ФИЛЬТР Российский патент 1995 года по МПК B01D46/02 

Изобретение относится к очистке газов от пыли и может быть использовано в металлургической, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности.

Основным элементом фильтров является пористая перегородка. Эффективность осаждения частиц, гидравлическое сопротивление, возможность регенерации зависит от структуры пористой перегородки, т.е. от вида фильтровального материала. Поэтому выбор фильтровального материала оказывает решающее значение на показатели работы фильтра.

Известен фильтр, содержащий корпус с камерами запыленного и очищенного газа, фильтрующие элементы в виде тканевых рукавов, натянутых на жесткий каркас. Фильтрующие элементы установлены в камере запыленного газа. Имеется импульсное регенерирующее устройство, включающее эжектор с диффузором, установленные внутри фильтрующего элемента, и сопла, установленные в камере очищенного газа соосно эжектору. Диаметр нитей ткани равен 300-700 мкм, расстояние между ними 100-200 мкм. Структура такого фильтра очень неоднозначна. При фильтрации поток газа через нити практически не проходит и фильтруется через 5-6% всей поверхности, составляющих живое сечение, что определяет высокий коэффициент местного сопротивления. Таким образом, действительная скорость фильтрации в 16-20 раз превышает условную скорость, определенную исходя из площади фильтрующей поверхности. При фильтрации на ткани образуется пылевой автослой. Скорость фильтрации 0,25-0,4 м/с является предельной, при которой не происходит разрушения пылевого автослоя и проскока пыли из-за отсутствия развитой пространственной структуры фильтрующего материала.

Техническая сущность изобретения создание высокопроизводительной конструкции фильтра, использующего высокоэффективную фильтрующую способность волокнистых материалов с малой плотностью упаковки, с системой регенерации, обеспечивающей эффективную продолжительную работоспособность фильтрующего материала.

На фиг. 1 показан общий вид фильтра в разрезе; на фиг. 2 дан разрез А-А на фиг. 1.

Фильтр содержит корпус 1 с патрубком ввода 2 запыленного газа и патрубком вывода 3 очищенного газа. Корпус 1 разделен на камеру 4 запыленного газа и камеру 5 очищенного газа. Фильтрующий элемент 6 установлен в камере 4 запыленного газа и выполнен в виде кассеты-многогранника, стороны-грани которого представляют собой жесткие минераловатные плиты 7 марки П-125, П-175, П-200, охваченные с двух сторон решетчатым каркасом 8. Кассета-многогранник 6 имеет боковые грани 9, фронтальную и тыльную грани 10 и нижнюю грань 11. Суммарная площадь фронтальной и тыльной граней 10 и нижней грани 11 составляет 25-30% от общей площади фильтрующих поверхностей. Верхняя грань кассеты-многогранника выполнена в виде крышки 12, разделяющей камеру 4 запыленного газа и камеру 5 очищенного газа.

Импульсное регенерирующее устройство включает в себя эжектор 13 с диффузором 14, сопла 15, ударную трубу 16, быстродействующий клапан-пульсатор 17 и ресивер 18 сжатого воздуха. Эжектор 13 с диффузором 14 прикреплены к крышке 12 и размещены внутри фильтрующей кассеты-многогранника 6, горловина эжектора 13 сообщена с камерой 5 очищенного газа. Сопло 15 установлено в камере 5 очищенного газа соосно эжектору 13. Суммарная критическая площадь ударных сопел 15 составляет 0,003-0,004 м³/м² очищаемой поверхности. Соотношение площади горловины эжектора 13 и суммарной критической площади сопел 15 равно 7,5:10. Диффузор 14 состоит из трех секций боковых криволинейных 19 и центральной 20. Выходное сечение боковых криволинейных секций 19 расположено параллельно боковым граням 9 кассеты-многогранника 6, а площадь выходного сечения в 7-9 раз больше входного сечения этих секций. Центральная секция 20 диффузора 14 выполнена укороченной, ее выходное сечение параллельно нижней грани 11, площадь выходного сечения в 3-4 раза больше площади входного.

Корпус 1 в нижней части имеет бункер 21 для сбора пыли, регенерируемой с фильтрующей кассеты-многогранника 6, и патрубок загрузки пыли 22.

Фильтр работает следующим образом.

Запыленный воздух подают через патрубок 2 запыленного газа в полость камеры 4 запыленного газа корпуса 1 и пропускают (просасывают) через грани фильтрующего элемента кассету-многогранник 6. При фильтрации частицы пыли проникают вглубь жестких минераловатных плит всего на 2-3 мм (при толщине плит 20-50 мм) и в основном осаждаются на поверхностных волокнах, создавая автослой, на котором нарастает поверхностный пылевой слой. Очищенный газ просасывают в камеру 5 очищенного газа через эжектор 13, горловина которого сообщена с этой камерой 5 и выдается через патрубок 3 очищенного газа.

Основной задачей регенерации является необходимость обрушения поверхностного пылевого слоя без нарушения автослоя (слоя пыли, осевшей на волокнах и препятствующей дальнейшему проникновению пыли вглубь плиты). Регенерация обеспечивается за счет подачи импульса сжатого воздуха давлением 0,4-0,6 МПа, длительностью 0,05 с, объемом 0,2 м³/м². Подача импульса осуществляется посредством быстродействующего клапана-пульсатора 17, который, открываясь, пропускает сжатый воздух из ресивера 18 в ударную трубу 16 и сопло 15. Из сопла 15 струя сжатого воздуха подается в эжектор 13, скорость струи в его горловине составляет 200 м/с, а затем в диффузор 14, распределяясь по трем его секциям: боковым 19 и центральной 20. Диффузором 14 объемной раздачи осуществляется торможение струи, увеличение статического давления и раздача сжатого воздуха по граням. Боковые секции 19 диффузора 14 выдают сжатый воздух широким фронтом на боковые грани 9, а центральная секция 20 на фронтальную и тыльную грани 10 и на нижнюю 11. Таким образом, раздача импульса сжатого воздуха осуществляется равномерно на все грани фильтрующей кассеты-многогранника 6. Решетчатый каркас 8, охватывающий плоские жесткие минераловатные плиты 7 с двух сторон, допускает при регенерации деформацию (прогиб) плит 7 по 1-2 мм на площади 0,25 м² при общей длительности импульса 0,05 с. Такая деформация плит 7 достаточна для стряхивания поверхностного пылевого слоя, т.е. осуществления эффективной регенерации. Пыль, накопившаяся в бункере 21, выгружается через патрубок 22 выгрузки пыли.

Таким образом, благодаря использованию в фильтре нового фильтрующего элемента с новым фильтрующим материалом удалось увеличить скорость фильтрации до 0,3-0,5 м/с, обеспечив при этом эффективную регенерацию этого элемента, а значит его высокую работоспособность.

Использование: для очистки газовой пыли и может быть использовано в металлургической, химической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: фильтрующий элемент установлен в камере запыленного газа и выполнен в виде плоских жестких минераловатных плит, охваченных с двух сторон каркасом. Плиты являются гранями фильтрующей кассеты-многогранника, при этом суммарная площадь фронтальной, тыльной и нижней граней составляет 25 - 30% от общей площади фильтрующих поверхностей. Верхняя грань выполнена в виде крышки, в центре которой закреплен эжектор с диффузором, размещенные внутри кассеты. В камере очищенного газа соосно эжектору установлено сопло для подачи импульса сжатого воздуха. Диффузор состоит из трех секций, обеспечивающих равномерно объемную раздачу сжатого воздуха по граням кассеты. Боковые секции диффузора выполнены криволинейными, их выходное сечение расположено параллельно боковым граням кассеты. Площадь выходного сечения боковых секций в 7 - 9 раз больше площади входного. Центральная секция выполнена укороченной, площадь ее выходного сечения в 3 - 4 раза больше площади входного. Соотношение площади горловины эжектора и суммарной критической площади сопел 7,5:10. Суммарная критическая площадь сопел составляет 0,003-0,004 м²/м² очищаемой поверхности. 2 ил.

ФИЛЬТР, содержащий корпус, фильтрующий элемент с каркасом, установленный в камере запыленного газа, импульсное регенерирующее устройство, включающее эжектор с расположенным в фильтрующем элементе диффузором, горловина которого сообщена с камерой очищенного газа и сопла, отличающийся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде кассеты-многогранника из плоских, жестких, упругих минераловатных плит, охваченных с двух сторон каркасом, суммарная площадь фронтальной, тыльной и нижней граней многогранника составляет 25 30% общей площади фильтрующей поверхности, верхняя грань выполнена в виде крышки с эжектором, диффузор выполнен из расширяющихся криволинейных боковых и центральной секций, выходное отверстие боковых секций расположено параллельно боковым граням многогранника, а их площадь в 7 9 раз больше площади входного отверстия этих секций, центральная секция выполнена укороченной, площадь ее выходного отверстия в 3 4 раза больше площади ее входного отверстия, при этом соотношение площади горловины эжектора и суммарной критической площади сопл составляет 7,5 10, а суммарная критическая площадь сопл равна 0,003 0,004 м²/м² очищаемой поверхности.