ОЧИЩАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЫМОВОЙ ТРУБЫ Российский патент 2002 года по МПК F23J15/02 

Изобретение относится к энергетике, в частности к дымовым трубам промышленных энерготехнологических установок и сооружений, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для удаления различных объемов воздуха общеобменной вентиляции, содержащего вредные примеси.

Известно эжектирующее устройство дымовой трубы, преимущественно для локомотивов (см. а.с. 956917. МПК F 23 J 15/02. Бюл. 23, 1982), содержащее конусообразный насадок, охватывающий дымовую трубу с образованием конфузорной камеры, в которой расположены криволинейные плоскости и направляющие ребра.

Недостатком является невозможность очистки дымовых газов от твердых и парогазовых сконденсировавшихся загрязнений, выбрасываемых в окружающую среду.

Известно очищающее устройство дымовой трубы (см. патент РФ 2111414. МПК F 23 J 15/02, F 23 L 17/02, Бюл. 14, 1998), содержащее конусообразный насадок, криволинейные плоскости с направляющими ребрами, конусообразный грязеуловитель с грязесборником, выполненным в виде кольцевой канавки и расположенным с внешней стороны конусообразного насадка, на внутренней поверхности которого размещены винтообразные канавки от выходного его сечения до грязеуловителя.

Недостатком является невысокая эксплуатационная эффективность процесса очистки дымовых газов от твердых и сконденсировавшихся каплеобразных частиц, обусловленная вероятностно-случайным выпадением из полостей винтообразных канавок загрязнений при их перемещении в грязеуловитель и неустранением условий слипания более крупных фракций твердых частиц в грязеуловителе, что препятствует поступлению загрязнений в грязесборник для последующего удаления.

Технической задачей предлагаемого изобретения является улучшение экологической обстановки в зоне работы ТЭЦ, котельных, известковых печей сахзаводов и других промсооружений, выбрасывающих продукты сжигания топлива и сопутствующие газы через дымовые трубы в окружающую среду путем не только отделения, но и обеспечения условий эффективного удаления загрязнений.

Технический результат достигается тем, что очищающее устройство дымовой трубы содержит конусообразный насадок, выполненный из биметалла, и криволинейные поверхности с направляющими воздушный поток ребрами, конусообразный грязеуловитель с грязесборником, выполненным в виде кольцевой канавки и расположенным с внешней стороны конусообразного насадка, на внутренней поверхности которого размещены винтообразные канавки от винтового сечения его до грязеуловителя, при этом профиль винтообразных канавок имеет вид ласточкина хвоста.

На фиг.1 изображено очищающее устройство дымовой трубы; на фиг.2 - профиль винтообразной канавки в виде ласточкина хвоста.

Очищающее устройство дымовой трубы содержит дымовую трубу 1, конусообразный насадок 2, выполненный из биметалла и охватывающий боковую поверхность дымовой трубы 1 у выходного сечения, криволинейные плоскости 3 с направляющими и закручивающими ребрами 4, винтообразные канавки 5 с профилем в виде ласточкина хвоста и расположенные на внутренней поверхности конусообразного насадка 2, конусообразный грязеуловитель 6 и кольцеобразный грязесборник 7, расположенный с внешней стороны у нижнего основания конусообразного насадка 2.

Очищающее устройство дымовой трубы работает следующим образом.

Воздушный поток, окружающий дымовую трубу, огибая кольцеобразный грязеуловитель 7, обтекает криволинейные плоскости 3, а также направляющие и закручивающие ребра 4, закручивается, создавая эжекционный эффект за счет увеличения скорости воздуха в канале между криволинейной поверхностью 3 и внешней поверхностью дымовой трубы 1. Завихренный поток атмосферы воздуха (ветровая тяга), контактируя с потоком газа, выбрасываемого из дымовой трубы, закручивает его, частично охлаждая. В результате воздействия центробежных сил на твердые частицы загрязнений в потоке дыма (газа) они отбрасываются к внутренней поверхности конусообразного насадка 2 и, попадая в полости в виде ласточкина хвоста винтообразных канавок 5, успокаиваясь там, сталкиваются с другими частицами, укрупняются и скатываются в конусообразный грязеуловитель 6. Выполнение полости винтообразных канавок 5 в виде ласточкина хвоста препятствует выпадению укрупненных твердых и каплеобразных частиц в завихренный поток атмосферного воздуха и газа, выбрасываемого из дымовой трубы. Наличие же загрязнений, выпадающих из полостей винтообразных канавок загрязнений, увеличивает их общую концентрацию в очищаемом потоке, а это способствует возможности выброса твердых и сконденсировавшихся частиц в окружающую среду, т.е. ухудшает эксплуатационную надежность очищающего устройства.

Взаиморасположение грязеуловителя 6 относительно криволинейных плоскостей 3 выполнено таким образом, что его часть, контактирующая с винтообразными канавками 5, расположена выше как по отношению с криволинейными плоскостями 3 и направляющим ребром 4, так и по отношению к выходному сечению дымовой трубы 1. Это обеспечивает наличие спокойной зоны в месте контакта конусообразного грязеуловителя 6 и винтообразных канавок 5, т.е. отсутствует воздействие закрученного потока на частицы загрязнений, скатывающихся из полостей в виде ласточкина хвоста винтообразных канавок 5 в конусообразный грязеуловитель 6.

Перемещение частиц загрязнений по грязеуловителю 6 приводит к дальнейшему их укрупнению и слипанию в более крупные фракции, способствующие образованию "пробок", т.е. столь крупных фракций, которые в случайных местах полости грязеуловителя 6 препятствуют прохождению более мелких частиц загрязнений. Для устранения данного явления конусообразный насадок 2 выполняется из биметалла. В этом случае наблюдаемое воздействие как на внутреннюю поверхность конусообразного насадка 2 горячего потока смеси дымовых газов и воздуха, завихренного на криволинейных плоскостях 3 и закручивающих ребрах 4, так и на внешнюю поверхность более холодного потока воздуха окружающей среды, приводит к образованию волновых колебаний не только конусообразного насадка 2 (см., например, Биметаллы. Дмитриев А.Н. и др. Пермь, 1991, - 416 с. ), но и на внутренней поверхности грязеуловителя 6.

В результате осуществления механического волно-колебательного воздействия на слипшиеся частицы загрязнения в полости винтообразных канавок в виде ласточкина хвоста и укрупненные фракции загрязнений, образующие "пробки" в грязеуловителе 6, они разрушаются на более мелкие частицы и беспрепятственно перемещаются в грязесборник 7 для последующего удаления автоматически или вручную.

Совместный процесс обтекания криволинейных поверхностей 3 сверху и снизу образует воздушную рубашку, интенсифицирующую процесс охлаждения дымовых газов с конденсацией паров влаги. Мелкодисперсная сконденсировавшаяся влага с твердыми частицами загрязнений смещается к периферии вращающегося в конусообразном насадке 2 смешивающегося потока газов и воздуха, завихренного на криволинейных плоскостях 3, укрупняется, причем частицы пыли интенсифицируют процесс укрупнения и конденсации влаги, так как являются "ядрами конденсации". Отброшенная к внутренней поверхности конусообразного насадка 2 капельная влага, частично укрупненная, попадает в полости, выполненные в виде ласточкина хвоста винтообразных канавок 5. В результате наблюдается дополнительное "туманное" охлаждение дымовых газов и более качественная очистка от дымовых загрязнений.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в том, что устройство позволяет без дополнительных энергозатрат повысить эксплуатационную надежность и качество очистки дымовых газов путем как устранения условий витания, дополнительно находящихся в очищенном потоке выпадающих из полостей винтообразных канавок частиц, так и своевременного удаления из грязеуловителя через грязесборник загрязнений за счет разрушения образующихся "пробок" из слипающихся твердых и каплеобразных крупных фракций.

Изобретение относится к энергетике, в частности к дымовым трубам промышленных энерготехнологических установок и сооружений, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для удаления различных объемов воздуха общеобменной вентиляции, содержащего вредные примеси. Технической задачей предлагаемого изобретения является улучшение экологической обстановки в зоне работы ТЭЦ, котельных, известковых печей сахзаводов и других промсооружений, выбрасывающих продукты сжигания топлива и сопутствующие газы через дымовые трубы в окружающую среду, путем не только отделения, но и обеспечения условий эффективного удаления загрязнений. Очищающее устройство дымовой трубы содержит конусообразный насадок, выполненный из биметалла, и криволинейные поверхности с направляющими и закручивающими воздушный поток ребрами, конусообразный грязеуловитель с грязесборником, выполненным в виде кольцевой канавки и расположенным с внешней стороны конусообразного насадка, на внутренней поверхности которого размещены винтообразные канавки от винтового сечения его до грязеуловителя, при этом профиль винтообразных канавок имеет вид ласточкина хвоста. 2 ил.

Очищающее устройство дымовой трубы, содержащее конусообразный насадок, криволинейные поверхности с направляющими и закручивающими воздушный поток ребрами, конусообразный грязеуловитель с грязесборником, выполненным в виде кольцевой канавки и расположенным с внешней стороны конусообразного насадка, на внутренней поверхности которого размещены винтообразные канавки от выходного его сечения до грязеуловителя, отличающееся тем, что конусообразный насадок выполнен из биметалла, а профиль винтообразных канавок имеет вид ласточкина хвоста.