RU2329089C1 - Dusted gas purification system - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanics.

SUBSTANCE: invention relates to wet-type dust collection techniques and can be used in chemical, textile, food, light and other industries to purify gases. The dusted gas purification system contains a cylindrical case arranged with a contact area in its central part, at least, two nozzles located consecutively along a gas flow, and a drop trap fitted beside the contact area with the drain in the case bottom. Nozzles are arranged on the case axis and are acoustic atomisers. Compressed air and water branch pipes are fed to each nozzle, the said branch pipes being furnished with stuff-off and adjusting valves communicating them with manifolds arranged in the pipes feeding compressed air and water. Every collector is furnished with a compressed air and water pressure gauges. Every atomizer includes the case with a barrel and a central core with the tapered collar forming the generator of acoustic oscillations in the form of a nozzle and a resonator, a ring with a tapered surface connected with the case and a sprayer made in the form of an annular space limited by a cylindrical sleeve with regularly spaced holes to feed liquid. The resonator is made in the form of, at least, one spherical cavity arranged in the central core body communicating with the calibrated orifice with an annular slot formed by the barrel and central core end faces' surfaces on the tapered collar side. The central core is arranged to regularly move along the case axis by means of a threaded joint fixed by locknuts. In a preferable version of the system, the nozzle resonator is designed to adjust controlled acoustic oscillations frequency by varying the width of annular slot formed by the barrel and central core end faces' surfaces on the tapered collar side. Here, between the barrel bottom and the end face plane, the central core is arranged on the side opposite to the collar tapered surface along with calibrated gaskets with a thickness corresponding to preset frequency of acoustic oscillations.

EFFECT: higher efficiency and reliability of dust separation.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.The invention relates to techniques for wet dust collection and can be used in chemical, textile, food, light and other industries for the purification of dusty gases.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является система газопылеочистки по SU №2281147, 10.08.2006 (прототип), содержащая горизонтально расположенный цилиндрический корпус с зоной контакта в центральной части, последовательно расположенные по ходу газового потока, по крайней мере, две форсунки, зону контакта, расположенный после зоны контакта каплеуловитель со сливом в нижней части корпуса.The closest technical solution to the claimed object is a gas dust cleaning system according to SU No. 2281147, 08/10/2006 (prototype), containing a horizontally arranged cylindrical body with a contact zone in the central part, at least two nozzles sequentially located along the gas flow, a contact zone located after the contact zone of the droplet eliminator with a drain in the lower part of the housing.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет недостаточно развитой поверхности распыления жидкости.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of the dust collection process due to the underdeveloped spray surface of the liquid.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания путем увеличения степени распыла жидкости форсунками.The technical result is an increase in the efficiency and reliability of the dust collection process by increasing the degree of liquid atomization by nozzles.

Это достигается тем, что в системе газопылеочистки воздушных выбросов, содержащей горизонтально расположенный цилиндрический корпус с зоной контакта в центральной части, последовательно расположенные по ходу газового потока, по крайней мере, две форсунки, зону контакта, расположенный после зоны контакта каплеуловитель со сливом в нижней части корпуса, причем форсунки выполнены в виде акустических форсунок и расположены по оси корпуса, к каждой форсунке подведены патрубки для сжатого воздуха и патрубки для воды с запорными и регулирующими вентилями, связывающими патрубки с коллекторами, соответственно расположенными в трубопроводах, подводящих воду и сжатый воздух, причем каждый из коллекторов оснащен манометрами для контроля давления воды и сжатого воздуха, каждая из форсунок включает корпус с размещенным внутри стаканом и центральным стержнем с коническим буртиком, образующими генератор акустических колебаний в виде сопла и резонатора, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом, и распылитель, выполненный в виде кольцевой полости, ограниченной цилиндрической гильзой, в которой равномерно расположены отверстия для подачи жидкости, причем резонатор выполнен в виде, по крайней мере, одной, сферической полости, расположенной в теле центрального стержня, которая соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями стакана и центрального стержня со стороны конической поверхности буртика, а центральный стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками.This is achieved by the fact that in the system of gas dust removal of air emissions, containing a horizontally arranged cylindrical body with a contact zone in the central part, at least two nozzles sequentially located along the gas flow, a contact zone located after the contact zone of the droplet eliminator with a drain in the lower part the body, and the nozzles are made in the form of acoustic nozzles and are located along the axis of the body, nozzles for compressed air and nozzles for water with shut-off and regulating valves are connected to each nozzle with them, valves connecting the nozzles to the collectors, respectively located in the pipelines supplying water and compressed air, each of the collectors is equipped with pressure gauges to control the pressure of water and compressed air, each of the nozzles includes a housing with a glass placed inside and a central rod with a conical shoulder, forming an acoustic oscillator in the form of a nozzle and a resonator, a ring with a conical surface connected to the body, and a spray made in the form of an annular cavity bounded by a cylinder a casing sleeve in which the holes for supplying liquid are uniformly located, the resonator being made in the form of at least one spherical cavity located in the body of the central rod, which is connected by a calibrated hole to the annular gap formed by the end planes of the glass and the central rod from the side the conical surface of the shoulder, and the Central rod is located with the possibility of fixed movement along the axis of the housing through a threaded connection fixed by locknuts.

Технический результат достигается также тем, что резонатор форсунки выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели, образованной торцевыми плоскостями стакана и центрального стержня со стороны конической поверхности буртика, посредством установки между днищем стакана и торцевой плоскостью центрального стержня со стороны, противоположной конической поверхности буртика, калиброванных прокладок, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.The technical result is also achieved by the fact that the nozzle resonator is configured to control the generated frequency of acoustic vibrations by adjusting the width of the annular gap formed by the end planes of the glass and the central rod from the side of the conical surface of the shoulder, by installing between the bottom of the glass and the end plane of the central rod from the side the opposite conical surface of the shoulder, calibrated gaskets, the thickness of which corresponds to a given frequency of acoustic their oscillations.

На фиг.1 изображен общий вид системы газопылеочистки воздушных выбросов, на фиг.2 - общий вид акустической форсунки для распыливания жидкостей.Figure 1 shows a General view of a gas dust removal system for air emissions, Figure 2 is a General view of an acoustic nozzle for spraying liquids.

Система газопылеочистки воздушных выбросов (фиг.1) содержит расположенный горизонтально корпус 1 цилиндрической формы с зоной контакта, длиной lзк, в центральной части, слева от которой, последовательно по оси корпуса расположены, по меньшей мере, две акустические форсунки 2. В правой части корпуса, после зоны контакта, длиной lзк, расположен каплеуловитель 9 со сливом 8 в нижней части корпуса. К каждой акустической форсунке 2 подведены патрубки 3 для сжатого воздуха и патрубки 4 для воды с запорными 5 и регулирующими 6 вентилями, связывающими патрубки 3 и 4 с коллекторами 7, соответственно расположенными в трубопроводах, подводящих воду и сжатый воздух. Каждый из коллекторов 7 оснащен манометрами для контроля давления воды и сжатого воздуха.The air exhaust gas dust cleaning system (FIG. 1) contains a horizontally arranged cylindrical-shaped housing 1 with a contact zone of length lzk in the central part to the left of which at least two acoustic nozzles 2 are arranged sequentially along the housing axis 2. On the right side of the housing , after the contact zone, length lzk, there is a droplet eliminator 9 with a drain 8 in the lower part of the housing. Each acoustic nozzle 2 is supplied with nozzles 3 for compressed air and nozzles 4 for water with shut-off 5 and regulating 6 valves connecting the nozzles 3 and 4 with collectors 7, respectively, located in the pipelines supplying water and compressed air. Each of the collectors 7 is equipped with pressure gauges for monitoring the pressure of water and compressed air.

Акустическая форсунка (фиг.2) содержит корпус 10 с размещенным внутри стаканом 21 и стержнем 19 с коническим буртиком 20, образующими генератор акустических колебаний в виде сопла и резонатора, 13 и 14. Кольцо 15 выполнено с конической поверхностью 16, связано с корпусом 10, а распылитель 17 выполнен в виде равномерно расположенных отверстий для подачи жидкости, соединенных с кольцевой полостью 12, ограниченной цилиндрической гильзой с площадкой 18. Резонатор выполнен в виде, по крайней мере, одной, сферической полости 25, расположенной в теле центрального стержня 19, соосно расположенного в стакане 21, соосном корпусу 10, причем сферическая полость 25 соединена калиброванным отверстием 26 с кольцевой щелью 14, образованной торцевыми плоскостями стакана и центрального стержня со стороны конической поверхности буртика 20, а центральный стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса 10 посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками 24. Резонатор может быть выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели 14, образованной торцевыми плоскостями 22 стакана 21 и стержня 19 со стороны конической поверхности буртика 20, посредством установки между днищем стакана 21 и торцом стержня 19 со стороны, противоположной конической поверхности буртика 20, калиброванных прокладок 23, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.The acoustic nozzle (figure 2) contains a housing 10 with a glass 21 placed inside and a rod 19 with a conical shoulder 20, forming an acoustic oscillator in the form of a nozzle and a resonator, 13 and 14. Ring 15 is made with a conical surface 16, connected with the housing 10, and the atomizer 17 is made in the form of evenly spaced fluid supply openings connected to an annular cavity 12 bounded by a cylindrical sleeve with a pad 18. The resonator is made in the form of at least one spherical cavity 25 located centrally in the body th rod 19, coaxially located in the cup 21, coaxial to the body 10, and the spherical cavity 25 is connected by a calibrated hole 26 with an annular slot 14 formed by the end planes of the cup and the central rod from the side of the conical surface of the shoulder 20, and the central rod is located with the possibility of fixed movement along the axis of the housing 10 by means of a threaded connection fixed by locknuts 24. The resonator can be configured to control the generated frequency of acoustic vibrations due to adjusting the width of the annular gap 14 formed by the end planes 22 of the cup 21 and the rod 19 from the side of the conical surface of the bead 20, by installing between the bottom of the cup 21 and the end of the rod 19 from the side opposite the conical surface of the bead 20, calibrated gaskets 23, the thickness of which corresponds to a given frequency acoustic vibrations.

Система газопылеочистки воздушных выбросов работает следующим образом.The gas dust removal system of air emissions works as follows.

Загрязненный газовый поток поступает в корпус 1 через патрубок (не показано), расположенный слева от акустических форсунок 2, и встречает на своем пути распыленный водовоздушный факел, имеющий направление, попутное направлению входящего потока. В зоне контакта длиной lзк водяной туман абсорбирует из воздуха растворяемые в воде газообразные вредные вещества, а в конце зоны контакта каплеуловителем 9 отделяется из воздушного потока. Капли растворов стекают с пластин каплеуловителя и удаляются в систему нейтрализации сточных вод через слив 8.The contaminated gas stream enters the housing 1 through a pipe (not shown) located to the left of the acoustic nozzles 2 and encounters a sprayed water-air torch in its way, having a direction that is in the direction of the incoming stream. In the contact zone of length lzk, water fog absorbs gaseous harmful substances soluble in water from the air, and at the end of the contact zone, the droplet eliminator 9 is separated from the air stream. Drops of solutions flow down from the drip tray plates and are removed to the wastewater neutralization system through a drain 8.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.The acoustic nozzle for spraying liquids works as follows.

Распыливающий агент, например воздух, подается по газовому каналу 11, где встречает на своем пути резонатор 25, выполненный в виде сферической полости, соединенной с соплом 13 посредством калиброванного отверстия 26. В результате прохождения резонатора 25 распиливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в канал 12, из которого жидкость вытекает в виде пленки на площадку 18, а затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 16 кольца 15. Основные параметры, влияющие на эффективность работы такой системы газоочистки: полнота заполнения живого сечения воздуховода водяным туманом; продолжительность контакта воды и воздуха; плотность водяного тумана. Акустические форсунки 2, применяемые для газоочистки выбросного воздуха, расходуют сжатого воздуха 0,6...0,8 м /мин и воды 1,5...2,2 л/мин. Создаваемый им водяной факел позволяет устанавливать их в воздуховодах диаметром до 600 мм. Нижние рабочие давления сред: воды - 1,5 атм; сжатого воздуха - 1,5...2 атм (0,15...0,2 МПа). Сжатый воздух подается по центральному каналу, а вода - по кольцевому каналу. С помощью акустических форсунок 2 достигаются высокие степень дробления воды, плотность частиц в факеле водяного тумана и стабильность работы системы газоочистки. При начальной концентрации пыли 2,5×10^-3 кг/м³ степень очистки фильтров составляла 98,6%.A spraying agent, for example air, is supplied through a gas channel 11, where it encounters a resonator 25 made in the form of a spherical cavity connected to the nozzle 13 via a calibrated hole 26. As a result of the passage of the resonator 25, a sawing agent (for example, air) in the latter pressure pulsations creating acoustic vibrations, the frequency of which depends on the parameters of the resonator. Acoustic vibrations of the spraying agent contribute to finer atomization of the solution supplied to the channel 12, from which the liquid flows in the form of a film to the pad 18, and then crushes under the influence of acoustic vibrations of air into small droplets, resulting in the formation of a spray torch with air, the root angle which is determined by the angle of inclination of the conical surface 16 of the ring 15. The main parameters affecting the performance of such a gas cleaning system: completeness of filling the living section in air duct with water fog; the duration of contact of water and air; water fog density. The acoustic nozzles 2 used for gas purification of exhaust air consume 0.6 ... 0.8 m / min of compressed air and 1.5 ... 2.2 l / min of water. The water torch he creates allows them to be installed in ducts with a diameter of up to 600 mm. Lower working pressures of media: water - 1.5 atm; compressed air - 1.5 ... 2 atm (0.15 ... 0.2 MPa). Compressed air is supplied through the central channel, and water through the annular channel. With the aid of acoustic nozzles 2, a high degree of water crushing, particle density in the water mist plume and stability of the gas cleaning system are achieved. At an initial dust concentration of 2.5 × 10 ⁻³ kg / m ^{3, the} degree of filter cleaning was 98.6%.

Claims (2)

1. Система газопылеочистки, содержащая корпус, расположенный горизонтально и имеющий цилиндрическую форму с зоной контакта в центральной части, расположенные последовательно по ходу газового потока, по меньшей мере, две форсунки, зону контакта, расположенный после зоны контакта каплеуловитель со сливом в нижней части корпуса, отличающаяся тем, что форсунки расположены по оси корпуса и выполнены в виде акустических форсунок, причем к каждой форсунке подведены патрубки для сжатого воздуха и патрубки для воды с запорными и регулирующими вентилями, связывающими патрубки с коллекторами, расположенными в трубопроводах, подводящих сжатый воздух и воду, каждый из коллекторов оснащен манометрами для контроля давления сжатого воздуха и воды, причем каждая из форсунок включает корпус с размещенными внутри стаканом и центральным стержнем с коническим буртиком, образующими генератор акустических колебаний в виде сопла и резонатора, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом, и распылитель, выполненный в виде кольцевой полости, ограниченной цилиндрической гильзой, в которой равномерно расположены отверстия для подачи жидкости, причем резонатор выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в теле центрального стержня, которая соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями стакана и центрального стержня со стороны конической поверхности буртика, а центральный стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками.1. A dust removal system comprising a housing arranged horizontally and having a cylindrical shape with a contact zone in the central part, at least two nozzles arranged sequentially along the gas stream, a contact zone located after the contact zone of the droplet eliminator with a drain in the lower part of the housing, characterized in that the nozzles are located along the axis of the housing and are made in the form of acoustic nozzles, with nozzles for compressed air and nozzles for water with shut-off and control valves connected to each nozzle with strings connecting the nozzles to the collectors located in the pipelines supplying compressed air and water, each of the collectors is equipped with pressure gauges for monitoring the pressure of compressed air and water, each of the nozzles including a housing with a glass and a central rod with a conical shoulder forming an acoustic generator oscillations in the form of a nozzle and a resonator, a ring with a conical surface connected with the housing, and a sprayer made in the form of an annular cavity bounded by a cylindrical sleeve, in holes for supplying liquid are evenly spaced, the resonator being made in the form of at least one spherical cavity located in the body of the central rod, which is connected by a calibrated hole to an annular gap formed by the end planes of the glass and the central rod from the side of the conical surface of the shoulder, and the central shaft is fixedly movable along the axis of the housing by means of a threaded connection secured by locknuts. 2. Система газопылеочистки по п.1, отличающаяся тем, что резонатор форсунки выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели, образованной торцевыми плоскостями стакана и центрального стержня со стороны конической поверхности буртика, посредством установки между днищем стакана и торцевой плоскостью центрального стержня со стороны, противоположной конической поверхности буртика, калиброванных прокладок, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.2. The gas dust cleaning system according to claim 1, characterized in that the nozzle resonator is configured to control the generated frequency of acoustic vibrations by adjusting the width of the annular gap formed by the end planes of the glass and the central rod from the side of the conical surface of the shoulder, by installing between the bottom of the glass and the end the plane of the central rod from the side opposite the conical surface of the shoulder, calibrated gaskets, the thickness of which corresponds to a given frequency acoustics physical fluctuations.

Images