Завихрювач-коагулятор

Реферат: Завихрювач-коагулятор належить до області гідрогазодинаміки й може використовуватися в енергетиці, хімічній, цементній, металургійній, коксохімічній промисловості перед будь-якими апаратами очистки газів. Суть полягає в тому, що в трубопровід установлене порожнисте тіло у вигляді зрізаного конуса або послідовності зрізаних конусів, які розділяють потік на самостійні потоки, залежно від числа конусів. На виході із завихрювача відбувається створення мікровихрів, у яких інтенсифікується процес коагуляції. Закручений потік направляють у систему газоочищення. Це суттєво підвищує її ефективність за рахунок інтенсивної коагуляції дисперсних часток за завихрювачем. UA 111991 C2 (12) UA 111991 C2 UA 111991 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі гідрогазодинаміки й може використовуватися в енергетиці, хімічній, цементній, металургійній, коксохімічній промисловості для трансформації газових і рідинних потоків, зокрема для коагуляції часток перед пристроями очистки газів. Відомий прохідний завихрювач, виконаний зі стрічки, згорнутої в циліндричні витки, з'єднані один з одним по поздовжніх крайках у вигляді пустотілого корпусу, причому стрічка зігнута хвилеподібно з утворенням багатозахідної гвинтової поверхні [1]. Недоліком даного технічного рішення є те, що в одновихровому потоку високий гідравлічний опір і недостатнє інтенсивне вихроутворення. Найбільш близьким по технічній суті до пропонованого завихрювача є аксіально-лопатевий завихрювач потоку текучого середовища в трубопроводах, що містить циліндричний корпус, усередині якого концентрично встановлені лопатки й центральне порожнисте тіло, причому відношення внутрішнього діаметра й корпусу рівне 0,4-0,6 [2]. До недоліків найближчого аналога (прототипу) слід віднести досить великий гідравлічний опір і недостатнє інтенсивне вихроутворення. В основу пропонованого технічного рішення завихрювача-коагулятора поставлена задача розробки пристрою, що забезпечує можливість зменшення гідравлічного опору й підвищення інтенсивності вихроутворення. Поставлена задача вирішується тим, що в завихрювачі потоку текучого середовища в трубопроводах, який містить циліндричний корпус, усередині якого концентрично встановлене порожнисте тіло, відношення внутрішнього діаметра тіла й корпуса рівно 0,4-0,6, згідно з винаходом, як порожнисте тіло встановлений зрізаний конус або послідовність зрізаних конусів. Відмітною ознакою завихрювача-коагулятора, що заявляється, є те, що як порожнисте тіло встановлений зрізаний конус або послідовність зрізаних конусів. З рівня техніки випливає те, що зазначені відмітні ознаки пристрою, що заявляється, є новими, взаємозалежними між собою з утворенням сукупності суттєвих ознак, достатньої, для одержання технічного результату. Завдяки тому, що як порожнисте тіло в циліндричний корпус установлений зрізаний конус або послідовність зрізаних конусів, відбувається поділ потоку на потоки з різними швидкостями при виході із завихрювача і вдається суттєво знизити гідравлічний опір та інтенсифікувати процес вихроутворення, за рахунок збільшення числа вихрів і зменшення їх розмірів до рівня мікровихрів. Це приводить до інтенсифікації турбулентної коагуляції часток перед вступом потоку в систему, наприклад, газоочищення: циклон, електрофільтр, рукавний фільтр, скрубер, гідроциклон. На фіг. 1 представлений поздовжній розріз завихрювача-коагулятора з послідовністю зрізаних конусів. На фіг. 2 наведені графіки фракційного складу пилу в газі, що йде на очищення, до коагулятора й після нього. На фіг. 3 наведений графік залежності ефективності циклона без коагулятора, з одним зрізаним конусом і трьома зрізаними конусами. Перелік деталей, позначених на Фіг. 1: 1 - трубопровід; 2 - корпус коагулятора; 3 - послідовність зрізаних конусів. На фіг. 2 представлені графіки фракційного складу пилу до коагулятора - 1 і після коагулятора - 2. На фіг. 3 представлені графіки ефективності циклона MJF залежно від дисперсності: 1 - з коагулятором з послідовністю із трьох зрізаних циклонів, 2 - з одним зрізаним конусом, 3 - без коагулятора. Завихрювач-коагулятор працює таким чином. Потік по трубопроводу 1 подають на циліндричний корпус, що містить завихрювач 2, усередині якого концентрично встановлене порожнисте тіло, виконане у вигляді зрізаних конусів 3, причому відношення внутрішнього діаметра конуса до діаметра корпуса завихрювача рівне 0,4-0,6. Після трубопроводу 1 на вході в завихрювач відбувається поділ потоку на два або кілька, залежно від числа зрізаних конусів, самостійних потоків. У силу відмінності швидкостей потоків на виході зі зрізаного конуса відбувається закручення розділених потоків з утворенням мікровихрів, в яких інтенсифікується процес коагуляції. Відбувається зсув фракційного складу пилу у бік збільшення відсоткового співвідношення великої фракції, як випливає з графіків, наведених на фіг. 2, що легко вловлюється відомими апаратами очистки газів. Після коагулятора закручені потоки направляють у систему газоочищення. Пристрій, що заявляється, простий у здійсненні й дозволяє для потоків з дисперсною фазою інтенсифікувати коагуляційні процеси. На фіг. 3 представлений графік залежності ефективності 1 UA 111991 C2 5 10 очищення димових газів від летючої золи циклоном MJF, перед яким установлений завихрювач, залежно від розмірів часток, що перебувають у газі, який йде на очищення. Техніко-економічні переваги пристрою, який заявляється, у порівнянні із прототипом, полягають у тому, що на виході зі зрізаного конуса або послідовності зрізаних конусів створюється різниця швидкостей, розділених внутрішнього й зовнішнього потоків, суттєво різних по величині. Це приводить до утворення мікровихрів, в яких відбувається інтенсивна коагуляція дисперсних часток тонкої фракції. Крім того, використання порожнистого тіла як завихрювача знижує гідродинамічний опір потоку. Література: 1. Патент RU 2473377 С2, B01D 45/16, 27.01.2013. 2. Патент RU 2142582 C1, F15D 1/04, 10.12.1999. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 Завихрювач-коагулятор для трансформації потоку текучого середовища в трубопроводах, що містить циліндричний корпус, усередині якого концентрично встановлене порожнисте тіло, причому відношення внутрішнього діаметра тіла й корпуса рівне 0,4-0,6, який відрізняється тим, що як порожнисте тіло встановлено зрізаний конус або послідовність зрізаних конусів. 2 UA 111991 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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 3