ЦИКЛОН ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ ПЫЛЕЙ, ИМЕЮЩИХ НИЗКУЮ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ Российский патент 1997 года по МПК B04C5/14 

Изобретение относится к пылеулавливанию и, в частности, может быть использовано в конструкции циклонных элементов батарейных золоулавителей для улавливания пылей с высоким электрическим сопротивлением (> 10⁴ Ом•м), например в золоулавливающей установке типа ЦБР 150У для очистки газов от золы, образующейся после сжигания Канско-Ачинского угля Б2.

Известно, что в циклонных аппаратах при движении дисперсных материалов происходит интенсивное трение этих материалов (пыли, золы) о стенки аппаратов, которое может привести к электризации отдельных частиц золы, при этом величина заряда статического электричества (СЭ), приобретаемого частицами, зависит от их дисперсности и электропроводности, влажности окружающей среды и других факторов. Чем меньше частица и ниже ее электропроводность, тем больше заряд она может приобрести. При отделении золы от течки циклонного элемента происходит нарушение контакта между соприкасающимися веществами, растяжение линий электрического поля и резкое повышение электрического напряжения на золе вследствие уменьшения емкости системы "зола-металлическая течка". Поскольку знаки зарядов взаимодействующих тел противоположны, частицы золы могут прилипать к металлическим течкам циклонных элементов, что в некоторых случаях приводит к их забитию и снижению степени очистки.

Эти явления характерны, прежде всего, для батарейных циклонов с тангенциальным подводом газов из-за более высокой сравнительно с другими циклонами тангенциальной составляющей скорости, что вызывает интенсивное трение золы о стенки аппарата [1]
Для устранения отрицательного действия СЭ предложены конструкции циклонов, в которых реализуется принцип индукционного нейтрализатора. Внутри циклона либо вихревого пылеуловителя на выхлопной трубе монтируется система остриев (электродов).

Нейтрализация зарядов СЭ может осуществляться следующим образом. Вблизи острия должно образовываться электрическое поле высокой напряженности, под действием которого происходит ударная ионизация с образованием положительных и отрицательных ионов. При этом ионы противоположного знака относительно заряда золы должны устремляться к ее поверхности и нейтрализовать в значительной мере ее электрический заряд [2]
Главным недостатком рассмотренных конструкций является то, что индукционный способ нейтрализации СЭ, применяемый в них, как известно, малоэффективен вблизи заземленных поверхностей, это сказывается при кратности расстояния между неэлектризованным диэлектриком и ближайшими заземленными деталями оборудования к расстоянию между иглами и диэлектриком менее 10. В случае циклонного золоуловителя это отношение меньше 1.

К недостаткам данных конструкций можно отнести и то, что нейтрализаторы устанавливают на значительных расстояниях от места выхода золы из течки, в котором происходит повышение электрического напряжения.

Указанные недостатки рассмотренных конструкций не позволяют избежать забитие течек.

Известен циклон, содержащий цилиндроконический корпус с пылевыпускной течкой, выхлопную трубу, входной патрубок и конический диффузор, присоединенный к пылевыпускной течке [3]
Известный циклон имеет отдельные недоработки и недостатки. Так, в ходе проведенных нами опытно-промышленных испытаний установлено, что от размеров и формы диффузора во многом зависит эффективность циклона (забивается его течка золой или нет). В рассматриваемом же циклоне эти характеристики никак не отражены, что не позволяет применять изобретение на практике. Неоправданно усложнена и форма диффузора дополнительными элементами козырьками, так как их наличие не увеличивает емкости системы.

Цель изобретения предотвращение забития течки циклона при очистке газов от золы с высоким электрическим сопротивлением.

Цель достигается тем, что диффузор снабжен заземлением и выполнен с высотой, не превышающей 1,5 диаметра корпуса и углом между его образующей 10
35^o.

Размеры диффузора определены из условия, что он должен охватывать аэродинамический вихрь, выходящий из циклона.

Дальнейшее повышение высоты и угла нецелесообразно, так как электрическая емкость системы не увеличивается, а конструкция циклона усложняется и растет его металлоемкость.

Таким образом, найдены оптимальные пределы размеров диффузора в сравнении с известным устройством.

Сравнение предлагаемого циклона с известным устройством показывает, что форма поверхности для нейтрализации отрицательных явлений СЭ-диффузора, является более простой и удобной в изготовлении, так как в ней отсутствуют дополнительные элементы-козырьки и рассекатель.

На чертеже представлено продольное сечение циклона с предлагаемой металлической поверхностью у течки.

В предлагаемой конструкции металлическая поверхность выполняется в виде диффузора 2, примыкающего к циклону 1 таким образом, что его течка 6 удлиняется на длину диффузора и заканчивается в золовом бункере 5 расширяющейся частью. Диффузор должен охватывать аэродинамический вихрь 3. Угол 4 между образующей диффузора и ось составляет 10 35^o.

При работе циклона предотвращается снижение степени очистки газовых сред от пыли, вызванное забитием течек. Например, батарейные циклоны типа ЦБР 150У с незабитыми циклонными элементами могут работать с эффективностью (КПД) до 96 а при забитии элементов эффективность падает практически до нуля.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволит уменьшить выбросы пыли в окружающую среду.

Использование: циклоны для улавливания пылей с высоким электрическим сопротивлением. Сущность изобретения: циклон имеет металлическую поверхность, установленную у выхода из течки и выполненную в виде диффузора, уменьшающего скорость отрыва золы от течки. Электрическая сила притяжения золы к течке находится в прямой зависимости от уменьшения скорости отрыва золы от течки, и залипания течки не происходит. Диффузор выполнен с высотой, не превышающей 1,5 диаметра корпуса и углом между его образующей и осью 10-35^oC. 1 ил.

Циклон, содержащий цилиндроконический корпус с пылевыпускной течкой, выхлопную трубу, входной патрубок и конический диффузор, присоединенный к пылевыпускной течке, отличающийся тем, что диффузор снабжен заземлением и выполнен высотой, не превышающей 1,5 диаметра корпуса, и углом между его образующей и осью 10 35^o.