ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

В настоящее время мокрый способ улавливания пылевых и газовых вредностей широко используется для очистки воздуха и промышленных выбросов с помощью таких установок, как пенные аппараты, насадочные и безнасадочные скрубберы, циклоны промыватели, ротоклоны, промывные камеры с факелами воды, образуемыми форсунками механического действия. Во всех этих устройствах газы и пыль улавливаются вследствие их контакта с поверхностью текущей или дробленой воды. Эти устройства имеют значительные размеры, недостаточно высокую очищающую способность и большие расходы воды на единицу объема очищаемой газовоздушной смеси.

Более совершенны форсунки тонкого распыла, в частности туманообразователи эжекционного типа, в которых эжекция обеспечивается одним соплом Лаваля (рис. а). В форсунках с одним соплом Лаваля дисперсность распыляемой воды возрастает при увеличении давления сжатого воздуха, но одновременно с этим расход воды также растет, что является нежелательным с экономической точки зрения. Это основной недостаток таких форсунок. Таким образом, возникает необходимость в разработке более совершенной конструкции. Таковым является туманообразователь с двойным соплом Лаваля (рис. б).

Принцип работы туманообразователя с двойным соплом Лаваля заключается в следующем. Сжатый воздух по трубопроводу 1 поступает в сопло Лаваля 3, проходя через которое, приобретает сверхзвуковую скорость и, выходя из него, создает разрежение в канале 6 общего сопла Лаваля 7. Благодаря этому происходит подсос воды из магистрали 2 и подсос воздуха из атмосферы через отверстие 5. Вода. Контактируя со струей сжатого воздуха, обладающего большой кинетической энергией, дробится ею на мелкие капли. Часть этих капель продолжает двигаться по общему соплу 7 со сверхзвуковой скоростью, остальная часть, отскакивая от турбулентного пограничного слоя на границе раздела сред сжатый воздух - вода, ударяется о стенки канала . дробится на еще более мелкие фракции, увеличивая турбулизацию водовоздушной смеси, и затем вместе с воздухом через сопло 7 выбрасывается в атмосферу. С увеличением давления сжатого воздуха его плотность и расход через сопло 3 также увеличиваются. Турбулентный пограничный слой, состоящий из увлеченных капель воды и заторможенных частиц самой струи, утончается, все меньшее количество капель воды попадает в плотную струю воздуха, захватывается его молекулами и продолжает двигаться по соплу 7, вследствие чего расход воды уменьшается. Большая часть капель отскакивает от плотной струи воздуха, ударяется об стенки канала 6 и, отлетая от них, уносится в общее сопло 7. Общее сопло 7 производит дополнительную турбулизацию, вызывая уменьшение диаметра капель водяного тумана и уменьшение диаметра капель водяного тумана и уменьшение количества разбрызгиваемой воды.

Правильность такого обоснования процессов, происходящих в туманообразователе с двойным соплом Лаваля в результате увеличения давления распыляющего воздуха, подтверждается проведенными экспериментами. В результате исследований были найдены оптимальные расходы воды, при которых туманообразователи работали устойчиво. Повышение расходов воды сверх оптимальных сопровождалось изливанием ее из отверстий 5 с последующей пульсацией водяного тумана. Исследования позволили разработать методику расчета с помощью графиков параметров работы туманообразователей с двойными соплами Лаваля. Туманообразователь с двойным соплом Лаваля можно использовать для мокрого способа улавливания вредной пыли и газов, растворимых в воде, при его установке непосредственно в воздуховоде, транспортирующем загрязненный воздух, и при распыливании жидкого топлива в топки паровых котлов, промышленных печей и др.

Выводы.

1. Туманообразователь с двойным соплом Лаваля является эффективным устройством для очистки газов от пыли и растворимых в воде газообразных соединений.

2. Опттмальный расход воды туманообразователем с двойным соплом Лаваля при его устойчивой работе имеет место при давлении сжатого воздуха 6 атм.

3. Наиболее эффективны туманообразователи с соотношением диаметров внутреннего и наружного сопел, равным 0,5.

4. Выбор туманообразователя с двойным соплом Лаваля можно производить с учетом крупности капель, дальнобойности и угла раскрытия водяного факела по разработанным графикам.

Схема туманообразователей

а - с одним соплом Лаваля; б - с двойным соплом Лаваля