0505
NN
СО N3 Изобретение относитс к технике мокрой очистки газов от пыли и вредностей и может быть использовано в черной металлургии , химической и других отрасл х промышленности , в частности дл очистки газов мартеновских и двухванных печей, конвертеров и т. д. с использованием вторичных энергоресурсов. Известен способ и устройство дл очистки и удалени промышленных газов, вклю чаюшее установку дл косвенного теплообмена между текуш,им газом и жидкостью, смесительную установку, устройство дл преврашени части жидкости в пар, распылени остальной жидкости в смесительную установку 1. Наиболее близкой к изобретению вл етс эжекционна труба Вентури, включающа приемную камеру, внутри которой установлены сопла Лавал дл подачи пара , выполненные в виде конфузора, диффузора и горловой части, и камеру смешени 2. Недостатками перечисленных способов вл ютс необходимость примен ть дорогосто щую химочищенную воду в случае высокого содержани солей и высокой жесткости технической воды и снижение эффективности работы трубы Вентури незначительном снижении давлени пара. Цель изобретени - обеспечение надежности работы и снижение энергозатрат на эжекцию и очистку газа. Поставленна цель достигаетс тем, что в эжекционной трубе Вентури, включающей приемную камеру, внутри которой установлены сопла Лавал дл подачи пара, выполненные в виде конфузора, диффузора и горловой части, и камеру смещени , диффузор сопл выполнен с отверсти ми и снабжен наружной камерой подачи жидкости, установленной над отверсти ми, расположенными на рассто нии равном 1,5-2,0 площади сечени диффузора в месте отверстий к площади горловой части, при этом сумма площадей сечений отверстий составл ет 0,4-0,6 от площади горловой части, а диаметр отверсти равен 0,22-0,32 от диаметра горловой части. Отверсти выполнены под углом 30-40° к оси сопла. Диффузор может быть выполнен с регулируемой кольцевой щелью. В случае подачи жидкости в паровое сопло максимально полезно используетс энерги пара, расходуема на разгон и дробление жидкости. При выходе парожидкостной струи из сопл Лавал в трубу Вентури скорости капель жидкости и пара близки между собой и потери на удар при эжектировании газа меньше, чем при раздельной подаче жидкости и пара. На фиг. 1 изображена эжекционна труба Вентури; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - диффузор с кольцевой щелью. Предлагаема эжекционна труба Вентури состоит из приемной камеры 1, камеры смешени 2, диффузора 3. Внутри приемной камеры 1 установлено паровое сопло Лавал 4с наружной кольцевой камерой 5 и отверсти ми 6 дл подачи жидкости в сопло Лавал 4. Сопло Лавал 4 имеет конфузор 7, горловую часть 8 и диффузор 9. Сумма плош ,адей сечени отверстий 6 составл ет 0,40 ,6 плош,ади горловой части 8 сопла 4, а уровень расположени отверстий 6 на диффузоре 9 сопел определ етс из услови , чтобы отношение площади сечени диффузора 9 в месте расположени отверстий к плошади горловой части 8 сопла было равно 1,5-2,0, диаметр отверсти 6 в диффузоре сопла Лавал 4 составл ет 0,22-0,32 от диаметра горловой части 8. Отверсти в диффузоре сопла Лавал дл подачи жидкости выполнены под углом 30-40° к оси сопла. Эжекционна труба Вентури работает следующим образом. К соплу Лавал 4 подвод т пар давлением 13-25 ати и техническую воду давлением 3-10 ати. Вода через камеру 5 и отверсти 6 поступает во внутрь сопла 4, где она нагреваетс , разгон етс и распьь л етс за счет контакта с паром. Парожидкостна смесь из сопла Лавал 4 попадает с большой скоростью в камеру смешени 2, создает эжектирующий эффект и засасывает запыленные газы через приемную камеру 1 в камеру смешени 2, где происходит их очистка диспергированной водой. После камеры смешени газ попадает в диффузор 3. Основной особенностью данного устройства вл етс применение дл передачи в трубу Вентури перегретой воды сопел Лавал со специальными отверсти ми, выполненными в диффузорной части сопла. Дл равномерного распределени жидкости по сечению сопла Лавал все отверсти по наружной стороне указанного сопла объединены общей камерой. Така конструкци сопла Лавал позвол ет производить перегрев орошающей жидкости путем смешени с паром Непосредственно в сопле, вл ющемс оросительным устройством эжекционной трубы Вентури. Главным преимуществом предлагаемого устройства вл етс то, что врем и поверхность контакта пара с орошающей жидкостью при их смещении сведены до минимума. Это позвол ет использовать в качестве орощающей жидкости обычную техническую воду с повышенным солесодержанием без специальной предварительной химической обработки. Соотношение площади отверстий дл жидкости и площади горловины сопла при любых заданных давлени х пара и воды определ ют соотношение расходов пара и жидкости, которое необходимо дл получейи наивысших показателей дл очистки и транспортировки газа. При соотношении указанных плош.адей менее 0,4 достигаютс такие соотношени расходов пара и воды, при кот.орых развиваютс более высокие показатели по эжектирующей способности , однако эффективность пылеулавливани уменьшаетс . При увеличении соотношени площадей больше 0,6 соотношени расходов воды и пара достигают таких значений , при которых эффективность пылеулавливани остаетс без изменений, а эжектирующа способность уменьшаетс . При соотношении указанных плошадей 0,4-0,6 достигаютс оптимальные значени . Соотношение площади сечени диффуподачи жидкости и горловины сопла Лавал 0,22-0,32 при любых заданных давлени х пара и при указанном ранее соотнощерии плошадей 0,4-0,6 определ ет место пересечени струй жидкости в диффузоре. При уменьшении соотношени диаметров менее 0,22-0,32 струи жидкости не пересекаютс в диффузоре, отклон ютс к стенке диффузора и дроб тс паровым потоком , при увеличении соотнощени более 0,22-0,32 происходит соударение струй жидкостей , тратитс лишн энерги , увеличиваетс давление воды. Сотношение площади сечени диффузора в месте подачи жидкости к площади горловины при заданных углах раскрыти сверхзвукового парового потока (известна величина) определ ет место встречи парового и жидкостного потока, это соотношение 1,5-2,0 выбрано после прохождени скачка уплотнени в паровом сопле. В случае подачи жидкости в зону скачка уплотнени в паровом сопле возникают сильные звуковые эффекты, которые ограничивают область применени . Подача струй жидкости под углом 30-40° к оси сопла и возможность подачи жидкости через отверсти и шель способствуют лучшему контакту паровой и жидкостной фазы в сопле. Регулирование ширины шели дл выбора наиболее эффективного соотношени жидкости и пара и скоростей их истечени возможно на конструкции, представленной на фиг. 3. Таким образом, предложенные отличительные особенности определ ют оптимальные режимы работы эжекционной трубы Вентури как очистного аппарата и аппарата , осуществл ющего транспортировку газа. По сравнению с известными конструкци ми мокрой очистки газа, использующими пары и жидкость, в максимальной степени используетс энерги парового потока на очистку и транспортировку газа и, следовательно, снижаютс энергетические затраты на очистку, Предлагаема конструкци позвол ет использовать в качестве орощаемой жидкости техническую воду без специальной химической обработки, что существенно снижает затраты на очистку.CO N3 The invention relates to a technique for the wet cleaning of gases from dust and hazards and can be used in the ferrous metallurgy, chemical and other industries, in particular for the purification of gases from open-hearth and double furnaces, converters, etc. using secondary energy resources. A known method and apparatus for cleaning and removing industrial gases, including an installation for indirect heat exchange between gas and liquid flowing by it, a mixing unit, a device for turning a part of a liquid into steam, spraying the rest of the liquid into a mixing installation 1. The closest to the invention is Venturi ejection pipe, which includes a receiving chamber, inside which are installed Laval nozzles for steam supply, made in the form of a confuser, a diffuser and a throat part, and a mixing chamber 2. The disadvantages are listed These methods include the need to use expensive chemically purified water in the case of high salt content and high hardness of process water and a decrease in the efficiency of the Venturi pipe operation with a slight decrease in vapor pressure. The purpose of the invention is to ensure reliability of operation and reduce energy consumption for ejection and gas cleaning. The goal is achieved by the fact that in the Venturi ejection pipe, which includes a receiving chamber, inside which are installed Laval nozzles for steam supply, made in the form of a confuser, diffuser and throat part, and a displacement chamber, the diffuser nozzles are made with openings and are equipped with an external fluid supply chamber mounted above the holes located at a distance equal to 1.5-2.0 of the cross-sectional area of the diffuser in the place of the holes to the throat area, the sum of the areas of the hole sections being 0.4-0.6 of the throat area, 0,22-0,32 aperture diameter is the diameter of the neck portion. The holes are made at an angle of 30-40 ° to the axis of the nozzle. The diffuser can be made with an adjustable annular gap. In the case of supplying a liquid to a steam nozzle, the energy of the steam is most beneficially used, which is consumed for acceleration and fragmentation of the liquid. When a vapor-liquid jet emerges from the Lawal nozzles into the Venturi tube, the velocities of the liquid and vapor drops are close to each other and the impact loss when the gas is ejected is lower than with separate supply of liquid and vapor. FIG. 1 depicts a venturi ejection tube; in fig. 2 — node I in FIG. one; in fig. 3 - diffuser with an annular gap. The proposed Venturi ejection pipe consists of a receiving chamber 1, a mixing chamber 2, a diffuser 3. Inside the receiving chamber 1, a Laval steam nozzle 4c is installed with an outer annular chamber 5 and 6 openings for supplying liquid to the Laval nozzle 4. The Laval nozzle 4 has a confuser 7, throat part 8 and diffuser 9. The total length of the aperture of the opening section 6 is 0.40, 6 continuous, the throat part 8 of the nozzle 4, and the level of the holes 6 on the nozzle diffuser 9 is determined from the condition that the cross section area of the diffuser 9 in the location of the holes to the throat part 8 of the nozzle was 1.5-2.0, the diameter of the hole 6 in the diffuser of the Laval nozzle 4 was 0.22-0.32 of the diameter of the throat part 8. The holes in the diffuser of the Lawal nozzle for supplying fluid were made at an angle of 30 -40 ° to the nozzle axis. The venturi vent works as follows. Laval nozzle 4 is supplied with steam at a pressure of 13–25 atm and technical water at a pressure of 3–10 atm. Water through the chamber 5 and the openings 6 enters the interior of the nozzle 4, where it is heated, accelerated and dispersed due to contact with steam. The vapor-liquid mixture from the Laval nozzle 4 enters the mixing chamber 2 at high speed, creates an ejecting effect and sucks the dusty gases through the receiving chamber 1 into the mixing chamber 2, where they are cleaned with dispersed water. After the mixing chamber, the gas enters the diffuser 3. The main feature of this device is the use of Laval nozzles with special openings in the diffuser part of the nozzle for transferring superheated water into the Venturi tube. In order to evenly distribute the liquid over the cross section of the Lawal nozzle, all the openings on the outside of the said nozzle are united by a common chamber. This design of the Laval nozzle allows overheating of the spray liquid by mixing with steam. Immediately in the nozzle, which is the irrigation device of the venturi vent. The main advantage of the proposed device is that the time and surface of the contact of steam with the irrigating fluid when they are displaced is minimized. This allows the use of ordinary process water with a high salinity without special chemical treatment as a irrigating liquid. The ratio of the area of the liquid orifice and the nozzle throat area for any given vapor and water pressures determines the ratio of the vapor to liquid consumption, which is necessary to obtain the highest rates for cleaning and transporting gas. When the ratio of the said ploshadeys is less than 0.4, such ratios of steam and water consumption are achieved, at which higher indices of ejection capacity develop, however, the efficiency of dust collection decreases. With an increase in the ratio of areas greater than 0.6, the ratios of the flow of water and steam reach such values at which the efficiency of dust collection remains unchanged and the ejection capacity decreases. When the ratio of these areas is 0.4-0.6, optimal values are achieved. The ratio of the cross section for diffusor of liquid and throat of Laval nozzle 0.22-0.32 at any given vapor pressure and at the previously specified ratio of 0.4-0.6 squares determines the intersection of the liquid jets in the diffuser. When reducing the ratio of diameters of less than 0.22-0.32, the liquid jets do not intersect in the diffuser, deflect to the wall of the diffuser and are crushed by the vapor flow, with an increase in the ratio of more than 0.22-0.32, the jets of liquids collide, excessive energy is spent, water pressure increases. The ratio of the diffuser cross-sectional area at the point of supplying the liquid to the throat area at a given opening angle of a supersonic vapor flow (known value) determines the meeting point of the vapor and liquid flow, this ratio of 1.5-2.0 is selected after passing the shock wave in the steam nozzle. In the case of the supply of fluid to the shock zone in the steam nozzle, strong sound effects occur which limit the field of application. The supply of liquid jets at an angle of 30-40 ° to the axis of the nozzle and the possibility of supplying liquid through the holes and the shelf contribute to a better contact of the vapor and liquid phases in the nozzle. Adjusting the width of the shell to select the most effective ratio of liquid and vapor and their flow rates is possible on the structure shown in FIG. 3. Thus, the proposed distinctive features determine the optimal operating modes of the ejection venturi as a cleaning apparatus and apparatus that transports gas. Compared to the known gas scrubbing structures using vapor and liquid, the energy of the steam flow for gas cleaning and transportation is used to the maximum extent and, consequently, the energy cost of cleaning is reduced. The proposed design allows using technical water as a irrigated liquid. chemical processing, which significantly reduces the cost of cleaning.
Фш.2.FSh.2