акустический газопромыватель типа импульс 2

Формула изобретения

Акустический газопромыватель, содержащий корпус, состоящий из верхней и нижней секций, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, брызгоуловитель с центробежным завихрителем и патрубком для отвода жидкости из брызгоуловителя, оросительное устройство, тарелки с вибратором и со стабилизатором, форсунку для периодического орошения и шламосборник, причем ячейки стабилизатора выполнены квадратными, а отношение высоты стабилизатора h_с к ширине ячейки b_с находится в оптимальном интервале величин h_c /b_c=1,5...1,8, а тарелки выполнены дырчатыми с отношением толщины тарелки h_т к диаметру отверстий d_o, находящимся в оптимальном интервале величин h_т/d_o =0,5...1,5, или щелевыми с отношением толщины тарелки h _т к ширине щелей b_o, находящимся в оптимальном интервале величин h_т/b _o=0,8...1,5, при этом отношение высоты корпуса Н к диаметру D находится в оптимальном интервале величин H/D=4,0...6,5, а отношение диаметра корпуса D к диаметру брызгоуловителя D ₁, находится в оптимальном интервале величин D/D ₁=1,2...1,25, а отношение диаметра корпуса D к диаметрам входного и выходного патрубков D₂ находится в оптимальном интервале величин D/D₂=2,0...2,5, отличающийся тем, что оросительное устройство выполнено в виде акустической форсунки для распыливания жидкостей, содержащей корпус с размещенным внутри генератором звуковых колебаний ультразвукового частотного диапазона в виде сопла и кольцевого объемного резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода жидкости, внутри корпуса, соосно ему, жестко закреплена втулка с фланцами верхним и нижним, причем нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки, соосно ей, расположен стержень диаметром d, на конце которого запрессован кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, а в хвостовой части стержня расположены фиксирующие диски, взаимодействующие с внутренней поверхностью втулки, а в нижнем фланце расположено, по крайней мере, одно сопло под углом к оси резонатора, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20÷40°, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности резонатора, а отношение высоты h_i кольцевого объемного резонатора к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности и нижней торцевой поверхностью корпуса лежит в оптимальном интервале величин h₁ /h=1÷3; отношение внутреннего диаметра d ₁ чашки резонатора к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин d₁/d₂=0,7÷0,9; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин d₁/d=1,25÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к высоте h ₁ кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин d₁/h₁=1÷2.

Описание изобретения к патенту

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.103, рис.4.21 (прототип), содержащий корпус, состоящий из верхней и нижней секций, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, брызгоуловитель с центробежным завихрителем и патрубком для отвода жидкости из брызгоуловителя, оросительное устройство, тарелки со стабилизатором, форсунку для периодического орошения завихрителя и шламосборник.

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 газопромывателе, содержащем корпус, состоящий из верхней и нижней секций, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, брызгоуловитель с центробежным завихрителем и патрубком для отвода жидкости из брызгоуловителя, оросительное устройство, тарелки с вибратором и со стабилизатором, форсунку для периодического орошения и шламосборник, причем ячейки стабилизатора выполнены квадратными, а отношение высоты стабилизатора h _c к ширине ячейки b_c находится в оптимальном интервале величин: h_c/b _c=1,5...1,8, а тарелки выполнены дырчатыми с отношением толщины тарелки b_т к диаметру отверстий d_о, находящимся в оптимальном интервале величин: b_т/d_o=0,5...1,5, или щелевыми с отношением толщины тарелки b_т к ширине щелей b_o, находящимся в оптимальном интервале величин: h_т/b _о=0,8...1,5, при этом отношение высоты корпуса Н к диаметру D находится в оптимальном интервале величин: H/D=4,0...6,5, а отношение диаметра корпуса D к диаметру брызгоуловителя D ₁ находится в оптимальном интервале величин: D/D ₁=1,2...1,25, а отношение диаметра корпуса D к диаметрам входного и выходного патрубков D₂ находится в оптимальном интервале величин: D/D₂=2,0...2,5, оросительное устройство выполнено в виде акустической форсунки для распыливания жидкостей, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода жидкости, внутри корпуса, соосно ему, жестко закреплена втулка с фланцами верхним и нижним, причем нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, внутри втулки, соосно ей, расположен стержень, на конце которого запрессован кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, взаимодействующие с внутренней поверхностью втулки, а в нижнем фланце расположено, по крайней мере, одно сопло под углом к оси резонатора, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20°-40°, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности резонатора.

На фиг.1 изображен общий вид газопромывателя, на фиг.2 - схема акустической форсунки.

Газопромыватель содержит корпус, состоящий из верхней 4, средней 5 и нижней 7 секций, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, брызгоуловитель 1 с центробежным завихрителем 2 и патрубком 3 для отвода жидкости из брызгоуловителя, оросительное устройство 9 с акустической форсункой, по меньшей мере, одну тарелку 8 со стабилизатором 6, форсунку для периодического орошения тарелок 8 и шламосборник, причем на тарелках 8 дополнительно установлен вибратор (на чертеже не показано). Ячейки стабилизатора 6 могут быть выполнены квадратными, а отношение высоты стабилизатора h_с к ширине ячейки b_с находится в оптимальном интервале величин: h_c/b_c=1,5...1,8. Тарелки 8 могут быть выполнены дырчатыми с отношением толщины тарелки h_т к диаметру отверстий d _o, находящимся в оптимальном интервале величин: h _т/d_о=0,5...1,5. Тарелки 8 могут быть выполнены щелевыми с отношением толщины тарелки h _т к ширине щелей b_o, находящимся в оптимальном интервале величин: h_т/b _o=0,8...1,5. Отношение высоты корпуса Н к диаметру D находится в оптимальном интервале величин: H/D=4,0...6,5. Отношение диаметра корпуса D к диаметру брызгоуловителя D₁ находится в оптимальном интервале величин: D/D ₁=1,2...1,25. Отношение диаметра корпуса D к диаметрам входного и выходного патрубков D₂ находится в оптимальном интервале величин: D/D₂=2,0...2,5.

В качестве распылителя используется акустическая форсунка (фиг.2), содержащая корпус 10 с размещенным внутри генератором звуковых колебаний ультразвукового частотного диапазона в виде сопла 12 и кольцевого объемного резонатора 14. Корпус 10 выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка 16 для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка 17 для подвода жидкости. Внутри корпуса 10, соосно ему, жестко закреплена втулка 23 с фланцами верхним 11 и нижним 15, причем нижний фланец 15 жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе 10.

Внутри втулки 23, соосно ей, расположен стержень диаметром d, на конце которого запрессован кольцевой объемный резонатор 14, выполненный в виде чашки 18 с конической поверхностью 20. В хвостовой части стержня 13 расположены фиксирующие диски 21 и 22, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки 23. В нижнем фланце 15 расположено по крайней мере одно сопло 19 под углом к оси резонатора 14, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20°-40°, причем продолжение оси сопла 19 лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхностью 20. На внутренней поверхности втулки 23 выполнены соосные коническое 24 и цилиндрическое 25 отверстия.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров:

Отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора 14 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 20 и нижней торцевой поверхностью корпуса 10 лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=1÷3;

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 18 резонатора 14 к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9;

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 18 резонатора 14 к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1,25÷3;

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 18 резонатора 14 к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора 14 лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷2.

Акустический газопромыватель работает следующим образом.

Запыленный газовый поток поступает в корпус через ввод запыленного газового потока и встречает на своем пути тарелку 8, затем газы проходят через слой жидкости в виде пузырьков (пены), на поверхности которых и происходит осаждение частиц пыли. Аппарат работает в режиме мокрого пылеуловителя с провальной тарелкой, что уменьшает вероятность забивания отверстий тарелки 8 пылью, поскольку подвод газов в зону контакта с жидкостью и отвод из этой зоны осуществляется через одни и те же дырчатые или щелевые отверстия тарелок 8. Образование газожидкостной взвеси (пены) дополнительно усиливается созданием виброкипящего слоя в верхних слоях жидкости, расположенной на тарелках 8, за счет применения вибратора, что приводит к более интенсивному взаимодействию потоков газа и жидкости.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Распыливающий агент, например воздух, подается по трубке 16, где встречает на своем пути кольцевой объемный резонатор 14. В результате прохождения резонатора 14 распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию жидкости, подаваемой через трубку 17 в сопла 19, откуда она попадает на окружность, находящуюся в средней части конической поверхностью 20 резонатора 14, затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 20 резонатора 14.

Предлагаемый аппарат может быть применен для очистки от тонкой фракции пыли и увлажнения воздуха в вентиляционных установках и установках кондиционирования воздуха, а также при улавливании туманов, хорошо растворимой пыли, а также при совместном протекании процессов пылеулавливании, охлаждения газов и их абсорбции. Эффективность предлагаемой конструкции аппарата увеличивается за счет большей поверхности газожидкостной взвеси, путем применения вибропсевдоожиженного слоя в жидкости и составляет в вышеуказанных процессах и при улавливании пылевых частиц размером больше 5 мкм порядка 92%...95%.