Пылеуловитель

 

Изобретение относится к устройствам для отделения твердых частиц от газов с использованием сил тяжести, центробежных сил и эффекта турбулентной коагуляции, используемым в качестве первой ступени очистки газов в промышленности строительных материалов, металлургической, химической промышленности и других отраслях народного хозяйства, и позволяет достигнуть повышения эффективности пылеулавливания, снижения энергозатрат путем уменьшения гидравлических потерь и повышения надежности. Пылеуловитель содержит корпус 1 с входным тангенциальным патрубком 2, выходным патрубком 3, спиральную перегородку 4, делящую корпус 1 на камеру очищенного газа 5 и камеру сепарации 6, и пылесборный бункер 7. Спиральная перегородка 4 образует со стенкой корпуса 1 сужающийся канал 8. В камере сепарации 6 установлена жалюзийная решетка 9, выполненная в виде продольных пластин 10 с рассекателями 11. Пластины 10 имеют в сечении каплеобразную форму и установлены с образованием между ними щелевых диффузоров 12 и конфузоров 13 и закреплены на поперечных осях 14 с возможностью подвижки. Пластины 10 дополнительно установлены вдоль стенки корпуса 1 с зазором 15. Высота пластин 10 с рассекателями увеличивается в направлении движения газа. Оси 14 снабжены виброопорами 16 и соединены с регенерирующим устройством 17. Угол раскрытия диффузоров 12 составляет 24 - 38°, а живое сечение в основании - 50 - 80%. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕаЪБЛИН

81 А1 (у) В 01 П 45/12

2 (54) ПЬШЕУЛОВИТЕЛЬ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCF

1 (21) 4415140/23-26 (22) 25.04.88 (46) 23.06.90. Вюл. У 23 . (71) Научно-исследовательский и проектный институт по газоочистным сооружениям, технике безопасности и охране труда в промышленности ,строительных материалов Научно-производственного объединения

"Союзстромэкология" (72) Л.И.Ещенко, В,А.Вавилов, Л.Г.Степанец и Н.В.Ясаков (53) 621.928.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К 912224, кл, В 01 D 45/12, 1979. (57) Изобретение относится к устройствам для отделения твердых частиц от газов с использованием сил тяжести, центробежных сил и эффекта турбулентной коагуляции, используемым в качестве первой ступени очистки газов в промьппленности строительных материалов, металлургической, химической промышленности и цругих отраслях народного хозяйства, и позволяет достигнуть повышения эффек" тивности пылеулавливания, снижения энергозатрат путем уменьшения гид 90 о

1572681 равлических потерь и повышения належности, Пылеуловитель содержит корпус 1 с входным тангенциальным патрубком 2, выходным латрубком 3, спиральную перегородку 4, делящую корпус 1 на камеру очищенного газа 5 и камер сепарации 6, и пылесборный бункер 7. Спиральная перегородка 4 образует со стенкой корпуса 1 сужающийся канал 8. В камере сепарации 6 установлена жалюэийная решетка 9, выполненная в виде. продольных плас тин 10 с рассекателнми 11.Пластины 10 имеют в сечении каплеобразную форму

Изобретение относится к устройствам для отделения твердых частиц от газов с использованием сил тяжести„ центробежных сил и эффекта турбулентной коагуляции и может быть использовано в качестве первой ступени очистки газов в промышленности строительных материалов, металлургической, химической лромьппленности и других отраслях народного хозяйства.

ЗО

11елью изобретения является повьппение эффективности пылеулавливания и снижение энергозатрат путем уменьшения гидравлических потерь, На фиг. 1 показан пылеуловитель, поперечный разрез;. на фиг. 2 — вид

А на фиг. 1 (жалюэийная решетка в плане); на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 1.

4О

Пылеуловитель содержит корпус 1 с входным тангенциальным патрубком 2 для запыленного газа, выходным патрубком 3 для очищенного газа, спиральную перегородку 4, делящую корпус 1 на камеру очищенного газа 5 и камеру сепарации 6, и пылесборный бункер 7. Спиральная перегородка 4 образует со стенкой корпуса 1 сужающийся канал 8. В камере сепарации 6

5Î установлена жалюзийная решетка 9, выполненная в виде продольных пластин 10, установленных со смещением.

Пластины 10 снабжены рассекателями 11 выполнены наборными и имеют в сечении каплеобразную форму, устаБ новлены с образованием между ними целевых диффузоров 12 и конфузоров 13„

Диффуэоры 12 раскрываются в направлеи установлены с образованием между ними целевых диффузоров 12 и конфузоров 13 и закреплены на поперечных осях 14 с воэможностью подвижки. Пластины 10 дополнительно установлены вдоль стенки корпуса 1 с зазором 15. Высота пластин 10 с рассекателями увеличивается в направлении движения газа. Оси 14 снабжены виброопорами 16 и соединены с регенерирующим устройством 17, Угол раскрытия диффузоров 12 составляет 4-38, а живое сечение в основании50-80K. 4 э.п. ф-лы, 4 ил. нии пылесборного бункера 7 и закреплены на поперечных осях 14 с возможностью подвижки, Пластины 10 дополнительно установлены вдоль стенки корпуса 1 с зазором 15 и с раскрытием щелевых диффуэоров 12 в направлении стенки корпуса. Угол раскрытия

O диффуэора 12 составляет 24-38, а живое сечение в основании — 50-80Х, Пластины 10, установленные в камере 6 сепарации, со стороны набегающего потока газа выполнены со скосом

8-10 в направлении к образующей корпуса 1. Закручивающийся конец спиральной перегородки 4 выполнен подвижным. Высота пластин 10 увеличивается в направлении движения газа, Оси 14 снабжены виброопорами 16, установленными на стенке корпуса 1, и соединены с регенерирующим устройством 17, например вибратором.

Пылеуловитель работает следующим образом.

Запыленный газовый поток входит в корпус 1 через тангенциальный патрубок 2, затем в рабочий сужающийся канал 8, где происходит плавное поджатие газового потока при помощи спиральной перегородки 4 и пластин 10, которые препятствуют образованию пустот и крупномасштабных турбулентных пульсаций.

Благодаря увеличивающейся высоте, пластин 10 с рассекателями 11 скорость газового потока между ними по высоте уменьшается в 3-7 раз, что способствует воэможности развития высоких скоростей. газа в тонком постепенно сужающемся криволинейном канале 8, 81 6 руюггим устройством 17, через виброопоры 16. За счет расположения пластин со смещением друг относительпо друга и выполнения их со скосом

8-12 со стороны набегающего потока газа в направлении к образующей корпусà r.sдравлические потери сокращаются не менее чем наполовину, объем срезаемого запыленного потока уменьшается примерно наполовину, концентрация пыли на решетке удваивается. Это приводит к улучшению коагуляции пылевых частиц, а следова тельно, к повышению эффективности очистки газа.

Оснащение пластин рассекателями и выполнение их каплеобразной формы с образованием между пластинами щелевых конфузоров и диффузоров, раскрыгающихся в сторону пылесборного бункера, позволяет предотвратить образование крупномасштабных турбулентных пульсаций (вихрей) в месте возникновения высоких скоростей газа, что способствует уменьшению гидравличе"«oro сопротивления, а также увеличению концентрации потока, поступающего из конфузора в диффузор. В диффузорах при прохождении ra3a возникают мелкомасштабные пульсации газового потока, способствующие коагуляции пылевых частиц и выводу их из потока °

Установка пластин на поперечных осях с. возможностью подвижки обеспечивает эффективную регенерацию пластин в результате их соударения друг с другом с помощью установленных вибочистки и надежность в эксплуатации.

Снабжение пылеуловителя дополнительными пластинами той же конфигурации, что и у пластин решетки, установленными вдоль стенки корпуса по щелевых диффузоров в направлении стенки корпуса, обеспечивает высокую разность скоростей потоков в пограничном слое газовых струй на выходе ки корпуса пылеуловглтеля. В то же время обеспечивается надежность пылеуловителя, так как по каналу движется поток воздуха под некоторым динамическим напором и, следовательно, .предупреждается залипание щелей одновременно отраженные от стенки

5 15726 причем с минимальным гидравлическим сопротивлением. При этом в начале наиболее крупные, а затем и более мелкие пылевые частицы выходят из рабочего канала 8 и входят в пространS ство между рассекателями 11. Ввиду упорядочения потока между этими лопастями и отсутствия донной стенки пылевым частицам нет препятствия в их движении к корпусу 1 аппарата.

Попадая в конфузор 13, газовый поток поджимается. Это способствует дальнейшему гашению турбулентности потока, увеличению концентрации пылевых частиц и уменьшению количества этого потока, поступающего в диффузор 12, где под влиянием турбулентных пульсаций происходит коагуляция пылевых частиц. При выходе из диффузоров 12 20 в пограничных зонах струй имеет место встречное движение., которое усиливается благодаря наличию сопротивления на выходе из диффузоров в виде стенки корпуса 1. При этом, под влия- 25 нием динамического напора газового потока, направленного под некоторым, острым углом к стенке корпуса 1,залипания пластин 10 и оси 14 быть не должно, отделение более тонкодисперсных 30

\ частиц осуществляется в камере 6 сепарации, где скорости газового потока достигают максимума. За .счет большой высоты пластин 10 с рассекателями 11,поджатия потока в конфузорах 13> расположения пластин со смещением друг относительно друга и выполнения их со скосом 8-12 со стороны набегающего потока газа в направлении к образующей корпуса, срезается наибо- 4О РатоРов, что повышает эффективность лее запыленная часть потока и направялется в диффузор 12. В диффузоре, при угле раскрытия 24-38 и живом сечении 50-80Х, возникают мелкомасштабные турбулентные пульсации. Под их влиянием частицы пыли разных разме- хоЛУ газа с зазоРом и с РаскРытием ров приобретают разные ускорения, что приводит к их столкновениям и коагуляции. Скоагулированные частицы под действием сил инерции и тя- 5О жести оседают в бункер 7. Отработанный из диффУзоРов пУтем ввода дополни. газ направляется в осевой канал и че тельного сопротивления в виде стенрез патрубок 3 выводится из пылеуловителя.

При загрязнении пластин 10 регенерация .осуществляется воздействием, на них механических колебаний„ которые передаются посредством поперечных осей 14, соединенных с регенери1572681 гп ление частицы не могут попасть снова в рабочий канал, так как в этом случае им препятствуют турбулентные пульсации в диффузорах.

Э

Выбор угла раскрытия диффузора

24-38О, а живого сечения в основании диффузора 50-80 обусловлен аэродинамикой газового потока в диффузорах и связанной с ней коагуляцией пылевых частиц. При углах раскрытия

24-38 и живом сечении 50-80% диффузора нас гупает развитая турбулентность, сильно возрастает величина пульсационных скоростей, что принодит к повышению интенсивности обмена количеством движения между различными слоями движущегося потока среды и выравниванию профиля скоростей, а также равномерному отрыву потока от стенок диффузора, которые приводят к наибольшей коагуляции пылевых частиц, что повышает эффективность очистки. При углах раскрытия диффузора меньших 24 и живом 25 сечении меньшем 50% не возникает развитая турбулентность, не происходит отрыва потока от стенок диффузора, что значительно снижает коагуляцию частиц пыли и тем самым эффективность пылеулавливания, При углах раскрытия больших 38 и живом сечении больше 80 возникают крупномасштабные пульсации„ отрыв потока начинается только у той стенки„ где скорость случайно имеет меньшую величину, при этом также устанавливается несимметричный профиль скоростей, что приводит к образованию крупномасштабных пульсаций, снижающих эффективность пылеулавливания, Выполнение пластины со стороны набегающего потока газа со скосом

8-12 в направлении образующей корпуса обеспечивает срез тонкого слоя 45 сильно запыленного газового потока и направление ее в диффузор с мини- . мальными энергетическими затратами на преодоление гидравлического сопротивления решетки. При этом исключается образование вихревых

50 потоков, что также понышает эффективность очистки.

Выполнение закручивающегося конца спиральной перегородки подвижным создает канал с регулируемым сечением55 (плавное поджатие) и, следовательно, с переменной скоростью движения, что позволяет снизить гидравлическое сопротивление за счет оптимального заполнения рабочего канала и отсутстния крупномасштабн>тх вихрей, а также увеличить степень пылеотделения за счет более высоких скоростей газового потока в рабочем канале при переменных газовых нагрузках.

Выполнение пластин с увеличением высоты в направлении движения газа позволяет плавно достигать высоких скоростей газа н тонком криволинейном канале, что способствует увеличению степени очистки за счет центробежных сил с минимальными гидравлическими потерями (скорость между пластинами по высоте уменьшается в

3-7 раз).

Пластины выполнены наборными с целью обеспечения возможности изменения живого сечения жалюзийной решетки в основании диААузора при измене— нии Аизико-химических свойств запыленных участков и улавливаемой пыли.

Изменение живого сечения можно осуществлять путем изменения количества набираемых пластин и/или изменения размера сечения каплеобразного профиля пластин, При высокой начальной запыленности (от 30 до 1500 г/мЗ) и особенно н случае содержания пыли с высокой парусностью и, следовательно, пониженной сыпучестью (каолин, известь, алинитовый цемент) живое сечение должно быть увеличено для обеспечения высокой степени улавливания. В противном случае не вся пыль будет отводится пластинами и часть ее уйдет с очищаемым газом. При невысокой начальной запыленности (до 30 г/м ) и особенно для пылей с низкой парусностью и, следовательно, повышенной сыпучестью (клинкерная пыль) живое сечение должно быть уменьшено, но не менее 50 .. При живом сечении менее 50% возникает угроза отрыва воздушного потока от горловины конфузора также, как от внешней стенки рабочего канала в прототипе, снижения оптимальной скорости, что приведет к снижению степени очистки. о

Выбор скоса пластин 8-12 в направлении к образующей корпуса обосновывается стремлением к минимальным гидравлическим потерям на срез запыленного потока газа на пластине и плавным выводом пылевого потока через диАфузор в бункер с одновремен3S

9 157? 6 ной коагуляцией частиц пыли на плоскости скосов. Известно, что в диффузорах в углах расширения 8-10 сохраняется ядро постоянных скоростей, В диффузорах с меньшими углами расS ширения 4 и 5 профиль скоростей имеет более острую форму чем в днффузорах с углами 8-10 . В то же время при больших углах расширения скорость вблизи стенок диффуз ора суще ственно меньше, чем в центральной части потока, вследствие чего общая вытянутость профиля скоростей больше, Указанные исследования проводятся на чистом воздухе с плотностью 1,293 кг/мз.

В пылеуловителе для запыленных газов с плотностью 2,793 кг/м угол скоса о пластин принят равным 8-12, при котором еще не происходит отрыва воз- 20, душного потока от поверхности пластин. У поверхности пластин поток имеет минимальную скорость, при которой пылевые частицы тормозятся, наскакивают друг на друга, укрупняют- 25 ся и падают в бункер.

При углах скоса пластин более 12 возникает угроза отражения потока от .поверхности пластин и вихреобразования, при котором часть пыли уносит- Зр ся с газовым потоком из-под решетки аппарата и попадает в очищенный газ.

Имеют место дополнительные аатраты энергии на образование вихрей. Угол скоса менее 8 принят из конструктивных соображений (трудоемкость исполнения и вывода пыли в бункер и ее коагуляции), Использование устройства на аспирационном тракте цементных мельниц создает ряд преимуществ упрощается аспирационная система, так как из схемы убираются аспирационная шахта и циклоны; ввиду развития скоростей в рабочем канале пылеуловителя свы- 45 ше 50 м/с и наличия коагулирующих устройств увеличивается степень очистки свыше 96 вместо 92 в циклонах и инерционных пылеуловителях

У предшествующей конструкции вместе взятых;в результате одноразового плавного увеличения скорости газового пото ка и наличия подстилающей воздушной прослойки между лопастями имеет место низкое гидравлическое сопротивление предварительной ступени пылеулавливания; низкие капэатраты; иээа низкой концентрации пыли после инерционного пылеуловителя и ее

81 10 то и кодис пе рс нос т и о тв од ящие га зоходы »е подвержены абразивному износу, а сама конструкция пыпеуловителя имеет низкие скорости у стенок корпуса; ввиду установки пыпеуловителя на разгрузочной коробке мельницы уменьшается пылевынос иэ нее и улучшается эстетика, Фо р мула и зо б ре те ния

Пыле уловитель, с одержащий корпус с входным тангенциальным патрубком, выходным патрубком, спиральную перегородку, камеру очищаемого газа, камеру сепарации, жалюзийную решетку, выполненную в виде продольных пластин, установленных со смещением одна относительно другой,и пылесборный бункер, отличающийся тем, что, с целью повышения эффек.тивности пылеулавливания и снижения энергозатрат путем уменьшения гидрав- лических потерь на жалюзийной решетке, пластины решетки снабжены рассекателями, выполнены наборными и каплеобразной формы, установлены с образованием между пластинами щелевых конфузоров и диффузоров, ориентированных в направлении пылесборного бункера, снабжены рассекателями и закреплены на поперечных осях с возможностью перемещения.

2. Пылеуловитель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью получения добавочного эффекта коагуляции путем увеличения степени турбулизации потока при стыке струй газов, выходящих из диффуэоров, и повышения надежности, он снабжен дополнительными каплеобразными пластинами, установлейными вдоль стенки корпуса по ходу газа с зазором, при этом щелевые диффузоры ориентированы в направлении стенки корпуса.

3. Пылеуловитель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что угол раскрыт тия диффузора составляет 24-38, а живое сечение в основании диффузора50-80% пластины, установленные в камере сепарации, со стороны движения потока газа выполнены со скоо сом 8-12 в направлении к образующей корпуса.

4. Пылеуловитель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что спиральная перегородка закреплена консольно с воэможностью перемещения ее конца.

5. Пылеуловитель по пп. 1 и 2„ отличающийся гем, что пластины выполнены с высотой, увели

1572бЯ) 12 чивающейся в направлении движения

Газа в

1572681

8 3 пабернуто

Составитель Л.Юлдашева

Редактор А.Шандор Техред Л.Сердюкова Корректор И.Самборская

Заказ 1604

Тираж 571

Подписное

l3HHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101