Пенный аппарат

19) КЗЗ С 11) 2 ОО51) 5 В 01 0 47 04 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТЕНТУ Комитет Российской Федерации по патентам и товарнвм знакам(71) Ленинградское высшее военное инженерноеучилище имгенерала армии АН.Комаровского(73) Фокин Иван Мефодиевич(7) Использование: в процессах очистки и тепломассообмена при контакте газа и жидкости в системах вентиляции и кондиционирования в химической промышттенности и энергетике. Сущностьизобретения. орошающая жидкость (вода) поступает из патрубка 8 в распределительную коробку 10 идалее направляется в радиально расположенныетрубки 9 ороситепя, откуда через перфорацию внижней их части раэбрызгивается равномернымиструйками на перфорированную провальную решетку 5 и далее в нижнюю часть аппарата заполняяее до осуществления перелива в патрубок 15 отвода воды в емкость (на чертеже не показана) через фипьтрующую сетку 16. Благодаря турбупизированному контакту взаимодействующих сред из газового потока интенсивно выпадают частицы пыли которые затем стекают по стенкам в канал между кожухом 19 и корпусом и отводятся под успокоительную решетку 20, При подходе к провальной решетке 5 газовый поток будет сохранять эпюру распределения его расхода с убыванием к центральной части, а проход через отверстия решетки 5, выполненной с убыванием их диаметра также к центру, обеспечивает выравнивание скоростей газа и равномерное пенообразование на провальной решетке. При прохождении газа через отверстия провальной решетки 5 и барботировании его через слой воды на решетке образуется слой подвижной нестабильной пены, которая переливается через переливной порог 13 в камеру 14 разрушения пены и далее по перепивной трубе 12 вместе с уловленными частицами пыли удаляется под успокоительную решетку 20 в грязесборник 1 зл.ф-лы, 5 ип.5 10 20 25 30 40 50 Изобретение относится к устройствам осуществления процессов очистки и тепломассообмена при контакте газа и жидкости и может быть использовано в системах вентиляции и кондиционирования, в химической промышленности и энергетике.Известно устройство для тепловлажностной обработки воздуха, содержащее корпус с поддоном, воздушными подводящим и отводящим патрубками, первый иэ которых выведен под уровень жидкости в поддоне, а на входе второго размещен сепаратор и регулятор уровня жидкости в поддоне,Основным недостатком известного устройства является невысокая эффективность тепловлажностной обработки и очистки воздуха из-за недостаточно развитой поверхности его контакта с жидкостью потому, что барботирование пузырей воздуха в слое жидкости происходит только вблизи воздухоподающего патрубка с дальнейшим прохождением его достаточно крупными пузырями в слое нестабильной, подвижной пены, образуемой за счет капель и брызг жидкости, вытесняемой из поддона в рабочее пространство.Известен пенный аппарат, содержащий корпус с наклонным патрубком подвода и патрубком отвода газа, перфорированную провальную решетку, патрубки для подачи воды и отвода воды и шлама (с вертикальным участком), последние из которых размещены под провальной решеткой, переливной порог, переливную камеру и переливную трубу, соединенную с нижней частью аппарата, орошающее устройство, размещенное над провальной решеткой и выполненное в виде двух камер, расположенных одна над другой и соединенных между собой центральным отверстием, при этом верхняя камера снабжена крышкой и сообщена с патрубком подачи воды, подведенным тангенциально, а нижняя камера выполнена с перфорированной орошающей решеткой в нижней части, причем орошающая и провальные решетки снабжены на входе воды и газа сьемными дросселирующими кольцами одинакового проходного сечения, а патрубок отвода воды сНабжен фильтрующей сеткой.Недостатками известного пенного аппарата являются:создание недостаточно развитой поверхности контакта газа и жидкости, не позволяющей обеспечивать более высокий эффект тепловлажностной обработки и очистки газа;нерациональность используемого орошающего устройства в виде двух достаточно объемных кольцевых камер, расположенных перед патрубком отвода газа, что способствует повышению скоростей удаляемого газа и ухудшает нормальную сепарацию из него влаги, к тому же при этом не создается достаточной равномерности подачи воды на орошающую решетку потому, что основной поток воды изливается вблизи краев кольца обрамляющего соосное отверстие;наличие возможности подьемэ осевших в нижнюю часть аппарата твердых частиц в верхние слои жидкости с последующим подхватом их газовым потоком;подача газа в аппарат по центру корпуса не обеспечивает равномерного контакта газового потока со струйками воды, стекающими через отверстия провальной решетки ввиду существенного отклонения (отжимэния) его к противоположной стенке корпуса,что снижает эффективность работы устройства;вынесение патрубкэ отвода воды, снабженного фильтрующей сеткой, в отдельную камеру не.обеспечивает возможности очищения (регенерации) ее поверхности от осаждаемых твердых частиц,Целью изобретения является повышение эффективности очистки газа и процессов тепломассообмена между газом и жидкостью путем увеличения поверхности их контакта за счет создания дополнительного взаимодействия закрученного потока газа с образуемой им нэ стенках корпуса пленочной поверхностью, а также лучшего отведения уловленных пылевых частиц с регенерацией фильтрующей сетки от налипэющей пыли потоком вращающейся жидкости.Поставленная цель достигается тем, что в аппарате патрубок подвода газа установлен тангенциально под острым углом к оси корпуса, при этом корпус внутри дополнительно снабжен жестко зэкрепленными на нем газорэспределительной решеткой для спрямления газового потока, размещенной под провальной решеткой, кожухом с успокоительной решеткой в нижней части, который установлен с зазором к корпусу, а верхний его край расположен выше уровня воды, и устройством технологического сброса воды в магистраль удаления шлама с водой, выполненным в виде петлеобрэзного трубопровода, входное отверстие которого расположено ниже отметки верхнего обреэа патрубка отвода воды (нэ его сливной линии установлено реле протока, подающее сигнал на пульт управления), причем в центральной части корпуса и провальной решетки установлена переливная труба, верхняя переливная камера разрушения пе 2004310ны ;Огорой Выполнена уширенной и высуГзОщей Верхим к.нцом нзд провальнойрешеткой, образуя переливной порог, энижней частью Озсположена соосно в вертикзльнсм участке патрубка для отвода водь с размещением Выходного отверстиятрубь В корпусе зз пределами отогнутойчасти пзтрубкз,Кроме того в аппарате провальная решетка выполнена с убьВающими к центруплощадями проходных отверстий, а на маГИСТРЗЛИ ОТВОДЭ ВОДЫ В 8 МКОСТЬ ВЫПОЛНЕНгидроззтвор,Новизна решения заключается в том,что В устройстве предлзгзеся двухступенчз Гая очистка и тепловлз:к:остная обработка гззз. Первая ст,пень циклонно-пеннойабо Гк,зэз характеризуется тем, что газовый поток, подаззе,"ый через тангенцизльный п;тубок, оорзозтывают сначала в.;(лости коопусз с созданием зз счет кине: ческой энеогии газа вращательного дви.(:-.;ьия по поверхности воды и последующимЗЗ(Р":АВЗР 8", 8 ГС НЗ ГОВВРХНОСТИ СТВНОК.Орпус;, при з";О:, поток Гззз срывает астькгпель и брызг с поверхности Водыи изрззбивземь." стг, Водь, стекающих изпрова(ь 1( ки, и Одрзсь Всст фх нз,1 д 1 я г, ".".,л,;Ис" .) зтпрС) Сф"РЬ Г 8 НфдОИобрзбоКи .;:Зз Осущ=.:.твляется при прохо; До:,;,- .:.,: чесеа сЗи Воды и нестзб.яьОИ, Пои 3 .ЯНОИ :"ь НЗ ПРОВЗЛЬНОИ;ы, устаО(л(ннойцере решетки, являегся ГСре Ны . порсОм, Более надежноеотведе и":. уловле ых из газа твердыхЧЗСТИЦ ОСУВ 8 СТВЛЯВТСЯ С ПОМОЩЬЮ ДОПОЛНИТВЛЬНР . ЬюО/ВННОГО КожУХЭ С УСПОКОИтел ;Ой решеткой В нижней части,уст";аален.ого с зазором от корпуса, приэтом фЛь "рующзя се;:;з, установленная наВерх 8 Обрезе пзтрубкз Отвода воды по(тсянно Очищзетсл От нзлипзОщей Грязи эасчет Вращательного,.:ци.кения воды В нижНей "ЗСти З ПЗРРТЗ,В э; пзоэте для иск(Очеьия Г 1 рорыВЗ Гэ"зз В линию Отвода Воды на ней выполненгил-Оззтвор, а с Зелью исключения переГСЛНВНИЯ ВОДОЙ НИХ;НВЙ "ЭСТИ ЭППЭРЭТЭ ВЬш з Г р., Нято Й Отметки корпусДОГОлнительно снзбжи устройстВом экстренного аварийОго "перелива Воды, сооб;.ае .ОГО С 4 ЗГИСТРЗЛЬО УДЗЛЕНИЯ ШЛЭМЭ СВод( й и выполненным В виде петлеобразного трубопровода, ОбразуОщего гидроэатВор. Вх(днов Отверстие которого,.з:-;,ол(х(со них(8 Отметки верхнего обреза патрубкз отвода воды нзд успокоительной решеткой, причем на линии аварийного слива установлено реле протока, сигнализирующее на пульт управления о разбалан сировке расходов подачи и отвода воды,Таким образом техническое решениеобладает новой совокупностью существенных признаков, дающих дополнительный положительный эффект по очистке и тепло влажностной обработке газа или охлаждению оборотной воды с попутной очисткой фильтрующей сетки эа счет вращательного движения окружающей Воды.Нэ фиг. 1 представлена принципиаль ная схема пенного аппарата; общий вид,разрез; на фиг. 2 - орошающее устройство, общий вид; на фиг, 3 - провальная решетка, общий вид; на фиг, 4 - спрямляющая решетка; на фиг. 5 - разрез А - А на фиг, 1, 20 Пенный аппарат включает в себя корпус1 с патрубками 2 и 3 соответственно тангенциального подвода газа и его отвода из аппарата, грязесборник с запорным клапаном 4, через который удаляется шлам и проиэво дится полное освобождение аппарата от воды, сьемную провальную решетку 5, выполненную с ромбической разметкой и одинаковым шагом между про"одными отьерстиями, площади сечения которых убы взот к центру, что позволяет выравниватьскорости прохода .Врез отверстия и обеспечивать равномерный провал воды через них, несмотря на то, что газовый поток при вращении значительно отклоняется к стенкам 35 корпуса, крупноячеистую, армированную сполимерным покрытием газораспределительную решетку б, имеющую отбойные пластинки 7 на сторонах ячеек, перпендикулярных направлению вращения потока гз эа, и предназначенных для спрямлениянаправления его перемещения, а также установленное над провальной решеткой 5 орошающее устройство, выполненное в виде перфориоованных снизу водоподводя щего патрубка 8 и трубок 9 оросителя,радиально оасположенных от распределительной коробки 10, имеющей глухие крышку и днище, над которым перед патрубками отвода газа размещен сепаратор 11, пред назначенный для отделения капельной влаги иэ потока отводимого газа. Для отвода части примерно 50;) воды с провальной решетки 5, минуя проходные Отверстия. в ее центральной части установлена переливная 55 труба 12, выступающая часть которой служит переливным порогом 13, а ее головная уширенная часть с кол ьцеобразным уступом в донной части представляет собой камеру 14 разрушения пены, при этом нижняя часть переливной трубы 12 соосна (концентриче 2004310ски) расположена В Герткяльно,1 участке с часть)О патрубка 15 для Отводя Воды размещением выходного отверстия трубы в корпусе за пределами отогнутой части патрубка, причем на верхнем обрезе патрубка 15 установлена ф)лльтруюьцая сетха 16 и Выполнена на каркасе в аида эллипсоидной воронки, поверхность которой постоянно очищается от налипающей грязи закрученным потоком водь), а на магистрали отвода воды из аппарата в емкость (не показана) выполнен гидрозатвор 17, предотвраща)ощий прорыв газа в магисраль.Кроме того в нижней части корпуса 1 с зазором от его стенок установлен на ребрах жесткости 18 кожух 19 с успокоительной решеткой 20 внизу, верхний край которого выступает над поверхностью воды, ооразуя канал с корпусом 1, предназначенный для отведения частиц пыли, осаждаемых ня смоченных стенках корпуса 1 из закрученного потока газа, под успокоительную решетку в грязесборник, предотвращая под.ем уловленных частиц в верхние слои воды. 8 целях искл)очения переполнения водой никней) части аппарата выше установленной отметки при разбалансировке расходов подачи и отвода воды, аппарат дополнительно снабжен цетлеобразным труоопроводом 21 экстренного технологического сбр:. а Воды э маГ 1:страль уДЯл 8 н)я шлама с Водой, ОЬрз зующего петлей гидразатвор, входное О)- В 6 Рстие котОРОГО РасположенО ни)ке верхнего обреза патрубка 15 Отвода Водь:, но выше успокоительной решетки 19, а переливное отверст)ле петли расположено Выше эллипсоидной воронки на 30-50 мм, потому что при функционировании аппарата будет создаваться давлен)ле ня поверхность Воды, с 1)осооствукщее Выдявливя.)ик) части 88 до РерслиВнОГО От)ерстия петли, прлчем на сливной линии петлеобразного трубопровода 21 установлено реле цротока 22 дающее сигнал на пульт упрявленил. Пенный аппарат работает следующим образом, Орошаюшая жидкость )вода) поступает иэ патрубка 8 В распределительную коробку 10 и далее наг)равляется В радиально расположенные трубки 9 оросителя, откуда через перфорацию в нижней их части разбрызгивается равномеоными струйками на перФорированную провальну)о решетку 5 и далее в нижнюю часть аппарата, заполняя ее до осуществления перелива в патрубок 15 отвода воды в емкость айне показана) через фильтрующую сетку 16, После заполнения водой гидрозатвора 17 включается подача газа во внутреннюю полость корпуса 1 через тангенциальный патоубок 2, где ГЯ ды, БлсяГодс турЬ.с:1,эироГ)н 1. с кг, ). я,.; -ту вэя)лмодейТвп.).1:,5: СГ)8; )э ГГ)э;:,61ПОТОКЯ Н Я ГО В -; Р Х Н ) С Ь". "И 1а С 1,Ц с 8 1-:- с . ,:СТНКИ КОР 1 СЯ 1;Г "Ц, В) ;:. ")г .);18 ГТИЦЬ Г 1 ЫЛИ О О,;1;с, с 8 . ";" с)с ГсКаМ В ДОПСнЕЛ)НО Л,1 -), Ц)11, 1,61.165)РЭ).ЦВЬ)ИИ В 1 СЭ ,:; : . с),ЛЕ 1.1",.1Р)Э 6=)вссО) ЛНСЭ" ВрОЛС) ГС)С СОС,;.-, с.",б) Л; 8 р я ) 11 8 1 с Г)11)1 рЧенО ЦООЛ, ОИ с . )1;ВЭ)11 Я 1 Я З 8 , Я; ) Ц Э Г) Т В 8Ст, Цре Вт)си 5 гч Г)тг " ) с,1 т Вовы Г)Г)41 Г) з ПФ)Г)овацных т;у,(;5 ,:; 9),Ос;т)-ло ,1 з;тем81)с) С Вт ;В . )" С "5цятруоокОт-:,;.:,г В )Г 1., Вру)н)н цостуГЯЕТ В Сс,О)1;Г 81.;ЛГ)81 ЯНИя ВляааЛЬ)181 йщс;ГО Сцт 1 ЭО". 1.)ИГ 1,ВЫСОТ 6 Г)8 )1, Гс. ГГ,1с) с,уНОГГ),Г" спГ)с ," ; - , )с, ЛОТВГСт)ИГ-1-")Гт ); , -Г -;"1С)НЬ 1 ИМВОНС )11 ВОЬ), Я ГС 1 ВЧс)С 1 Ь В ВИД.-. НВСЯ ЛЬ):,",: 1 О;В::,51)ес ЦГ сПЕРЕЛИВЯЕГСЯ :=.,: ц:;камеру разпуц)енГаны 4 1 -, О ц,15 20 25 30 35 1 0 45 50 55 ЭСЧ).)И 1 О; ЦК 1 Г". " )1 :;Обг)ВЬО"Кл, ГсхгГ, ., .ТЯКТЯ: УДЯ)518 Т ПС) Г)СГ)ес) ОС)Г).1 В55 ней часи с)"арэтя и, скользя цс ней, ПРИВОДИТ МЯСО ОЛЬ ВО Э.)Г;.,Я - ,Ге,Ьое ПВИжЕН)18О Ср)1)ВО)С :, 88 с ОВСГХНОСГИ ЧЗСТИкпе)11. и быз) ," 1 1;Г " у 1 пя. псЯМИ ВОДЫ "81 Я )1 ИЯ), ИЭ Г) Гвс.)с Г 1 11ВаЛЬЧОЛ р 1)ГТ З ." : ч" т ОЯ Инестабильной, пг)дс)их)нг: )сес)ы.; у)Осиг изнее часть каг ель и Ьрь;эг . стенки Оргуса2004310 В случае работы аппарата только наочистку газа, отведенная в промежуточную емкость жидкость может быть сразу использована для внутренней циркуляции. а при 5 тепловлажностной обработке газа перед использованием ее для внутренней циркуляции она должна быть охлаждена, При значительном изменении расхода обрабатываемого газа и для поддержания опреде ленной скорости газа в отверстияхпровальной решетки 5(6-10 м/с) необходимо произвести ее замену на решетку с соответствующими диаметрами проходных отверстий.15 Технико-экономический эффект аппарата заключается в том, что в нем достигается повышение эффективности очистки газа и процессов тепломассообмена между жидкостью и газом за счет двухступенчатой 20 обработки с использованием при этом дополнительной контактной поверхности в виде постоянно смачиваемой внутренней поверхности корпуса, которую интенсивно омывает вращающийся поток газа, подава емый из тангенциально установленного патрубка подвода газа и имеющий больший путь перемещения до провальной решетки за счет спиралеобразного движения в корпусе аппарата.30 35%ф ар мул а, и зоб рете ни я1. ПЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус, частично заполненный водой, с наклонным патрубком подвода и патрубком 40 отвода газа, перфорированную провальную решетку, орошающее устройство, патрубок для отвода воды, имеющий вертикальный участок и снабженный фильтрующей сеткой, переливную трубу с переливной камерой разрушения пены в верхней части, выступающей с образованием переливного порога над провальной решеткой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса очи стки газа и процессов тепломассообмена между газом и жидкостью путем использования циклонного эффекта, он снабжен газораспределительной решеткой, размещенной под провальной решеткой, 55 кожухом с успокоительной решеткой в , нижней части, установленным с зазором к корпусу, с выступающим выше уровня воды верхним краем, петлеобразным трубопроводом сброса воды, входное отверстие которого расположено ниже отметки верхнего обреза патрубка для отвода воды, при атом патрубок подвода газа подведен тангенциально; патрубок для отвода воды имеет отогнутую часть, а переливная труба :,с переливной камерой размещена в центральной части корпуса и провальной решетки и соос но пропущена через вертикальный участок патрубка для отвода воды с выполнением выходного отверстия за пределами отогнутой части патрубка,2, Аппарат по п,1, отличающийся тем, что провальная решетка выполнена с убыванием площади проходных отверстий к центру,реливной трубе 12 вместе с уловленными частицами пыли удаляется под успокоительную решетку 20 в грязесборник, откуда периодически удаляется через запорный клапан 4, При прохождении газа через отверстия провальной решетки 5 и барботировании через слой воды; на решетке образуется слой подвижной нестабильной пены (например, при высоте слоя воды в 10 мм образуется слой пены до 30-50 мм), причем через слой воды и подвижной пены газ проходит в виде мелких пузырьков, а при контакте с поверхностью струй орошающей воды и пленками воды на пластинах сепаратсра 10 происходит лишь скользящее их обдувание, поэтому следует считать, что эффект очистки и охлаждения газа в основном достигается при вращении потока по поверхности воды в нижней части аппарата, на внутренней смоченной поверхности корпуса, а также при прохождении газа мелкими пузырьками через слой пены.Максимальный расход поступления воды в аппарат и ее отвод с учетом испарения и возможности прохода через фильтрующую сетку 16 устанавливается предварительной тарировкой, в случае разбалансировки расходов подачи и отвода воды срабатывает экстренный аварийный) перелив воды по петлеобраэному трубопроводу 21 с подачей сигнала на пульт управления от реле протока 22, установленного на сливной линии трубопровода.(56) Патент США В 3332672, кл. 261129, 1967. Авторское свидетельство СССР М 1533738, кл. В 01 О 47/04, 1988,2004310 б орректор С. Шекмар Заказ 3365 оизводственно-издательский комбинат "Пат жгород, ул, Гага Редактор Г.Мельникова Составитель И,Фок Техред М,Моргентал Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5