Пенный аппарат

(51)5 В 01 О 47/06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР М 1142142, кл. В 01 О 42/04, 1985.Авторское свидетельствс СССР И. 1148148, кл. В 01 О 47/04, 1985.(57) Изобретение относится к устройствам для раздельного сухого улавливания пыли и мокрой очистки химических примесей и моИзобретение относится к средствам тепломассообменной обработки и очистки газов, в частности к стройствам для раздельного сухого улавливания пыли и мокрой нейтрализации химических примесей, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где для повторного использования необходимо улавливание сухой пыли.Цель изобретения - снижение энерго-. затрат за счет снижения гидравлических потерь напора газа.На фиг.1 представлен предлагаемый аппарат, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 и 4 - графики экспериментальных результатов исследования работы аппарата.Пенный аппарат включает корпус 1, тангенциальный патрубок 2 для входа очищаемого газа, установленную коаксиально корпусу выхлопную трубу 3, нижний торец которой снабжен закручивателем 4. ЗакруЯ 2, 1681918 А 1 жет быть использовано в различных отраслях промышленности, Цель изобретения - снижение энергозатрат за счет понижения гидравлических потерь напора газа, Согласно изобретению в пенном аппарате усеченный конус выполнен с продольными прорезями по образующей поверхности, при этом кромки прорезей выполнены с внутренней отбортовкой, суммарная площадь всех прорезей составляет 0,15-0,4 площади кольцевого сечения между корпусом аппарата и нижней кромкой усеченного конуса, Предусмотрен вариант выполнения устройства с заглублением кромки обечайки внутрь усеченного конуса не более чем на 1/3 его высоты. 1 э.п, ф-лы, 4 ил,чиватель 4 снабжен усеченным конусом 5, который выполнен с продольными прорезями 6, равномерно размещенными по его поверхности, при этом верхняя кромка конуса примыкает к поверхности выхлопной трубы 3, нижний торец которой размещен выше нижнего обреза усеченного конуса 5. Вторая по ходу кругового движения основного потока газа кромка 7 каждой прорези 6 снабжена внутренней отбортовкой 8, Прорези 6 выполнены с суммарной площадью 0,15 - 0,4 площади кольцевого сечения между корпусом 1 и нижней кромкой усеченного конуса 5, Снизу закручиаатель снабжен перевернутым конусом 9 с обечайкой 10 по окружности его основания, которая залублена верхней кромкой внутрь усеченного конуса 5 не более чем на 1/3 его высоты, Перевернутый конус снабжен штуцерами 11 и 12 для подачи чистой и удаления отработавшей жидкости. Корпус 1 снабжен снизу коническим бункером 13 для сбора сухой10 20 30 10 пыли, удаляемой через патрубок 14. В верхней части выхлопная труба снабжена сепаратором 15 с патрубком 16 для выхода ОчищеннОГО Газа.ПенныЙ аппарат рабОтает сл 8 ДуюЩим образом,Подлежащий обработке запыленный Газ через ВхоДной патрубок 2 танГенЦиально вводится в верхнюю часть корпуса 1, где В кОльцОВОИ прОстранств 8 м 8 жду корпусом и ВыхлопнОЙ трубОЙ 3 получает ВращательНЫЙ ипульс, взывающий озникновение в потоке центробежных сил. Спиралеобразно опускаясь, закрученный поток запыленного газа приобретает дополнительное ускорение в суживающемся канале между усеченным конусом 5 и стенкой корпуса 1, При атом резко возрастает действие центробежных сил в потоке и интенсифицируется под их влиянием перенос частиц пыли к внешней Границе ОснОвнОГО закрученноГО потока, а из нее к поверхности корпуса 1, тормозясь о которую и теряя скорость, частицы выделяются из потока и осаждаются В бункер 13. При движении между корпусом 1 и усеченным конусом 5 часть газа из обеспыленной внутренней области основного потока отводится через прорези 6 с отбортовками 8, Где формируется Вторичный за" крученный потОк, нисходящий между усеченным конусом 5 и выхлопноЙ трубой 3. При зтОм ДостиГается уменьш 8 ни 8 инт 8 нсивности (и в ряде режимов работы - устранение) поперечных циркуляций в основном закрученном ПОТОке, что приВОдит к сниж 8- нию Гидравлических потерь,Оставшаяся часть ОсновнОГО ззкруч 8 н НОГО пОтОка, нисхОдящая между корпусом и усеченным конусОм, ОкОнчательнО Очищается От частиц пыли за счет изменения направленния и скорости своего движения при Обтекании нижней кромки ус 8 ченнОГО онуса, Одновреенно вследствие вращения газа В ЦентоальнОЙ Верхн 8 Й части бункера 13 Образуеся зона разрежения, в которую, прОдолжая Воащаться, п 8 ретекает достигшая бункера 13 часть потока обеспыленного газа, которая изменяет направлени 8 сВОВГО движения на протиВОположнО 8 и формирует внутренний поток, восходящий по спирали вдоль поверхности перевернутого конуса 9. Проходя с ускорением через кольцевой канал между усеченным конусом 5 и обечайкой 10, восходящий поток газа сливается с нисходящим вторичным закрученным потОком и, формируя устОЙчивое круговое течение на входе в эакручиватель 4, равновеликими обьемэми с ускорением движется в межлопатойных каналах, вызывая интенсивную инжекцию жидкости в выхлопную трубу 3 с образованием в ней пенного слоя с развитой поверхностью контакта. Проходя через этот слой, газ очищаетсяот химических примесей и поступает В сепаратор 15, ГД 8 ОсвОбожДается От Остаточной капельной влаги и через патрубок 16 удаля-. ется из аппарата. Пеннообразующая жидкость подается через штуцер 11, а отработавшая и шлам удаляются через штуцер 12. Сухая пыль периодически удаляется из бункера-пылесборника 13 через патрубок 14.Выполнение усеченного конуса с продольными прорезями по образующей поверхности позволяет уменьшить интенсивность поперечных циркуляций в нисхОдящ 8 м между поверхностью конуса и усеченного конуса закрученном потоке газа (основной поток) за счет равномерного отвода части газа из внутренней (обеспыленной) области потока, что обеспечивает снижение гидравлических потерь,Продольные прорези (щели) обеспечивают отвод из внутреннего пограничного слоя тангенциально закрученной (первичного) некоторой части нисходящего потока газа В Вид 8 плоскоструйных пОтОкОВ, из которых отбортовками вторых по ходу основного потока кромок прорезей достигается формирование закрученного однонаправленно с первичным нисходящим потоком вторичного внутреннего потока, нисходящего по спирали между внутренней поверхностью усеченного конуса и выхлопной трубой.ПлоскоструйныЙ оод аси газа из первичного нисходящего потока устраняет возникновение в нем поперечных циркуляций, связанных с повышением гидравлических потерь, а за счет однонаправленности кругового движения при слиянии нисходя- щВГО(втОричнОГО) Внутр 8 ннВГО потока с Восходящим внутренним потоком достигается снижение 1 гурбулентности последнего. При отсутствии однонаправленного слияния турбулентность восходящего внутреннего потока (и гидравлические потери) резко возрастает в момент его поворота на входе в закручиватель из-за значительного различия давлени я и скорости вдоль внешней и внутренней границ потока на участке поворота. Выполнение продольных прорезей с суммарной площадью живого с 8 чения 0,15 - 0,4 площади кольцевого сечения между корпусом и нижней кромкой усеченного конуса обеспечивает саморегулируемый отвод газа через щели равновеликими обьемами, который полностью устраняет поперечные циркуляции, Обеспечивая тем самым максимальноеснижение гидравлических потерь при нисходящем движении основного патака,Выполнение продольных прорезей с внутренней отбортовкай второй по ходу основного потока кромки позволяет формировать 5 вторичный закрученный поток, движущийся между усеченным конусом и выхлопной трубой, который, сливаясь с восходящим абеспыленным потоком, образует на входе в закручиватель круговое движение газа с 10 равномерным его поступлением в межлопаточные каналы, чта снижает интенсивность поперечных циркуляций и обеспечивает снижение непроизводительных гидравлических потерь на входе в закручиватель. 15Заглубление кромки обечайки внутрь усеченного конуса не более чем на 1/3 его высоты создает в образованном кольцевом канаЛе ускоряющееся поступательное движение восходящего закрученного потока 20 обеспыленного газа без возникновения поперечных циркуляций, повышающих гидравлические потери.. Достижение положительного эффекта подтверждают результаты графической аб работки опытных данных (фиг,З и 4), На фиг.З представлена графическая зависимость величины гидравлических потерь ат соотношения суммарной площади прорезей Яп и площади кольцевага сечения Я 30 между корпусом и нижней кромкой усеченного конуса. Из графика (фиг.З) следует, что наименьшие гидравлические потери достигаются при изменении Зп/Я в пределах 0,15 - 0,4 и возрастают при уменьшении или 3 увеличении этого соотношения иэ-за возникновения и роста интенсивности попеЯпречных циркуляций, При -0,15 это обусловлено увеличением разности давпе ния на внешней и внутренней границах из-за повышения окружной скорости закрученного потока между корпусом и усеченным коЯпнусом и при -0,4 - изменением разностиЯ45 давлений иэ-за значительного увеличения объема газа, отводимого через прорези в канал между усеченным конусом и выхлопной трубой. На фиг.4 представлена графическая зависимость величины гидравлических 50 потерь ат глубины ввода кромки абечайки (Х) внутрь усеченного конуса по отношению к его высоте(Нк). Из графика (фиг.4) следует, что, оставаясь практически неизменнымипри отношении (Х/Нк) 1/3, гидравлические потери в аппарате возрастают при (Х/Нк)1/3 из-за резкого увеличения скорости восходящего потока и возникновения поперечных циркуляций. В данном аппарате движение газа от тангенциального ввода да выхода из выхлопной трубы (в сепаратор) обусловлено перепадом давления, равным сумме гидравлических сопротивлений на участках течения всего объема газа (общих участках) и участках с паоаллельным движением части объема газа, К общим участкам относятся: движение от тангенциального ввода по спирали в кольцевом зазоре между корпусом 1 и выхлопной рубай 3 (т,е., до отделения плоскаструйных потоков прорезями), а также движение через закручиватепь внутрь выхлопной трубы и далее после слияния внутренних нисходящего и восходящего потоков, К параллельным участкам течения газа относится движение первичного нисходящего потока между корпусом 1 и усеченным конусом 5 и движение вторичного (внутреннего) нисходящего потока между усеченным конусом 5 и выхлопной трубой 3,Изменение высоты ввода кромки обечайки 9, сокращая расстояние между кромкой и торцом выхлопной трубы, влияет на сопротивление проходу газа через эакручиватель в трубу 3, т,е. на сопротивление движению газа после слияния втори,нога внутреннего нисходящего потока с внутренним восходящим патокам, Так как зта сопротивление является общим па атнашен:,.о к обоим патокам, то ега изменение оказывает на них раьновеликое воздействие, при катаром количества газа, движущееся через зазор между корпусом и кромкой усеченного конуса(а затем под конус), :. количества газа, движущееся через прорези, определяется толька соотношением их собственных гидравлических сопротивлений по закону гидравлики параллельных течений, Следовательно, предлагаемое соотношение площадей прорезей и кольцевого зазора в значительной с гепени определяет характер движения потока в устройстве. Формула изобретения 1. Пенный аппарат для теппомассообменнай обработки и очистки газов от пыли, содеожащий корпус с тангенциальным,патрубком входа газа. бункером-сборникам и штуцерами ввода и вывода жидкости, кааксиапьную корпусу выхлопную трубу с сепараторам на верхнем торце и эакручиватепем на нижнем торце, загпубленным в усеченный конус, прикрепленный верхней кромкой к выхлопной трубе, и в перевернутый конус, выполненный с обечайкой, введенной внутрь усеченного конуса, а т и и ч а ющ и й с я тем, чта, с целью снижения энергозатрат эа счет снижения гидравлических потерь, усеченный конус выполнен с ориентированными вдоль образующей его поеер 1681918хности прорезями, при этом вторая по ходу основного потока газа кромка прорези выполнена с отбортовкой внутрь, а вуммарная площадь прорезей составляет 0,15-О,4 площади кольцевого зазора между корпусом аппарата и нижней кромкой усеченного конуса,2. Аппаратпоп.1, отличаю щийся тем,что кромка обечайки заглублена внутрь усечен 5 ного конуса не более чем на 1/3 его высоты,168191 В 8 уш Основной ото з акр 4 кг.Я ео 0,2,75 Е 5 Е/3)0,45 оставитель В. Лукьянаехред М,Моргентал ректор М, Максимишенец едактор Н. Тупица Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 каз 3359 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС . 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5