ЭЛЕКТРОЦИКЛОН Российский патент 1999 года по МПК B03C3/15 B04C7/00 

Изобретение относится к пылеулавливающему оборудованию, а более конкретно к центробежно-электрическим пылеуловителям, и может быть использовано для очистки газов от взвешенных частиц в химической, металлургической, цементной и других отраслях промышленности.

Известен пылеулавливающий аппарат (GB 800345, B 01 C, 1958), представляющий собой электроциклон, состоящий из корпуса, входного патрубка, бункера и коронирующего электрода, сделанного в виде спирали и расположенного коаксиально внутри корпуса. Запыленный поток газа, попадая внутрь корпуса через входной патрубок, подвергается очистке под совместным воздействием сил центробежного и электрического полей. Такой аппарат может быть изготовлен на большую производительность по газу.

Недостатком этого аппарата является то, что газ внутри спирали не подвергается электрической очистке, что снижает эффективность пылеулавливания.

Этот недостаток устранен в наиболее близком к предлагаемому аппарате (ав. св. СССР 364346, B 03 C 3/16, 73 г.), представляющем собой электроциклон (комбинация противоточного циклона и трубчатого электрофильтра). Он содержит корпус с центральной выхлопной трубой, входной патрубок, бункер и коронирующий электрод, в котором запыленный газ, двигаясь по противоточной схеме, подвергается очистке: сначала под воздействием сил центробежного поля, а затем в электрическом поле коронного разряда. С целью повышения эффективности улавливания тонкодисперсной пыли коронирующий электрод размещен коаксиально в центральной выхлопной трубе.

Недостатком этого аппарата является небольшая производительность по газу.

Целью данного изобретения является увеличение производительности по газу при высокой эффективности пылеулавливания.

Цель достигается тем, что центральная труба снабжена перфорацией вдоль ее боковой поверхности и содержит внизу насадку, состоящую из конуса и цилиндра, причем последний соединен с выхлопной трубой газоотводящими патрубками.

Предлагаемый электроциклон, также как и прототип, является комбинацией циклона и электрофильтра, объединенных в одном корпусе. Он содержит корпус с центральной трубой и расположенный внутри нее коронирующий электрод, входной патрубок, бункер и выхлопную трубу. Производительность аппарата по газу определяется скоростью газа в кольцевом пространстве между корпусом и центральной трубой и площадью поперечного сечения этого пространства.

При равной площади поперечного сечения кольцевого пространства у прототипа и предлагаемого аппарата производительность последнего может быть увеличена за счет более высокой скорости газа в верхнем поперечном сечении (до перфораций), поскольку далее, по мере движения вниз, происходит постепенный отток газа из кольцевого пространства внутрь центральной трубы через ее перфорированную стенку. При этом гидравлическое сопротивление предлагаемого аппарата не повышается по сравнению с прототипом.

Высокая эффективность очистки газа достигается за счет упорядоченного движения уплотненной пыли и газа. Так, насадка внизу центральной трубы, состоящая из конуса и цилиндра, предотвращает унос уловленной пыли из нижней части корпуса в выхлопную трубу через кольцевое отверстие между центральной и выхлопной трубами. В бункер вместе с пылью попадает небольшая часть газа (около 3%), которая помогает ее прохождению через кольцевые отверстия между корпусом и конусом, центральной и выхлопной трубами. Эта часть выводится из бункера через газоотводящие патрубки в выхлопную трубу благодаря эжектирующему воздействию газа в последней. Перед заходом в эти патрубки газ, огибая внутри конус и цилиндр, резко меняет свое направление, освобождаясь при этом от захваченной пыли. Таким образом, насадка и газоотводящие патрубки обеспечивают отвод газа из бункера без пересечения с потоком ссыпающейся пыли.

Результаты сравнительных испытаний прототипа и предлагаемого аппарата представлены в таблице, из которой видно, что при разных гидравлических сопротивлениях у прототипа и предлагаемого аппарата, последний имеет большую производительность по газу при высокой эффективности пылеулавливания.

Сопоставительный анализ предлагаемого решения с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается наличием новых конструктивных элементов - перфорации в центральной трубе и насадки, которая соединена с выхлопной трубой газоотводящими патрубками. Таким образом, предлагаемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение решения с другими техническими решениями показывает, что использование прямоточных циклонов и электрофильтров по отдельности известно. Однако в данном техническом решении объединение двух пылеуловителей в одном корпусе проявляет новые свойства - позволяет повысить производительность по газу при одновременном увеличении эффективности пылеулавливания.

На фиг. 1 представлена схема продольного разреза аппарата, на фиг. 2 и фиг. 3 - схемы поперечных разрезов аппарата.

Электроциклон представляет собой корпус 1, снабженный вверху входным патрубком 2, а внизу - бункером 3 с пылеспускным штуцером 4.

Внутри корпуса 1 устанавливается система электродов: осадительный - центральная труба 5 и коронирующий - стержень 6 с разрядными устройствами типа игл - 7. Коронирующий электрод 6 подвешен на изоляторе 8, который закрывается сверху изоляторной коробкой 9. Через бункер 3 проходит выхлопная труба 10. Центральная труба 5 содержит насадку, состоящую из корпуса 11 и цилиндра 12. Последний соединен с выхлопной трубой 10 газоотводящим патрубком 13.

Электроциклон работает следующим образом.

Запыленный поток газа поступает внутрь корпуса 1 через выхлопной патрубок 2 и приобретает возвратно-поступательное движение вниз корпуса 1 аппарата. В кольцевом пространстве между корпусом 1 и центральной трубой 5 основная часть пыли, отброшенная центробежной силой к стенке корпуса 1, перемещается вниз и попадает через кольцевой зазор между корпусом 1 и конусом 11 в бункер 3. Далее процесс очистки газа от оставшейся в нем тонкодисперсной пыли организован следующим образом: газ направляется от периферии внутрь центральной трубы 5 навстречу потоку ионов газа, движущихся от коронирующего электрода к внутренней поверхности центральной трубы 5. При этом внутри центральной трубы 5 происходит зарядка частиц пыли и их осаждение под воздействием сил электростатического поля на внутренней поверхности. Таким образом, центральная труба 5 выполняет функцию осадительного электрода. Благодаря нисходящему потоку газа, осажденные на внутренней поверхности центральной трубы 5 частицы пыли перемещаются вниз к пылеспускному кольцевому отверстию между центральной трубой 5 и выхлопной трубой 10. Через это кольцевое отверстие уловленная пыль попадает в пространство между корпусом 11 и выхлопной трубой 10 и ссыпается в бункер 3. Часть газа, попавшая в бункер 3, выводится из последнего через газоотводящие патрубки 13 в выхлопную трубу 10. Генерирование ионов внутри центральной трубы 5 происходит за счет интенсивного коронарного разряда с игл 7, расположенных на стержне 6. Последний подвешен на изоляторе 8, который закрывается изоляторной коробкой 9.

Уловленная пыль из бункера 3 выгружается через пылеспускной штуцер 4.

Внутри центральной трубы 5 газ сохраняет вращательное движение, что способствует охлаждению частиц.

Литература
1. Патент Англии N 800345, B 01 d, 1958.

2. Авторское свидетельство СССР N 364346, B 03 C 3/16, 1973.

Электроциклон предназначен для улавливания пыли, при этом улавливаемая пыль может быть с любым удельным электрическим сопротивлением. Аппарат может использоваться как в одиночном, так и в групповом исполнении. Это дает возможность сделать пылеулавливающую систему с любой производительностью по газу. Аппарат содержит корпус, входной патрубок, бункер, центральную трубу, коронирующий электрод и выхлопную трубу, причем центральная труба делается газопроницаемой (например, за счет перфорации в ее боковой поверхности), что позволяет увеличить производительность по газу, и содержит насадку, которая соединена с выхлопной трубой газоотводящими патрубками, что повышает эффективность пылеулавливания. 3 ил., 1 табл.

Электроциклон для очистки газов от пыли, содержащий корпус с центральной трубой и коронирующий электрод, расположенный внутри нее, входной патрубок, бункер, выхлопную трубу, отличающийся тем, что центральная труба снабжена перфорацией вдоль ее боковой поверхности и содержит внизу насадку, состоящую из конуса и цилиндра, причем последний соединен с выхлопной трубой газоотводящими патрубками.