RU2506116C1

RU2506116C1 - Kochetov's packed scrubber

Info

Publication number: RU2506116C1
Application number: RU2012140195/05A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2014-02-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to cleaning gases of dust and chemical contaminants. Proposed scrubber comprises cylindrical case with inlet pipe arranged at its bottom with axis making with the case lengthwise axis the angle of 30-60 degrees, conical bin equipped with valve with counterweight and drain pipe, drain channel, hydraulic lock and hatch. Sprinkler is arranged at scrubber top. Said sprinkler consists of four spraying lines with atomisers. Manifolds of the latter are located outside the scrubber and composed of circular parts of pipe communicated with feed pipelines equipped with control valves opposed to flushing valves. Atomiser comprises cylindrical hollow case with fluid feed channel and coaxial sleeve rigidly coupled with said case and having nozzle secured at its bottom. Said nozzle is composed of cylindrical two-step sleeve. Top cylindrical step is thread-jointed to central core. The latter is fitted with clearance relative to cylindrical sleeve inner surface. Said central core is arranged with clearance relative to cylindrical sleeve central surface and is composed of cylindrical part with ball segment secured coaxially at its bottom part. Said ball segment has orifices their axes being parallel with atomiser case axis.

EFFECT: higher efficiency and reliability of dust separation.

Description

Изобретение относится к технике очистки газов от пыли и химических вредностей и получили широкое распространение в металлургии, преимущественно для охлаждения и увлажнения газа, необходимых для последующей тонкой очистки газа.The invention relates to techniques for cleaning gases from dust and chemical hazards and are widely used in metallurgy, mainly for cooling and humidification of gas, necessary for subsequent fine gas purification.

Наиболее близким к заявляемому объекту по технической сущности и достигаемому результату является форсуночный скруббер по патентному документу RU 2009114790, B01D 47/00, 27.10.2010, который включает в себя корпус, конфузор, входной и выходной патрубки, систему орошения и бункер, корпус выполнен цилиндрическим, в нижней части которого расположен входной патрубок диаметром d1, ось которого образует с осью цилиндрической поверхности корпуса острый угол в диапазоне 30-^60°, при этом конец входного патрубка погружен в жидкость, расположенную в коническом бункере, снабженном клапаном с контргрузом и смывным патрубком, а для поддержания постоянного уровня жидкости в бункере предусмотрен сливной канал и гидрозатвор с высотой перелива К, а для технического осмотра скруббера предусмотрен люк, при этом в верхней части скруббера размещено оросительное устройство высотой М, состоящее, по крайней мере из четырех поясов орошения с форсунками, создающими равномерный поток мелко диспергированных капель жидкости, движущихся под действием силы тяжести вниз, а нижняя часть скруббера, оканчивающаяся коническим бункером высотой L, заполнена водой, уровень которой поддерживается постоянным, причем подвод воды к поясам орошения осуществляется через коллекторы, которые расположены снаружи скруббера и выполнены в виде кольцевых участков трубопровода, соединенных с подводящими трубопроводами с регулирующими задвижками, оппозитно которым расположены промывочные задвижки, а форсунки присоединены к коллекторам радиально с определенным шагом через трубки посредством демпфирующих вставок, причем длина трубок подбирается таким образом, чтобы сечение корпуса скруббера было полностью перекрыто факелами распыла форсунок, причем орошение осуществляется в четырех поясах со следующим направлением факела форсунок: нижних поясов - вверх, а верхних поясов - вниз. (прототип).The closest to the claimed object in technical essence and the achieved result is a nozzle scrubber according to patent document RU 2009114790, B01D 47/00, 10.27.2010, which includes a housing, a confuser, inlet and outlet pipes, an irrigation system and a hopper, the housing is made cylindrical , in the lower part of which an inlet pipe with a diameter of d1 is located, the axis of which forms an acute angle in the range 30- ^ 60 ° with the axis of the cylindrical surface of the housing, while the end of the inlet pipe is immersed in a liquid located in a conical tank re, equipped with a valve with a counterweight and a flush nozzle, and to maintain a constant liquid level in the hopper, a drain channel and a water trap with an overflow height K are provided, and a hatch is provided for technical inspection of the scrubber, while an irrigation device of height M consisting of of at least four irrigation belts with nozzles creating a uniform stream of finely dispersed liquid droplets moving downward by gravity, and the lower part of the scrubber ending in conic a hopper of height L, filled with water, the level of which is maintained constant, and the water supply to the irrigation belts is carried out through the collectors, which are located outside the scrubber and are made in the form of annular sections of the pipeline connected to the supply pipelines with control valves, opposite which flush valves are located, and nozzles are connected to the collectors radially with a certain step through the tubes by means of damping inserts, the length of the tubes being selected so that The cross section of the scrubber body was completely blocked by nozzle spray torches, and irrigation is carried out in four zones with the following nozzle torch direction: lower zones - up, and upper zones - down. (prototype).

Недостатком известного устройства является то, что при больших количествах очищаемых газов возрастают энергозатраты на систему регулирования системы орошения, а также за счет отсутствия устройств для тонкого распыливания жидкости.A disadvantage of the known device is that with large quantities of cleaned gases, energy consumption for the irrigation system regulation system increases, and also due to the lack of devices for fine atomization of the liquid.

Технический результат - повышение эффективности очистки газов от пыли и химических вредностей.The technical result is an increase in the efficiency of cleaning gases from dust and chemical hazards.

Это достигается тем, что в форсуночном скруббере, включающим корпус, конфузор, входной и выходной патрубки, систему орошения и бункер, корпус выполнен цилиндрическим, в нижней части которого расположен входной патрубок диаметром d1, ось которого образует с осью цилиндрической поверхности корпуса острый угол в диапазоне 30-^60°, при этом конец входного патрубка погружен в жидкость, расположенную в коническом бункере, снабженном клапаном с контргрузом и смывным патрубком, а для поддержания постоянного уровня жидкости в бункере предусмотрен сливной канал и гидрозатвор с высотой перелива К, а для технического осмотра скруббера предусмотрен люк, при этом в верхней части скруббера размещено оросительное устройство высотой М, состоящее, по крайней мере из четырех поясов орошения с форсунками, создающими равномерный поток мелко диспергированных капель жидкости, движущихся под действием силы тяжести вниз, а нижняя часть скруббера, оканчивающаяся коническим бункером высотой L, заполнена водой, уровень которой поддерживается постоянным, причем подвод воды к поясам орошения осуществляется через коллекторы, которые расположены снаружи скруббера и выполнены в виде кольцевых участков трубопровода, соединенных с подводящими трубопроводами с регулирующими задвижками, оппозитно которым расположены промывочные задвижки, а форсунки присоединены к коллекторам радиально с определенным шагом через трубки посредством демпфирующих вставок, причем длина трубок подбирается таким образом, чтобы сечение корпуса скруббера было полностью перекрыто факелами распыла форсунок, причем орошение осуществляется в четырех поясах со следующим направлением факела форсунок: нижних поясов - вверх, а верхних поясов - вниз, при этом форсунка содержит полый корпус с соплом и центральным сердечником, корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и имеет соосную, жестко связанную с корпусом втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, и состоящим из цилиндрической части с закрепленным соосно с ней в нижней части шаровым сегментом, имеющим дроссельные отверстия, оси которых расположены по радиусам сферической поверхности, образующей шаровой сегмент, а кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости, при этом на боковой поверхности цилиндрической части центрального сердечника, в его нижней части, соединенной с шаровым сегментом, выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси сердечника, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия, при этом оси дроссельных отверстий одного ряда смещены относительно осей дроссельных отверстий другого ряда на угол, лежащий в диапазоне 15°÷60°.This is achieved by the fact that in the nozzle scrubber including the housing, the confuser, the inlet and outlet nozzles, the irrigation system and the hopper, the housing is cylindrical, in the lower part of which there is an inlet nozzle of diameter d1, the axis of which forms an acute angle in the range of the axis of the cylindrical surface of the housing 30- ^ 60 °, while the end of the inlet pipe is immersed in a liquid located in a conical hopper equipped with a valve with a counterweight and a flush pipe, and to maintain a constant liquid level in the hopper, it is provided with a willow channel and a water trap with overflow height K, and a hatch is provided for technical inspection of the scrubber, while an irrigation device of height M consisting of at least four irrigation belts with nozzles creating an even flow of finely dispersed drops of liquid moving under the influence of gravity down, and the lower part of the scrubber, ending with a conical hopper of height L, is filled with water, the level of which is kept constant, and the water supply to the irrigation belts is is supplied through manifolds that are located outside the scrubber and are made in the form of annular sections of the pipeline connected to the supply pipelines with control valves, opposite to which the washing valves are located, and the nozzles are connected to the collectors radially with a certain step through the tubes by means of damping inserts, and the length of the pipes is selected in such a way so that the cross section of the scrubber body is completely blocked by spray nozzles, and irrigation is carried out in four zones with the following direction of the nozzle torch: lower belts - up, and upper belts - down, while the nozzle contains a hollow body with a nozzle and a central core, the body is made with a channel for supplying fluid and has a coaxial sleeve rigidly connected to the body with the sleeve fixed in its lower part a nozzle made in the form of a cylindrical two-stage sleeve, the upper cylindrical step of which is connected via a threaded connection to a central core installed with an annular gap relative to the inner surface and a cylindrical sleeve, and consisting of a cylindrical part with a spherical segment fixed coaxially with it in the lower part, having throttle holes whose axes are located along the radii of the spherical surface forming the spherical segment, and the annular gap is connected to at least three radial channels, made in a two-stage sleeve, connecting it to the annular cavity formed by the inner surface of the sleeve and the outer surface of the upper cylindrical stage, and the annular cavity is connected with the channel to at least two rows of cylindrical throttle holes, with axes lying in planes perpendicular to the axis of the core, and on the lateral surface for supplying fluid, while on the lateral surface of the cylindrical part of the central core, in its lower part, connected to the spherical segment at least three holes are made in each row, while the axes of the throttle holes of one row are offset from the axes of the throttle holes of the other row by an angle lying in the range 15 ° ÷ 60 °.

На фиг.1 приведена схема форсуночного скруббера для охлаждения и увлажнения доменного газа, на фиг.2 - схема расположения форсунок, на фиг.3 изображен общий вид форсунки для распыливания жидкостей.Figure 1 shows a diagram of a nozzle scrubber for cooling and humidification of a blast furnace gas, figure 2 is a diagram of the location of the nozzles, figure 3 shows a General view of the nozzle for spraying liquids.

Форсуночный скруббер (фиг.1) содержит цилиндрический корпус 14 диаметром D, в нижней части которого расположен входной патрубок 15 диаметром d1, ось которого образует с осью цилиндрической поверхности корпуса 14 острый угол в диапазоне 30÷60°. Конец входного патрубка 15 диаметром d1, входящего в корпус скруббера погружен в жидкость, расположенную в коническом бункере 19, снабженном клапаном 1 с контргрузом, смывным патрубком 2. Для поддержания постоянного уровня жидкости в бункере предусмотрен сливной канал 3 и гидрозатвор 4 с высотой перелива К. Для технического осмотра скруббера предусмотрен люк 5.The nozzle scrubber (Fig. 1) contains a cylindrical body 14 with a diameter D, in the lower part of which there is an inlet pipe 15 with a diameter d1, the axis of which forms an acute angle with the axis of the cylindrical surface of the body 14 in the range 30–60 °. The end of the inlet pipe 15 with a diameter d1 entering the scrubber body is immersed in a liquid located in a conical hopper 19, equipped with a valve 1 with a counterload, a flush pipe 2. To maintain a constant liquid level in the hopper, a drain channel 3 and a water seal 4 with overflow height K are provided. A hatch 5 is provided for technical inspection of the scrubber.

В верхней части скруббера (фиг.1) размещено оросительное устройство высотой М, состоящее, по крайней мере из четырех поясов орошения 9, 10, 11, 12 с форсунками 23, создающими равномерный поток мелко диспергированных капель, движущихся под действием силы тяжести вниз. Нижняя часть скруббера, оканчивающаяся коническим бункером 19 высотой L, заполнена водой, уровень которой поддерживается постоянным. Образовавшийся щлам собирается в нижней части скруббера, откуда непрерывно удаляется промывочной водой по сливному каналу 3. Параллельно с очисткой газ, проходящий через скруббер, охлаждается чаще всего до 40÷50°С и увлажняется обычно до состояния насыщения. Скорость газа в скруббере устанавливают равной 0,7÷1,5 м/с. При больших скоростях начинается капельный унос влаги, что способствует образованию отложений на выходном патрубке 16 диаметром d2 скруббера и в газопроводах.In the upper part of the scrubber (Fig. 1) there is an irrigation device of height M, consisting of at least four irrigation belts 9, 10, 11, 12 with nozzles 23 that create an even stream of finely dispersed droplets moving downward by gravity. The lower part of the scrubber, ending in a conical hopper 19 of height L, is filled with water, the level of which is maintained constant. The resulting slit is collected in the lower part of the scrubber, from where it is continuously removed by washing water through the drain channel 3. In parallel with the cleaning, the gas passing through the scrubber is most often cooled to 40 ÷ 50 ° C and usually moistened to a saturation state. The gas velocity in the scrubber is set equal to 0.7 ÷ 1.5 m / s. At high speeds, drip moisture starts, which contributes to the formation of deposits on the outlet pipe 16 with a diameter d2 of the scrubber and in gas pipelines.

Подвод воды к поясам орошения осуществляется через коллекторы, которые расположены снаружи скруббера (фиг.2) и выполнены в виде кольцевых участков трубопровода, соединенных с подводящими трубопроводами 7 с регулирующими задвижками 6, оппозитно которым расположены промывочные задвижки 13.The water supply to the irrigation belts is carried out through the collectors, which are located outside the scrubber (Fig. 2) and are made in the form of annular sections of the pipeline connected to the supply pipelines 7 with control valves 6, to the opposite of which there are washing valves 13.

Форсунки 23 присоединяют к коллекторам радиально с определенным шагом через трубки 20 и 21 посредством демпфирующих вставок 22, причем длина трубок 20 и 21 подбирается таким образом, чтобы сечение корпуса скруббера было полностью перекрыто факелами распыла форсунок. При этом, не отключая скруббер, можно прочистить, продуть и сменить каждую из них.The nozzles 23 are connected to the collectors radially with a certain step through the tubes 20 and 21 by means of damping inserts 22, the length of the tubes 20 and 21 being selected so that the cross section of the scrubber body is completely blocked by the nozzle spray torches. At the same time, without turning off the scrubber, you can clean, blow and change each of them.

В скруббере применяются центробежные форсунки с диаметром отверстия 12-И-О мм, которые менее требовательные к чистоте поступающей воды. В каждом поясе устанавливают 8-И 6 форсунок, размещая их так, чтобы все сечение было равномерно перекрыто диспергированной жидкостью в количестве, соответствующем заданному удельному расходу. Орошение осуществляется в четырех ярусах с направлением факела форсунок нижних поясов 11 и 12 вверх, а верхних поясов 9 и 10 - вниз.The scrubber uses centrifugal nozzles with a hole diameter of 12-I-O mm, which are less demanding on the purity of the incoming water. In each zone, 8-I 6 nozzles are installed, placing them so that the entire cross section is uniformly covered by a dispersed liquid in an amount corresponding to a given specific flow rate. Irrigation is carried out in four tiers with the direction of the torch nozzles of the lower zones 11 and 12 up, and the upper zones 9 and 10 - down.

Каждая из форсунок (фиг.3) содержит цилиндрический полый корпус 24 с каналом 26 для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с корпусом втулку 25 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 27, верхняя цилиндрическая ступень 29 которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, установленным с кольцевым зазором 32 относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки 27, и состоящим из цилиндрической части 30 с закрепленным соосно с ней в нижней части шаровым сегментом 34, имеющим дроссельные отверстия 35, оси которых расположены параллельно оси корпуса 24 форсунки. Дроссельные отверстия 35, выполненные в шаровом сегменте 34, могут быть расположены по радиусам сферической поверхности, образующей шаровой сегмент 34.Each of the nozzles (Fig. 3) contains a cylindrical hollow body 24 with a channel 26 for supplying liquid and a coaxial sleeve 25 rigidly connected to the body with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical two-stage sleeve 27, the upper cylindrical stage 29 of which is connected by means of a threaded connection with a central core installed with an annular gap 32 relative to the inner surface of the cylindrical sleeve 27, and consisting of a cylindrical part 30 with a ball fixed coaxially with it in the lower part vym segment 34 having throttle holes 35 whose axes are arranged parallel to the axis 24 of the nozzle body. The throttle holes 35 made in the spherical segment 34 can be located along the radii of the spherical surface forming the spherical segment 34.

Кольцевой зазор 32 соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами 28, выполненными в двухступенчатой втулке 27, соединяющими его с кольцевой полостью 31, образованной внутренней поверхностью втулки 25 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 29, причем кольцевая полость 31 связана с каналом 26 корпуса 24 для подвода жидкости.The annular gap 32 is connected with at least three radial channels 28 made in a two-stage sleeve 27, connecting it with an annular cavity 31 formed by the inner surface of the sleeve 25 and the outer surface of the upper cylindrical stage 29, and the annular cavity 31 is connected with the channel 26 of the housing 24 for fluid supply.

На боковой поверхности цилиндрической части 30 центрального сердечника, в его нижней части, соединенной с шаровым сегментом 34, выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстийAt least two rows of cylindrical throttle holes are made on the lateral surface of the cylindrical part 30 of the central core, in its lower part connected to the spherical segment 34

33, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси сердечника, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия. При этом оси дроссельных отверстий одного ряда смещены относительно осей дроссельных отверстий другого ряда на угол, лежащий в диапазоне 15°÷60°.33, with axes lying in planes perpendicular to the axis of the core, and at least three holes are made in each row. In this case, the axes of the throttle holes of one row are offset relative to the axes of the throttle holes of the other row by an angle lying in the range of 15 ° ÷ 60 °.

Форсуночный скруббер работает следующим образом.The nozzle scrubber operates as follows.

Подводимый запыленный газ по входному патрубку 15 направляется на зеркало воды для осаждения наиболее крупных частиц пыли, после чего, распределяясь по всему сечению скруббера, газ движется вверх навстречу потоку капель воды. В процессе промывки капли жидкости захватывают частицы пыли и коагулируют. Образовавшийся шлам собирается в нижней части скруббера, откуда непрерывно удаляется промывочной водой по сливному каналу 3. Параллельно с очисткой газ, проходящий через скруббер, охлаждается чаще всего до 40÷50°С и увлажняется обычно до состояния насыщения. Скорость газа в скруббере устанавливают равной 0,7-1,5 м/с. При больших скоростях начинается капельный унос влаги, что способствует образованию отложений на выходном патрубке 16 диаметром d.2 скруббера и в газопроводах. Поддержание постоянного уровня воды в скруббере нормального давления осуществляют с помощью гидрозатвора 4. При повышенном давлении газа уровень воды в скруббере регулируют с помощью поплавковых регуляторов (на чертеже не показано). Изменение положения поплавка влияет на степень открытия дроссельного клапана, в результате чего уровень воды автоматически поддерживается постоянным. В целях резервирования каждый скруббер снабжается двумя подобными устройствами. Для обслуживания поясов орошения, регуляторов уровня, клапанов и свечей с наружной стороны скруббера размещают лестницы и площадки.The supplied dusty gas through the inlet pipe 15 is directed to a water mirror to precipitate the largest dust particles, after which, distributed over the entire cross section of the scrubber, the gas moves upward towards the flow of water droplets. During washing, droplets of liquid trap dust particles and coagulate. The formed sludge is collected in the lower part of the scrubber, from where it is continuously removed by washing water through the drain channel 3. In parallel with the cleaning, the gas passing through the scrubber is most often cooled to 40 ÷ 50 ° C and usually moistened to a saturation state. The gas velocity in the scrubber is set equal to 0.7-1.5 m / s. At high speeds, drip moisture starts, which contributes to the formation of deposits on the outlet pipe 16 with a diameter of d.2 scrubber and in gas pipelines. Maintaining a constant water level in the scrubber at a normal pressure is carried out using a water trap 4. At increased gas pressure, the water level in the scrubber is regulated using float regulators (not shown in the drawing). Changing the position of the float affects the degree of opening of the throttle valve, as a result of which the water level is automatically maintained constant. For backup purposes, each scrubber is equipped with two similar devices. To service irrigation belts, level controls, valves and candles, stairs and platforms are placed on the outside of the scrubber.

Удельный расход воды на скруббер обычно находится в пределах 3-4-6 дм/м газа. Гидравлическое сопротивление полых скрубберов незначительно и не превышает 250 Па. При орошении горячего газа холодной водой в скруббере идут тепло - и массообменные процессы. Газ входит в скруббер по патрубку 15 не насыщенным влагой, поэтому в нижней части скруббера идет испарительное охлаждение, при этом испаряющаяся вода увеличивает влагосодержание газа до тех пор, пока при какой-то температуре он не становится насыщенным. Все это время охлаждение газа протекает при постоянной энтальпии, так как образующийся пар подмешивается к газу, возвращая ему тепло, затраченное в процессе парообразования. Температура воды все это время также остается постоянной и равной температуре мокрого термометра, так как тепло, получаемое водой от газа, полностью расходуется на парообразование. В момент достижения газом состояния насыщения парообразование прекращается. В период испарительного охлаждения температура газа снижается наиболее интенсивно. В верхней части скруббера, в конфузоре 18 высотой N, связанном с выходным патрубком 16 посредством криволинейного колена 17, в котором установлена свеча 8, протекает процесс конденсационного охлаждения. С момента насыщения газа водяными парами дальнейшее охлаждение его вызывает конденсацию части паров. Выделяющееся при этом тепло, как и тепло, передаваемое воде за счет разности температур газа и воды, затрачивается на нагрев воды, который продолжается до тех пор, пока вода не достигнет температуры мокрого термометра. Эта стадия процесса сопровождается уменьшением энтальпии и влагосодержания газа. Граница между испарительным и конденсационным режимами охлаждения газа в скруббере зависит от плотности орошения.The specific water consumption for the scrubber is usually in the range of 3-4-6 dm / m gas. The hydraulic resistance of hollow scrubbers is negligible and does not exceed 250 Pa. During the irrigation of hot gas with cold water, heat and mass transfer processes occur in the scrubber. The gas enters the scrubber through the nozzle 15 not saturated with moisture, therefore evaporative cooling takes place in the lower part of the scrubber, while the evaporating water increases the moisture content of the gas until it becomes saturated at a certain temperature. All this time, gas cooling proceeds with constant enthalpy, since the generated steam is mixed with the gas, returning to it the heat expended in the process of vaporization. The water temperature all this time also remains constant and equal to the temperature of the wet thermometer, since the heat received by the water from the gas is completely consumed for vaporization. When the gas reaches its saturation state, vaporization ceases. During evaporative cooling, the gas temperature decreases most intensively. In the upper part of the scrubber, in the confuser 18 of height N, connected with the outlet pipe 16 by means of a curved elbow 17, in which the candle 8 is installed, the condensation cooling process proceeds. From the moment the gas is saturated with water vapor, its further cooling causes condensation of part of the vapor. The heat generated in this case, as well as the heat transferred to the water due to the temperature difference between the gas and the water, is expended in heating the water, which continues until the water reaches the temperature of the wet thermometer. This stage of the process is accompanied by a decrease in enthalpy and moisture content of the gas. The boundary between the evaporative and condensation modes of gas cooling in the scrubber depends on the density of irrigation.

Форсунка (фиг.3) для распыливания жидкостей работает следующим Работа форсунки осуществляется следующим образом.The nozzle (figure 3) for spraying liquids works as follows. The nozzle is as follows.

Жидкость под давлением подается в полость корпуса форсунки 24 и затем поступает по двум направлениям: первое - в кольцевую полость 8 через радиальные каналы 28 в кольцевой зазор 32 между соплом и центральным сердечником. При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется на внешней цилиндрической поверхности сердечника с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от его внешней поверхности. Разгон жидкости в нижней части этой поверхности сопровождается понижением в ней статического давления и в результате этого парообразованием и выделением растворимых газов. Это явление дополнительно подготавливает жидкость к дроблению на мелкие капли. При достижении жидкостного потока встречных потоков, истекающих из цилиндрических дроссельных отверстий 33, происходит многократное дробление пленки с образованием мелкодисперсной фазы.Liquid under pressure is supplied to the cavity of the nozzle body 24 and then flows in two directions: the first into the annular cavity 8 through radial channels 28 into the annular gap 32 between the nozzle and the central core. At inlet pressures of more than 0.2 MPa, the liquid accelerates on the outer cylindrical surface of the core with the formation of a liquid film that does not come off from its outer surface. Acceleration of the liquid in the lower part of this surface is accompanied by a decrease in its static pressure and, as a result, vaporization and the release of soluble gases. This phenomenon further prepares the liquid for crushing into small drops. Upon reaching a liquid flow of oncoming flows flowing out of the cylindrical throttle holes 33, multiple crushing of the film occurs with the formation of a finely dispersed phase.

Второе направление, по которому поступает жидкость - через канал 26 для подвода жидкости в полость центрального сердечника, а затем в нижнюю часть цилиндрической части 30 сердечника, из которой часть жидкости истекает через радиальные отверстия 33, при этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих из дроссельных отверстий.The second direction in which the liquid enters is through the channel 26 for supplying liquid to the cavity of the central core, and then to the lower part of the cylindrical part 30 of the core, from which part of the liquid flows through radial openings 33, and multiple drops of liquid flows flowing out from throttle bores.

Для эффективной работы форсуночного скруббера следует выбирать следующие оптимальное соотношения его параметров:For the efficient operation of the nozzle scrubber, the following optimal ratio of its parameters should be selected:

оптимальное соотношение между высотой скруббера Н и его диаметром D находится в интервале величин: H/D=2÷3; оптимальное соотношение между высотой скруббера Н и высотой М оросительного устройства находится в интервале величин: Н/М=0,84-1,2; оптимальное соотношение между высотой L конического бункера 19 и высотой N конфузора 18 находится в интервале величин: L/N=2÷3; оптимальное соотношение между высотой L конического бункера 19 и высотой перелива К гидрозатвора 4 находится в интервале величин: L/K=2,0÷г4,5; оптимальное соотношение между диаметром d1 входного патрубка 15 и диаметром D скруббера находится в интервале величин: d1/D=0,2÷0,3; оптимальное соотношение между диаметром d1 входного патрубка 15 и диаметром d2 выходного патрубка 16 скруббера находится в интервале величин: d1/d2=0,8÷1,4; оптимальный размер капель жидкости в оросительном устройстве скруббера 0,8÷1 мм.the optimal ratio between the height of the scrubber N and its diameter D is in the range of values: H / D = 2 ÷ 3; the optimal ratio between the height of the scrubber N and the height M of the irrigation device is in the range of values: N / M = 0.84-1.2; the optimal ratio between the height L of the conical hopper 19 and the height N of the confuser 18 is in the range of values: L / N = 2 ÷ 3; the optimal ratio between the height L of the conical hopper 19 and the overflow height K of the hydraulic lock 4 is in the range of values: L / K = 2.0 ÷ g 4.5; the optimal ratio between the diameter d1 of the inlet pipe 15 and the diameter D of the scrubber is in the range of values: d1 / D = 0.2 ÷ 0.3; the optimal ratio between the diameter d1 of the inlet pipe 15 and the diameter d2 of the output pipe 16 of the scrubber is in the range of values: d1 / d2 = 0.8 ÷ 1.4; the optimum size of liquid droplets in the scrubber irrigation device is 0.8 ÷ 1 mm.

Общий коэффициент эффективности очистки скруббера, работающего в системе очистки доменного газа составляет 60-70%. В форсуночных скрубберах достаточно эффективно улавливаются частицы пыли размером более 10-15 мкм; они получили широкое распространение в металлургии, преимущественно для охлаждения и увлажнения газа, необходимых для последующей тонкой очистки газа.The overall cleaning efficiency coefficient of a scrubber operating in a blast furnace gas cleaning system is 60-70%. In nozzle scrubbers, dust particles with a size of more than 10-15 microns are captured quite effectively; they are widely used in metallurgy, mainly for cooling and humidification of gas, which are necessary for subsequent fine gas purification.

Claims

Форсуночный скруббер, включающий корпус, конфузор, входной и выходной патрубки, систему орошения и бункер, корпус выполнен цилиндрическим, в нижней части которого расположен входной патрубок диаметром d1, ось которого образует с осью цилиндрической поверхности корпуса острый угол в диапазоне 30÷60°, при этом конец входного патрубка погружен в жидкость, расположенную в коническом бункере, снабженном клапаном с контргрузом и смывным патрубком, а для поддержания постоянного уровня жидкости в бункере предусмотрен сливной канал и гидрозатвор с высотой перелива К, а для технического осмотра скруббера предусмотрен люк, при этом в верхней части скруббера размещено оросительное устройство высотой М, состоящее, по крайней мере, из четырех поясов орошения с форсунками, создающими равномерный поток мелкодиспергированных капель жидкости, движущихся под действием силы тяжести вниз, а нижняя часть скруббера, оканчивающаяся коническим бункером высотой L, заполнена водой, уровень которой поддерживается постоянным, причем подвод воды к поясам орошения осуществляется через коллекторы, которые расположены снаружи скруббера и выполнены в виде кольцевых участков трубопровода, соединенных с подводящими трубопроводами с регулирующими задвижками, оппозитно которым расположены промывочные задвижки, а форсунки присоединены к коллекторам радиально с определенным шагом через трубки посредством демпфирующих вставок, причем длина трубок подбирается таким образом, чтобы сечение корпуса скруббера было полностью перекрыто факелами распыла форсунок, диаметр отверстия которых лежит в оптимальном диапазоне величин: 12÷40 мм, при этом в каждом поясе орошения оросительного устройства установлено оптимальное количество форсунок: 8÷16, причем орошение осуществляется в четырех поясах со следующим направлением факела форсунок: нижних поясов - вверх, а верхних поясов - вниз, отличающийся тем, что форсунка содержит полый корпус с соплом и центральным сердечником, корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и имеет соосную, жестко связанную с корпусом втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, и состоящим из цилиндрической части с закрепленным соосно с ней в нижней части шаровым сегментом, имеющим дроссельные отверстия, оси которых расположены по радиусам сферической поверхности, образующей шаровой сегмент, а кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости, при этом на боковой поверхности цилиндрической части центрального сердечника, в его нижней части, соединенной с шаровым сегментом, выполнены, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси сердечника, а в каждом ряду выполнены, по крайней мере, три отверстия, при этом оси дроссельных отверстий одного ряда смещены относительно осей дроссельных отверстий другого ряда на угол, лежащий в диапазоне 15÷60°. The nozzle scrubber, including the housing, the confuser, the inlet and outlet nozzles, the irrigation system and the hopper, the housing is cylindrical, in the lower part of which there is an inlet pipe with a diameter of d1, the axis of which forms an acute angle with the axis of the cylindrical surface of the housing in the range 30–60 °, the end of the inlet pipe is immersed in a liquid located in a conical hopper equipped with a valve with a counterweight and a flush pipe, and to maintain a constant level of liquid in the hopper, a drain channel and a water seal are provided overflow height K, and a hatch is provided for technical inspection of the scrubber, while at the top of the scrubber there is an irrigation device of height M, consisting of at least four irrigation belts with nozzles that create an even stream of finely dispersed drops of liquid moving downward by gravity and the lower part of the scrubber, ending in a conical hopper of height L, is filled with water, the level of which is kept constant, and the water is supplied to the irrigation belts through the collectors, to which are located outside the scrubber and are made in the form of annular sections of the pipeline connected to the supply pipelines with control valves, opposite which are located the washing valves, and the nozzles are connected to the collectors radially with a certain step through the tubes by means of damping inserts, and the length of the tubes is selected so that the cross section the scrubber body was completely blocked by spray nozzles, the diameter of the holes of which lies in the optimal range of values: 12–40 mm, at m in each zone of irrigation of the irrigation device, the optimal number of nozzles is set: 8 ÷ 16, and irrigation is carried out in four zones with the following direction of the nozzle torch: lower belts - up, and upper belts - down, characterized in that the nozzle contains a hollow body with a nozzle and the central core, the housing is made with a channel for supplying fluid and has a coaxial sleeve rigidly connected to the housing with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical two-stage sleeve, the upper cylinder whose step is connected by means of a threaded connection to a central core installed with an annular gap relative to the inner surface of the cylindrical sleeve, and consisting of a cylindrical part with a spherical segment fixed coaxially with it in the lower part, having throttle openings whose axes are located along the radii of the spherical surface forming the ball segment, and the annular gap is connected to at least three radial channels made in a two-stage sleeve connecting it at least an annular cavity formed by the inner surface of the sleeve and the outer surface of the upper cylindrical stage, the annular cavity being connected to a channel of the housing for supplying liquid, at least at least on the lateral surface of the cylindrical part of the central core connected to the spherical segment , two rows of cylindrical throttle holes with axes lying in planes perpendicular to the axis of the core, and at least three holes are made in each row, with the dross axis nyh holes of one row are offset relative to the axes of the throttle openings of the other row by an angle lying in the range 15 ÷ 60 °.