Кільцевий скрубер з кільцевим уприскуванням

Реферат: Винахід стосується способу очищення запиленого газового потоку за рахунок мокрого пиловидалення в кільцевому скрубері за допомогою упорскуваної промивальної рідини, який відрізняється тим, що щонайменше часткова кількість промивальної рідини, переважно вся промивальна рідина, упорскується у газовий потік проти напряму його протікання. UA 110381 C2 (12) UA 110381 C2 UA 110381 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь техніки Винахід стосується кільцевого скрубера з поздовжньою віссю, проточним каналом, утвореним, щонайменше, одним конфузором, дифузором і утворюючим кільцевий зазор тілом, причому тіло утворює, щонайменше, з дифузором і, при необхідності, також з конфузором кільцевий зазор проточного каналу, і з форсунками для уприскування промивальної рідини у проточний канал. Це - кільцевий скрубер для мокрого знепилювання запиленого газового потоку, зокрема конвертерного газу. Рівень техніки Мокрі сепаратори для дрібного пилу і аерозолів промислових викидів є в техніці очищення відхідних газів апаратами, що часто використовуються. Згідно з директивою VDI 3679 розрізняють чотири головні конструктивні типи мокрих сепараторів, а саме колонні, вихрові, ротаційні скрубери і скрубери Вентурі. Ступінь сепарації скруберів Вентурі навіть для частинок дуже маленького діаметру дуже висока у порівнянні з іншими конструктивними типами. Класичний скрубер Вентурі згідно з рівнем техніки включає у напрямі протікання очищуваного газового потоку і, тим самим у напрямі своєї поздовжньої осі, оскільки газовий потік тече, як правило, у напрямі поздовжньої осі скрубера Вентурі, оскільки його проточний канал проходить вздовж поздовжньої осі, послідовно конфузор, виконане у вигляді жолоба звуження проточного каналу і дифузор. Вхідний, запилений газовий потік прискорюється у конфузорі проточного каналу і в найвужчому його перерізі досягає своєї найбільшої швидкості. У класичному скрубері Вентурі у жолобі промивальна рідина упорскується у вигляді струменя перпендикулярно напряму протікання очищуваного газового потоку, що називається також поперечним уприскуванням, через велике число форсунок, виконаних, наприклад, у вигляді дрібних отворів, які розташовані поруч один з одним в площині перпендикулярно поздовжній осі проточного каналу, званою також площиною уприскування. У примикаючому дифузорі кінетична енергія газового потоку знову перетвориться в енергію тиску, яка, проте, менша у порівнянні з теоретичним відновленням тиску із-за втрат на тертя у двофазному протіканні. За рахунок сили удару газу промивальна рідина розбивається у звуженні на найдрібніші краплі. Ступінь сепарації зростає з підвищенням швидкості газу в зоні звуження. Це зростання пояснюється підвищеною відносною швидкістю між газом або відокремлюваними частинками і промивальною рідиною, а також утворенням крупних граничних поверхонь між газоподібною і рідкою фазами. Підвищення ступеня сепарації при збільшенні співвідношення промивальної рідини і газу також є наслідком збільшеної граничної поверхні між газоподібною і рідкою фазами; застосування більшої кількості промивальної рідини підвищує, як правило, ступінь сепарації. Вона визначається як відношення вихідного вмісту пилу, що залишився в газовому потоці після проходження через пиловловлювач, до вхідного вмісту пилу, наявного в газовому потоці перед проходженням через пиловловлювач. Ступінь сепарації позначається η (у %), де η = ((вхідний вміст пилу - вихідний вміст пилу)/вхідний вміст пилу)*100 %. У класичному скрубері Вентурі з поперечним уприскуванням глибина проникнення промивальної рідини у проточний канал жолоба грає вирішальну роль для ступеня сепарації, оскільки міра сепарації скрубера Вентурі зменшується як при дуже великій, так і при дуже малій глибині проникнення промивальної рідини. Тоді як в першому випадку промивальна рідина потрапляє на протилежні відповідній форсунці ділянки стінки жолоба і стікає там у вигляді плівки, при дуже малій глибині проникнення в центрі жолоба утворюється зона, в яку промивальна рідина не проникає і в якій газовий потік з відокремлюваними частинками може проходити через скрубер без зіткнення з промивальною рідиною. Крім того, також неминучі з конструктивних і функціональних причин відстані між форсунками в площині уприскування жолоба приводять до утворення зон, в які з причин геометрії розташування форсунок і форми розпилу - струмінь промивальної рідини вихідного отвіру форсунки розширюється у вигляді повного конусу - не може проникнути промивальна рідина, що виходить з форсунки, і в якій газовий потік з відокремлюваними частинками може проходити через скрубер без зіткнення з промивальною рідиною. Слід також звернути увагу на те, що сильне прискорення промивальної рідини і, тим самим, різке зниження відносної швидкості між нею і газовим потоком або відокремлюваними частинками в ньому відбувається тоді, коли промивальна рідина є великою поверхнею для взаємодії з газовим потоком. Після лише короткого відрізку шляху після виходу промивальної рідини з форсунок до виходу газового потоку разом з підхопленою промивальною рідиною із жолоба промивальна рідина настільки прискорюється у напрямі значення швидкості газового 1 UA 110381 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 потоку, а, тим самим, відносна швидкість між фазами настільки знижується, що швидкість промивальної рідини на примикальній ділянці протікання зростає лише трохи. При даній геометрії скрубера Вентурі із-за коливань навантаження існують робочі точки, які помітно відрізняються від оптимальної робочої точки і в яких досягається відповідно менша ступінь сепарації. До групи скруберів Вентурі, в яких газовий потік, що очищується, набуває звуження вільного перерізу течії у проточному каналі, відноситься також кільцевий скрубер. Істотною ознакою проточного каналу класичного кільцевого скрубера є аксіально переміщуване конусоподібне тіло, що створює кільцевий зазор, яке разом з також конічним корпусом кільцевого скрубера утворює кільцевий зазор. Останній відповідає жолобу описаного вище класичного скрубера Вентурі. Зміна кільцевого зазору за рахунок осьового переміщення конусоподібного тіла, що створює його, в конічному корпусі викликає пристосування до кількостей газових потоків, що змінюються. За рахунок відносно малого у порівнянні з площею проточного каналу регульованого кільцевого зазору досягається велика щільність зрошування, яка має істотне значення для вимивання. Найбільша сила удару у двофазному протіканні газового потоку і промивальної рідини досягається на вході у кільцевий зазор. Ділянка проточного каналу, що примикає до нього, з кільцевим зазором служить також як змішувальний тракт для сепарації субмікронних пилових частинок за рахунок накладення поперечного руху турбулентного там протікання газу. Обертально-симетричний круговий переріз кільцевого скрубера забезпечує подачу промивальної рідини у кільцевий зазор або за допомогою центрально розташованої великої, працюючої без засмічення форсунки, і/або за допомогою стінної плівки, що приводиться у рух напругою зсуву, від якої крапельки відділяються за рахунок зрізаючої дії протікання газу у напрямі кільцевого зазору. У класичному кільцевому скрубері промивальна рідина упорскується через центрально розташовану порожнисту конічну форсунку перед прискоренням газу конфузором, оскільки такі типи форсунок завдяки своїй простій і надійній конструкції не схильні до засмічень. У разі порожнистих конічних форсунок рідина виходить у вигляді тонкої конусоподібної плівки, званої також ламеллю, яка, починаючи з певної відстані від порожнистої конічної форсунки, розпадається на групу крапель. Велика кількість дрібних крапель підхоплюється газовим потоком безпосередньо у кільцевий зазор. Великі краплі потрапляють на стінку кільцевого скрубера в зоні порожнистої конічної форсунки або конфузора. Звідти промивальна рідина у вигляді плівкового потоку тече у конфузор або у конфузорі у напрямі кільцевого зазору. Від зростаючої плівки на стінній поверхні, що зменшується, конфузора, що звужується, за рахунок сил напруги зрушення прискореного протікання газу відділяється все більше рідинних структур, які диспергують у дуже дрібні краплі і потрапляють у кільцевий зазор. Утворені дрібні краплі зміщують їх розподіл за розмірами до меншого середнього діаметру, що приводить до підвищення поверхні крапель і, тим самим, до збільшення площі масообміну. Початкова відносна швидкість між газовим потоком і промивальною рідиною дуже швидко зменшується у разі дрібних крапель. Подача субмікронних пилових частинок до дрібних крапель промивальної рідини відбувається вздовж ділянки проточного каналу з кільцевим зазором за рахунок накладення поперечного руху турбулентного там протікання газу. Можна також подавати всю промивальну рідину перед конфузором через декілька тангенціальних входів у вигляді стінної плівки. При цьому можна відмовитися від конічної форсунки. Енергія для розподілу промивальної рідини створюється тоді переважно турбулентним потоком газу. Зона на вході у кільцевий зазор є зоною високої відносної швидкості, а ділянка проточного каналу з кільцевим зазором - зоною турбулентної дифузії. Власне відокремлення частинок, наприклад, пилу від газового потоку -масопередача частинок газом-носієм (газовим потоком) на промивальну рідину - відбувається в обох описаних типах скруберів Вентурі лише за рахунок відокремлення промивальної рідини або частинок сепарації газоподібної і рідкої фаз. За допомогою відомих скруберів Вентурі, наприклад при очищенні конвертерного газу в конвертерних установках сталеливарних заводів на етапах завантаження і продування, досягаються ступені сепарації, при яких промитий конвертерний газ протягом всього періоду 3 має зазвичай, в середньому, вміст пилу приблизно 140 або 150 мг/м n. Для задовільнення вимог до охорони довкілля традиційні скрубери обладнуються фільтрами, щоб ще більше зменшити вміст пилу очищеного газу. Технічна задача 2 UA 110381 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 У основі винаходу лежить задача підвищення ступеня сепарації кільцевих скруберів за допомогою етапів способу або за рахунок створення пристроїв для здійснення етапів способу. Технічне рішення Ця задача вирішується за допомогою способу очищення запиленого газового потоку за рахунок мокрого пиловидалення в кільцевому скрубері за допомогою впорскуваної промивальної рідини, який відрізняється тим, що, щонайменше, часткова кількість промивальної рідини, переважно вся промивальна рідина, впорскується у газовий потік проти напряму його протікання. Переважні ефекти винаходу Якщо, щонайменше, часткова кількість промивальної рідини, переважно вся промивальна рідина, впорскує у газовий потік проти напряму його протікання, то значно підвищується ступінь сепарації при рівній кількості впорскуваної промивальної рідини. Це пояснюється тим, що за рахунок упорскування промивальної рідини проти напряму протікання газового потоку, поперше, досягається вища відносна швидкість між крапельками промивальної рідини і газовим потоком, а, по-друге, помітно збільшується глибина її проникнення у газовий потік, так що промивальною рідиною покривається велика площа перерізу газового потоку. Іншим об'єктом винаходу є пристрій для здійснення запропонованого способу. Такий пристрій, який є кільцевим скрубером з поздовжньою віссю, проточним каналом, утвореним, щонайменше, одним конфузором, дифузором і створюючим кільцевий зазор тілом, причому тіло утворює, щонайменше, з дифузором і, при необхідності, також з конфузором кільцевий зазор проточного каналу, і з форсунками для уприскування промивальної рідини у проточний канал, відрізняється тим, що в кільцевий зазор направлені, щонайменше, одна, переважно декілька, особливо переважно всі ці форсунки. Під вираженням "направлені у кільцевий зазор" слід розуміти те, що отвори, через які виходить промивальна рідина, відкриваються у кільцевий зазор. Створююче кільцевий зазор тіло встановлене переважно з можливістю осьового переміщення вздовж поздовжньої осі проточного каналу. Переважно поздовжня вісь цього тіла збігається з поздовжньою віссю проточного каналу. Переважно цим тілом є усічений конус. Кільцевий зазор утворений між стінкою дифузора і, при необхідності, конфузора і тілом. Форсунки можуть бути направлені в зону кільцевого зазору, обмеженого конфузором, і в зону кільцевого зазору, обмеженого дифузором. Можуть бути передбачені форсунки, направлені в зону кільцевого зазору, обмеженого конфузором, і форсунки, направлені в зону кільцевого зазору, обмеженого дифузором. Створююче кільцевий зазор тіло приводить при роботі вздовж дифузора до ділянки проточного каналу з кільцевим зазором і майже постійною швидкістю газового потоку. У напрямі проточного каналу, якщо дивитися від конфузора у напрямі дифузора, за форсунками водяний струмінь, що упорскується при роботі, розпадається на дисперсно розподілене в газовому потоці скупчення крапель. Наслідком запропонованого розташування форсунок з гирлом у кільцевий зазор є те, що при роботі кільцевого скрубера, безпосередньо примикаючи до тих місць, де здійснюється уприскування, утворюється ділянка з кільцевим зазором і турбулентним протіканням газу. У цьому турбулентному протіканні газу найдрібніші, майже безінерційні частинки можуть відділятися без великих енерговитрат за рахунок поперечних рухів турбулентного протікання газу по скупченню крапель. За допомогою запропонованої конструкції, особливо якщо форсунки направлені в обмежену дифузором зону кільцевого зазору, досягається вища відносна швидкість між промивальною рідиною і частинками в газовому потоці, а також обширніше аж до повного змочування газового потоку. За рахунок цього підвищується відділення субмікронних частинок. Форсунки можуть бути встановлені перпендикулярно поздовжній осі кільцевого скрубера або до його поздовжньої осі у напрямі конфузора. Переважно, щонайменше, одна форсунка, переважно декілька форсунок, особливо переважно всі форсунки встановлені у напрямі дифузора під гострим кутом до поздовжньої осі кільцевого скрубера в кільцевому зазорі. Отже, промивальна рідина може упорскуватися впоперек поздовжньої осі кільцевого скрубера або у напрямі конфузора. Якщо форсунки встановлені таким чином, то промивальна рідина впорскується завжди під гострим кутом до напряму протікання газового потоку, що очищується, оскільки проточний канал тече в кільцевому зазорі навскіс до поздовжньої осі кільцевого скрубера. Несподівано було встановлено, що за рахунок уприскування промивальної рідини під гострим кутом до напряму протікання газового потоку, що очищається, ступінь сепарації вдалося значно підвищити при рівній кількості впорскуваної промивальної рідини. Це пояснюється тим, що за рахунок уприскування проти напряму течії, по-перше, досягається вища відносна швидкість між 3 UA 110381 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 крапельками промивальної рідини, а, по-друге, помітно збільшується глибина її проникнення у проточний канал, так що промивальною рідиною покривається велика площа його перерізу. Переважно форсунки, направлені у кільцевий зазор, направлені в його зону, утворену створюючим його кільцевим тілом і дифузором. Там швидкість протікання газового потоку вища, ніж в зоні кільцевого зазору, утвореної створюючим його кільцевим тілом і конфузором, що підсилює позитивні ефекти запропонованого уприскування. Особливо переважно форсунки, направлені у кільцевий зазор, направлені у вхідну область зони кільцевого зазору, утворену створюючим його кільцевим тілом і дифузором. Тоді газовий потік залишається у кільцевому зазорі на ще довгому відрізку потоку, де може здійснюватися відділення частинок промивальною рідиною. При цьому під вхідною областю слід розуміти область, яка, якщо дивитися від конфузора, і, будучи виміряна вздовж поздовжньої осі кільцевого скрубера, складає перші 50 % також виміряної довжини дифузора, переважно перші 40 %, особливо переважно перші 30 %, найпереважніше перші 20 %. Переважно, щонайменше, одна з форсунок, переважно декілька форсунок, особливо переважно всі форсунки встановлені в кільцевому зазорі у напрямі дифузора під гострим кутом до поздовжньої осі кільцевого скрубера. При цьому форсунки утворюють з нею переважно кут в діапазоні з нижньою межею, щонайменше, 20°, переважно, щонайменше, 30°, і верхньою межею максимум 70°, переважно максимум 60°, переважно 20-70° або 30-60°, найпереважніше 45°. В іншому переважному варіанті запропонованого кільцевого скрубера направлені в кільцевий зазор форсунки для уприскування промивальної рідини розташовані одна за одною, щонайменше, в двох, переважно в чотирьох, площинах, якщо дивитися від конфузора у напрямі дифузора вздовж поздовжньої осі кільцевого скрубера. У порівнянні з уприскуванням такої ж кількості промивальної рідини лише в одній площині її багатоступінчасте, тобто таке, що відбувається в різних площинах, уприскування приводить до збільшення поверхні для відділення нею частинок. Це підвищує ступінь сепарації, що досягається з певною кількістю промивальної рідини, і скорочує при даному ступені сепарації енерговитрати, які доводиться нести на стороні входу газового потоку в кільцевий скрубер. При цьому деякі або всі ці площини лежать переважно перпендикулярно поздовжній осі проточного каналу, тобто є площинами його перерізу. При цьому відстань сусідніх площин форсунок одна від одної у напрямі поздовжньої осі проточного каналу складає переважно 200300 мм, особливо переважно 200 мм, найбільш переважно 220 мм. Цим досягається те, що на об'ємній ділянці кільцевого зазору, де під дією поверхневого натягу після зменшення відносної швидкості між фазами ламелі і мембрани промивальної рідини розпадаються на ланцюжки крапель, є досить довгий відрізок потоку в кільцевому зазорі, щоб захопити субмікронні частинки за рахунок турбулентної дифузії. Струмінь упорскуваної промивальної рідини розпадається спочатку за рахунок імпульсних і зрізаючих зусиль газового потоку, турбулентно протікаючого в зоні кільцевого зазору, де розташовані форсунки, на ламелі і мембрани. Після зменшення прискорення газовим потоком вони збираються у ланцюжки крапель майже однакового діаметру 40 мкм. На об'ємних ділянках кільцевого зазору, де промивальна рідина має ще лише форму крапель, поверхня для відділення частинок промивальною рідиною менше у порівнянні з об'ємними ділянками, де є ламелі і мембрани. На тракті кільцевого зазору, через який проходять ці ланцюжки крапель, відбувається осідання субмікронних частинок на краплях за рахунок турбулентної дифузії, оскільки швидкість газового потоку в результаті втрати тиску, що виникає на цьому тракті, залишається приблизно постійною. Переважно форсунки площин, розміщених одна за одною у напрямі поздовжньої осі проточного каналу, розташовані на периферії кільцевого зазору із зсувом по відношенню одна до одної, тобто, якщо дивитися у напрямі поздовжньої осі проточного каналу, то, щонайменше, форсунки двох безпосередньо сусідніх площин розміщені не безпосередньо одна за одною, а форсунки другої площини розміщені на ділянках периферії, що є проміжком між сусідніми форсунками першої площини. Цим досягається те, що до мертвих зон, які знаходяться між форсунками однієї площини перерізу проточного каналу і до яких не досягає упорскувана цими форсунками промивальна рідина, досягає промивальна рідина, що упорскується форсунками наступної площини перерізу. Переважно форсунки однієї площини вмикаються і/або вимикаються незалежно від форсунок інших площин. Різні ряди форсунок виконані з можливістю вмикатися або вимикатися окремо. 4 UA 110381 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Переважно при роботі кільцевого скрубера енерговитрати, які доводиться нести на стороні входу в нього газового потоку, вибираються залежно від числа використовуваних площин форсунок. Переважне число форсунок в одній площині вибирається так, що відбувається рівномірне змочування кільцевого зазору промивальною рідиною. Форсунки виконані, наприклад, у вигляді отворів форсунок. Переважно отвори форсунок мають на виході закруглення або фаски. Це дозволяє досягти великих кутів розпилу при уприскуванні. Переважно є штовхальні пристрої з приводом, переважно приводом від гідроциліндрів, за допомогою яких форсунки або отвори форсунок можуть звільнятися від засмічень. Переважно для цього використовується комутаційна програма. Завдяки ознакам винаходу можуть досягатися ступені сепарації значно вищі ступеней сепарації відомих скруберів Вентурі і кільцевих скруберів, тобто очищений газ менш запилений, ніж у відомих скруберах Вентурі і кільцевих скруберах. Так, середнє значення запилення 3 очищеного газу в конвертерних установках можна зменшити приблизно до 50 мг/м n або менше 3 ніж до 20 мг/м n. Таким чином, можна відмовитися від складних підключених фільтрувальних установок. Іншим об'єктом винаходу є застосування запропонованого кільцевого скрубера для очищення конвертерного газу, тобто відхідного газу, що виникає при виробництві сталі. Короткий опис креслень Нижче винахід детальніше пояснюється із посиланням на схемні креслення, на яких змальовані рівень техніки і приклади здійснення винаходу. На кресленнях показані: - фіг.1: класичний скрубер Вентурі; - фіг.2: класичний кільцевий скрубер; - фіг.3: два комбіновані поздовжні розрізи двох варіантів запропонованих кільцевих скруберів; - фіг.4: переріз варіантів з фіг.3 по лінії А-А; - фіг.5: запропонований кільцевий скрубер з форсунками в різних площинах; - фіг.5: перспективний вид різних площин зміщених по відношенню одна до одної форсунок. Опис варіантів На фіг.1 змальована типова конструкція класичного скрубера Вентурі 1 з поперечним уприскуванням. Газовий потік, що очищується (позначений стрілками з наполовину зафарбованим наконечником), тече через нього у напрямі течії зверху вниз. При цьому він послідовно протікає зони конфузора 2, жолоба 2 і дифузора 4, створюючі проточний канал. Його поздовжня вісь 5 збігається з поздовжньою віссю скрубера і, якщо дивитися від конфузора 2 у напрямі дифузора 4, відповідає напряму протікання газового потоку. Прохідний переріз у різних зонах у даному випадку прямокутний, проте, в принципі, може бути також іншим. Ширина 6 жолобів 3 і, тим самим, наявний у розпорядженні для течії прохідний переріз менші у порівнянні з шириною і прохідним перерізом проточного каналу на вході конфузора 2 для газового потоку і шириною і прохідним перерізом проточного каналу на виході дифузора 4. Таким чином, швидкість газового потоку в зоні жолоба 3 найбільша. У зоні входу жолоба 3 розташовані форсунки 7 для уприскування промивальної рідини, зазвичай води, позначеної направленими до них стрілками. Безпосередньо на висоті форсунок 7 відносна швидкість між промивальною рідиною і натікаючим газовим потоком найбільша, так що там промивальною рідиною може захоплюватися найбільша доля частинок, що містяться в газовому потоці. Промивальна рідина прискорюється газовим потоком у напрямі течії, внаслідок чого відносна швидкість зменшується. Чим більше зменшується відносна швидкість між газовим потоком і промивальною рідиною, тим менше частинок захоплюється промивальною рідиною в процесі подальшого протікання. Зона високої відносної швидкості в жолобі 3 позначена сірим кольором. На фіг.2 змальована типова конструкція кільцевого скрубера 8, яка містить частину корпусу, що безперервно звужується у напрямі протікання очищуваного газового потоку (позначений стрілками з наполовину закрашеним наконечником), конфузор 9, частину корпусу, яка безпосередньо примикає до нього і яка безперервно розширюється, дифузор 10 і частину 11 корпусу постійного перерізу, що примикає до нього. У частині корпусу скрубера 8, утвореній конфузором 9, дифузором 10 і частиною 11 корпусу, встановлене створююче кільцевий зазор тіло 12. Його верхня частина конічно звужується проти напряму протікання, тобто у напрямі конфузора 9, а його тупа верхня торцева сторона направлена знизу у нижню частину конфузора 9. Нижня частина тіла 12 починається на висоті переходу від дифузора 10 до частини 11 корпусу і звужується у напрямі протікання. Корпус і тіло 12 виконані, в основному, обертально-симетричними. Тіло 12 встановлене в корпусі з 5 UA 110381 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 можливістю осьового переміщення. Між тілом 12 і корпусом утворений кільцевий зазор, який є частиною проточного каналу скрубера 8. В принципі, в даному винаході тіло 12 може бути позиційоване так, що кільцевий зазор утворений вже в конфузорі (фіг.2), або так, що він утворений лише в дифузорі, а не в конфузорі (не показано). Конфузор 9, дифузор 10, частина 11 корпусу і тіло 12 утворюють проточний канал кільцевого скрубера. Його поздовжня вісь 13 збігається з поздовжньою віссю його проточного каналу. Ширину кільцевого зазору можна збільшувати за рахунок осьового зсуву тіла 12 вниз і зменшувати, навпаки, за рахунок осьового зсуву вгору. Таким чином, можна підганяти прохідний переріз до зміни масового потоку протікання газу. Над конфузором 9 розташована центральна форсунка 14 для уприскування промивальної рідини 15. Як позначено стрілками, промивальна рідина 15 витікає з центральної форсунки 14 як через конфузор 9 прямо у кільцевий зазор, так і до стінки конфузора 9, де вона у вигляді плівки стікає вниз і відривається на кромці між конфузором 9 і дифузором 10 за рахунок високої швидкості протікання газового потоку, що виникає там. Відносна швидкість між промивальною рідиною 15 і газовим потоком найбільша у позначеній поперечними штрихами зоні. До неї у напрямі протікання примикає тракт кільцевого зазору, на якому двофазна течія газової потокпромивальної рідини є турбулентною, що представлене позначеною колами зоною. Відносні поперечні рухи між газовим потоком і промивальною рідиною 15, що виникають в турбулентній течії, викликають додаткову дифузію частинок у промивальну рідину 15. На фіг.3 змальовано два поздовжні розрізи половин сторін двох різних варіантів кільцевого скрубера 16 відносно встановлення сопел. Корпус містить частину, яка безперервно звужується у напрямі протікання очищуваного газового потоку - конфузор 17, частину, яка безпосередньо примикає до неї та безперервно розширюється, - дифузор 18 і частину 19 постійного перерізу, яка примикає до неї. У цих частинах корпусу кільцевого скрубера 16 встановлене створююче кільцевий зазор тіло 20, верхня частина якого конічно звужується проти напряму протікання, а тупа верхня торцева сторона направлена знизу у нижню частину конфузора 17. Нижня частина тіла 20 починається на висоті переходу від дифузора 18 до частини 19 корпусів і звужується у напрямі протікання. Корпус і тіло 20 виконані, в основному, обертальносиметричними. Тіло 20 розташоване в корпусі з можливістю осьового переміщення. За рахунок цього відповідну ширину кільцевого зазору можна підганяти до масового потоку протікання газу. На відміну від традиційних кільцевих скруберів, як на фіг.2, над конфузором 17 не передбачена центральна форсунка для уприскування промивальної рідини. Навпаки, у вхідній зоні кільцевого зазору в чотирьох лежачих одна за одною у напрямі протікання площинах розташовані направлені у кільцевий зазор форсунки 22, 23. Отже, вони розташовані в цих площинах 21а, 21b, 21с, 21 d, лежачих одна за одною, якщо дивитися від конфузора 17 у напрямі дифузора 18 вздовж поздовжньої осі 24 кільцевого скрубера 16. Всі площини перпендикулярні поздовжній осі 24, тобто є площинами перерізу проточного каналу в кільцевому зазорі. Форсунки 22 у варіанті на фіг.3 зліва розташовані перпендикулярно поздовжній осі 24 кільцевого скрубера 16, а форсунки 23 справа встановлені під гострим кутом 45° до неї. В обох випадках уприскування промивальної рідини відбувається із складовою швидкості проти напряму протікання газового потоку в кільцевому зазорі. Цим досягається максимально можлива відносна швидкістю між газовим потоком і промивальною рідиною. Показано виконання кільцевого зазору запропонованих кільцевих скруберів, при якому після зони кільцевого зазору, в якій відбувається уприскування промивальної рідини, тобто в якій розташовані форсунки, і в якій газ потрапляє на упорскувань рідину, прискорюється газовим потоком у напрямі течії, тракт кільцевого зазору досить довгий, щоб захопити за рахунок турбулентної дифузії частинки, зокрема розміром у субмікронному діапазоні, тобто частинки, протяжність яких в будь-якому з просторових напрямів складає менше 1 мкм. При цьому протяжність кільцевого зазору розрахована так, що довжина відрізання потоку для турбулентної дифузії приблизно відповідає довжині тракту, на якому відносна швидкість у напрямі протікання промивальної рідини і газу зменшилася приблизно до 20 % або менше початкової відносної швидкості у момент попадання газового потоку на промивальну рідину. Також за допомогою цього заходу підвищується ступінь сепарації скрубера. Відстань між площинами 21а, 21b, 21c, 21d у напрямі поздовжньої осі 24 складає відповідно 200 мм. Форсунки однієї площини вмикаються і вимикаються незалежно від форсунок інших площин. На фіг.4 по уприскуванню промивальної рідини в розрізі А-а на фіг.3 видно, що в одній площині у напрямі периферії рівномірно розподілено відповідно дванадцять форсунок, причому форсунки, розташовані, якщо дивитися у напрямі протікання, в лежачих одна за одною площинах, зміщені по відношенню одна до одної. 6 UA 110381 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Для кращої наочності показані лише по одній форсунці площини 21а і одній форсунці площини 21b. Форсунки площини 21а утворюють конуси розпилювання 38, темні у порівнянні з конусами розпилювання 39 форсунок площини 21b. Цим досягається помітно краще покриття кільцевого зазору промивальною рідиною. Як у кільцевих скруберах, так і у класичних скруберах Вентурі відстань між площинами форсунок приблизно 200 мм у напрямі протікання представляється особливо оптимальною. На фіг.5 у перспективному виді схемно змальовано зміщене розташування форсунок 22, 23 в обох площинах 21а, 21b на фіг.3. Щоб уникнути мертвих зон в газовому потоці, до яких промивальна рідина не дістає, форсунки 22, 23 в площині 21b розташовані в зонах периферії жолоба, що є проміжком між форсунками 22, 23 у площині 21а. Хоча винахід був детально проілюстрований і описаний переважними прикладами його здійснення, він не обмежений цими розкритими прикладами, і фахівець може вивести з них інші варіанти, не виходячи за рамки об'єму охорони винаходу. Перелік посилальних позицій 1 - скрубер Вентурі 2 - конфузор 3 - жолоб 4 - дифузор 5 - поздовжня вісь проточного каналу 6 - ширина жолоба 7 - форсунка 8 - кільцевий скрубер 9 - конфузор 10 - дифузор 11- частина корпусу постійного перерізу 12 - створююче кільцевий зазор тіло 13 - поздовжня вісь кільцевого скрубера 14 - центральна форсунка 15 - промивальна рідина 16 - кільцевий скрубер 17 - конфузор 18 - дифузор 19 - частина корпусу 20 - створююче кільцевий зазор тіло 21а, 21b, 21с, 21d - площини 22 - форсунки 23 - форсунки 24 - поздовжня вісь кільцевого скрубера 25 - конус розпилювання 26 - конус розпилювання ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 60 1. Кільцевий скрубер з поздовжньою віссю, проточним каналом, утвореним щонайменше одним конфузором, дифузором і створюючим кільцевий зазор тілом, причому це тіло утворює щонайменше з дифузором, при необхідності також з конфузором, кільцевий зазор проточного каналу, та з форсунками для уприскування промивальної рідини у проточний канал, який відрізняється тим, що у кільцевий зазор направлені щонайменше декілька, особливо переважно всі форсунки, причому форсунки, що направлені в кільцевий зазор для уприскування промивальної рідини, розташовані одна за одною щонайменше в двох, переважно в чотирьох, площинах, якщо дивитися від конфузора у напрямі дифузора вздовж поздовжньої осі скрубера, при цьому форсунки площин, що лежать одна за одною у напрямі поздовжньої осі проточного каналу, розташовані на периферії кільцевого зазору із зсувом відносно одна до одної. 2. Кільцевий скрубер за п. 1, який відрізняється тим, що щонайменше одна з форсунок, переважно декілька форсунок, особливо переважно всі форсунки встановлені у напрямі конфузора в кільцевому зазорі під гострим кутом до поздовжньої осі скрубера. 3. Кільцевий скрубер за п. 2, який відрізняється тим, що форсунки утворюють з поздовжньою віссю кільцевого скрубера кут в діапазоні з нижньою межею щонайменше 20°, переважно щонайменше 30°, і верхньою межею максимум 70°, переважно максимум 60°, переважно 20-70° або 30-60°, найпереважніше 45°. 7 UA 110381 C2 4. Кільцевий скрубер за одним із пп. 1-3, який відрізняється тим, що форсунки однієї площини виконані з можливістю вмикання і вимикання незалежно від форсунок інших площин. 5. Застосування кільцевого скрубера за одним із пп. 1-4 для очищення конвертерного газу. 8 UA 110381 C2 9 UA 110381 C2 10 UA 110381 C2 11 UA 110381 C2 Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 12