Патент на изобретение №2342977

(54) АКУСТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ГАЗОПЫЛЕОЧИСТКИ ВОЗДУШНЫХ ВЫБРОСОВ ТИПА ИМПУЛЬС 4

(57) Реферат:

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов. Акустическая система газопылеочистки воздушных выбросов содержит корпус, расположенный горизонтально и имеющий цилиндрическую форму, и две форсунки. Новым является оснащение акустической системы каплеуловителем и подвод к каждой форсунке патрубков для сжатого воздуха и патрубков для воды с запорными и регулирующими вентилями, причем форсунки выполняются в виде акустической форсунки для распыливания жидкостей, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде резонатора и сопел для подвода воздуха и жидкости. Корпус выполнен из верхней цилиндрической и нижней частей, причем верхняя цилиндрическая часть содержит штуцер с отверстиями для подвода распыливающего агента, а нижняя часть корпуса представляет собой кольцевой объемный резонатор с внутренней цилиндрической полостью. Изобретение позволяет повысить эффективность и надежность процесса пылеулавливания путем увеличения степени распыла жидкости форсунками. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.

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.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет недостаточно развитой поверхности распыления жидкости.

Технический результат – повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания путем увеличения степени распыла жидкости форсунками.

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 резонатора и сопел для подвода воздуха и жидкости, корпус выполнен из верхней цилиндрической и нижней частей, соединенных, по крайней мере, двумя стержнями, причем верхняя цилиндрическая часть содержит штуцер с цилиндрическим и коническим соосными отверстиями для подвода распыливающего агента, например воздуха, а внутри штуцера, соосно ему, закреплено сопло с центральным отверстием для подвода жидкости, при этом сопло крепится посредством фиксирующих дисков, выполненных в виде по крайней мере трех упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней цилиндрической поверхностью отверстия для подвода воздуха, а нижняя часть корпуса представляет собой кольцевой объемный резонатор с внутренней цилиндрической полостью, соосной соплу, в котором центральное отверстие для подвода жидкости оканчивается на срезе резонатора, выполненного в виде чашки с конической поверхностью со стороны сопла для подвода жидкости, при этом чашка выполнена за одно целое с шаровым сегментом, имеющим коническую поверхность, переходящую в кольцевую поверхность, контактирующую с внешней цилиндрической поверхностью резонатора.

На фиг.1 изображен общий вид системы газопылеочистки воздушных выбросов, на фиг.2 – схема акустической форсунки.

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 корпус, выполненный из верхней цилиндрической 10 и нижней 22 частей, соединенных, по крайней мере, двумя стержнями 18. Верхняя цилиндрическая часть 10 содержит штуцер 11 с цилиндрическим 12 и коническим 13 соосными отверстиями для подвода распыливающего агента, например воздуха. Внутри штуцера 11, соосно ему, закреплено сопло 14 с центральным отверстием 15 для подвода жидкости (раствора). Сопло крепится посредством фиксирующих дисков 16, выполненных в виде по крайней мере трех упругих лепестков 17, взаимодействующих с внутренней цилиндрической поверхностью отверстия 12.

Нижняя 22 часть корпуса представляет собой кольцевой объемный резонатор 19 с внутренней цилиндрической полостью 21, соосной соплу 14, в котором центральное отверстие 15 для подвода жидкости оканчивается на срезе резонатора 19. Резонатор 19 выполнен в виде чашки 20 с конической поверхностью со стороны сопла 14 для подвода жидкости. Чашка 20 выполнена заодно целое с шаровым сегментом 23, имеющим коническую поверхность 24, переходящую в кольцевую поверхность, контактирующую с внешней цилиндрической поверхностью резонатора 19.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров:

Отношение высоты h₁ полости 21 резонатора 19 к расстоянию h между срезом резонатора 19 и нижней торцевой поверхностью сопла 11 для подвода воздуха лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=0,5÷1,5;

Отношение внутреннего диаметра d₁ резонатора 19 к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9;

Отношение внутреннего диаметра d₁ резонатора 19 к диаметру d сопла для подвода жидкости лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3;

Отношение внутреннего диаметра d₁ резонатора 19 к высоте h₁ полости 21 резонатора 19 лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷1,5.

Система газопылеочистки воздушных выбросов работает следующим образом.

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.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Жидкость под давлением подается через центральное отверстие 15, оканчивающееся на срезе резонатора 19, откуда стекает по конической поверхности 20, внешней цилиндрической поверхности резонатора 19 и конической поверхности 24 шарового сегмента 23 в виде пленки, которая подвергается воздействию колебаний скорости и давления, генерируемых пульсирующими скачками уплотнения, возникающими вблизи резонатора 19 вследствие натекания на него сверхзвуковой струи. В результате пленка дробиться на мелкие капли, которые вместе с воздушной струей образуют факел распыленной жидкости.

Предложенная форсунка обеспечивает хорошее качество распыления при малых расходах воздуха. Опыты показали, что при давлении воздуха 100 кПа средний диаметр капель составляет 90 мкм, при увеличении давления воздуха примерно в 4 раза (до 400 кПа) средний диаметр капель уменьшается незначительно и составляет 87 мкм.

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%.

Формула изобретения

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, отличающаяся тем, что 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, оросительное устройство, выполненное в виде акустической форсунки для распыливания жидкостей, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде резонатора и сопел для подвода воздуха и жидкости, который выполнен из верхней цилиндрической и нижней частей, соединенных по крайней мере двумя стержнями, причем верхняя цилиндрическая часть содержит штуцер с цилиндрическим и коническим соосными отверстиями для подвода распыливающего агента, например воздуха, а внутри штуцера, соосно ему, закреплено сопло с центральным отверстием для подвода жидкости, а нижняя часть корпуса представляет собой кольцевой объемный резонатор с внутренней цилиндрической полостью, соосной соплу, в котором центральное отверстие для подвода жидкости оканчивается на срезе резонатора, выполненного в виде чашки с конической поверхностью со стороны сопла для подвода жидкости, при этом чашка выполнена заодно целое с шаровым сегментом, имеющим коническую поверхность, переходящую в кольцевую поверхность, контактирующую с внешней цилиндрической поверхностью резонатора.

2. Акустическая система газопылеочистки воздушных выбросов по п.1, отличающаяся тем, что отношение высоты h₁ полости резонатора к расстоянию h между срезом резонатора и нижней торцевой поверхностью сопла для подвода воздуха лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=0,5÷1,5; отношение внутреннего диаметра d₁ резонатора к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9; отношение внутреннего диаметра d₁ резонатора к диаметру d сопла для подвода жидкости лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1,5÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ резонатора к высоте h₁ полости резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷1,5.

РИСУНКИ