RU2334545C1 - Acoustic system of removing gas and dust from air discharge - Google Patents

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: dispersion agent is fed through fitting 12 into collector 11 connected by holes 13 to cavity 14, which has a form of truncated cone. From cavity 14 air is passing to annular gap 17 between rod 16 and case 10, where it meets resonator 18, made in a form of spherical cavity connected to the gap 17 by gauged hole 19. Acoustic vibrations of dispersion agent provide for more thin dispersion of solution fed to distribution head 26 through hollow rod 16 and passing further as a fluid film bridging dispersion agent discharge from sound vibration generator formed by resonator 18.

EFFECT: improved dust-collection efficiency and reliability due to increased fluid dispersion grade by nozzles.

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 газопромыватель, известный из книги А.А.Русанова. Справочник по пыле- и золоулавливанию. М.: Энергоатомиздат, 1983 г., стр.113, рис.4.37 (прототип), содержащий корпус и туманообразователи.The closest technical solution to the claimed object is a gas scrubber, known from the book of A.A. Rusanov. A guide to dust and ash collection. M .: Energoatomizdat, 1983, p. 113, Fig. 4.37 (prototype), comprising a housing and foggers.

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 корпус, расположенный горизонтально и имеющий цилиндрическую форму с зоной контакта, длиной lзк, в центральной части, слева от которой, последовательно по оси корпуса, расположены, по меньшей мере, две форсунки, а в правой части корпуса, после зоны контакта, длиной lзк, расположен каплеуловитель со сливом в нижней части корпуса, причем 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, форсунки выполнены в виде акустической форсунки для распыливания жидкостей, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом и служащее для формирования образующегося факела распыливаемой жидкости, и распылитель, служащий для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из генератора, и закрепленный в корпусе посредством полого стержня со шнековым завихрителем на конце и буртиком для размещения кольцевой площадки, на которую вытекает жидкость из распылителя, причем резонатор выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в стенке кольца, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности.This is achieved by the fact that in the system of gas dust removal of air emissions containing a housing located horizontally and having a cylindrical shape with a contact zone of length lzk, in the central part, to the left of which, at least two nozzles are arranged sequentially along the axis of the housing, and On the right side of the housing, after the contact zone, length lzk, there is a droplet eliminator with a drain in the lower part of the housing; moreover, nozzles for compressed air and nozzles for water with shut-off and control valves connecting to each nozzle are connected mi nozzles with collectors respectively located in pipelines supplying water and compressed air, each of the collectors equipped with pressure gauges for monitoring the pressure of water and compressed air, nozzles are made in the form of an acoustic nozzle for spraying liquids, containing a housing with an acoustic oscillation generator located inside nozzles and resonators made in the form of concentric annular slots located in a plane perpendicular to the axis of the housing, a ring with a conical surface connected with by a stub and used to form the formed torch of the sprayed liquid, and a sprayer used to form a liquid film blocking the outlet of the generator and fixed in the housing by means of a hollow rod with a screw swirl at the end and a shoulder to accommodate an annular platform onto which liquid flows from the sprayer, moreover, the resonator is made in the form of at least one spherical cavity located in the wall of the ring, and the spherical cavity is connected by a calibrated hole to the annular gap, formed by the end planes of the housing and the ring from the side of the conical surface.

На фиг.1 изображен общий вид системы газопылеочистки воздушных выбросов, на фиг.2 - схема акустической форсунки.Figure 1 shows a General view of the gas dust removal system of air emissions, figure 2 is a diagram of an acoustic nozzle.

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. В качестве распылителя используется акустическая форсунка (фиг.2), содержащая полый корпус 10 со стенками, образованными конической и торцевыми поверхностями с размещенным в нем резонатором 18 и полостью 14 для распыливающего агента, поступающего через штуцер 12 в коллектор 11, связанный через отверстия 13 с полостью 14, которая выполнена в виде усеченного конуса с большим и меньшим основанием.The gas emission dust removal system (Fig. 1) comprises a horizontally-mounted cylindrical-shaped body 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 body axis 2. On the right side case, after the contact zone, length lzk, drop eliminator 9 is located with a drain 8 in the lower part of the case. 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. As a sprayer, an acoustic nozzle is used (Fig. 2), containing a hollow body 10 with walls formed by a conical and end surfaces with a resonator 18 and a cavity 14 for a spraying agent entering through the nozzle 12 into the manifold 11 connected through openings 13 with cavity 14, which is made in the form of a truncated cone with a larger and smaller base.

На полом цилиндрическом стержне 16, жестко связанном с корпусом 10, установлена распределительная головка 26 для подачи исходного раствора через штуцер 15, при этом между стержнем 16 и корпусом 10 со стороны меньшего основания усеченного конуса, образующего полость 14, имеется кольцевой зазор 17. Резонатор 18 выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса 10, обращенной к распределительной головке 26, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием 19 с зазором 17 между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 10 и стержнем 16 распределительной головки 26. В сечении, перпендикулярном оси стержня 16, зазор 17 имеет кольцевое сечение, а распределительная головка 26 выполнена в виде корпуса 23 с крышкой 22 в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями. В корпусе распределительной головки 26 расположен коллектор 24 в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом 27, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня 16 и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке 22 и корпусе 23 распределительной головки 26, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня 16 каналами 21 для выхода раствора. Срез отверстий каналов 21 расположен на конической поверхности крышки 22 распределительной головки 26, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.A distribution head 26 is mounted on the hollow cylindrical rod 16, rigidly connected with the housing 10, for supplying the initial solution through the nozzle 15, and there is an annular gap 17 between the rod 16 and the housing 10 from the side of the smaller base of the truncated cone forming the cavity 14. Resonator 18 made in the form of at least one spherical cavity located in the end wall of the housing 10 facing the distribution head 26, and the spherical cavity is connected by a calibrated hole 19 with a gap 17 between the vertical tverstiem in the end wall of the housing 10 and the rod 16 of the dispensing head 26. In a section perpendicular to the axis of the rod 16, the gap 17 has an annular cross section and the dispensing head 26 is formed as a housing 23 with cover 22 in the form of truncated cones, connected large bases. In the housing of the distribution head 26 there is a collector 24 in the form of a cylindrical cavity, connected by an annular channel 27 formed by the outer cylindrical surface of the hollow rod 16 and coaxial holes of the same diameter, made respectively in the cover 22 and the housing 23 of the distribution head 26, with at least , three channels 21 for evenly spacing the solution evenly spaced around the circumference and perpendicular to the axis of the rod 16. The slice of the holes of the channels 21 is located on the conical surface of the cover 22 of the distribution head 26, the angle of inclination of which determines the root angle of the spray plume.

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 (на чертеже 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 in the drawing) located to the left of the acoustic nozzles 2, and it 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. Распыливающий агент, например воздух, подается по штуцеру 12 в коллектор 11, связанный через отверстия 13 с полостью 14, которая выполнена в виде усеченного конуса. Из полости 14 воздух направляется в кольцевой зазор 17 между стержнем 16 и корпусом 10, где встречает на своем пути резонатор 18, выполненный в виде сферической полости, соединенной с зазором 17 посредством калиброванного отверстия 19. В результате прохождения резонатора 18 распыливающим 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 распределительную головку 26 через полый стержень 16, из которой раствор подается в виде пленки жидкости, перекрывающей выход распыливающего агента из генератора звуковых колебаний, образованного резонатором 18. Эта пленка 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 крышки 22 распределительной головки 26.The acoustic nozzle for spraying liquids works as follows. A spraying agent, for example air, is supplied through a nozzle 12 to a manifold 11 connected through holes 13 to a cavity 14, which is made in the form of a truncated cone. From the cavity 14, air is directed into the annular gap 17 between the rod 16 and the housing 10, where it encounters a resonator 18 made in the form of a spherical cavity connected to the gap 17 by means of a calibrated hole 19. As a result of the passage of the resonator 18 by a spray agent (for example, air) in the latter, pressure pulsations arise, 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 distribution head 26 through the hollow rod 16, from which the solution is supplied in the form of a liquid film blocking the output of the spraying agent from the sound vibration generator formed by the resonator 18. This film is crushed by acoustic air vibrations into small drops, resulting in the formation of a torch of a sprayed solution with air, the root angle of which is determined by the angle of inclination of the horses eskoy surface of the lid 22 of the dispensing head 26.

Акустические форсунки 2, применяемые для газоочистки выбросного воздуха, расходуют сжатого воздуха 0,6...0,8 м³/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 16. 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%.Acoustic nozzles 2 used for gas purification of exhaust air, consume compressed air of 0.6 ... 0.8 m ³ / min and water 1.5 ... 2.2 l / min. 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 16. Using acoustic nozzles 2, a high degree of crushing of water, 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 (1)

Акустическая система газопылеочистки воздушных выбросов, содержащая корпус, расположенный горизонтально и имеющий цилиндрическую форму с зоной контакта, длиной lзк, в центральной части, слева от которой, последовательно по оси корпуса, расположены, по меньшей мере, две форсунки, а в правой части корпуса, после зоны контакта, длиной lзк, расположен каплеуловитель со сливом в нижней части корпуса, причем 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, отличающаяся тем, что оросительное устройство выполнено в виде акустической форсунки для распыливания жидкостей, содержащей резонатор выполненный в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенки корпуса и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, причем в корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора, причем срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.An acoustic system for gas dust removal of air emissions, comprising a housing located horizontally and having a cylindrical shape with a contact zone of length lzk, in the central part, to the left of which, at least two nozzles are located sequentially along the housing axis, and on the right side of the housing, after the contact zone, with a length of lzk, there is a droplet eliminator with a drain in the lower part of the body, and for each nozzle there are nozzles for compressed air and nozzles for water with shut-off and control valves connecting the nozzles collectors, respectively located in pipelines supplying water and compressed air, each of the collectors is equipped with manometers for monitoring the pressure of water and compressed air, characterized in that the irrigation device is made in the form of an acoustic nozzle for spraying liquids containing a resonator made in the form of at least at least one spherical cavity located in the end wall of the housing facing the distribution head, and the spherical cavity is connected by a calibrated hole to the gap rum between the vertical hole in the end wall of the housing and the shaft of the distribution head, and in the cross section perpendicular to the axis of the shaft, the gap has an annular cross section, and the distribution head is made in the form of a housing with a cover in the form of truncated cones connected by large bases, and a collector is located in the housing in the form of a cylindrical cavity connected by an annular channel formed by the outer cylindrical surface of the hollow rod and holes of the same diameter coaxial with it, made respectively venno in the cover and the housing of the dispensing head, with at least three uniformly arranged along the circumference and perpendicular to the axis of the rod to exit channels solution and the cut holes located on the conical surface of the dispensing head cover, the slope of which determines the angle of the root flame sprayed solution.

Images