Описание полезной модели

Полезная модель относится к химической, металлургической, энергетической, и др. отраслям промышленности, где необходима организация контакта газа и жидкости для тепло- массообмена, в частности, для очистки газов от пыли и химических вредных примесей. Устройство может быть использовано в качестве скруббера, абсорбера, десорбера, контактного теплообменника, химического реактора в технологических процессах.

Известен «АППАРАТ ДЛЯ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ ОТ ТВЕРДЫХ И ТОКСИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ» U 2556917 [2], содержащий корпус с параллельно установленными в нем орошаемыми трубами и устройствами для завихрения пылегазового потока, патрубки подвода и отвода газов, дозаторы жидкости, аппарат содержит открытую трубчатую кассету с системой четырехлопастных завихрителей в каждой трубе.

Недостатком устройства является низкая технологичность и низкая эффективность, обусловленные круглым корпусом завихрителя.

Наиболее близким техническим решением является «УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ГАЗООБРАЗНЫХ ВЫБРОСОВ» RU 2104752 [1], содержащее орошаемые модули с размещенными в них лопастями, объединенные в одном корпусе и имеющие общий подвод и отвод дымовых газов, (а также сборный бункер с гидрозатвором), модули выполнены в виде параллелепипедов.

Устройство обладает более высокой технологичностью и эффективностью по сравнению с [2] благодаря прямоугольной технологичной форме и возможности набора поля для взаимодействия воды и очищаемого воздуха из прямоугольных модулей.

Недостатком устройства является низкая энергоэффективность, обусловленная потерями энергии движения воздуха в локальных завихрениях. Недостатком также является низкая технологичность и высокая материалоемкость при изготовлении, обусловленные сложностью формы лопастей и большого количества отходов при изготовлении лопастей непрямоугольной формы из листового материала.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение энергоэффективности, повышении технологичности и снижение материалоемкости изготовления.

Технический результат достигается тем, что распылительная решетка жидкости, содержащая орошаемые модули с размещенными в них лопатками (лопастями), объединенные в одном корпусе и имеющие общий подвод и отвод дымовых газов, модули выполнены в виде параллелепипедов, характеризуется тем, что каждый модуль содержит минимум две одинаковые параллельно ориентированные лопатки (лопасти).

Модули можно установить таким образом, что направление лопаток в соседних модулях противоположное. При указанном расположении над поверхностью модуля будет создаваться единый вихрь над двумя и более модулями.

Лопатка может состоять из одной пластины, закрепленной на внутренних стенках модуля. Указанное выполнение позволит достичь наиболее низкой материалоемкости благодаря сниженному весу лопатки.

Лопатки могут быть выполнены в форме сегмента цилиндра. Указанное выполнение лопаток облегчит удаление частиц с поверхности лопаток.

Лопатка может состоять из двух, трех, четырех и более пластин, соединенных между собой с образованием двугранных углов между пластинами. Указанное выполнение позволит достаточно легко и существенных отходов изготовить пластины с развитой поверхностью.

Устройство, изготовленное по П.П.1, 2 и 5 схематически показано на фиг. 1 (общий вид решетки), изготовленное по П.П. 1, 2 и 3 на фиг. 2 (общий вид решетки), на фиг. 3 - примеры выполнения лопаток (общие виды), фиг. 4 устройство в составе воздухоочистителя (разрез), где:

1 - стенки модулей;

2 - лопатки;

3 - лопатка в форме сегмента цилиндра;

4 - лопатка из двух пластин, соединенных между собой с образованием двугранного угла;

5 - лопатка из четырех пластин с двугранными углами между ними;

6 - подводящий газоход;

7 - газожидкостный слой;

8 - корпус;

9 - отводящий газоход;

10 - штуцер подачи орошающей жидкости в устройство;

11 - распылительная решетка жидкости;

12 - слив отработанной жидкости из устройства.

Устройство действует следующим образом:

Лопатки 2 прикреплены к стенками модулей 1. Лопатки могут быть плоскими (не показано), в форме сегмента цилиндра 3, из двух пластин, соединенных между собой с образованием двугранного угла 4, из четырех пластин с двугранными углами между ними 5.

Из модулей набрана распылительная решетка жидкости в составе воздухоочистителя (скруббера). Устройство расположено в корпусе 8. Благодаря перепаду давления, газ поступает через подводящий газоход 6 в устройство и проходит снизу - вверх, сквозь распылительную решетку жидкости 11 , орошаемую жидкостью сверху через штуцер подачи 10. При этом орошающая жидкость подается на решетку свободным истеканием, без специального распыления. Очищенный газ удаляется через отводящий дымоход 9.

Отверстия или щели в решетке формируют наклоненные в разные стороны струи газа. Жидкость, поданная через штуцер 10 и находящаяся в непосредственной близости от начала сформированных струй, увлекается этими струями и при этом диспергируется на мелкие капли. Струи соседних решеток взаимодействуют встречно-ударным способом. Встречное взаимодействие струй приводит к интенсивному дроблению капель жидкости, обуславливая высокую площадь взаимодействия газ-жидкость. В процессе взаимного проникновения струй друг в друга, скачкообразно растут относительные скорости между газовой средой и каплями жидкости в этих струях. Газодинамическая структура течения струй обеспечивает равномерное распределение жидкости над всей решеткой и взаимное перемешивание газа и жидкости над решеткой 11 по всему сечению корпуса устройства без предварительного распыления орошающей жидкости. В результате образуется сильно турбулентный дисперсный газожидкостный слой 7 (пена), отличающийся чрезвычайно большой удельной поверхностью контакта, высокой скоростью ее обновления и однородностью структуры.

Заявляемая конструкция устройства работает таким образом, что основной процесс перемешивания встречно-ударных струй газа, прошедших через отверстия или щели решетки 11, и воды, подающейся через штуцер 10, происходит над решеткой 11, а не на ее поверхности, что позволяет уменьшить изнашиваемость материала решетки и, соответственно, увеличить срок службы решетки. Жидкость с захваченными из очищаемого воздуха частицами сливается посредством патрубка 12. Технический результат - повышение энергоэффективности достигается снижением газодинамических потерь благодаря однонаправленному движению прилегающих к соседним лопаткам объемов воздуха и, как следствие отсутствию локальных завихрений. Повышению энергоэффективности также способствует отсутствие распылительных форсунок для жидкости, которые требуют повышенного давления подаваемой воды.

Технический результат - повышение технологичности достигается тем, что для изготовления одинаковых лопаток используют прямой раскрой материала, легко осуществляемый на распространенном стандартном оборудовании.

Технический результат - снижение материалоемкости изготовления достигается снижением количества отходов благодаря одинаковым и относительно простым формам лопаток.

Промышленная применимость. Заявляемое конструкторско- техническое решение может с успехом применяться в химической, металлургической, энергетической, и др. отраслям промышленности, где необходима организация контакта газа и жидкости для тепло- массообмена, в частности, для очистки газов от пыли и химических вредных примесей. Устройство может быть использовано в качестве скруббера, абсорбера, десорбера, контактного теплообменника, химического реактора в технологических процессах.