СПОСОБ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ И ФИЛЬТР Ю.С. ПАНЧЕХИ Российский патент 2004 года по МПК B01D45/10 B01D47/06 

Изобретение относится к способам мокрой очистки газов от пыли, капель, аэрозоля.

Известен способ очистки газов, по которому через фильтроэлемент, выполненный в виде перфорированного каркаса, обтянутого фильтрующим материалом, установленного внутри корпуса, подают загрязненный газ, который частично задерживается фильтроэлементом (см. а.с. СССР №1329802, МКИ B 01 D 45/08, опубл. 1987 г.).

Недостатком способа является низкая эффективность очистки газа из-за одной ступени фильтрации, отсутствия активной регенерации (промывки) фильтра в процессе очистки, невозможности его использования при фильтрации кристаллизующихся пыли и аэрозолей.

Известен способ мокрой очистки газов, по которому через фильтроэлемент, выполненный в виде нескольких перфорированных каркасов, обтянутых фильтрующим материалом, установленных внутри корпуса, подают загрязненный газ, при этом перед фильтроэлементом разбрызгивают, а по фильтроэлементу снаружи со стороны потока загрязненного газа пропускают смывную среду в виде жидкости. Реализован в устройстве по патенту России №20509141, МКИ B 01 D 46/00, опубл. в БИ №36, 1995 г.

Данный способ обладает более высокой эффективностью очистки газа, т.к. промывка жидкостью смывает определенную часть загрязнений, которые задерживают ячейки фильтрующего материала фильтроэлемента, а часть пыли осаживается перед фильтроэлементом из-за образования капель жидкости при дроблении струй о корпус.

Недостатком способа является то, что часть пыли прилипает внутри ячеек (отверстий) фильтрующего материала, а смывная среда подается тангенциально только вдоль наружной поверхности с небольшой скоростью и малым значением расхода и не способна смыть эти частицы, которые находятся на внутренних стенках ячеек, отверстий фильтроматериала. Пыль закрепляется в местах переплетения плетеного материала или внутри волокон объемного материала. Подавать смывную среду постоянно мощным потоком с большим расходом нельзя, так как это перекроет все открытые ячейки фильтра и приведет к резкому увеличению гидравлического сопротивления фильтра и снизит его пропускную способность. Уровень шума при такой подаче смывной среды значителен. С течением времени фильтроэлемент загрязняется и требует внешней регенерации (радиальной промывки высокоскоростными потоками) или его замены.

Задачи изобретения - повышение эффективности очистки очищаемого газа, фильтроэлементов при работе, снижение гидравлического сопротивления при фильтрации, улучшение очистки (регенерации) фильтроэлементов и их частей при работе фильтра, упрощение конструкции, снижение уровня шума фильтра при подаче на фильтроэлемент смывной среды.

Поставленные задачи решаются тем, что в способе очистки газов, по которому через фильтроэлементы, расположенные последовательно друг за другом перпендикулярно вектору потока газа, подают загрязненный газ, при этом перед фильтроэлементами разбрызгивают, а по фильтроэлементу снаружи со стороны загрязненного газа пропускают смывную среду в виде жидкости, в процессе очистки изменяют вектор поступательного движения потока смывной среды по величине и направлению, обеспечивают импульсную подачу смывной среды таким образом, чтобы фильтроэлементы были постоянно с увлажненной рабочей поверхностью, а также:

- изменяют вектор вращательного и поступательного движения по величине и направлению, обеспечивая импульсную подачу смывной среды по спиралевидной траектории;

- в качестве смывной среды применяют жидкогазовые смеси, в которых газ распределен в виде пузырьков, а в процессе очистки изменяют концентрацию газа, размеры пузырьков, концентрацию пузырьков газа в различных фракциях, используя для этого очищенный газ;

- перед фильтроэлементами производят смешивание загрязненного газа с аэрозолью, концентрацию и размер капель жидкости которой изменяют, кроме этого изменяют общую концентрацию аэрозоля в потоке очищаемого газа;

- фильтроэлементу придают колебательное движение в разных направлениях, которые периодически меняют;

- фильтроэлемент выполняют в виде ленточных профильных элементов, которым создают натяжение, располагают параллельно, смывную среду пропускают только по каждому ленточному профильному элементу, причем толщину слоя смывной среды, который соприкасается с ним, угол наклона ленточных профильных элементов, расстояние между ними изменяют.

На фиг.1 показана схематично конструкция фильтра, реализующая данный способ, на фиг.2, 3 - схемы фильтроэлементов, на фиг.4 - схема расположения фильтроэлементов, на фиг.5, 6, 7, 8 - профильные сечения ленточно-профильных элементов, на фиг.9-14 схемы расположения ленточно-профильных элементов в различных фильтроэлементах, на фиг.15, 16 - схемы выполнения отверстий перфорированной емкости для ленточно-профильных элементов в различных фильтроэлементах, на фиг.17-19 - схемы центрирования ленточных профильных элементов в отверстиях перфорированной емкости, на фиг.20 - поперечный разрез, на фиг.21 - продольный разрез щетинистого ленточного профильного элемента.

Фильтр (фиг.1), реализующий данный способ, включает корпус 1 с входным 2, выходным 3 отверстиями, фильтроэлементами (ФЭ) 4, 5, перфорированную емкость (ПЕ) 6 для смывной среды, емкость приема смывной жидкости (ЕПСЖ) 7, устройство создания аэрозоля (УСА) 8, которое связано с камерой смешивания аэрозоля (КСА) 9 с загрязненным газом, расположенной перед фильтроэлементами (ФЭ) 4, 5. Фильтр содержит гидронасос 10, который связан с ЕПСЖ 7 и через фильтр жидкости 11 с устройством подачи жидкости (УПЖ) 12, которое вместе с устройством подачи газа (УПГ) 13 связаны с устройством приготовления жидкогазовой смеси (УПЖГС) 14. (УПЖГС) 14 связано с ПЕ 6. УПЖГС 14 предназначено для создания жидкогазовой смеси (ЖГС) с различными характеристиками: размера пузырьков, концентрации газа и т.д., предназначено для подачи жидкости или ЖГС на поверхность ФЭ 4, 5. Жидкость к УПЖГС 14 подается либо от внешнего источника чистой жидкости 15, либо от внутреннего устройства подачи жидкости (УПЖ) 12. Очищенный газ к УПЖГС 14 подается от УПГ 13, которое связано с выходным патрубком 3 фильтра. УСА 8 связано с УПГ 13 и УПЖ 12. Загрязненная жидкость или ЖГС собирается в ЕПСЖ 7, откуда она поступает к линии слива 16 или к насосу 10. ФЭ 4, 5 связаны с устройством механических колебаний (УМК) 17, которое может создавать колебания в трех измерениях. ФЭ 4, 5 связаны с устройством регулирования подачи смывной среды (УРПСС) 18. ФЭ 4, 5 связаны с устройством натяжения (УН) 19. Фильтр содержит блок управления 20, который связан управляющими линиями с: УСА 8, УПЖГС 14, ПЕ 6, УПЖ 12, УПГ 13, УМК 17, УРПСС 18, УН 19. Вектор потока газа - 21. ФЭ 4, 5 могут быть выполнены в виде ленточно-профильных элементов (ЛПЭ) 22.

Сущность способа (см.фиг.2) мокрой очистки газов заключается в том, что через ФЭ 4, 5, расположенные последовательно друг за другом перпендикулярно вектору потока газа 21, подают загрязненный газ, а по ФЭ 4, 5 снаружи со стороны загрязненного газа пропускают смывную среду (СС) в виде жидкости через отверстия ПЕ 6. В процессе очистки газа изменяют вектор Vп поступательного тангенциального движения потока СС по величине и направлению обеспечивают импульсную подачу СС. При импульсной подаче, СС в виде жидкости процесс очистки ФЭ значительно улучшается. Подавать СС в виде потока жидкости с низкой скоростью и малым расходом для обеспечения невысокого гидросопротивления ФЭ неэффективно, т.к. частицы пыли прикрепляются в переплетениях ФЭ и не могут быть смыты слабым потоком СС. Применять постоянно мощные потоки с большим расходом нельзя, так как это перекроет все открытые ячейки фильтра, что приведет к резкому увеличению гидравлического сопротивления фильтра и снизит его пропускную способность, не обеспечит работоспособность фильтра. При импульсной подаче СС изменяют скорость, направление, время импульса, фронт нарастания, фронт спада импульса, скважность импульса подачи СС, расход СС. Эти характеристики устанавливаются из условия максимальной очистки ФЭ от загрязнений газа, минимизации гидросопротивления ФЭ, максимальной очистки газа. Поверхность ФЭ должна быть постоянно в смоченным (влажном) состоянии, чтобы улавливать частицы аэрозоля и пыли. При прохождении газа влага испаряется, скорость испарения влаги зависит от температуры газа, его влажности, скорости потока газа, поэтому время паузы между импульсами подачи СС должно быть таким, чтобы пленка жидкости на поверхности ФЭ не высыхала.

Если потоку СС наряду с вектором Vп сообщить (см.фиг.3) вектор вращательного движения Vв (для ФЭ с конической, цилиндрической рабочей поверхностью), на частицы потока СС начинают действовать и центробежные силы, происходит активная турбулизация потока СС и придание ему спиралевидного характера движения с высокой суммарной тангенциальной скоростью на поверхности ФЭ, при этом хорошо подвергаются очистке углубления, полости, щели, расположенные под углом (перпендикулярно) к оси ФЭ и направлению вектора загрязненного газа 21. Изменяя направление и величину вектора Vo (скорость в осевом направлении) и Vв, создают пульсацию, колебательное движение по спирали потока СС, расход СС, можно добиться быстрой и качественной очистки ФЭ, для которых применение вышеописанного способа осевой подачи ЖГС менее эффективно. Технически осуществить закрутку потока возможно с помощью различных элементов с винтовой поверхностью, регулируемых лопаток, изменяющих направление потока, специальной турбины, установленной по оси потока, которые связаны с блоком управления.

Таким образом, комплексно изменяя векторы скоростей поступательного Vп и вращательного Vв движения потока СС (для ФЭ с конической и цилиндрической поверхностью) в сочетании с изменением характеристик СС, можно интенсифицировать процесс очистки поверхности ФЭ - впадин, щелей, имеющих сложные рельеф и пространственную ориентацию относительно центральной оси ФЭ.

Эффективность способа мокрой очистки может быть существенно повышена, если в качестве СС применить жидкогазовые смеси (ЖГС), в которых газ распределен в виде пузырьков, а в процессе очистки изменять концентрацию газа, размеры пузырьков, концентрацию пузырьков газа в различных фракциях, используя для этого очищенный газ. Предварительно очищенный газ можно пропускать в жидкость через керамические фильтры, которые обеспечивают образование пузырьков газа определенного диаметра в зависимости от размера пор фильтра. Пузырьки газа равномерно насыщают ЖГС и создают своеобразные щетки “ерш”, где в качестве ворсинок выступают пузырьки газа. Размер пузырьков возможно изменять в процессе обработки, пропуская газ через пористые фильтры, имеющие различный размер пор. В результате изменяются возможности очистки. Крупные пузырьки счищают крупные частицы пыли и обеспечивают макротурбулизацию потока, но не могут проникнуть в щелевидные полости, переплетения ФЭ. Малые по размеру пузырьки газа могут непосредственно вызывать искусственную кавитацию и проникать в щелевидные труднодоступные места. Эффект “ерша” обеспечивается тем, что пузырьки газа, подталкивая друг друга, создают хаотическое движение и передают импульсы количества движения друг другу, в результате в граничной с поверхностью ФЭ, где скорость потока жидкости ниже из-за вязкого трения, происходит активация потока, образуются микровихри, что приводит и к гидродинамической кавитации, производящей очищающий эффект. Изменяя количество подающего газа в жидкость, можно регулировать процесс турбулизации и гидродинамической кавитации потока ЖГС, а поочередно переключая фильтроэлементы, через которые подают газ, можно изменять размеры пузырьков газа, влиять на процесс искусственной кавитации. Одновременно подавая через пористые фильтры с различными размерами пор разное количество газа, возможно получение ЖГС с различной концентрацией пузырьков газа разных диаметров (фракций). Например, объемную концентрацию газа в жидкости изменяют с 20 до 30% (создают пульсацию по газу в потоке), концентрацию различных фракций пузырьков газа в единице объема газа ЖГС тоже изменяют, см. таблицу.

В процессе очистки возможно изменение по определенным законам во времени общей концентрации пузырьков газа Кг=f(T), концентрации пузырьков газа в единице объема ЖГС в отдельных фракциях Кф_i=f(T), вектор движения V=f(T). Оптимальный режим определяют для каждого ФЭ. Изменением вектора скорости V возможно создать пульсацию потока ЖГС и даже периодически менять его направление, что создает микровихри разной направленности, зоны отрицательного давления у поверхности ФЭ, кавитацию, с высокой разрушающей способностью для загрязнений, при этом очистка ФЭ улучшается. Частоту пульсации и закон ее изменения можно регулировать, например, регулирующими насосом и клапаном, связанными с отверстиями ПЕ 6 и с блоком управления 20, который связан с общим дозатором газа и дозаторами отдельных фракций газа, объединенными в УСЖГС 8. Возможны и другие варианты реализации данного способа. Особенно хорошо очищаются сложные поверхности ФЭ, направленные вдоль оси изделия (по потоку ЖГС). Следует отметить очень важную особенность применения ЖГС - увеличивается поверхность захвата пылевидных частиц за счет большой внешней поверхности ЖГС, которая представляет собой огромное количество сфер взаимосвязанных пузырьков газа разных размеров. Пузырьки газа постоянно схлопываются, газ из пузырьков выбрасывается в поток газа и создает его перемешивание. Внешняя постоянно меняющаяся поверхность микросфер ЖГС активно перемешивает поток газа. Все это увеличивает возможность контакта пыли, капель загрязненного газа с влажной поверхностью ФЭ, что улучшает процесс очистки газа.

Эффективность способа мокрой очистки газов может быть повышена, если перед ФЭ 4 (фиг.1) производить смешивание загрязненного газа с аэрозолем в КСА 4. Концентрацию и размер капель жидкости аэрозоля изменяют с помощью УСА 8, кроме этого изменяют общую концентрацию аэрозоля в потоке загрязненного газа в КСА 9 так, чтобы максимально увлажнить, укрупнить частицы пыли, капель загрязненного газа, что позволит максимально их захватить ФЭ 4, 5, а затем смыть СС.

Применение ФЭ 4, 5 с малым размером ячеек, щелей улучшает процесс очистки загрязненного газа, но увеличивает гидравлическое сопротивление фильтра, способствует быстрому загрязнению ФЭ, сложности его очистки. Применение ФЭ 4, 5 с относительно большим размером ячеек, щелей ухудшает процесс очистки загрязненного газа, но снижает гидравлическое сопротивление фильтра, способствует медленному загрязнению ФЭ, меньшей сложности его очистки.

ФЭ можно придать колебательное движение в разных направлениях, которые периодически меняют. Колебания в направлениях, перпендикулярных вектору потока загрязненного газа 21, способствуют увеличению возможности контакта увлажненного материала ФЭ с частицами пыли, капель загрязнений потока загрязненного газа, при этом захваченные частицы не могут прикрепиться к поверхности ФЭ, так как на них постоянно действуют силы инерции из-за смены направления движения ФЭ. Колебания в направлении по вектору потока загрязненного газа 21 способствует увеличению возможности очистки материала ФЭ с частицами пыли, капель загрязнений потока загрязненного газа, которые прикрепились в отверстия ячеек ФЭ (для ячеистых материалов). Изменяют частоту колебаний, направление колебаний, периодичность смены направления колебаний из условия максимального захвата пыли, капель загрязнений потока загрязненного газа качественной очистки ФЭ при сохранении наибольшей пропускной способности фильтра и наименьшего гидравлического сопротивления.

Значительно снизить гидравлическое сопротивление при сохранении высокой эффективности фильтра возможно, если ФЭ 4, 5 выполнить в виде ряда ЛПЭ 22 (фиг.1), например, круглого профиля в сечении (фиг.17), расположить их параллельно, создать им натяжение. СС пропускают только по каждому ЛПЭ 22, причем толщину слоя СС (фиг.15, 16), который соприкасается с ним, угол наклона ЛПЭ 22 (фиг.4), расстояние между ними (фиг.13, 14) изменяют. В пространстве между ЛПЭ СС не попадает за исключением слоя СС на ЛПЭ 22, что не создает увеличение гидравлического сопротивления ФЭ. Каждый ЛПЭ 22 ФЭ 4, 5 связан с УН 19 и с профильным отверстием 23 ПЕ 6 через профильный зазор 24, в котором периферийная поверхность 25 ЛПЭ 22 эквидистантно расположена по отношению к внутренней поверхности 26 профильного отверстия 23 (фиг.5, 6, 17).

ЛПЭ 22 в каждом следующем ФЭ могут располагать со смещением относительно ЛПЭ 22 в предыдущем ФЭ так, чтобы были образованы зигзагообразные лабиринты для прохода очищаемого газа (фиг.10-12).

ЛПЭ 22 (фиг.11) выполняют вытянутой формы в сечении, например, прямоугольной формы с закругленными ребрами (для снижения сопротивления потоку).

ЛПЭ 22 (фиг.12) выполняют эллиптической формы в сечении (минимальное сопротивление потоку).

ЛПЭ 22 вытянутой формы в сечении располагают большой осью под разными углами к потоку газа в каждом ФЭ с чередованием так, чтобы были образованы зигзагообразные лабиринты для прохода очищаемого газа (фиг.11, 12).

Расстояние между параллельными ЛПЭ 22 в ФЭ а по ходу очищаемой среды может уменьшаться а1>а2 (фиг.13, 14).

В ФЭ выполняют профильные зазоры 24 б для прохода СС в отверстиях 23 перфорированной емкости 6, через которые проходят ЛПЭ 22 с уменьшением по ходу очищаемой среды б1>б2 (фиг.15, 16).

ЛПЭ 22 выполняют с наклонным расположением к вертикали (фиг.4) и по ходу потока загрязненного газа ФЭ располагают с чередованием, в которых ЛПЭ 22 в следующих друг за другом ФЭ выполнены с различными углами наклона к вертикали (фиг.4).

ФЭ снабжены устройством центрирования ЛПЭ 22 (фиг.5, 6), выполненным в виде элемента 27 с отверстиями 28 соосно расположенным отверстиям 23 перфорированной емкости 6 и с диаметром d, равным минимальному диаметру ленточного профильного элемента, причем элемент 27 выполнен с дополнительными отверстиями 29 для прохода СС.

ЛПЭ 22 можно выполнить эластичными с возможностью их растягивания УН 19 и изменения профильного зазора 24 в отверстии 23 перфорированной емкости 6 (фиг.5, 6).

ЛПЭ 22 может быть связано с центрирующим элементом - клапаном (ЦЭК) 30 с клапанной частью 31 с отверстиями 32 соосно расположенным отверстиям 23 ПЕ 6 и с диаметром "d", равным диаметру ЛПЭ 22. ЦЭК 30 выполнен с дополнительными отверстиями 33 для прохода СС (фиг.7, 8) и связан с УРПСС 18.

ЛПЭ 22 могут быть выполнены с наружными выступами 34 для центрирования ЛПЭ 22 в отверстиях 23 ПЕ 6 (фиг.18).

Отверстия 23 ПЕ 6 могут быть выполнены с внутренними выступами 35 для центрирования ЛПЭ 22 внутри этих отверстий (фиг.18).

Отверстия 23 в ПЕ 6 могут быть выполнены равного диаметра с ЛПЭ 22, а дно 36 ПЕ 6 выполнено из пористого проницаемого материала (фиг.19).

Каждый ЛПЭ 22 может быть выполнен с наружной не гладкой, как в описанных выше случаях, а щетинистой поверхностью 37 (фиг.20, 21) в виде "ерша" с равномерно расположенными с зазором друг относительно друга щетинками 38, которые имеют гладкую наружную поверхность и могут быть направлены под углом вниз к ЛПТ 22 в направлении потока СС.

Работа фильтра

Поток загрязненного газа проходит через ФЭ, выполненные в виде ЛПЭ 22, по которым пропускают СС в виде жидкости или ЖГС в непрерывном или импульсном режиме. Сопротивление такого фильтра в каждом сечении относительно невысокое и определяется суммарным сечением щелевидных зазоров между наружными поверхностями ЛПЭ 22 в плоскости при работе в импульсном режиме или суммарным сечением щелевидных зазоров между наружными поверхностями СС на ЛПЭ 22 при работе в режиме непрерывной подачи СС.

Расположение ЛПЭ 22 в каждом следующем ФЭ (II, III, IV) со смещением относительно ЛПЭ 22 в предыдущем ФЭ (I, II, III) так, чтобы были образованы зигзагообразные лабиринты для прохода очищаемого газа (фиг.10-12), позволяет активно перемешивать поток загрязненного газа, увеличивая вероятность встречи пылевидных частиц с поверхностью ЛПЭ 22, при этом также начинают действовать центробежные инерционные силы на частицы пыли и капли аэрозоля, которые отбрасывают их к ЛПЭ 22, где они захватываются СС.

Выполнение ЛПЭ 22 вытянутой формы в сечении, например, прямоугольной формы с закругленными ребрами (фиг.11) или эллиптической формы в сечении (фиг.12) при расположении большой оси по потку загрязненного газа увеличивает площадь активной поверхности ЛПЭ 22 для захвата частиц пыли и капель аэрозоля по сравнению с круглой формой в сечении ЛПЭ 22. Это повышает эффективность очистки.

Расположение ЛПЭ 22 вытянутой формы в сечении большой осью под разными углами к потоку газа в каждом ФЭ с чередованием так, чтобы были образованы зигзагообразные лабиринты для прохода очищаемого газа (фиг.11, 12), позволяет активно перемешивать поток загрязненного газа, увеличивая вероятность встречи пылевидных частиц с поверхностью ЛПЭ 22, при этом также начинают действовать центробежные инерционные силы на частицы пыли и капли аэрозоля, которые отбрасывают их к ЛПЭ 22, где они захватываются СС.

Уменьшение расстояния между параллельными ЛПЭ 22 в ФЭ (I, II, III) по ходу очищаемой среды а1>а2 позволяет улавливать вначале более крупные частицы пыли и аэрозоля, а в ФЭ предоконечном и конечном ФЭ более мелкие частицы пыли и аэрозоля, так как чем меньше расстояние а1, тем выше тонкость фильтрации и вероятность встречи частиц пыли и аэрозоля с поверхностью ЛПЭ 22 возрастает. При этом увеличивается гидравлическое сопротивление последних ФЭ по сравнению с предыдущими ФЭ.

Уменьшение по ходу очищаемой среды в ФЭ (I, II, III) профильных зазоров 24 б1>б2 для прохода СС в отверстиях 23 перфорированной емкости 6, через которые проходят ЛПЭ 22 (фиг.15, 16), позволяет производить более интенсивный захват и смыв частиц пыли и аэрозоля во входных ФЭ, на выходе фильтра в оконечных ФЭ газ значительно очищен и небольшая концентрация загрязнений может быть захвачена ЛПЭ 22 ФЭ. Толщина слоя СС на поверхности 25 ЛПЭ 22 при этом уменьшается (зависит от зазора б). Это способствует экономии СС (нет смысла в большом расходе СС), уменьшает гидравлическое сопротивление, т.к. чистый зазор между поверхностями СС на ЛПЭ 22 увеличивается при неизменном значении расстояния а1 между ЛПЭ 22. Если расстояние а1 уменьшают, то в сочетании с вышеописанным чистый зазор между поверхностями СС на ЛПЭ 22 может либо вообще не изменяться, не увеличивая гидравлического сопротивления, либо уменьшаться незначительно, что при увеличении эффективности очистки приводит к незначительному увеличению гидравлического сопротивления.

Выполнение ЛПЭ 22 с наклонным расположением к вертикали (фиг.4) и расположение ФЭ (I, II, III) по ходу потока загрязненного газа с чередованием, в которых ЛПЭ 22 в следующих друг за другом ФЭ (II, III, IV) выполнены с различными углами наклона к вертикали, позволяет осуществить интенсивное дробление слоев потока загрязненного газа для увеличения вероятности захвата частиц пыли и аэрозоля, при этом создаются микровихри при сложном движении струй газа, что увеличивает возможности по захвату частиц пыли и аэрозоля.

Снабжение ФЭ устройством центрирования ЛПЭ 22 (фиг.5, 6), выполненным в виде элемента 27 с отверстиями 28 соосно расположенным отверстиям 23 перфорированной емкости 6 и с диаметром d, равным минимальному диаметру ленточного профильного элемента, позволяет обеспечить слой СС на поверхности ЛПЭ 22 равной толщины, что обеспечивает равномерность чистых зазоров между поверхностями СС на ЛПЭ 22. ЛПЭ 22 установлено много, зазор б небольшой, поэтому элемент 27 обеспечивает не только слой СС равной толщины на ЛПЭ 22, но и равномерность этой толщины при движении СС по длинному ЛПЭ 22. Проведенные исследования показали, что при асиммитричном профильном зазоре 24 СС движется неравномерно, имеют место срыв и пульсация слоя СС на поверхности ЛПЭ 22, что неблагоприятно сказывается на гидравлическом сопротивлении ФЭ, тонкости фильтрации.

Выполнение ЛПЭ 22 эластичными (из эластичного материала, например, полиуретана, резины) с возможностью их растягивания УН 19 и изменения профильного зазора 24 в отверстии 23 перфорированной емкости 6 (фиг.5, 6) позволяет легко изменять профильный зазор 24 и толщину слоя СС на поверхности ЛПЭ 22 в зависимости от места расположения ФЭ и загрязненности газа.

Для осуществления импульсной или периодической подачи СС по ЛПЭ 22 могут быть использованы УРПСС 18, которые связаны, например, с ЦЭК 30 с отверстиями 31 соосно расположенным отверстиям 23 ПЕ 6 и с диаметром d, равным диаметру ЛПЭ 22. В крайнем нижнем положении ЦЭК 30 клапанной частью 31 перекрывает отверстие 23 ПЕ 6 и СС не подается на ЛПЭ 22. При поднятии ЦЭК 30 между поверхностью клапанной части 31 и отверстием 23 ЛПЭ 22 появляется зазор 24, который увеличивается. При этом увеличивается толщина слоя СС на поверхности ЛПЭ 22. Таким образом, можно регулировать не только толщину слоя СС, но и обеспечить импульсную (периодическую) подачу СС на ЛПЭ 22.

Выполнение ЛПЭ 22 с наружными выступами 34 для центрирования в отверстиях 23 ПЕ 6 (фиг.18) позволяет исключить внешнее устройство центрирования и упростить конструкцию фильтра. Причем выступы 34 могут быть на ограниченной длине ЛПЭ 22 в месте возможного контакта с отверстием 23 ПЕ 6.

Выполнение отверстий 23 ПЕ 6 с выступами 35 для центрирования ЛПЭ 22 (фиг.18) позволяет исключить внешнее устройство центрирования и упростить конструкцию фильтра.

Выполнение отверстия 23 ПЕ 6 равного диаметра с ЛПЭ 22, а дна 36 ПЕ 6 из пористого проницаемого материала (фиг.19) позволяет обойтись без зазора 24 между ЛПЭ 22 и отверстием 23 ПЕ 6. СС подается на ЛПЭ 22 через пористый материал дна 36. Учитывая плотное расположение ЛПЭ 22 друг по отношению к другу и возможности по подбору пористости, толщины, гидравлического сопротивления пористого материала, обеспечивают равномерную и заданную расчетом подачу на ЛПЭ 22 потока СС, при этом подача СС не на ЛПЭ 22 (свободное капание СС) исключается. В качестве материала дна 36 можно применить эластичный открытоячеистый пенополиуретан марки ППУ-100, "металлорезину" - проволочный проницаемый материал, спеченные пористые материалы и др. Это еще более упрощает процесс центрирования и конструкцию фильтра.

Выполнение каждого ЛПЭ 22 с наружной не гладкой, как в описанных выше случаях, а щетинистой поверхностью 37 (фиг.20, 21) в виде "ерша", с равномерно расположенными с зазором друг относительно друга щетинками 38, которые имеют гладкую наружную поверхность и могут быть направлены под углом к ЛПТ 22 вниз, в направлении потока СС, позволяет увеличить площадь контакта с наружной поверхностью щетинок 38 мельчайших частиц пыли и аэрозоля. Это увеличивает эффективность фильтрации. Очистка ЛПЭ 22 в данном случае лучше производить периодической подачей СС для смачивания щетинок 38 и смыва захваченных частиц пыли и аэрозоля с них.

Наличие БУ 20, связанного с УСА 8, УПЖГС 14, ПЕ 6, УПЖ 12, УПГ 13, УМК 17, УРПСС 18, УН 19, позволяет изменять многие параметры фильтрации в широких пределах для обеспечения наиболее эффективной фильтрации газа, загрязненность которого может быть разной в различные моменты времени.

Эффективность описанного выше фильтра может быть увеличена при применении в качестве СС ЖГС.

В данном фильтре применен новый принцип мокрой фильтрации, когда ФЭ выполняют из множества ЛПЭ, по которым подают СС. Данный фильтр никогда не забивается, т.к. с гладкой внешней поверхности легко смывается грязь СС. Постоянство зазора между ЛПЭ при фильтрации обеспечивается их натяжением. В процессе фильтрации возможна самопроизвольная вибрация ЛПЭ (как струны инструмента) при определенном соотношении скорости потока загрязненного газа и усилия натяжки ЛПЭ, что позволяет отказаться от внешнего источника механических колебаний для интенсификации процесса очистки газа (см. выше). Особенностью "струнного" из ЛПЭ фильтра в бесшумности его работы. В проведенных исследованиях автора при подаче на ЛПЭ длиной более 2 м СС не приводила ни к какому шуму, в отличие от фильтра прототипа. СС стекает по ЛПЭ бесшумно. Таким образом, можно создавать фильтры мокрой очистки очень больших габаритов, а уровень шума будет минимален.

Данный способ фильтрации может широко использоваться в известных фильтрах мокрой очистки в промышленности и в быту для повышения эффективности фильтрации.

Описанная выше конструкция фильтра может найти применение в быту, на производстве, в больницах для непрерывной очистки от пыли помещений. При этом для подачи газа на фильтр может быть использован тихоходный и малошумный вентилятор с невысокой скоростью потока. Эффект очистки достигается за счет непрерывности, бесшумности процесса. Такой фильтр имеет небольшую толщину. Одновременно при этом происходит увлажнение воздуха.

Изобретение относится к мокрой очистке газов от пыли, капель, аэрозоля. Способ мокрой очистки газов заключается в том, что через фильтрующие элементы (ФЭ), расположенные последовательно друг за другом перпендикулярно вектору потока газа, подают загрязненный газ, а по ФЭ снаружи со стороны загрязненного газа пропускают смывную среду (СС) в виде жидкости через отверстия перфорированной емкости. В процессе очистки газа изменяют вектор Vп поступательного тангенциального движения потока СС по величине и направлению, обеспечивают импульсную подачу СС. При импульсной подаче СС в виде жидкости или жидкогазовой смеси процесс очистки ФЭ значительно улучшается. При импульсной подаче СС изменяют скорость, направление, время импульса, фронт нарастания, фронт спада импульса, скважность импульса подачи СС, расход СС. Эти характеристики устанавливаются из условия максимальной очистки ФЭ от загрязнений газа, минимизации гидравлического сопротивления ФЭ, максимальной очистки газа. Поверхность ФЭ должна быть постоянно во влажном (смоченным) состоянии, чтобы эффективно улавливать частицы аэрозоля и пыли. Фильтр содержит корпус с расположенными внутри ФЭ, перфорированную емкость для смывной среды и устройство для создания аэрозоля. Данный способ мокрой очистки и фильтр обеспечивают повышение эффективности очистки: очищаемого газа, фильтроэлементов при работе, снижение гидравлического сопротивления при фильтрации, улучшение очистки (регенерации) фильтроэлементов и их частей при работе фильтра, упрощение конструкции, снижение уровня шума фильтра при подаче на фильтроэлемент смывной среды. 2 с. и 22 з.п.ф-лы, 1 табл., 21 ил.

1. Способ мокрой очистки газов, по которому через фильтроэлементы, расположенные последовательно друг за другом перпендикулярно вектору потока газа, подают загрязненный газ, при этом перед фильтроэлементами разбрызгивают жидкость, а по фильтроэлементам снаружи со стороны загрязненного газа пропускают смывную среду, например, в виде жидкости, отличающийся тем, что в процессе очистки изменяют вектор поступательного тангенциального движения по направлению и величине, расход потока смывной среды, обеспечивая импульсную подачу смывной среды таким образом, чтобы фильтроэлементы были постоянно с увлажненной рабочей поверхностью.2. Способ мокрой очистки газов по п.1, отличающийся тем, что в процессе очистки изменяют вектор вращательного и поступательного движения по величине и направлению, обеспечивая импульсную подачу смывной среды по спиралевидной траектории.3. Способ мокрой очистки газов по п.1, отличающийся тем, что в качестве смывной среды применяют жидкогазовые смеси, в которых газ распределен в виде пузырьков, а в процессе очистки изменяют концентрацию газа, размеры пузырьков, концентрацию пузырьков газа в различных фракциях, используя для этого очищенный газ.4. Способ мокрой очистки газов по п.1, отличающийся тем, что перед фильтроэлементами производят смешивание загрязненного газа с аэрозолью, концентрацию и размер капель жидкости которой изменяют, кроме этого, изменяют общую концентрацию аэрозоля в потоке очищаемого газа.5. Способ мокрой очистки газов по п.1, отличающийся тем, что фильтроэлементу придают колебательное движение в разных направлениях, которые периодически меняют.6. Способ мокрой очистки газов по п.1, отличающийся тем, что фильтроэлемент выполняют в виде ряда ленточных профильных элементов с наружной гладкой поверхностью, которым создают натяжение, располагают параллельно, смывную среду пропускают только по каждому ленточному профильному элементу, причем толщину слоя смывной среды, который соприкасается с ним, угол наклона ленточных профильных элементов, расстояние между ними изменяют.7. Фильтр, содержащий корпус с входным и выходным патрубками с расположенными внутри фильтроэлементами, перфорированной емкостью для смывной среды, емкостью приема загрязненной жидкости, отличающийся тем, что он снабжен устройством создания аэрозоля, связанным с камерой смешивания аэрозоля, располагаемой перед фильтроэлементами, гидронасосом, связанным с емкостью приема жидкости, который связан через фильтр жидкости с устройством подачи жидкости, которое вместе с устройством подачи газа связаны с устройством приготовления жидкогазовой смеси, связанной с перфорированной емкостью.8. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что фильтроэлементы связаны с устройством механических колебаний.9. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что он снабжен блоком управления, связанным с блоками приготовления жидкогазовой смеси, аэрозоля, натяжения ленточных профильных элементов, с устройствами подачи жидкости, подачи газа, механических колебаний, регулирования подачи смывной среды.10. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что каждый из фильтроэлементов выполнен в виде непересекающихся, параллельных друг другу, расположенных вертикально с зазором относительно друг друга, не проницаемых для потока газа ленточных профильных элементов, например, круглого профиля в сечении, причем каждый ленточный профильный элемент фильтроэлемента связан с устройством натяжения и с профильным отверстием перфорированной емкости через профильный зазор, в котором периферийная поверхность ленточно-профильного элемента эквидистантно расположена по отношению к внутренней поверхности профильного отверстия.11. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что ленточные профильные элементы в каждом следующем фильтроэлементе располагают со смешением относительно расположения ленточных профильных элементов в предыдущем фильтроэлементе так, чтобы были образованы зигзагообразные лабиринты для прохода загрязненного газа.12. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что ленточные профильные элементы выполняют вытянутой формы в сечении, например прямоугольной формы с закругленными ребрами.13. Фильтр по п.12, отличающийся тем, что ленточные профильные элементы выполняют эллиптической формы в сечении.14. Фильтр по пп.12 и 13, отличающийся тем, что ленточные профильные элементы вытянутой формы в сечении располагают большой осью под разными углами к потоку газа в каждом фильтроэлементе с чередованием так, чтобы были образованы зигзагообразные лабиринты для прохода загрязненного газа.15. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что расстояния между параллельными ленточными профильными элементами в фильтроэлементах по ходу загрязненного газа уменьшаются.16. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что в фильтроэлементах выполняют профильные зазоры для прохода смывной среды в отверстиях перфорированной емкости, через которые проходят ленточные профильные элементы, с уменьшением по ходу загрязненного газа.17. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что ленточные профильные элементы выполняют с наклонным расположением к вертикали.18. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что по ходу потока загрязненного газа фильтроэлементы располагают с чередованием и ленточно-профильные элементы в следующих друг за другом фильтроэлементах выполнены с различными углами наклона к вертикали.19. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что фильтроэлементы снабжены устройством центрирования ленточных профильных элементов, выполненным в виде элемента с отверстиями, соосно расположенными с отверстиями перфорированной емкости, и с диаметром, равным минимальному диаметру ленточных профильных элементов.20. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что ленточно-профильные элементы выполняют с наружными выступами для центрирования в отверстиях перфорированной емкости.21. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что отверстия в перфорированной емкости выполняют с выступами для центрирования ленточных профильных элементов.22. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что отверстия в перфорированной емкости выполнены равного диаметра с ленточными профильными элементами, дно перфорированной емкости выполнено из пористого проницаемого материала.23. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что каждый ленточный профильный элемент выполнен с наружной щетинистой поверхностью в виде “ерша” с равномерно расположенными с зазором относительно друг друга щетинками, которые имеют гладкую наружную поверхность и могут быть направлены под углом к оси элемента вниз в направлении потока смывной среды.24. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что каждый ленточный профильный элемент связан с центрирующим элементом-клапаном с клапанной частью, которая связана с ответной частью отверстия перфорированной емкости, при этом отверстия центрирующего элемента-клапана соосно расположены с отверстиями перфорированной емкости, а их диаметр равен диаметру ленточного профильного элемента, причем центрирующий элемент-клапан выполнен с дополнительными отверстиями для прохода смывной среды и связан с устройством регулирования подачи смывной среды.