способ очистки газа от примесей

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ ПРИМЕСЕЙ, включающий взаимодействие запыленного газа с очищающей жидкостью, подаваемой в виде пленки в зону контакта, отличающийся тем, что взаимодействие газа с пленкой жидкости осуществляют в резонансном режиме путем ограничения пленки по толщине в зоне контакта в соответственно с условием



где Re_d критерий Рейнольдса по газу, устанавливаемый как



где v_g скорость газа, см/с;

n кинематическая вязкость, см²/с;

D диаметр трубы в зоне контакта, см,

при этом расход Q жидкости устанавливают по уравнению



где 0,3 0,8 коэффициент расхода;

H напор жидкости, см;

g ускорение свободного падения, см/с².

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике мокрой очистки газов от взвешенных в них частиц, пыли, возгонов и других примесей и может быть использовано для очистки запыленного воздуха и/или отходящих производственных газов в металлургической, химической, строительной, деревообрабатывающей и других отраслях промышленности.

Известен способ очистки газов, в котором по направлению потока загрязненного газа распыляют очищающую жидкость, которую затем отделяют от газа путем изменений направления движения потока газа [1]

Указанный способ не обеспечивает высокой степени очистки из-за неполного контакта газа с жидкостью и малых величин внешних сил, воздействующих на поток газа, и, следовательно, на отделяемые частицы, особенно в диапазоне размеров 0,1-10 мкм.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к изобретению является способ очистки газа от примесей, включающий взаимодействие запыленного газа с очищающей жидкостью, подаваемой в виде пленки в зону контакта [2]

Недостатком способа является невозможность отделения частиц размером менее 10 мкм.

Технический результат изобретения повышение эффективности процесса, особенно в области улавливания мелкодисперсной фракции с размером частиц 0,1-10 мкм.

Указанный технический результат достигается тем, что жидкость подают в зону контакта с газом в виде пленки, взаимодействие которой в зоне контакта с газом осуществляют в резонансном режиме взаимодействия газа с жидкостью, путем ограничения пленки по толщине в зоне контакта в соответствии с условием

0,05 > >210 где Re_D критерий Рейнольдса по газу; Re_D=

V_г скорость газа, см/с;

кинематическая вязкость, см²/с;

D диаметр трубы в зоне контакта, см;

толщина пленки, см, а расход жидкости вычисляют по уравнению

Q D где коэффициент расхода, равный 0,3-0,8 для переливных систем;

Н напор жидкости, см;

g ускорение свободного падения, см/с².

Высокая эффективность работы изобретения достигается путем реализации специального сочетания геометрических параметров, скорости и режима течения газа, его закрутки, режима, течения жидкости в пленке и ее взаимодействия с газом. Реализуется близкий к резонансному режим взаимодействия колебаний в жидкости и в газе, что приводит к особому, квазиструйному разрушению жидкой пленки.

Квазиструйка, возникающая при разрушении гребня волны, содержит ядро, состоящее из крупных капель 0,1 мм, окруженное областью из мелких капель, нитей с размером от 0,1 до 100 мкм. Такой режим взаимодействия реализуется в изобретении путем обеспечения: равенства длин волн (частот, волновых чисел) колебаний в жидкости и в газе

_ж= _г, f_ж f_г такого капиллярного режима течения жидкости, при котором высота волны h_в . В этом случае разрушение гребня носит "взрывной" характер, так как характерный размер струйки не может превышать толщины пленки .

Приравнивая энергию волны

E_b 1/8 _жgh_b²_ж работе сил поверхностного натяжения

E_o= получим следующее выражение h_в, соответствующее образованию квазиструйки:

h_в=

Толщина пленки с одной стороны должна удовлетворять условию мелкой воды << _ж, а с другой стороны условию образования квазиструйки: << h_в, т. е.

h_в >> << _ж.

Для воды: 70 1 г/см³, g 980 см/с²

Спектр турбулентных пульсаций при течении в трубах определяется соотношением

310^-2Re_D> _г> 410 где: с левой стороны характерный размер больших вихрей;

с правой стороны размер наименьших вихрей.

Разрушение пленки жидкости в резонансном режиме осуществляют "мелкие вихри".

Для условий течения в изобретении характерная величина _г составляет

Re_D= Re_D= 50000

1,510^-1

_г0,8 см.

Таким образом, толщина пленки в устройстве должна удовлетворять следующему условию с учетом резонанса

0,05 > >210 где Re

V скорость воздуха в см/с;

кинематическая вязкость см²/с.

Расход жидкости в системе определяется по формуле

Q D где Н напор, см;

коэффициент расхода.

Для переливных систем 0,3-0,8.

D диаметр трубы в зоне контакта, см.

На чертеже изображен аппарат для реализации способа, общий вид.

Устройство для реализации способа содержит цилиндрический корпус 1, в котором последовательно снизу вверх установлены завихритель 2 газового потока 3, диафрагма 4 с центральным отверстием 5, обеспечивающим турбулентный режим течения газа в зоне 6 очистки с широким спектром частот колебаний f_г.

В верхней части аппарата установлен инжектор 7 воды, обеспечивающий подачу жидкости 8 в виде пленки в зону 6 очистки, удовлетворяющей приведенному выше соотношению.

В таблице приведены данные, характеризующие эффективность очистки газа.

Измерения производились пылемером ИЗВ-3М в диапазоне размера частиц 0,1-10 мкм.

Сажа по гранулометрическому составу содержала частицы размером до 10 мкм около 95%