RU2166347C2 - Rotary spraying apparatus - Google Patents

Abstract

FIELD: chemical-and-pharmaceutical, food-processing and allied industries for rectification, absorption and wet cleaning of gases from soluble dusts. SUBSTANCE: rotary spraying apparatus has housing which is sectionalized in height by means of plates holding the sprayers rigidly connected with shaft running along axis of apparatus; they are made in form of perforated cylinders fitted with intake units and boundary entrainment traps made in form of vertical metal plates. Guide blades are mounted in gas ducts of drain plates at angle of 3 to 9 deg. relative to horizontal plane; holes in perforated cylinders are located over generatrices inclined at angle of 3 to 9 deg. relative to horizontal plane. EFFECT: increased intensity of processes; reduced entrainment of splashes; reduced hydraulic resistance; improved operational characteristics. 3 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям роторных распылительных аппаратов и может быть использовано в химической, химико-фармацевтической, пищевой и смежных отраслях промышленности для аппаратурного оформления процессов абсорбции, ректификации, мокрой очистки газов от растворимых пылей и др. The invention relates to constructions of rotary spraying apparatuses and can be used in chemical, chemical-pharmaceutical, food and related industries for apparatus design of absorption processes, rectification, wet cleaning of gases from soluble dusts, etc.

Известен /1/ полый распыливающий абсорбер, в котором газ движется вверх по винтовой линии, а поглотитель разбрызгивается через расположенные на центральной трубе форсунки. Часть поглотителя попадает на стенки и стекает по ним пленкой, однако абсорбция на стенках имеет второстепенное значение по сравнению с абсорбцией каплями поглотителя. Равномерное распределение газа в этом аппарате не достигается, т.к. у стенок он движется со сравнительно большей скоростью (по винтовой линии), а в центре аппарата скорость газа мала. Known / 1 / hollow atomizing absorber, in which the gas moves upward along a helical line, and the absorber is sprayed through nozzles located on the Central tube. Part of the absorber enters the walls and flows down the film along them, however, the absorption on the walls is of secondary importance compared to absorption by the drops of the absorber. Uniform distribution of gas in this apparatus is not achieved, because near the walls it moves with a comparatively higher speed (along a helix), and in the center of the apparatus the gas velocity is small.

Основной недостаток полых абсорберов этого типа - невысокая эффективность, обусловленная перемешиванием газа и плохим заполнением объема факелов распыленной жидкости. Довольно высок расход энергии на распыление жидкости (0,3-1,0 кВт/ч) на 1 т распыляемой жидкости. The main disadvantage of hollow absorbers of this type is the low efficiency due to gas mixing and poor filling of the volume of the torches of the atomized liquid. The energy consumption for spraying liquid (0.3-1.0 kW / h) per 1 ton of sprayed liquid is quite high.

Наиболее близким по техническому решению является роторный распылительный аппарат /2/, который содержит корпус, сливную тарелку, каплеулавитель в виде вертикальных пластин, распылитель жидкости, вал. Данный аппарат также содержит цилиндрический корпус с патрубками тангенциального ввода и вывода фаз, смонтированные в корпусе сливные тарелки снабжены газоходами, вращающиеся на валу распылители жидкости, каплеотбойники, расположенные у стенки корпуса, радиальные стенки газоходов установлены под углом 10-30^o к плоскости тарелки.The closest to the technical solution is a rotary spray apparatus / 2 /, which contains a housing, a drain plate, a droplet eliminator in the form of vertical plates, a spray liquid, a shaft. This apparatus also contains a cylindrical body with nozzles for tangential input and output phases, mounted in the housing, the drain plates are equipped with flues, fluid nozzles rotating on the shaft, drop eliminators located near the housing wall, radial walls of the flues are installed at an angle of 10-30 ^o to the plane of the plate.

Недостатками этого аппарата являются относительно небольшое время прибывания газовой фазы в аппарате, недостаточно низкое гидравлическое сопротивление и большой брызгоунос. The disadvantages of this apparatus are the relatively short time of arrival of the gas phase in the apparatus, insufficiently low hydraulic resistance and large mudguard.

Цель изобретения - повышение интенсивности осуществляемых процессов, снижение брызгоуноса, уменьшение гидравлического сопротивления и повышение эксплуатационных характеристик аппарата. The purpose of the invention is to increase the intensity of the ongoing processes, reducing mudflow, reducing hydraulic resistance and improving the operational characteristics of the apparatus.

Указанная цель достигается тем, что в газоходах неподвижных тарелок установлены направляющие лопатки под углом 3-9 ^o к горизонтальной плоскости тарелки, а распыливающие отверстия на поверхности диспергирующего устройства расположены по образующим, наклоненным под углом 3-9 ^o к горизонтальной плоскости распылителя.This goal is achieved by the fact that guide vanes are installed in the flues of the stationary plates at an angle of 3-9 ^o to the horizontal plane of the plate, and the spray holes on the surface of the dispersing device are arranged along generatrix inclined at an angle of 3-9 ^o to the horizontal plane of the spray gun.

На фиг. 1 представлен роторный распылительный аппарат, вертикальное сечение; на фиг. 2 - вид сбоку диспергирующее устройство; на фиг. 3 - сечение направляющих лопаток в газоходах. In FIG. 1 shows a rotary spray apparatus, vertical section; in FIG. 2 is a side view of a dispersing device; in FIG. 3 - section guide vanes in the ducts.

Роторный распылительный аппарат содержит вал 1, цилиндрический корпус 2, распылитель жидкости 3, газоходы 4, установленные в сливной тарелке 5, переточные трубы 6, направляющие лопатки 7, пристенный каплеотбойник 8. The rotary spray apparatus comprises a shaft 1, a cylindrical body 2, a liquid atomizer 3, flues 4 installed in the drain plate 5, transfer pipes 6, guide vanes 7, a wall drop eliminator 8.

Распылитель 3 состоит из заборного устройства в виде двух коаксиальных цилиндров, между которыми размещены заборные лопатки, в верхней части распылителя установлено диспергирующее устройство в виде перфорированного цилиндра. Сливная тарелка 5 представляет собой диск, на котором установлены в виде коаксиальных цилиндров газоходы 4. В свободном сечении газоходов установлены направляющие лопатки 7. Газоходы делят сливную тарелку на центральную часть питающую чашу и периферийную часть, расположенную у корпуса аппарата. Пристенный каплеотбойник 8 представляет собой набор вертикально установленных металлических пластин, плоскости которых направлены под углом 15^o к вектору абсолютной скорости жидкости, диспергируемой распылителем. Совокупность распылителя 3, тарелки 5 и каплеотбойника 8 представляет собой контактный элемент.The atomizer 3 consists of an intake device in the form of two coaxial cylinders, between which intake vanes are placed, a dispersing device in the form of a perforated cylinder is installed in the upper part of the atomizer. Drain plate 5 is a disk on which gas ducts are installed in the form of coaxial cylinders 4. Guide vanes are installed in the free section of the gas ducts. The gas ducts divide the drain plate into a central part, a supply bowl and a peripheral part located at the apparatus body. Wall drop eliminator 8 is a set of vertically mounted metal plates, the planes of which are directed at an angle of 15 ^o to the absolute velocity vector of the liquid dispersed by the atomizer. The combination of the atomizer 3, plates 5 and droplet eliminator 8 is a contact element.

Роторный распылительный аппарат работает следующим образом. Рабочая жидкость из питающей чаши тарелки 5 заборным устройством распылителя 3 подается в диспергирующее устройство, за счет центробежной силы выбрасывается в свободное пространство контактного элемента в виде струй и капель. Размер капель и скорость их истечения определяется свойствами рабочей жидкости, диаметром распыливающих отверстий, диспергирующего устройства и угловой скоростью его вращения. Rotary spray apparatus operates as follows. The working fluid from the feeding bowl of the plate 5 by the intake device of the atomizer 3 is supplied to the dispersing device, due to centrifugal force, it is ejected into the free space of the contact element in the form of jets and drops. The size of the droplets and the rate of their expiration is determined by the properties of the working fluid, the diameter of the spray holes, the dispersing device and the angular velocity of its rotation.

Достигнув пристенного каплеотбойника 8, капли ударяются о его пластинки, скользят по ним и далее жидкость стекает на сливную тарелку 5 по пластинкам каплеотбойника 8 и корпусу аппарата 2. Касательный удар капель о поверхность пластинок уменьшает образование вторичных капель и снижает брызгоунос. При касательном ударе большая часть энергии ударяющихся капель расходуется не на дробление жидкой пленки, а на ее перемешивание на поверхности удара. В результате образуется высокоразвитая и интенсивно обновляющаяся поверхность межфазового контакта. Having reached the wall drop eliminator 8, the drops hit its plates, slide along them and then the liquid flows onto the drain plate 5 along the plates of the drop eliminator 8 and the body of the apparatus 2. The tangent impact of drops on the surface of the plates reduces the formation of secondary drops and reduces splashing. With a tangent impact, most of the energy of the dropping drops is spent not on crushing the liquid film, but on its mixing on the surface of the impact. As a result, a highly developed and intensively renewed interface surface is formed.

Из периферийной части сливной тарелки 5 рабочая жидкость по переточным трубам 6 поступает в питающую чашу сливной тарелки 5, откуда вновь заборным устройством распылителя 3 подается в диспергирующее устройство. From the peripheral part of the drain plate 5, the working fluid through the transfer pipes 6 enters the supply bowl of the drain plate 5, from where it is again fed into the dispersing device by the spray device 3.

Избыток жидкости, в количестве равном количеству свежепоступившей на контактный элемент, сливается на нижерасположенный контактный элемент по переливной трубе, расположенной в центре сливной тарелки 5 соосно валу 1. Excess liquid, in an amount equal to the amount of freshly arrived at the contact element, is discharged to the downstream contact element through an overflow pipe located in the center of the drain plate 5 coaxially to the shaft 1.

Поднимающийся по аппарату газ (пар) на каждом контактном элементе движется вслед за факелом распыляемой жидкости, что обеспечивается соответствующей установкой направляющих пластинок 7 внутри газоходов 4. В результате газ (пар) поступает в зону разряжения вследствие наличия вентиляционного эффекта у факела распыленной жидкости. Это снижает затраты энергии на преодоление газом (паром) контактного элемента. Закрученное движение потока газа (пара) вслед за факелом распыленной жидкости увеличивает время контакта фаз, приводит к увеличению пути уносимых с контактного элемента капель. Последнее обстоятельство снижает брызгоунос. The gas (steam) rising through the apparatus on each contact element moves after the spray torch, which is ensured by the corresponding installation of the guide plates 7 inside the gas ducts 4. As a result, the gas (steam) enters the discharge zone due to the ventilation effect of the spray fluid. This reduces the energy consumption for overcoming the gas (steam) of the contact element. The swirling movement of the gas (vapor) flow following the torch of the atomized liquid increases the contact time of the phases, leading to an increase in the path of droplets carried away from the contact element. The latter circumstance reduces splashing mud.

Закрученное движение газа (пара) сохраняется по всей высоте аппарата как за счет тангенциального ввода и вывода газа (пара) из аппарата, так и за счет направляющих пластинок 7, установленных соответствующим образом в газоходах 4 сливных тарелок 5. The swirling movement of gas (steam) is maintained over the entire height of the apparatus both due to the tangential inlet and outlet of gas (steam) from the apparatus, and due to the guide plates 7 installed accordingly in the ducts 4 of the drain plates 5.

Положительный эффект - повышение эффективности осуществляемых процессов, снижение брызгоуноса и уменьшение гидравлического сопротивления контактного элемента и роторного распылительного аппарата в целом достигается за счет увеличения времени пребывания газовой (паровой) фазы на контактном элементе, увеличением пути выноса капель с контактного элемента на вышерасположенную сливную тарелку. С этой целью направляющие лопатки 7 в газоходах 4 установлены под углом 3-9^o к горизонтальной поверхности тарелки. С целью уменьшения сопротивления факела распыленной жидкости проходу газа (пара) распыливающие отверстия по поверхности диспергирующего устройства размещены по образующим, наклоненным под углом 3-9^o к горизонтальной плоскости распылителя.A positive effect is an increase in the efficiency of the ongoing processes, reduction of mudflow and a decrease in the hydraulic resistance of the contact element and the rotary spraying apparatus as a whole due to an increase in the residence time of the gas (vapor) phase on the contact element, and an increase in the droplet removal path from the contact element to the upstream drain plate. To this end, the guide vanes 7 in the flues 4 are installed at an angle of 3-9 ^o to the horizontal surface of the plate. In order to reduce the resistance of the sprayed liquid torch to the gas (vapor) passage, the spray holes along the surface of the dispersing device are placed along generators inclined at an angle of 3-9 ^° to the horizontal plane of the spray gun.

Литература. Literature.

1. Рам.В.М. Абсорбция газов. М.: Химия, 1976, 656 с. 1. Ram.V.M. Gas absorption. M .: Chemistry, 1976, 656 p.

2. Сорокопуд А. Ф. , Ельцов А.В. Массообменная колонна: а.с. N 1639704 (СССР), опубл. БИ. N 13, 1991. 2. Sorokopud A. F., Yeltsov A.V. Mass transfer column: A.S. N 1639704 (USSR), publ. BI. N 13, 1991.

Claims (1)

Роторный распылительный аппарат, содержащий корпус, секционированный по высоте сливными тарелками, с газоходами на которых находятся распылители, жестко связанные с валом, проходящим по оси аппарата, и выполненные в виде перфорированных цилиндров, снабженных заборными устройствами, пристенные каплеотбойники, выполненные в виде вертикально установленных металлических пластин, отличающийся тем, что в газоходах сливных тарелок установлены направляющие лопатки под углом 3 - 9^o к горизонтальной плоскости, а отверстия на поверхности перфорированных цилиндров размещены по образующим, наклоненным под углом 3 - 9^o к горизонтальной плоскости.A rotary spray apparatus containing a housing, height-partitioned by drain plates, with gas ducts on which there are nozzles, rigidly connected to the shaft passing along the axis of the apparatus, and made in the form of perforated cylinders equipped with intake devices, wall-mounted droplets made in the form of vertically mounted metal plates, characterized in that the drain ducts of plates mounted at an angle of the guide vanes 3 - 9 ^o to the horizontal plane, and the openings on the surface Punch Rowan cylinders arranged along the generatrices inclined at an angle of 3 - 9 ^o to the horizontal plane.

Images