Пристрій для очищення газів

1. Пристрій для очищення газів, який містить конфузор і дифузор, що сполучені між собою горловиною, верхній клиновидний обтічник, встановлений в конфузорі вістрям вгору для створення в конфузорі двох каналів для газу, що звужуються, нижній клиновидний обтічник, встановлений в дифузорі вістрям вниз для створення в дифузорі двох каналів для газу, що розширюються, дві напівзаслінки, які встановлені в області горловини з можливістю приводного повороту для регулювання площі горловини, систему форсункового зрошування, форсунки якої розташовані в конфузорі, який відрізняється тим, що основа нижнього клиновидного обтічника, встановленого по довжині дифузора, розташована практично на рівні основи дифузора, а верхній клиновидний обтічник встано C2 2 UA 1 3 лів, що розширюються, для газу. Відомий пристрій містить дві напівзаслінки, встановлені в області горловини з можливістю приводного повороту від коаксіально розташованих валів для регулювання площі горловини. Крім того, пристрій містить систему форсункового зрошування, форсунки якої розташовані в конфузорі і під верхнім клиновидним обтічником, встановленим над валами. Напівзаслінки виконані з декількох секцій, сполучених циліндровими шарнірами з обмежувачами повороту секцій одна відносно іншої у напрямі до вертикальної осі пристрою. При цьому напівзаслінки з боку газового потоку покриті стрічкою з гнучкого зносостійкого матеріалу, прилеглою своєю середньою частиною до напівзаслінок, кінці стрічки закріплені на вантажі. Цей вантаж розміщений нижче напівзаслінок з можливістю вертикального переміщення уздовж вертикальної осі пристрою і має форму клина, гострий кут якого направлений вниз (SU № 1634304, МПК: В01D47/10, опубл. 15.03.93). У об'єкта, що заявляється, і прототипу співпадають такі суттєві ознаки. Обидва пристрої містять конфузор і дифузор, які сполучені між собою горловиною, верхній клиновидний обтічник, встановлений в конфузорі вістрям вгору для створення в конфузорі двох каналів для газу, що звужуються, нижній клиновидний обтічник, встановлений в дифузорі вістрям вниз для створення в дифузорі двох каналів для газу, що розширюються, дві напівзаслінки, які встановлені в області горловини з можливістю приводного повороту для регулювання площі горловини, і систему форсункового зрошування, форсунки якої розташовані в конфузорі. Аналіз технічних властивостей прототипу, обумовлених його ознаками, показує, що отриманню очікуваного технічного результату при використанні прототипу перешкоджають такі причини. Установлення двох напівзаслінок на коаксіальних валах, що складаються з двох вкладених одна в іншу труб, при цьому до зовнішньої труби прикріплена одна напівзаслінка, а до внутрішньої труби через відповідні прорізи в зовнішній трубі прикріплена друга напівзаслінка, не забезпечує надійний поворот напівзаслінок через засмічення прорізів в зовнішній трубі і зазорів між трубами змоченим пилом і подальшого заклинювання труб. Виконання напівзаслінок з декількох секцій, сполучених між собою циліндровими шарнірами з можливістю повороту секцій відносно один одного, украй ненадійно через низьку працездатність шарнірів при їхньому знаходженні у вологому пилогазовому середовищі. Порушення профілю напівзаслінок призводить до утворення порушеного профілю каналу для газу в області розташування кожної напівзаслінки і до утворення несиметричних відносно вертикальної осі каналів для газу. Захист напівзаслінок з боку газового потоку стрічкою з гнучкого зносостійкого матеріалу є ненадійним через наявність в газовому потоці абразивного пилу, який руйнує стрічку, що призводить до порушення аеродинаміки газового потоку в горловині. Через простір між верхнім клиновидним обтічником і напівзаслінками в конфузорі потік газу, що очищується, має можливість спонтанно перерозподілятися з одного газового каналу в інший, 96160 4 що призводить до неконтрольованої зміни швидкостей газових потоків в області горловини. Крім того, змішування двох газових потоків в дифузорі безпосередньо після клиновидного вантажу викликає небажані завихрення в об'ємі дифузора. Вищезгадані недоліки в конструкції прототипу знижують надійність роботи пристрою для очищення газів, а також знижують ефективність очищення газів через зниження інтенсивності масообмінних процесів в конфузорі, горловині і дифузорі. В основу об'єкта, що заявляється, поставлено задачу створити такий пристрій для очищення газів, в якому удосконалення шляхом введення нових елементів і зміни форми виконання елементів дозволяє при використанні об'єкта, що заявляється, забезпечити досягнення технічного результату, який полягає в підвищенні ефективності і надійності роботи пристрою для очищення газів. Пристрій для очищення газів, що заявляється, містить конфузор і дифузор, що сполучені між собою горловиною, верхній клиновидний обтічник, встановлений в конфузорі вістрям вгору для створення в конфузорі двох каналів для газу, що звужуються, нижній клиновидний обтічник, встановлений в дифузорі вістрям вниз для створення в дифузорі двох каналів для газу, що розширюються, дві напівзаслінки, які встановлені в області горловини з можливістю приводного повороту для регулювання площі горловини і систему форсункового зрошування, форсунки якої розташовані в конфузорі. Відмітною особливістю конструкції пристрою для очищення газів, що заявляється, є наступне. Основа нижнього клиновидного обтічника, встановленого по довжині дифузора, розташована практично на рівні основи дифузора і верхній клиновидний обтічник встановлено по довжині конфузора безпосередньо над нижнім клиновидним обтічником для створення спільно з бічними сторонами конфузора і дифузора двох каналів для газу, кожен з яких в поперечному перерізі практично симетричний відносно своєї вертикальної осі. При цьому кожна бічна сторона верхнього клиновидного обтічника в кожному каналі для газу розташована в поперечному перерізі із зазором в області горловини над основою нижнього клиновидного обтічника і в кожному з указаних зазорів в області горловини встановлена напівзаслінка, яка закріплена на горизонтальному валу. В окремих випадках використання об'єкта, що заявляється, характеризується тим, що: - з боку порожнини між верхнім клиновидним обтічником і нижнім клиновидним обтічником кожна напівзаслінка з горизонтальним валом поміщена в кожух, прикріплений до вказаних обтічників і встановлений з можливістю контакту з горизонтальним валом напівзаслінки по всій його довжині; - горловина кожного каналу для газу утворена поверхнею нижньої частини бічної сторони конфузора і поверхнею відповідної напівзаслінки, які закруглені в найвужчому місці горловини, при цьому кожна напівзаслінка встановлена з можливістю контакту кромки своєї закругленої частини з бічною стороною нижнього клиновидного обтічника в максимально відкритому положенні напівзаслінки; 5 - форсунки системи форсункового зрошування розташовані в поперечному перерізі по вертикальній осі кожного з указаних каналів для газу, при цьому сторони кута розпилювання кожної форсунки в поперечному перерізі перетинають горловину кожного каналу для газу в області розташування напівзаслінки. При використанні об'єкта, що заявляється, очікується досягнення технічного результату, який полягає в підвищенні ефективності і надійності роботи пристрою для очищення газів. Між сукупністю суттєвих ознак об'єкта, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, є такий причинно-наслідковий зв'язок. Розташування основи нижнього клиновидного обтічника, встановленого по довжині дифузора практично на рівні основи дифузора і установлення верхнього клиновидного обтічника по довжині конфузора безпосередньо над нижнім клиновидним обтічником для створення спільно з бічними сторонами конфузора і дифузора двох каналів для газу, кожен з яких в поперечному перерізі практично симетричний відносно своєї вертикальної осі, перешкоджає перерозподілу газу в конфузорі з одного газового каналу в інший, запобігаючи неконтрольованій зміні швидкостей газових потоків в області горловини, перешкоджає змішуванню двох газових потоків в дифузорі, запобігаючи небажаним завихренням газу в об'ємі дифузора. Розташування кожної бічної сторони верхнього клиновидного обтічника в кожному каналі для газу в поперечному перерізі із зазором в області горловини над основою нижнього клиновидного обтічника і установлення в кожному з указаних зазорів в області горловини напівзаслінки, закріпленої на окремому горизонтальному валу, забезпечує утворення заданого профілю каналу для газу в області розташування кожної напівзаслінки, сприяючи утворенню двох каналів для газу, які практично симетричні щодо вертикальної осі. Задана аеродинаміка газового потоку у горловині забезпечується при надійному повороті напівзаслінок на заданий кут спільно з окремими, а не коаксіальними горизонтальними валами, які, крім того, можуть бути встановлені в опорах, розміщених зовні пристрою, без використання елементів, для яких можливе заклинювання при їхньому знаходженні у вологому пилогазовому середовищі. Вищенаведені конструктивні удосконалення підвищують надійність роботи пристрою для очищення газів і підвищують ефективність очищення газів шляхом підвищення інтенсивності масообмінних процесів в конфузорі, горловині і дифузорі. Розміщення з боку порожнини між верхнім клиновидним обтічником і нижнім клиновидним обтічником кожної напівзаслінки з горизонтальним валом в кожух, прикріплений до вказаних обтічників та встановлений з можливістю контакту з горизонтальним валом напівзаслінки по всій його довжині, у ряді випадків, перешкоджає циркуляції газу в області горловини навколо напівзаслінки і горизонтального валу, що сприяє зниженню завихрення газу в області горловини і зменшує знос елементів, що знаходяться на шляху газу. 96160 6 Виконання горловини кожного каналу для газу поверхнею нижньої частини бічної сторони конфузора і поверхнею відповідної напівзаслінки, які закруглені в найвужчому місці горловини, і установлення кожної напівзаслінки з можливістю контакту кромки своєї закругленої частини з бічною стороною нижнього клиновидного обтічника в максимально відкритому положенні напівзаслінки, у ряді випадків, необхідно для подальшого поліпшення аеродинаміки газового потоку в горловині і в дифузорі, а також для зменшення циркуляції газу в області горловини навколо напівзаслінки і горизонтального валу, що сприяє зниженню завихрення газу в області горловини і зменшує знос елементів, які знаходяться на шляху газу. Розташування форсунок системи зрошування в поперечному перерізі по вертикальній осі кожного з указаних каналів для газу, причому так, щоб сторони кута розпилювання кожної форсунки в поперечному перерізі перетинали горловину кожного каналу для газу в області розташування напівзаслінки сприяє підвищенню ефективності очищення газу за рахунок забезпечення оптимального змочування газового потоку при його оптимальній швидкості в області горловини. Суть об'єкта, що заявляється, пояснюється кресленням, на якому показаний поперечний переріз пристрою для очищення газів. На кресленні проставлені такі позначення: 1 - конфузор; 2 - дифузор; 3 - горловина; 4 - бічна сторона конфузора; 5 - бічна сторона конфузора; 6 - бічна сторона дифузора; 7 - бічна сторона дифузора; 8 - бічна сторона горловини; 9 - бічна сторона горловини; 10 - верхній клиновидний обтічник; 11 - бічна сторона верхнього клиновидного обтічника; 12 - бічна сторона верхнього клиновидного обтічника; 13 - вертикальна вісь каналу для газу; 14 - вертикальна вісь каналу для газу; 15 - нижній клиновидний обтічник; 16 - бічна сторона нижнього клиновидного обтічника; 17 - бічна сторона нижнього клиновидного обтічника; 18 - напівзаслінка; 19 - напівзаслінка; 20 - горизонтальний вал; 21 - горизонтальний вал; 22 - форсунка; 23 - форсунка; 24 - кожух; 25 - кожух. У конкретному прикладі пристрій для очищення газів, що заявляється, містить конфузор 1 і дифузор 2, які сполучені між собою горловиною 3. Конфузор 1 виконаний з трапецієподібним перерізом, має бічні сторони 4 і 5 і звужується від верхньої основи до нижньої. Дифузор 2 також виконаний з трапецієподібним перерізом, має бічні 7 сторони 6 і 7 і розширюється від верхньої основи до нижньої. Горловина 3 має бічні сторони 8 і 9. По довжині конфузора 1 вістрям вгору встановлений верхній клиновидний обтічник 10 з бічними сторонами 11 і 12, відповідно утворюючими з бічними сторонами 4 і 5 конфузора 1 два канали для газу, що звужуються, з вертикальними осями 13 і 14. По довжині дифузора 2 вістрям униз встановлений нижній клиновидний обтічник 15 з бічними сторонами 16 і 17, відповідно утворюючими з бічними сторонами 6 і 7 дифузора 2 два канали для газу, що розширюються, з вертикальними осями 13 і 14. Основа нижнього клиновидного обтічника 15 розташована практично на рівні верхньої основи дифузора 2 і верхній клиновидний обтічник 10 встановлений безпосередньо над нижнім клиновидним обтічником 15 для створення спільно з бічними сторонами 4 і 5 конфузора 1 і бічними сторонами 6 і 7 дифузора 2 двох каналів для газу, кожен з яких в поперечному перерізі практично симетричний щодо вертикальних осей 13 і 14. При цьому кожна бічна сторона 11 і 12 верхнього клиновидного обтічника 10 в кожному каналі для газу розташована в поперечному перерізі із зазором в області горловини 3 над основою нижнього клиновидного обтічника 15. У кожному з указаних зазорів в області горловини 3 установлені напівзаслінки 18 і 19, закріплені відповідно на горизонтальних валах 20 і 21 з можливістю приводного повороту для регулювання площі горловини. Пристрій містить також систему форсункового зрошування, форсунки 22 і 23 якої розташовані в конфузорі 1. В окремих випадках виконання пристрою для очищення газів кожна напівзаслінка 18 і 19 з горизонтальним валом 20 і 21 з боку порожнини між верхнім клиновидним обтічником 10 і нижнім клиновидним обтічником 15 поміщена відповідно у кожух 24 і 25, прикріплений до вказаних обтічників і встановлений з можливістю контакту з горизонтальним валом напівзаслінки по всій його довжині. В окремих випадках виконання пристрою для очищення газів горловина кожного каналу для газу утворена поверхнею нижньої частини бічних сторін 4 і 5 конфузора 1 і, відповідно, поверхнею відповідних напівзаслінок 18 і 19, при цьому нижні частини бічних сторін конфузора і відповідні поверхні напівзаслінок закруглені у найвужчому місці горловини. При цьому кожна з напівзаслінок 18 і 19 встановлена з можливістю контакту кромки своєї закругленої частини з відповідною бічною сторо 96160 8 ною нижнього клиновидного обтічника 16 і 17 в максимально відкритому положенні напівзаслінки. В окремих випадках виконання пристрою для очищення газів форсунки 22 і 23 системи форсункового зрошування розташовані в поперечному перерізі відповідно по вертикальних осях 13 і 14 кожного з указаних каналів для газу. При цьому сторони кута розпилювання кожної форсунки в поперечному перерізі перетинають горловину кожного каналу для газу відповідно в області розташування напівзаслінок 18 і 19 . У конкретному прикладі здійснення пристрій для очищення газів, що заявляється, працює так. Потрапляючи в конфузор 1 газ, що очищується, після взаємодії з бічними сторонами 11 і 12 верхнього клиновидного обтічника 10 і бічними сторонами 16 і 17 нижнього клиновидного обтічника 15 розділяється на два газові потоки, кожен з яких в поперечному перерізі практично симетричний щодо вертикальних осей 13 і 14. У конфузорі 1 через зменшення його перерізу швидкість газу, що очищується, зростає в кожному газовому потоці, досягаючи максимального значення в області горловини 3, відповідно між бічною стороною 8 горловини і поверхнею напівзаслінки 18 і бічною стороною 9 горловини і поверхнею напівзаслінки 19. Кожен газовий потік змочується рідиною, яка розпилюється форсунками 22 і 23, відповідно розташованими в конфузорі 1 по вертикальній осі каналу для газу 13 і 14. Далі кожен газорідинний потік надходить в дифузор 2, де відбувається зниження його швидкості і часткове відновлення тиску. Об'єднання газорідинних потоків відбувається після їхнього виходу з дифузора 2. Регулювання площі горловини 3 при зміні кількості газу, що очищається, відбувається залежно від заданої швидкості газу в горловині, що забезпечує необхідну ефективність очищення газу. Регулювання швидкості газу в горловині кожного каналу надійно здійснюється шляхом повороту на необхідний кут напівзаслінок 18 і 19, закріплених на окремих горизонтальних валах 20 і 21. При проходженні газового потоку, що очищається, через два канали для газу в кожному практично симетричному газорідинному потоці при однакових швидкостях і за відсутності завихрень інтенсивно відбуваються масообмінні процеси і ефективне очищення газу при надійному регулюванні напівзаслінками швидкості кожного газового потоку. 9 Комп’ютерна верстка Мацело В. 96160 Підписне 10 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601