ЦИКЛОН Российский патент 2002 года по МПК B01D47/06 

Предлагаемое техническое решение относится к области пылеулавливания в центробежном поле и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, горнодобывающей, строительной и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах очистки дымовых газов и вентиляционных выбросов.

Известен аппарат циклонного типа для мокрой очистки газа (авт. св. СССР 420211, В 03 С 1/08, В 04 С 9/00, 1976 г.), содержащий корпус с диффузором и соплами, расширительно-осадительной камерой с магнитами и насос с патрубками отсоса и подачи орошаемой жидкости, при этом расширительно-осадительная камера снабжена ротационным устройством, выполненным в виде погружной вертушки.

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная степень улавливания мелких немагнитных частиц из-за отсутствия их взаимодействия с магнитами и неравномерности орошения запыленного газа жидкостью в корпусе с помощью сопел.

Известен циклонный аппарат, содержащий цилиндроконический корпус, входной тангенциальный патрубок, бункер-пылесборник, осевую выхлопную трубу, продольные направляющие лопатки, при этом он снабжен установленной соосно с выхлопной трубой с возможностью вращения вокруг ее оси оросительной системой (авт. св. СССР 1526838, В 04 С 5/107, B 01 D 47/08, 1983 г.).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная степень улавливания мелких частиц из-за отсутствия их смачивания в цилиндрическом корпусе в зоне основного действия центробежных сил.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является конструкция циклона по авт. св. СССР 695715, В 04 С 5/08, E 21 F 5/02, 1979 г.

Циклон содержит корпус, по оси которого расположен цилиндрический барабан с приводом и установленным внутри барабана распылителем, кольцевым диском и лопастями, расположенными на наружной поверхности барабана.

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная степень очистки запыленного газа из-за малой эффективности улавливания частиц внутри барабана, где происходит смачивание частиц жидкостью, подаваемой из распылителя.

Задачей предлагаемого технического решения является смачивание мелких частиц жидкостью в кольцевом зазоре между барабаном и корпусом, приводящее к увеличению скорости осаждения этих частиц в центробежном поле.

Техническим результатом является увеличение степени очистки запыленного газа за счет возрастания эффективности улавливания мелких частиц в кольцевом зазоре между барабаном и корпусом.

Поставленный технический результат достигается тем, что в циклоне, содержащем корпус, по оси которого расположен цилиндрический барабан с лопастями, внутри которого установлен распылитель жидкости, при этом барабан имеет возможность свободного вращения под действием потока жидкости из распылителя, выполненного в виде распределительных патрубков, установленных в верхней части барабана, на лопасти, равномерно расположенные по внутренней поверхности барабана на уровне распылителя жидкости, а к нижней части барабана прикреплен цилиндр с равномерно перфорированной боковой поверхностью для обеспечения равномерного разбрызгивания капель жидкости в корпусе под действием центробежной силы.

Установка барабана с возможностью свободного вращения под действием потока жидкости из распылителя, выполненного в виде распределительных патрубков в верхней части барабана, на лопасти, равномерно расположенные на внутренней поверхности барабана на уровне распылителя жидкости, позволяет использовать кинетическую энергию жидкости для вращения барабана.

Прикрепление к нижней части барабана цилиндра с равномерно перфорированной боковой поверхностью позволяет равномерно разбрызгивать капли жидкости в корпусе под действием центробежной силы, возникающей при вращении барабана и цилиндра.

В верхней части корпуса в зоне установки барабана вращение последнего позволяет интенсифицировать центробежное осаждение крупных и средних частиц без их смачивания, так как они имеют в сухом состоянии достаточно высокую скорость центробежного осаждения.

Равномерная перфорация боковой поверхности цилиндра позволяет при прохождении жидкости через отверстия образовать капельную завесу, двигающуюся внутри корпуса поперек основного потока газа с неуловленными мелкими частицами, и при столкновении с ними увеличивать их вес, объем, скорость центробежного осаждения, а значит - вероятность улавливания и степень очистки. Кроме того, капельная завеса, образующаяся в нижней части цилиндра при стекании жидкости с его торца, предотвращает попадание частиц внутрь цилиндра и барабана и вынос их с восходящим потоком очищенного газа из циклона, что также способствует увеличению степени очистки.

На фиг.1 изображен общий вид предлагаемой конструкции циклона, а на фиг. 2 - вид сверху.

Он состоит из корпуса 1, по оси которого расположен цилиндрический барабан 2 с лопастями 3, равномерно распределенными по внутренней поверхности барабана 2, внутри которого в верхней части установлен распылитель жидкости 4, выполненный в виде распределительных патрубков, соединенных с трубопроводом 5 подачи жидкости от насоса.

Цилиндрический барабан 2 установлен в корпусе 1 на подшипнике 6 с возможностью свободного вращения, а его лопасти 3 расположены на уровне распределителя жидкости 4. К нижней части барабана 2 прикреплен цилиндр 7 с равномерно перфорированной боковой поверхностью. Для подачи запыленного газа в корпус 1 служит патрубок 8, а для отбора уловленных частиц из корпуса 1 - патрубок 9.

Запыленный газ подают по патрубку 8 тангенциально внутрь корпуса 1. Двигаясь по спирали сверху вниз вместе с потоком газа, крупные и средние частицы дисперсной фазы под действием центробежной силы отбрасываются к стенке корпуса 1 и под действием силы тяжести опускаются в коническую часть корпуса 1 к патрубку 9.

Одновременно с подачей запыленного газа по трубопроводу 5 через распределительные патрубки распылителя жидкости 4 подают воду (или другую жидкость, хорошо смачивающую частицы дисперсной фазы). Вода, вытекая с большой скоростью из распределительных патрубков, попадает на лопасти 3 и приводит во вращение цилиндрический барабан 2 с цилиндром 7 в направлении, совпадающем с направлением вращения запыленного газа.

Под действием центробежной силы, прижимающей воду к внутренней поверхности барабана 2 и образующей на ней пленку, вода, стекает сверху вниз к отверстиям в боковой поверхности цилиндра 7. Попадая в отверстия перфорированной боковой поверхности цилиндра вода разбрызгивается в зазоре между цилиндром 7 и корпусом 1, сталкивается с мелкими частицами и смачивает их. Эти "утяжеленные" водой мелкие частицы улавливаются в нижней части корпуса под действием центробежной силы. Вода, не прошедшая через отверстия в перфорированной боковой поверхности цилиндра 7, создает при стекании с его торца дополнительную водяную завесу, увеличивающую вероятность улавливания мелких частиц. Мокрые мелкие частицы сбрасываются центробежной силой и силой тяжести к патрубку 9, а очищенный газ выходит вверх по барабану 2.

Предлагаемая конструкция циклона увеличивает степень улавливания частиц особенно мелких фракций за счет их смачивания в центробежном поле в кольцевом зазоре между цилиндром 7 и корпусом 1, предотвращает унос уловленных частиц из нижней части корпуса 1. Кроме того, упрощается конструкция циклона, не требующего принудительного вращения от двигателя, так как для вращения барабана 2 и цилиндра 7 используется кинетическая энергия подаваемой на смачивание частиц воды.

Изобретение предназначено для пылеулавливания в центробежном поле и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, горнодобывающей, строительной и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах очистки дымовых газов и вентиляционных выбросов. Циклон содержит корпус, по оси которого расположен цилиндрический барабан с лопастями, внутри которого установлен распылитель жидкости. Барабан имеет возможность свободного вращения под действием потока жидкости из распылителя, выполненного в виде распределительных патрубков, установленных в верхней части барабана, на лопасти, равномерно расположенные по внутренней поверхности барабана на уровне распылителя жидкости, а к нижней части барабана прикреплен цилиндр с равномерно перфорированной боковой поверхностью для обеспечения равномерного разбрызгивания капель жидкости под действием центробежной силы в корпусе. Техническим результатом является увеличение степени очистки запыленного газа за счет возрастания эффективности улавливания мелких частиц в кольцевом зазоре между барабаном и корпусом. 2 ил.

Циклон, содержащий корпус, по оси которого расположен цилиндрический барабан с лопастями, внутри которого установлен распылитель жидкости, отличающийся тем, что барабан имеет возможность свободного вращения под действием потока жидкости из распылителя, выполненного в виде распределительных патрубков, установленных в верхней части барабана, на лопасти, равномерно расположенные по внутренней поверхности барабана на уровне распылителя жидкости, а к нижней части барабана прикреплен цилиндр с равномерно перфорированной боковой поверхностью для обеспечения равномерного разбрызгивания капель жидкости в корпусе под действием центробежной силы.