устройство для охлаждения и очистки газообразных продуктов сгорания от загрязнений

Формула изобретения

1. Устройство для охлаждения и очистки газообразных продуктов сгорания от загрязнений, содержащее корпус, устройство для улавливания загрязнений в виде неполного по сечению тора, соединенного с корпусом и обращенного выпуклой частью вверх, устройство для создания завесы промывочной жидкости, выполненное в виде ротора, связанного с источником механической энергии, ввод загрязненного газа и вывод очищенного и охлажденного газа, ввод промывочной жидкости, статор, концетрично размещенный с зазором и с образованием воздушной подушки по отношению к ротору, выполненному чашеобразным с ориентацией кромки в полости тора, при этом ввод промывочной жидкости размещен коаксиально вводу загрязненного газа, отличающееся тем, что ротор выполнен перфорированным с ориентацией отверстий в полость воздушной подушки, в полости неполного по сечению тора размещен дополнительный неполный по сечению тор, обращенный выпуклой частью вверх и снабженный выводом увлажненного и подогретого воздуха.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на нижней поверхности ротора жестко закреплен кольцеобразный козырек, кромка которого ориентирована в полости дополнительного тора.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что статор выполнен полым с образованием кольцевой полости, которая имеет дополнительный ввод и вывод загрязненного газа.

Описание изобретения к патенту

Устройство относится к области энергетической техники и может найти применение в энергетике, черной и цветной металлургии, а также в химической промышленности.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому изобретению является устройство, содержащее корпус и устройство для создания завесы промывочной жидкости в виде ротора, концентричного статору, который связан с источником механической энергии и выполнен чашеобразной формы с ориентацией кромки в полость полутора, связанного с корпусом.

Это устройство выбрано в качестве прототипа.

Недостатком данного устройства является то, что оно не может быть использовано для подогрева воздуха, идущего на сгорание топлива и для насыщения этого воздуха водяными парами.

Технической целью заявляемого изобретения является устранение отмеченных недостатков.

Технический результат достигается тем, что в устройство для пылегазоулавливания, содержащем корпус, устройство для улавливания загрязнений в виде неполного по сечению тора, соединенного с корпусом и обращенного выпуклой частью вверх, устройство для создания завесы промывочной жидкости, выполненное в виде ротора, связанного с источником механической энергии, ввод загрязненного газа и вывод очищенного и охлажденного газа, ввод промывочной жидкости, статор, концентрично размещенный с зазором и с образованием воздушной подушки по отношению к ротору, выполненному чашеобразным с ориентацией кромки в полости тора, при этом ввод промывочной жидкости размещен коаксиально вводу продуктов сгорания, согласно изобретению ротор выполнен перфорированным с ориентацией отверстий в полость воздушной подушки, в полости неполного по сечению тора размещен дополнительный неполный по сечению тор, обращенный выпуклой частью вверх и связанный с выводом увлажненного и подогретого воздуха.

Технический результат достигается также тем, что на нижней поверхности ротора жестко закреплен кольцеобразный козырек, кромка которого ориентирована в полости дополнительного ротора.

Технический результат достигается также тем, что статор выполнен полым, при этом образованная кольцевая полость содержит ввод и вывод неохлажденных продуктов сгорания.

Заявляемое изобретение схематично изображено на прилагаемых фиг.1 и 2.

Продукты сгорания (фиг.1) поступают в устройство по вводу 1, а охлажденные продукты сгорания покидают устройство по выводу 2, связанному с корпусом 3, на котором размещен неполный по сечению тор 4. В корпусе 3 размещен ротор 5 чашеобразной формы, кромка которого ориентирована в полости тора 4. В нижней части устройства расположен статор 6, размещенный концентрично ротора 5 с образованием воздушной подушки 7 по отношению к ротору 5. Разомкнутый тор 4 связан с кольцевым коллектором 8 для сбора жидкости (в дальнейшем воды). Ротор 5 выполнен перфорированным и выход отверстий 9 ориентирован в полость воздушной подушки 7. В полости тора 4 концентрично ротора 5 размещен дополнительный разомкнутый тор 10, связанный с кольцевым коллектором 11 для вывода воздуха из полости воздушной подушки 7. Воздух для создания воздушной подушки подается от вентилятора (не показан) по центральному воздуховоду 12. Ротор может приводиться во вращение или с помощью вала 13 от постороннего источника энергии или линейным электродвигателем (не показан, использование линейных электродвигателей для вращения роторов общеизвестно). Направление вращения ротора показано стрелкой 14. Направление движения продуктов сгорания показано стрелкой 15, а направление движения очищенных и охлажденных продуктов сгорания показано стрелкой 16. К кольцевому коллектору 11 тангенциально подсоединен, по меньшей мере, один вывод подогретого и увлажненного воздуха, направление движения воздуха показано стрелкой 17. Вода поступает во ввод 1 через форсунки 18. Кольцевой коллектор 8 для сбора подогретой воды и захваченных каплями воды загрязнений связан с устройством 19 для очистки воды (это может быть фильтр), из которого вода насосом 20 подается в теплообменник 21, в котором подогревается вода, идущая к потребителю и нагнетаемая насосом 22. Подпитка водой производится через трубопровод 23.

На фиг. 2 показаны закрепление козырька 24 на нижней поверхности ротора 5, а также полость 25, в которую поступают продукты сгорания и из которой продукты сгорания и попадают во ввод 1. Ввод и вывод продуктов сгорания из полости 25 на рисунке 2 не показаны (это известный технический прием).

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Через воздуховод 12 под давлением подается воздух и ротор 5 на воздушной подушке приводится во вращение от постороннего источника посредством, например, гибкого вала 13. На вращающийся ротор 5 через форсунки 18 подается вода, которая, отражаясь от стенок вращающего ротора образует завесу из капель, причем, часть жидкости растекается по поверхности ротора 5 тонким слоем. Продукты сгорания поступают по вводу 1 в направлении стрелки 15 во внутреннюю полость устройства и вступают в контакт с завесой из водяных капель и со слоем воды на поверхности ротора 5. При этом продукты сгорания остывают, а капли воды и пленка на поверхности ротора 5 нагреваются. Одновременно происходит очистка продуктов сгорания от загрязнений. Частицы нагретой воды вместе с связанными примесями улавливаются в полом полуторе 4 и поступают в кольцевой коллектор для сбора воды 8. Нагретая вода из коллектора 8 поступает в устройство для очистки воды 19, где от воды отделяются твердые частицы и могут быть выделены и растворенные газы. Далее вода с помощью насоса 20 подается в теплообменник 21, где отдает свою теплоту другому теплоносителю или подпиточной воде или воде, поступающей в экономайзер, или воде, идущей на отопление. Возможны любые варианты использования переданной в теплообменнике 21 теплоты.

Распыленная с помощью форсунок 18 вода попадает на внутреннюю поверхность ротора 5 и начинает двигаться тонким слоем к кромке ротора 5, ориентированной в полости тора 4. При этом часть воды попадает в отверстия 9, выполненные в роторе, и в виде струй вытекает в полость паровой подушки 7, в которой происходит дробление на капли и испарение воды в воздухе, движущемся в полости воздушной подушки. Так как вода нагрета, то происходит подогрев воздуха в объеме паровой подушки с одновременным его увлажнением. Нагретый и увлажненный воздух попадает в полость дополнительного разомкнутого тора 10 и поступает в кольцевой коллектор 11, к которому присоединен по меньшей мере, один вывод подогретого и увлажненного воздуха 17. Далее нагретый и увлажненный воздух поступает к топливосжигающим устройствам (горелкам). Суммарное проходное сечение отверстий 9 в роторе 5 выбирается таким, чтобы происходило полное испарение попадающей в полость воздушной подушки 7 воды. Для увеличения степени подогрева воздуха поверхность статора 6 может обогреваться снизу продуктами сгорания, до их поступления во ввод 1.

Заявляемое устройство может работать также следующим образом.

Создающий воздушную подушку воздух движется в полости 7 от центра к периферии и огибает кольцеобразный козырек 24, что препятствует попаданию воздуха из полости воздушной подушки в полость разомкнутого полутора 4, так как давление воздуха в полости 7 несколько превосходит давление продуктов сгорания в корпусе устройства 3.

Заявляемое устройство может работать также следующим образом.

До поступления во ввод 1 продукты сгорания направляются в полость 25 (ввод может быть тангенциальный), омывают внутренние поверхности полости 25, в том числе и поверхность внутреннего статора, которая может быть выполнена из теплопроводного материала (сталь, алюминий и т.д.). Через внутреннюю поверхность статора теплота от продуктов сгорания передается воздуху, движущемуся в полости воздушной подушки 7. Вывод частично охлажденных продуктов сгорания из полости 25 (не показан) связан с вводом 1 устройства.

По сравнению с прототипом расширяются функциональные возможности устройства.