жидкости в узле проволочной рвшегкипн тр вн Ч 0 -4,д 10 =7,4"(о Н,.при этом необходимо отметить, что знак при г ун эависвт от направления силы,В свою очередь. При диаметре капли, соответствующемчислу Вебера, меньшему критического значения 7,5 происходит, увеличение размеровкапля за счет притока орошаемой жидкости. При этом сила поверхностного натяже/ния превышает силу трения апли о газовый поток, следовательно, капля жидкости не разрушается и не уносится потоком,По мере того как увеличиваегся диаметркапли, возрастаег и скорость газа в сечении насадки, Рост диаметра капли н скорости газа может привести к такой ситуации, что число Вебера будет больше критического, следовательно, капля жидкостираспадается и часть жидкости уносится потоком.При наличии таких двух конкурирующихпроцессов (рост капли и унос части жидкости) йа сетчатой насадке устанавливается такое равновесие, что во всех узлахнасадки находятся капли заранее заданного размера. За счет гого, что жидкостьпостоянно поступает на узлы решетки иомывает их, происходит непрерывный уноспримесных частиц, перешедших из газа вжидкость, Такой . процесс препятствует забиванию сеточной насадки.30 Использование предлагаемой насадкидля тепло-массообменных аппаратов с непосредственным контактом между жидкостью и газом, в частности для мокройочистки газа, позволит наиболее оптимальным образом выбрать габариты конструкциии повысить эффективность очистки. откуда где для хорошо смачиваемой проволоки можйо ваять О = 23 . Полученное значениеокругляется в большую сторону 2,43+ 1=3, т.е, подходит проволочная,10 сетка с шагом не менее 0,002 м, где элемент решетки правильный треугольник (фиг. 2) или квадрат (фиг. 3), При этом предполагается, что диаметр проволоки намного меньше диаметра капли, 15По элементу решетки выбирается живое сечение для потока газа. Например, для шага решетки, равного диаметру капли, живое сечение Ч = (;1 - ф) для квадратного элемента (фиг, 3) и Ч=-;Я) 20 для греугопьного элемента (фиг 2).Далее из полного расхода газа определяется общее сечение сеточной насадки бд, (Сечение камеры, где устанавливается насадка 25 5,: -ЦРгфг где бг - полный массовый расход газа, кт/с.Отношение расстояния между отлет ьными слоями сеточной насадки к диаметрукапли выбирается большим или равным 2,35чтобы избежать экранировки капель другдругом, Общее количество проволочных рещеток определяется из последовательногорассмотрения эффективности очистки для40каждой отдельно взятой решетки, Аналогичный расчет для системы вода-пар налинии насыщения (температура 100 фС;давление 1 агм; б =0,059 Н/м)ф =958 кг(мЭ; р =0,598 кгlм;ЭФФр,=1,2 10Па С ) и выбранномд =0,002 м, дает=5, т.,е. в узле решетКи должно сходиться не менее пяти проволок.Предлагаемая сеточная насадка работает следующим образом.Разбрызгиваемая перед насадкой жидкость под действием сил поверхностногонатяжения " собирается на сеточной насад,ке в виде тонкой пленки, которая в дальнейшем распадаегся на ряд деформируемыхкапель. Под действием динамического напора газа капли смешаются на заднюю Сеточная насадка, содержащая последовательно расположенные слои проволочнойрешетки, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения эффективности 45 очистки газа за счет увеличения интенсивности взаимодействия между газом и жидкостью, отношение расстояния (шага) между узлами решетки к диаметру капли жидкости выбирается больше или равным 1,отношение расстояния между слоями ре-щеток к диаметру капли принимается болше или равным 2, а число проволок, сходящихся в узле решетки, определяется поформуле Грм0 ф1 и па зо,оо 2 оо 7 ъ 243 формула изобретенияПСоставитель Л. ЭпшРедактор В. Матюхина Техред М, Рейвес ктор С., Корниенко Тираж еннаго к ений и от 35 Рауш06 Подписитета СССРытийая набд. 4/5 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,7 85018 число проволок, сходящихся в узле решетки;снла трения капли о газовый поток и действующая на каплю внешняя сила соответственно; протяженность линии, ограничивающей поверхность смачивания проволоки ка.тлей;коэффициент повсрхностного натяжения. 10 Заказ 6180/8 ВНИИПИ Государст по делам изобре 113035, Москва, Ж 4 8 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетепьство СССР Мо 480430, кл. В 012 47/10, 1973.2. Патент франции% 2127497кл, В 01 Э 47/00, 3, Патент франции Ло 2368291,кл. В 01.О 47/06,