ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ Российский патент 1994 года по МПК B01D46/34 

Изобретение относится к устройствам сухой очистки газа от механических примесей с помощью зернистого (шарового) материала и может быть применено для очистки высокотемпературных газов и поглощения большого количества тепла из отходящих газов.

Он относится к скоростным зернистым фильтрам и найдет применение в металлургии и теплоэнергетике.

Цель - снижение гидравлического сопротивления отходящих газов.

На фиг.1 показан общий вид фильтра в разрезе; на фиг.2 - узел I на фиг. 1; на фиг.3 - провальная решетка; на фиг.4 - шибер.

Фильтр для очистки газов содержит прямоугольную фильтровальную камеру 1 с патрубком 2 для подвода загрязненного газа и патрубком 3 для отвода очищенного газа, устройство для создания падающих потоков фильтровального материала и систему возврата фильтровального материала. Устройство для создания падающих потоков фильтровального материала выполнено в виде провальной, например, колосниковой решетки 4 с продольными пазами 5 с шириной пазов В, большей размеров зерен фильтрующего материала для прохода через эти пазы и снабжено устройством, например, шибером 6 то же с продольными пазами для регулирования ширины открытия пазов 5. Ширина пазов провальной решетки В равна ширине пазов шибера В₁ и могут иметь размер до 20 мм.

Фильтр снабжен вертикальной разгонной камерой 7, расположенной на корпусе фильтровальной камеры, в которой размещен поворотный (от 0 до 5^о) пакет направляющих разгонных коробов 8, предназначенных для увеличения скорости и сохранения компактности слоя шаров перед образованием штор 9. Эта необходимость связана со значительными скоростями газового потока в камере при фильтровании.

В качестве фильтровального материала используются калиброванные металлические шары диаметром около 1 мм, изготовленные из металлов большой плотности, обладающие хорошей теплоемкостью, химической и термической стойкостью, например, из специальных марок чугуна, стали и др.

Фильтровальная камера 1 соединена при помощи раструба 10 с ротором движителя 11 и виброситом 12, под которым расположен пылесборник 13.

Для предотвращения обратного выброса пыли, при сжатии потока шаров на участке изгиба раструба 10, сделаны завихрители 14, а для отключения раструба 10 предусмотрен поворотный клапан 15.

Для возврата фильтровального материала использован цепной транспортер 16 (типа ЦГТ-80-С) и патрубок 17 с наклонной поверхностью 18, соединенной с бункером 19. Для равномерного заполнения бункера 10 на наклонной поверхности 18 веерообразно приварены на ребро стальные полосы 20.

Для охлаждения шаров фильтр снабжен поверхностного типа трубчатым теплообменником 21 с шахматным расположением латунных трубок.

Роторный движитель 11 через закрытую зубчатую передачу, расположенную на внешней стороне стенки корыта вибросита (не показано), связан с вибровозбудителем 22 и сообщает ему повышенные обороты.

Для уменьшения проникновения пыли в шахту цепного транспортера 16 предусмотрена на шарнирной подвеске штора (завеса) 23, набранная из очень тонкой стальной проволоки, а для загрузки шаров в бункер 19 имеется люк, закрываемый крышкой 24.

Фильтр работает следующим образом.

При закрытом шибере 6 все объемы, находящиеся выше колосниковой решетки 4, в том числе теплообменник 21 и бункер 19, должны быть заполнены шарами. При открытии шибера 6 на необходимую величину фильтрующий материал из бункера 19 через теплообменник 21 поступает на провальную колосниковую решетку 4 и через ее пазы 5 протекает вниз в разгонную камеру 7, попадает в наклонно установленные направляющие короба 8, по их каналам, набирая скорость, скатывается в фильтровальную камеру и, образуя компактные падающие газопроницаемые шторы 9, пересекая скоростной поток газа, производят его очистку. Отсюда следует, что в основе работы фильтра лежат аэродинамические процессы, возникающие при поперечном пересечении двух скоростных потоков: запыленного газа и экрана из зернистых тел.

Известно, что при полете маленького шара в газовой среде за ним образуется разряженная зона, своего рода микровакуумная камера-ловушка. Это явление не исчезает и при массовом полете шаров.

В результате соударного воздействия падающих или летящих шаров и наличия разреженных зон, возникающих при обтекании, частицы пыли получают направленное ускорение в сторону движения шаров. Они захватываются и уносятся скоростным потоком шаров, как бы вымываются из газового потока. Этот процесс протекает в камере за очень короткое время (доли секунды).

Поток шаров и увлекаемые им частицы пыли проходят раструб 10 и поступают на роторный движитель 11, приводят его во вращение.

При вращении ротора шарики сбрасываются на вибросито 12 и под действием вибрации, вызванной вибровозбудителем 22, скатываются на вертикальный цепной транспортер 16 и далее по наклонной поверхности 18 в бункер 19. Просеянная на вибросите пыль падает в пылесборник 13 и удаляется.

Наличие провальной колосниковой решетки с продольными пазами в сочетании с шибером, имеющем продольные пазы, позволяют создавать экономически целесообразный поток шаров, а следовательно необходимую толщину штор, достаточную для достижения удовлетворительной степени очистки, дает возможность механизировать и даже автоматизировать этот процесс.

Использование скоростных пересекающихся потоков шаров и газа и возникающих при этом аэродинамических явлений при обтекании способствуют эффективности очистки, позволяют значительно уменьшить сопротивление приходу газа и многократно поднять скорость фильтрования за счет уменьшения толщины слоя и хорошей обтекаемости фильтровального материала.

Разгонные короба, устанавливаемые с некоторым уклоном против движения газа в разгонной камере, служат для увеличения скорости шаров, сохранения компактности слоя шаров, противодействуют искажению штор под напором потока газа, дают возможность повысить скорость газа в камере, обеспечивают эффект очистки.

Наличие нескольких штор необходимо для ступенчатого срабатывания напора газа, уменьшает искажающее воздействие на шторы, способствует более интенсивной очистке газа. Возникающая турбулентность в пространстве между шторами также способствует повышению эффективности очистки.

Энергия движения массы шаров в фильтре используется для вращения роторного движителя, который плавно и порционно сбрасывает шары на сито и одновременно приводит во вращение вибровозбудитель, создающий вибрацию ситу без внешнего привода и затрат энергии.

Важнейшим положительным качеством предложенного фильтра, имеющее самостоятельное значение, отличающее его от всех других фильтров, применяемых в технологических линиях газоочистных устройств в металлургии и теплоэнергетике, является его способность поглощать и выносить тепло отходящих газов очень теплоемкими металлическими шарами, пронизывающими поток газа и с помощью многооборотного поверхностного типа теплообменника возвращать это тепло для использования.

Этот фильтр одновременно является конкретной установкой сухого способа охлаждения высокотемпературных газов, которая позволит коренным образом видоизменить технологию и расстановку очистных устройств, позволит увеличить применение и поднять эффективность работы электрофильтров.

Изобретение относится к устройствам сухой очистки газов от механической примеси. Цель изобретения - снижение гидравлического сопротивления проходу отходящих газов. Фильтр содержит фильтровальную камеру 1, устройство для создания падающих потоков фильтровального материала в виде сочетания провальной колосниковой решетки 4 с продольными пазами 5 и установленных на выходе каждого продольного паза 5 разгонных направляющих коробов 8. Фильтровальный материал по внутренней стенке канала коробов 8 набирает скорость и при дальнейшем свободном падении в виде газопроницаемых штор пересекает скоростной поток газа в фильтровальной камере 1. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ, содержащий фильтровальную камеру с патрубками подвода загрязненного и отвода очищенного газа, устройство для подачи фильтровального материала, вибросито, пылесборник и систему возврата фильтровального материала, отличающийся тем, что, с целью снижения гидравлического сопротивления проходу отходящих газов, устройство для подачи фильтровального материала выполнено в виде решетки с продольными пазами, ширина которых больше размера частиц фильтровального материала, и снабжено разгонной камерой, размещенной над фильтровальной камерой. 2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что устройство для подачи фильтровального материала снабжено приспособлением для регулирования ширины продольных пазов решетки и выполнено в виде шибера. 3. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что он снабжен роторным движителем, соединенным с вибратором.