Пылеуловитель центробежного типа для мокрой очистки газов от пыли

Н.И. Володин, О.Ю. Лапина, В.М. Пузырева, А.Г. Хрупачев, Ю.Л. Демичева
Тульский государственный университет
г. Тула

В работе представлен аппарат центробежного типа для мокрой очистки газов от пыли. Пылеуловитель позволяет повысить эффективность пылеулавливания за счёт снижения вторичного уноса капельной жидкости, насыщенной пылью, при этом снижаются энергозатраты на преодоление гидравлического сопротивления, и упрощается технология изготовления аппарата. Данное изобретение может быть использовано в химической, фармацевтической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности.

Запыленность атмосферы является не только следствием техногенной деятельности, но и возникает в результате многих природных явлений (извержение вулканов, пыль лесных и степных пожаров, морская пыль, космическая пыль). Этот природный фон существенно усиливается за счет промышленной пыли.

Пылевые частицы имеют большую суммарную поверхность и, как следствие, высокую биологическую и химическую активность. Некоторые вещества в аэродисперсном состоянии приобретают новые, подчас опасные свойства, например способность взрываться. Частицы промышленной пыли имеют разнообразную форму и размеры и даже при одной и той же массе оседают с разной скоростью. В связи с этим для извлечения частиц пыли из запыленного газа применяют различные аппараты: осадительные камеры, жалюзийные аппараты, центробежные и вихревые циклоны, аппараты мокрой очистки газов, действие которых основано на использовании силы тяжести, центробежной или инерционной силы. Однако наибольшее распространение для очистки газов от мелкодисперной пыли получили мокрые газоочистные аппараты [1-5].

Авторы представляют изобретение, которое относится к устройствам, предназначенным для мокрой очистки газов от пыли, и может быть использовано в химической, фармацевтической, пищевой, строительной и других отраслях промышленности.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности пылеулавливании за счёт снижения вторичного уноса капельной жидкости, насыщенной пылью, снижение энергозатрат на преодоление гидравлического сопротивления и упрощения технологии изготовления аппарата.

Поставленная задача решается в пылеуловителе, содержащим корпус, в котором патрубок ввода запылённого газа размещается в крышке аппарата по его оси, а патрубок очищенного газа выводится через коническое днище корпуса аппарата, при этом распылительные устройства установлены на внутренней поверхности стенки корпуса, а подвод жидкости к ним осуществляется от общего коллектора, расположенного по периметру корпус снаружи и снабженного штуцером подачи жидкости, а также трубками, соединяющих его с распылительными устройствами.

На рисунке 1 представлен общий вид пылеуловителя. Пылеуловитель включает корпус 1 с размещённым в нём завихрителем 2, выполненным в виде полого диска и состоящим из верхней 3 и нижней стенки 4, между которыми расположены профилированные лопатки 5. По оси корпуса 1 на его крышки расположен патрубок 6 ввода запылённого газа, примыкающий к верхней стенки завихрителя 2. Под завихрителем 2 по оси корпуса установлен патрубок 7 вывода очищенного газа, нижняя часть которого размещается в днище 8 корпуса. По наружному нижнему краю завихрителя 2 установлен экран 9 в виде усечённого конуса.

Рис. 1. Конструкция пылеуловителя.

На внутренней поверхности стенки корпуса 1 в верхней её части установлены распылительные устройства 10, в качестве которых могут применяться форсунки или сопла.

В нижней части днища корпуса установлен патрубок 11 вывода шлама, который соединяется с бункером для его сбора 12. По периметру корпуса вне аппарата установлен коллектор жидкости 13 со штуцером 14 ввода в него жидкости и трубками, соединяющими коллектор с распылительными устройствами.

Пылеуловитель работает следующим образом. Запылённый газ через входной патрубок 6 поступает в завихритель 2, который состоит из верхней 3 и нижней стенки 4. Отделение частиц пыли в закрученном потоке под действием центробежных сил начинается с завихрителя 2 при обтекании лопастей 5, затем наиболее интенсивно в пространстве между экраном 9 и корпусом 1.

Распылительные устройства (например, форсунки) 10, расположенные на внутренней поверхности корпуса в верхней его части, распыливают жидкость, создавая зону орошения в пространстве между корпусом 1 и экраном 9, при этом производится смачивание твердых частиц и пыль, особенно мелкодисперсная, имеющая малый удельный вес, вследствие столкновения с каплями жидкости, удаляется из годового потока, а затем смесь пыли и жидкости (шлам) под действием центробежной силы и силы тяжести опускается вдоль стенки корпуса 1 и через патрубок вывода шлама 11 попадает в бункер для сбора шлама 12.

Жидкость для распыливания, поступает в коллектор жидкости 13 через штуцер 14, а затем из него распределяется по форсункам с помощью трубок.

Такая организация движения потока жидкости к распылительным устройствам по сравнению с прототипом позволяет снизить энергозатраты на преодоление гидравлического распределения.

Расположение патрубка ввода запыленного газа 6 в крышке пылеуловителя позволяет увеличить расстояние между патрубком очищенного газа 7, нижняя часть которого размещена в днище 8 корпуса, и экраном 9, снизить скорость газового потока в данном пространстве по сравнению с прототипом и, тем самым, снизить вторичный унос капельной жидкости, содержащей частицы пыли, что повышает эффективность процесса пылеулавливания.

Кроме того, верхнее расположение патрубка ввода запыленного газа, а также вывод патрубка очищенного газа из аппарата через коническое днище корпуса позволяет освободить проходное сечение штуцера 11 вывода шлама и тем самым облегчить истечение шлама с днища корпуса 1 в бункер, уменьшить скопление шлама в корпусе 1, захват его газовым потоком и унос в виде газожидкостной смеси, тем самым снизить вторичный унос и повысить эффективность процесса пылеулавливания, а при повышении нагрузок по жидкости (что обычно повышает эффективность пылеулавливания) снизить возможность скопления ее в аппарате и предотвратить возможность образования гидрозатвора для запыленного газового потока и тем самым увеличить надежность работы аппарата.

Предлагаемое конструктивное решение упрощает технологию изготовления пылеуловителя, снижает затраты на проведение монтажных и сварочных работ, а также снижает металлоемкость аппарата, что повышает основные экономические показатели.

Список литературы

1. Володин Н.И., Соколов Э.М. Очистка газовых выбросов. – Тула.: ТулГУ, 1999.

2. Володин Н.И., Панков А.Н., Пашков В.П., Пискунов О.М. Оборудование для пылеулавливания. - Тула.: ТулГУ, 2001.

3. Лозановкая И.Н., Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. – М.: Высш. шк. – 1998. – 287 с.

4. Володин Н.И., Панков А.Н., Чудновцев А.В., Пискунов О.М. Пылеуловители инерционно-центробежного типа. // Журн. Экология и промышленность России. июль 2002. С. 13-14.

5. Соколов Э.М., Панков А.Н., Полунина О.Ю., Володин Н.И., Хрупачев А.Г., Попов О.К., Пискунов О.М. // Патент РФ №2144416, МПК⁷ B 01 D 47, Бюл. № 2, 20.01.2000 г.

Назад к списку