ПЕННЫЙ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК B01D47/00 B01D47/10 

Изобретение относится к устройствам для мокрой очистки газов от пыли.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому устройству является пенный аппарат со стабилизатором пенного слоя (ПАСС), содержащий полый газоплотный корпус с подводящим и отводящим газоходами, размещенную внутри корпуса, по меньшей мере, одну тарелку с отверстиями, устройства для подачи промывочной жидкости на поверхность тарелки и отвода шлама, а также размещенный непосредственно на тарелке стабилизатор пены, выполненный в виде сотовой решетки из вертикально расположенных пластин, разделяющих сечение аппарата и пенный слой на небольшие ячейки.

Этот пенный аппарат выбран в качестве прототипа.

Недостатки указанного пенного аппарата заключаются в достаточно большом удельном расходе промывочной жидкости на куб.м очищаемого газа, а также в том, что значительная часть промывочной жидкости как в парообразном, так и в капельно-жидком состоянии уносится с очищенным газом в атмосферу.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков в разработанной конструкции пенного пылеуловителя.

Указанная цель достигается тем, что в пенном пылеуловителе, содержащем полый газоплотный корпус с подводящим и отводящим газоходами, размещенную внутри корпуса по меньшей мере одну тарелку с отверстиями, устройство для подачи промывочной жидкости на поверхность тарелки и отвода шлама, а также установленный непосредственно на тарелке стабилизатор пены, выполненный в виде сотовой решетки из вертикально расположенных пластин, разделяющих сечение аппарата и пенный слой на небольшие ячейки, согласно изобретению, в устройствах для подачи промывочной жидкости и на поверхности тарелки с отверстиями находится магнитная жидкость (МЖ), отводящий газоход выполнен из немагнитного материала, снаружи отводящего газохода одна над другой размещены по меньшей мере две группы катушек с ферромагнитными сердечниками, не менее чем по две катушки в каждой группе, при этом обмотки катушек каждой группы подключены к источнику напряжения через переключающее устройство, пенный пылеуловитель может дополнительно содержать устройство для измерения перепада давлений между подводящим и отводящими газоходами, имеющее электрическую связь с переключающим устройством, пластины стабилизатора пены могут быть изолированы друг от друга и иметь выводы с возможностью их подключения к источнику пульсирующего напряжения, а также соединения друг с другом, тарелка может быть выполнена по крайней мере из одного изолированного проводника в виде матрицы с отверстиями, при этом выводы проводника должны быть подключены к источнику регулируемого напряжения, устройство для измерения перепада давлений между подводящим и отводящим газоходами может иметь электрическую связь с источником регулируемого напряжения.

На фиг. 1 изображен общий вид пенного пылеуловителя, продольный разрез; на фиг. 2 вариант выполнения стабилизатора пены, пластины которого изолированы друг от друга и имеют выводы; на фиг.3 вариант выполнения тарелки из изолированного проводника, выводы которого подключены к источнику регулируемого напряжения; на фиг.4 работа тарелки при подключении ее выводов к источнику регулируемого напряжения.

Пенный пылеуловитель содержит корпус 1, подводящий 2 и отводящий 3 газоходы, тарелку 4 с отверстиями 5, устройство для подачи МЖ 6 на поверхность тарелки 4, включающее форсунку 7 и систему трубок 8, сливной патрубок 9, стабилизатор 10 пены, группу катушек 11 и группу катушек 12 с ферромагнитными сердечниками 13, реле 14 на два положения 15 и 16, устройство для измерения перепада давлений между газоходами 2 и 3, включающее управляющий блок 17 и датчики 18 и 19 давления. Направление движения газа показано стрелками 20 и 21.

Пластины 22 стабилизатора изолированы друг от друга с помощью изоляции 23 и имеют выводы 24, подключенные к источнику 25 пульсирующего напряжения и выводы 26, соединенные между собой.

Тарелка 4 выполнена из изолированного проводника 27 в виде матрицы с отверстиями 5, выводы 28 которого подключены к источнику 29 регулируемого напряжения с регулирующим устройством 30.

Пенный пылеуловитель работает следующим образом.

На поверхность тарелки 4 через систему трубок 8 и форсунку 7 подается МЖ 6, а во внутреннюю полость корпуса 1 через подводящий газоход 2 поступает очищаемый газ (см. стрелки 20). Газ проходит через отверстия 5 тарелки 4 и взаимодействует с находящейся на тарелке 4 МЖ 6, образуя пенный слой, в котором загрязнения, содержащиеся в газе, смачиваются и задерживаются МЖ 6. Достигая некоторой высоты, пенный слой под действием гидродинамических и гравитационных сил разрушается, очищенный газ движется в направлении стрелок 21 и через отводящий газоход 3 выбрасывается в атмосферу, а загрязненная МЖ 6 частично остается на тарелке 4, а частично стекает через отверстия 5 в нижнюю часть корпуса 1, откуда по сливному патрубку 9 удаляется на регенерацию. Подача газа через газоход 2 и МЖ 6 через форсунку 7 регулируется таким образом, чтобы обеспечить (с известной точностью) постоянство объема МЖ 6 на тарелке 4.

Применение МЖ в качестве промывочной жидкости обусловлено тем, что пенообразование в МЖ выше, чем в промывочных жидкостях, используемых в прототипе, поскольку в состав МЖ любого типа входит достаточное количество поверхностно-активных веществ. По этой же причине смачивание загрязнений в МЖ также будет более эффективным. Данные факторы позволяют снизить удельный расход промывочной жидкости и повысить эффективность очистки газа.

Стабилизатор 10 пены служит для увеличения высоты пенного слоя за счет накопления МЖ 6 на тарелке 4, что позволяет снизить удельный расход МЖ 6 на орошение, а также для расширения диапазона допустимых скоростей газа за счет увеличения нижнего скоростного предела волнового режима, что позволяет повысить пропускную способность пылеуловителя.

Поскольку плотность МЖ 6 больше плотности промывочных жидкостей, обычно используемых в прототипе, унос ее вместе с очищенным газом будет значительно меньше. Тем не менее некоторая часть МЖ 6 в виде капель может уноситься вместе с очищенным газом. Для ее отделения от газа используются группа катушек 11, напряжение на обмотки которых подается одновременно с пуском загрязненного газа через газоход 2 (для этого используется реле 14, контакты которого при отсутствии напряжения на обмотке реле 14 находятся в положении 15). Катушки 11 создают внутри газохода 3 магнитное поле, которое притягивает капли МЖ 6 из потока очищенного газа к внутренним стенкам газохода 3, где они и задерживаются. При длительной работе пылеуловителя внутри газохода 3 в зоне катушек 11 может скопиться достаточное количество МЖ 6, что приводит к снижению пропускной способности пылеуловителя из-за увеличения аэродинамического сопротивления газохода 3. Для предотвращения этого явления используется следующий способ. При достаточном увеличении сопротивления газохода 3 контакты реле 14 переключаются в положение 16 путем подачи напряжения на обмотку реле 14, при этом напряжение с обмоток катушек 11 переключается на обмотки катушек 12, в результате чего в зоне катушек 11 магнитное поле снимается, МЖ 6 из газохода 3 стекает внутрь корпуса 1, включаясь в процесс очистки газа, а каплеулавливающие функции группы катушек 11 выполняют катушки 12. Через некоторое время, достаточное для того, чтобы МЖ 6 полностью стекла из газохода 3, контакты реле 14 снова переводятся в положение 15 путем снятия напряжения с его обмотки, и каплеулавливание производится группой катушек 11.

Ферромагнитные сердечники 13 служат для усиления магнитного поля катушек 11 и 12 и для сосредоточения его в газоходе 3, чтобы магнитное поле катушек 11 и 12 не экранировалось стенками газохода 3, последний выполняется из немагнитного материала.

Управляющий блок 17 с датчиками 18 и 19 предназначен для автоматизации процесса удаления МЖ из газохода 3. Датчики 18 и 19 измеряют давление газа в газоходах 2 и 3 соответственно. В блоке 17 происходит регистрация и сравнение сигналов от датчиков 18 и 19 и, если разность их больше определенной заданной величины (что свидетельствует о падении давления в газоходе 3), блок 17 подает напряжение на обмотку реле 14, контакты реле переключаются в положение 16 и далее происходит описанный процесс удаления МЖ из газохода 3. При повышении давления в газоходе 3 до установленного уровня (о чем свидетельствует сигнал датчика 19) блок 17 отключает обмотку реле 14 от источника напряжения, и каплеулавливание производится группой катушек 11.

При выполнении стабилизатора 10 пены таким образом, что его пластины 22 изолированы друг от друга с помощью изоляции 23 и имеют выводы 24, подключенные к источнику пульсирующего напряжения 25, и выводы 26, соединяющие пластины в одну (или несколько) электрическую цепь (см.фиг.2) работа устройства осуществляется следующим образом. Одновременно с поступлением газа вовнутрь корпуса 1 через газоход 2 (см.фиг.1) на пластины 22 стабилизатора (см. фиг.2) через выводы 24 от источника 25 подается пульсирующее напряжение. При этом, поскольку электрическая цепь замкнута, по пластинам 22 протекает пульсирующий ток, который создает вокруг пластин 22 пульсирующее магнитное поле. Последнее, воздействуя на магнитожидкостный пенный слой, принуждает пузырьки пены периодически изменять форму, что способствует увеличению поверхности контакта МЖ 6 с очищенным газом, и в конечном счете повышает эффективность пылеулавливания. В остальном работа пылеуловителя аналогична описанной выше. Для обеспечения нормальной работы стабилизатора величина пульсирующего напряжения должна быть такой, чтобы магнитное поле не разрушило пенный слой, а только изменяло его форму, а частота пульсаций поля не превышала времени релаксации намагниченности МЖ 6.

При выполнении тарелки 4 из изолированного проводника 27 в виде матрицы с отверстиями 5 (см. фиг.3 и 4) появляется возможность изменять проходное сечение отверстий 5 тарелки 4, например, в зависимости от напора газа в газоходе 2, что позволяет более гибкой управлять процессом газоочистки и повысить эффективность пылеулавливания. При подаче напряжения от источника 29 на выводы 28 проводника 27 по проводнику 27 протекает ток, который создает вокруг проводника 27 магнитное поле. Данное поле притягивает к проводнику 27 некоторую часть находящейся на тарелке 5 МЖ 6, при этом вокруг проводника 27 образуется слой МЖ, в результате чего проходное сечение отверстия 5 уменьшается пропорционально толщине слоев МЖ, находящихся на поверхностях частей проводника, образующих отверстие 5. При повышении напряжения источника 29 ток в проводнике 27 и соответственно величина созданного им поля и толщина слоя МЖ на поверхности проводника 27 возрастают, что приводит к уменьшению проходного сечения отверстий 5. При снижении напряжения источника 29 ток в проводнике 27 и величина поля уменьшаются, при этом часть МЖ 6 с поверхности проводника 27 потоком очищаемого газа уносится в пенный слой, что приводит к увеличению проходного сечения отверстий 5. В остальном работа устройства аналогична описанной.

Если выполнить регулирующее устройство 30 источника 29 регулируемого напряжения электрически связанным с управляющим блоком 17, предусматривая для этого в блоке 17 формирование дополнительного управляющего сигнала, то появляется возможность автоматического управления проходным сечением отверстий 5, что производится следующим образом. В блоке 17 происходит регистрация показаний датчиков 18 и 19 давления и, если давление в газоходе 2 изменяется на определенную величину, то блок 17 генерирует управляющий сигнал и подает его на регулирующее устройство 30, которое соответствующим образом изменяет величину выходного напряжения источника 29, что в конечном счете приводит к соответствующему изменению проходного сечения отверстий 5 тарелки 4. Кроме того, появляется возможность варьировать режимы пылеулавливания путем задания в блоке 17 функций изменения напряжения источника 29 в зависимости от вида пыли, извлекаемой из газового потока. Все это позволяет значительно повысить эффективность пылегазоулавливания. В состав управляющего блока 17 могут входить различные электронные устройства (реле, генераторы стандартных сигналов и пр.), а также микропроцессоры.

Использование: мокрая очистка газа. Сущность изобретения: пенный пылеуловитель содержит полый газоплетный корпус с газоходами, по меньшей мере одну тарелку с отверстиями, сливной патрубок, стабилизатор пены, магнитную жидкость, находящуюся на поверхности тарелки и в системе трубок с форсункой. Снаружи газохода, выполненного из немагнитного материала, размещены две группы катушек с ферромагнитными сердечниками, при этом обмотки групп катушек подключены к источнику напряжения через переключающее устройство. 4 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. ПЕННЫЙ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ, содержащий полый газоплотный корпус с подводящим и отводящим газоходами, размещенную внутри корпуса по меньшей мере одну тарелку с отверстиями, устройство для подачи промывочной жидкости на поверхность тарелки и отвода шлама, а также размещенный непосредственно на тарелке стабилизатор пены, выполненный в виде сотовой решетки из вертикально расположенных пластин, разделяющих сечение аппарата и пенный слой на небольшие ячейки, отличающийся тем, что в устройствах для подачи промывочной жидкости и на поверхности тарелки с отверстиями находится магнитная жидкость, отводящий газоход выполнен из немагнитного материала, снаружи отводящего газохода одна над другой размещены по меньшей мере две группы катушек с ферромагнитными сердечниками, не менее чем по две катушки в каждой группе, при этом обмотки катушек каждой группы подключены к источнику напряжения через переключающее устройство. 2. Пылеуловитель по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит устройство для измерения перепада давления между подводящим и отводящим газоходами, имеющее электрическую связь с переключающим устройством. 3. Пылеуловитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что пластины стабилизатора пены изолированы одна от другой и имеют выводы с возможностью их подключения к источнику пульсирующего напряжения, а также соединения одна с другой. 4. Пылеуловитель по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что тарелка выполнена по крайней мере из одного изолированного проводника в виде матрицы с отверстиями, при этом выводы проводника подключены к источнику регулируемого напряжения. 5. Пылеуловитель по пп. 1 и 4, отличающийся тем, что устройство для измерения перепада давления между проводящим и отводящим газоходами имеет электрическую связь с источником регулируемого напряжения.