Фильтр для очистки газов от сажи

 

В.М.Шопин, JI.Ã.Òóðåíêî, В.Ф.Суровикн и К.В.Супонев

Всесоюзный научно-исследовательский институт

:1 технического углерода ) к, (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ САЖИ

Изобретение относится к устройствам для улавливания пыли и может найти применение в отрасли по,производству сажи для выделения ее из сажевого аэрозоля.

Известен зернистый фильтр, содерS жащий секции, включающие камеры запыленного и очищенного газов, между которыии размещен слой зернистого материала из песка, гравия, резины, 10 винипласта, графита, древесных опилок, коллекторы для подачи запыленного и отвода очищенного газов и устройства для регенерации зернистого материала (1 ).

Недостатками такого фильтра являются возможность загрязнения улавливаемого из газов целевого продуктасажи частицами слоя, наличие которых в саже не допускается действующим

ГОСТ, а,также низкая эффективность очистки газов от сажи.

ЦеЛью изобретения является повышение эффективности сажеулавливания и обеспечение чистоты выделяемой сажи.

Цель достигается тем, что между коллектором запыленного газа и камерой запыленного газа со слоем зерГ нистого материала установлена соосно с ней циклонная форкамера, выполненная, например, в виде стакана, открытого в камеру запыненного газа и соединенного тангенциальным патрубком с коллектором запыленного газа, причем диаметр форкамеры (меньшая сторона форкамеры в виде параллелепипеда) d =(0,2-1,0) Э,гдето)диаметр камеры запыленного газа (меньшая сторона камеры запыленного газа в виде параллелепипеда).

Отношение высоты зернистого слоя, выполненного из сухих сажевых гранул, к высоте камеры за ыпенного газа (Ъ /Н,)предпочтительно составля- ет 0,)-0,5.

Коллектор запыленного газа может быть выполнен в виде канала пере86

9797 менного по длине сечения с конфузорными участками, соединенными с тангенциальными входными патрубками форкамер щелевидными окнами, которые расположены в вертикальных плоскостях меньших оснований каждого конфузора, причем угол конфузорности составляет 10-80 о

Установка между коллектором и камерой запыленного газа циклонной форкамеры позволяет обеспечить предварительную коагуляцию аэрозоля,, укрупнение сажевых агрегатов частиц, что дает возможность>в свою очередь, повысить скорость фильтрации аэрозоля, уменьшить габариты фильтра и сократить затраты на выделение сажи из аэрозоля. Диаметр циклонной каме,ры принимается равным минимальной величине 0 2 33 при малых концентрациях сажи в запыленном газе (аэрозоле) и высокой дисперсности частиц, когда не обходимо обеспечить высокую скорость закрутки потока перед камерой запыленного газа. Однако применение форкамеры диаметром меньше 0,2Э нецелесообразно, так как это ведет к повышению гидравлического сопротивления форкамеры и разрушению поверхностного слоя сухих сажевых гранул вихрем запыленного газа, При высокой концентрации сажи в аэрозоле, когда идет интенсивно проце коагуляции аэрозоля, диаметр форкамеры может достигать величины ".р .

Отношение высоты слоя зернистого материала к высоте камеры запыленного газа (И /Н) составляет 0,1-0,5, причем при И/Н < 0,1 не исключен унос гранул из слоя при его регенерации, а при h/H ) 0,5 затруднена регенерация слоя при малой скорости газа регенерации, увеличение скорости газа регенерации слоя не исключает разрушения гранул.

Выполнение коллектора заполненного газа в виде канала переменного по длине сечения с конфузорными участками, соединенными с тангенциальными входными патрубками форкамер щелевидными окнами, которые расположены в вертикальных плоскостях меньших оснований каждого конфузора, позволяет выделить в фильтр сажу из высококонце трированного аэрозоля, так как при этом используется инерционный эффект, когда большая часть сажевых частиц проскакивает щелевидные окна и отводится из коллектора запыленного газа

4 с частью аэрозоля через его выходной патрубок.

Угол конфузорностиф„ равен 10 при высокой коьцентрации сажи в аэрозоле и 80 при низкой концентрации сажи в аэрозоле. Применение с1 < 1б нецелесообразно так как при этом резко возрастает гидравлическое сопротивление коллектора запыленного газа, а Ы 7 80 также нецелесообразно, так как приводит к повышению давления газа регенерации слоя.

На фиг. 1 изображен предлагаемый фильтр с цилиндрическими секциями и форкамерами, вид сбоку, на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на- фиг. 3— разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4— фильтр с секциями и форкамерами в виде параллелепипеда, вид сбоку, на фиг. 5 — разрез В-В на фиг ° 4; на фиг. 6 — разрез Г-Г на фиг. -5, Фильтр содержит входной патрубок

1, коллектор 2 запыленного газа, в вертикальной плоскости конфузорных участков 3 которого расположены ок25 на 4, соединенные с форкамерами 5, установленными на одной оси с секциями 6 фильтра. Каждая секция 6 разделена на камеры 7 и 8 соответственно запыленного и очищенного газов слоем 9 сухих сажевых гранул, расположенных на несущей сетке 10. сс. Камеры 8 соединены,цроссельными заслонками II с пневмоприводами и устройствами автоматического управления с коллектором 12 чистого газа и коллектором 13 газа регенерации слоя с вентилятором 14. Коллектор

2 заканчивается патрубком 15 для вывода сажи, а форкамеры 5 снабжены люками 16 для загрузки сухих сажевых гранул в слой.

Сажевый аэрозоль подают через патрубок 1 в коллектор 2 со скоростью

20-30 м/сек. В участках 3 этого кол45 лектора скорость потока аэрозоля возрастает и в вертикальной плоскости меньших оснований каждого конфузора достигает 30-40 м/сек. При этом часть аэрозоля из коллектора 2 по о дают через окна 4 в форкамеры 5, из которых аэрозоль в виде поступательного сверху вниз (при прямоугольном н- сечении форкамеры ) или поступатель-.

- но-вращательного потока (лрн цилиндрической форме форкамеры) направляют в секции 6 фильтра.

В секциях 6, разделенных на камеры 7 и 8 зернистым слоем 9 сажевых

869797 гранул диаметром 1-2 мм, насыпной плотностью 300-600 кг/м и высотой

100-200 мм, аэрозоль пропускают со скоростью 0 1-0,8 м/с сверху вниз через слой 9> расположенный на сетке

l0. При этом сажевые агрегаты частиц выделяют в слое сухих сажевых гранул, а очищенный газ через камеры 8 и заслонки 11 отводят в коллектор

12. Регенерацию слоя 9 осуществляют i0 через 10"60 мин по мере запыления его сажевыми агрегатамИ частиц, выделяемыми из аэрозоля. При этом заслонку 11, соединяющую камеру 8 с коллектором 12, закрывают, а заслонку, которая соединяет камеру 8 с коллектором 13, открывают. Очищенный газ из коллектора 12 подают вентилятором

14 через коллектор 13 и заслонку 11 в камеру 8 под сетку 10..

Применение этой сетки с ячейками

0,1-0,2 мм позволяет равномерно распределить газ регенерации по обьему слоя 9.

При скорости этого газа в слое, равной 0,3-0,6 м/с, выделенную в слое

9 сажу удаляют из камеры 7 через форкамеру 5 и окно 4 в коллектор 2 в течение 30-60 с. Далее заслонку 11, соединяющую камеру 8 с коллектором 13, закрывают, а заслонку, которая соединяет камеру 8 с коллектором 12, открывают. После этого регенерацию слоя 9 осуществляют в следующей секции фильтра. Сажу, удаленную из слоя при его регенерации, выводят из кол35 лектора 2 с частью газа (10-153 от общего расхода аэрозоля) через па, трубок 15 и направляют на грануля40

По мере необходимости для поддержания высоты слоя 9 ° равной 100200 мм, через люк 16 в верхней крышке форкамеры 5 в момент регенерации этого слоя в него загружают сухие са45 жевые гранулы.

Формула изобретения

1. Фильтр для очистки газов . от сажи, содержащий секции, включающие камеры запыленного и очищенного газов, между которыми размещен слой зернистого материала, коллекторы для подачи запыленного и отвода очищен" ного газов и устройства для регенерации зернистого материала, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности сажеулавливания и обеспечения чистоты выделяемой сажи, каждая секция снабжена форкамерой, расположенной между коллектором запыленного газа и камерой запыпенного г эа.

2. Фильтр по и. 1, о т л и ч а— ю шийся гем, что форкамера выполнена в виде стакана, отношение диаметра которого к диаметру камеры запыленного газа составляет 0,2-1,0.

В

3. Фильтрпоп. 1, отлича" ю шийся тем, что форкамера и камера запыленного газа выполнены в виде параллелепипедов с отношением меньшей стороны форкамеры к меньшей стороне камеры запыленного газа

0,2-1,0.

4. Фильтр по и. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что .отношение высоты слоя зернистого материала к высоте камеры запыленного газа составляет 0,1-0,5.

5. Фильтр по п. l, о т л и ч а— ю шийся тем, что коллектор за-, пыленного газа выполнен s виде канала переменного по длине сечения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ужов В.Н.> Иягков Б.И. Очистка промышпенных газов фильтрамие Ма

"Химия", 1970 с. 270, рис. Yl 6.

869797

Йразпг

Составитель И. Золовкнна

Редактор 3.Бородкина . Техред М.PeNsec . е

Еорректор Г.Огар

Подписное

Филиал ППП атент, г. У»город, ул. Проектная,.4

Заказ 8699 10 Тира» 709ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам, изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Реймская наб. ° ф. 4/5