ВИХРЕВАЯ ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1994 года по МПК B04C9/00 B03C3/14 

Изобретение относится к области разделения газовзвесей, а именно к технике очистки неоднородных газовых систем от взвешенных в них твердых немагнитных частиц, и может найти применение в любой отрасли народного хозяйства, включая химическую технологию.

Известен электрофильтр [1] , содержащий металлический корпус с размещенными внутри него осадительными и коронирующими электродами. На входе в электрофильтр обычно устанавливают газораспределительное устройство, обеспечивающее равномерное распределение газов в активной зоне аппарата. Электрофильтр снабжен специальными устройствами для удаления уловленной пыли. Основными недостатками электрофильтра являются большие габариты установки, значительные размеры электродов, их количество, большая потребляемая мощность и, следовательно, большая его энергоемкость.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является вихревая пылеулавливающая установка [2] , содержащая цилиндрический корпус с газоподводящими и газоотводящими патрубками, тангенциальный и осевой завихрители, пылесборную камеру и вентилятор с рециркуляционным и тангенциальным трубопроводами. Особенностью данной установки является то, что для интенсификации процесса пылеотделения за счет коагуляции частиц пыли имеются электризующие вставки электризатора, размещенные в местах подачи потока через завихрители газоподводящих патрубков. Данная установка лишена недостатков, присущих электрофильтрам [1] , однако существенным недостатком данной вихревой пылеулавливающей установки является низкая (слабая) коагуляция частиц пыли из-за слабого положительного заряда частиц, взаимодействующих с электризующими вставками, и, как следствие этого, недостаточная эффективность улавливания.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки газовзвесей от взвешенных в них твердых немагнитных частиц.

Цель достигается тем, что вихревая пылеулавливающая установка, содержащая цилиндрический корпус с газоподводящими и газоотводящим патрубками, тангенциальный и осевой завихрители, пылесборную камеру и вентилятор с рециркуляционным и тангенциальным трубопроводами, снабжена дополнительно замкнутой герметичной камерой в виде кольца, размещенной по периметру корпуса над нижним газоподводящим патрубком, причем внутри кольца расположена система чередующихся коронирующих и осадительных электродов, установленных параллельно направлению движения газового потока в корпусе, а камера дополнительно снабжена тангенциальным отводом рециркуляционного газа и отводом уловленной пыли.

Сравнение данного технического решения с аналогом и прототипом показывает, что расположение замкнутой герметичной камеры в виде кольца, размещенной по периметру корпуса установки над нижним газоподводящим патрубком, позволяет повысить эффективность пылеулавливания за счет дополнительного осаждения пыли из газовзвеси во вращающемся ионной слое, который образован системой чередующихся корронирующих и осадительных электродов, расположенных параллельно направлению движения газового потока в корпусе.

Анализ известных конструкций аналога и прототипа показывает, что заявленная совокупность признаков в известных пылеуловителях на встречается, что дает основание сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критериям "Новизна" и "Существенные отличия".

На фиг. 1 представлена схема предлагаемой установки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Вихревая пылеулавливающая установка состоит из цилиндрического корпуса 1, в верхней части которого расположен тангенциальный ввод 2 газа с газоподводящим патрубком 3 запыленного воздуха и шибером 4, газоотводящий патрубок 5. В нижней части корпуса 1 находится газоподводящий патрубок 6 нижнего ввода газа с осевым завихрителем 7, пылесборник 8. Над нижним газоподводящим патрубком 6 расположена замкнутая герметичная камера 9 в виде кольца, размещенная по периметру корпуса 1 аппарата и имеющая дополнительный отвод 10 уловленной пыли и дополнительный тангенциальный отвод 11 рециркуляционного газа с трубопроводом 12 и шибером 13. Внутри камеры 9 расположена система чередующихся коронирующих и осадительных электродов 14, расположенных параллельно направлению движения газового потока в корпусе 1 аппарата. Рециркуляционный трубопровод 12 соединен с газоподводящим патрубком 15, служащим одновременно всасывающим патрубком вентилятора 16. Система электродов 14 соединена электрически с агрегатом 17 питания.

Пылеулавливающая установка работает следующим образом.

Запыленный воздух через газоподводящий патрубок 15 вентилятором 16 подают в нижний патрубок 6 ввода газа, где с помощью завихрителя 7 ему придается восходящее вращательное движение. Часть запыленного воздуха посредством газоподводящего патрубка 3 через тангенциальный ввод 2 поступает в активную зону установки в виде нисходящего закрученного потока. В результате взаимодействия потоков происходит значительное осаждение пыли вдоль внутренней поверхности корпуса 1 в пылесборник 8, под действием центробежных сил частицы пыли перемещаются в периферийную зону камеры и транспортируются верхним (вторичным) потоком газа в пылесборник 8. Процесс отделения отсепарированной пыли происходит в районе установленного на патрубке 6 ввода нижнего потока газа осевого завихрителя 7. Верхний поток газа, развернувшись, уходит вверх в камеру. Для исключения уноса мелкодисперсной пыли с верхним потоком газа часть газового потока отводится из зоны максимальной концентрации пылевого закрученного потока, соответствующей месту пылеотделения основной части пыли в корпусе 1 (а именно, над нижним газоподводящим патрубком 6 с завихрителем 7) через систему чередующихся осадительных и коронирующих электродов 14, где происходит полная очистка отводимого потока. На систему электродов подается определенная величина напряжения, при которой напряженность поля около коронирующих электродов становится достаточной для появления коронного разряда, следствием которого является заполнение межэлектродного промежутка в основном отрицательно заряженными ионами. Благодаря закрученности газового потока в камере вокруг системы электродов 14 образуется ионный (отрицательно заряженный) кольцевой вращающийся слой. Частицы пыли, попадая во вращающийся ионный слой и встречая на своем пути ионы, адсорбируют их, заряжаются и под действием сил электростатического поля и сил вращательного движения двигаются к осадительным электродам и осаждаются. Так как частицы попадают во вращающийся слой ионов, то осаждение происходит со стопроцентной вероятностью на одном из электродов кольцевой системы. При такой организации движения газового потока вдоль электродов нет необходимости использовать осадительные электроды, имеющие значительную поверхность осаждения. Электроды периодически регенерируются, слой осажденной пыли разрушается и пыль осыпается и отводится через отвод 10. Таким образом, благодаря сочетанию вращательных и электростатических сил на заряженную пылевую частицу достигается эффективное ее осаждение на электродах.

Наличие разрыва корпуса 1 в месте установки камеры 9 с системой электродов влияет на стабильность аэродинамического режима установки. Для предотвращения выбросов пыли при регенерации электродов в рабочую зону 1 и для стабилизации аэродинамического режима часть газового потока отводится через дополнительный рециркуляционный тангенциальный отвод 11 и подается вновь на очистку в установку. Направление вращения в отводе 11 соответствует входу газа по направлению его вращения в корпусе 1 установки. Так как основная масса пыли осаждается центробежным методом, то время регенерации осадительных и коронирующих электродов значительно увеличивается. Питание системы электродов 14 осуществляется от агрегата 17 как с однополупериодической, так и с двухполупериодной схемами выпрямления, которые применяются при улавливании низкоомной и высокоомной пыли соответственно.

Экспериментальные лабораторные исследования заявляемого устройства для пылеулавливания показали, что по сравнению с устройством аналогичного назначения (прототип) заявляемое устройство обеспечивает более высокую степень улавливания. Например, при улавливании высокоомной пыли с характеристиками Д₅₀ = 3 мк, σ= 1,7 эффективность улавливания установки с диаметром корпуса 200 мм увеличилась с 85 до 97,5% . (56) Справочник по пыле- и золоулавливанию. /Под ред. А. А. Русанова. М. : Энергоатомиздат, 1983, с. 197-235.

Авторское свидетельство СССР N 1204229, кл. B 01 D 35/06, B 03 C 3/14, 1986.

Использование: в любой отрасли народного хозяйства, включая химическую технологию, для очистки газа от пыли. Сущность изобретения: вихревая пылеулавливающая установка содержит цилиндрический корпус 1, периферийный и осевой вводы, пылесборник, вентилятор. Кольцевая камера 9 размещена по периметру корпуса над осевым завихрителем. Внутри нее расположены чередующиеся коронирующие и осадительные электроды 14. Камера имеет тангенциальный отвод рециркуляционного газа и отвода 10 уловленной пыли. 2 ил.

ВИХРЕВАЯ ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩАЯ УСТАНОВКА, содержащая цилиндрический корпус, расположенные в верхней его части периферийный и в нижней части - осевой вводы закрученного потока запыленного газа, присоединенные к нагнетательному патрубку вентилятора, пылесборник, верхний осевой патрубок отвода очищенного газа и сообщающуюся с полостью корпуса кольцевую камеру отсоса, соединенную трубопроводом рециркуляции с всасывающим патрубком вентилятора, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности процесса очистки, кольцевая камера размещена снаружи нижней части корпуса над осевым вводом запыленного газа и снабжена пылеотводным патрубком и установленными по кругу чередующимся коронирующими и осадительными электродами, соединенными с агрегатом питания.