ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА Российский патент 2007 года по МПК B01D46/00 B01D46/42 

Заявляемое изобретение относится к устройствам очистки технологических газов фильтрованием с рециркуляцией пыли и может быть использовано в черной, цветной металлургии и других отраслях промышленности.

Известна установка для очистки газов с рециркуляцией пыли (авт. св. СССР №904748, МПК³ В01D 50/00, опубл. 15.02.82, бюл. №6), содержащая пылеуловитель с входным и выходным патрубками, вентилятор и рециркуляционный трубопровод, коагулятор с двумя входными и одним выходным патрубками. Выходной патрубок коагулятора соединен с входным патрубком пылеуловителя, а один из входных патрубков соединен с выходным концом рециркуляционного трубопровода.

Повышение эффективности очистки газа в этой установке должно обеспечиваться за счет коагуляции частиц пыли, интенсивность которой повышается при рециркуляции.

Устойчивость скоагулированных частиц пыли возможна только в условиях, когда внешнее силовое воздействие на них не превышает силы поверхностного взаимодействия между частицами (Зонтаг Г., Штренге К. Коагуляция и устойчивость дисперсных систем. - Л.: Химия, 1973. - С.50-51). Однако в приведенной конструкции это условие не соблюдается из-за того, что газ, который содержит скоагулированные частицы пыли, пропускается через вентилятор, где происходит интенсивная турбулизация потока газа, и большая часть скоагулированных частиц пыли разрушается, вследствие чего невозможно обеспечить эффективную очистку газа.

Кроме того, существенным недостатком такой установки является невозможность регулирования концентрации циркулирующей пыли, т.к. последняя определяется только эффективностью работы воздухоочистительной приставки, установленной на выходном патрубке пылеуловителя.

Известно, что недостаточное число контактов между частицами обуславливает слабый эффект коагуляции (это происходит при относительно малой концентрации рециркулирующих частиц пыли). С другой стороны, чрезмерное повышение концентрации рециркулирующих частиц пыли отрицательно сказывается на износостойкости элементов установки и частоте периодов регенерации рабочих элементов.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки газа от пыли (авт. св. СССР №1639720, МПК⁵ В01D 46/02, опубл. 07.04.91, бюл. №13), содержащее корпус с входным и выходным патрубками, установленный в корпусе отражательный экран, газораспределительную решетку с рукавными фильтрующими элементами и бункер для сбора пыли. Очевидным является то, что бункер оборудован разгрузочным устройством пыли (хотя последний и не показан на чертежах, приведенных в описании изобретения), без которого невозможна работа всего устройства для очистки газа от пыли из-за того, что он весь, включая бункер, находится под разрежением. Также устройство содержит циклон, с которым соединен патрубок отбора газа, причем выход циклона соединен с входным патрубком устройства.

Повышение эффективности работы такого устройства должно обеспечиваться за счет рециркуляции пыли с газом, проходящими через циклон. Однако конструкция устройства и принятая технологическая схема движения газа в нем имеют ряд недостатков. Как отмечено в описании прототипа, в циклоне происходит дополнительное выделение частиц пыли в бункер, что снижает ее концентрацию в циркулирующем потоке газа и приводит к значительному снижению эффекта коагуляции. С другой стороны, недостаточно эффективная работа циклона может вызвать значительное повышение концентрации пыли в циркулирующем потоке газа, что, в свою очередь, приводит к возрастанию нагрузки на фильтрующие элементы, их быстрому засорению и снижению производительности работы устройства в целом.

Следовательно, к существенным недостаткам этого устройства следует отнести невозможность обеспечить как регулирование концентрации пыли в циркулирующем потоке газа, так и максимальную эффективность процесса коагуляции, кроме того, устройство характеризуется низкой эффективностью очистки газа, содержащего высокодисперсную пыль при повышенной удельной газовой нагрузке, и ненадежностью в работе.

В основу заявляемого изобретения поставлена задача создать новый фильтр для очистки газа, в котором повышение эффективности очистки газа обеспечивается за счет регулирования концентрации циркулирующей пыли в соответствии с концентрацией пыли (которая определяется соответствующими анализами) в потоке поступающего на очистку газа, кроме того, обеспечивается повышение надежности работы фильтра в целом.

Поставленная задача решается за счет того, что в фильтре для очистки газа, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, бункер, оборудованный разгрузочным устройством, систему рециркуляции пыли с трубопроводом, соединенным с входным патрубком, в соответствии с изобретением, система рециркуляции пыли оборудована устройствами для регулирования расхода воздуха и для дозирования пыли, устройство для дозирования пыли сообщено с бункером и выполнено в виде коаксиально расположенных наружной неподвижной и внутренней подвижной труб с прорезями, а со стороны устройства для регулирования расхода воздуха оборудовано источником сжатого воздуха, прорезь подвижной трубы с внутренней стороны оборудована козырьком, причем устройство для дозирования пыли с одной стороны соединено с трубопроводом системы рециркуляции пыли, а с другой стороны соединено с устройством для регулирования расхода воздуха. Трубопровод, соединяющий устройство для дозирования пыли с входным патрубком, установлен под углом 30÷45° к оси патрубка.

Оборудование системы рециркуляции пыли устройством для регулирования расхода воздуха за счет возможности регулирования расхода транспортирующего воздуха позволяет при его помощи обеспечить определенную концентрацию циркулирующей пыли, что способствует повышению эффективности очистки газа, который содержит высокодисперсную пыль при повышенной удельной газовой нагрузке, позволяет достичь максимальной эффективности процесса коагуляции при циркуляции пыли - и все это позволяет повысить надежность работы фильтра для очистки газа.

Оборудование системы рециркуляции пыли устройством для дозирования пыли, сообщенного с бункером и выполненного в виде коаксиально расположенных наружной неподвижной и внутренней подвижной труб с прорезями, позволяет регулировать количество пыли, поступающей из бункера фильтра на циркуляцию, путем изменения проходного сечения прорези внутренней трубы, что, в свою очередь, позволяет повысить эффективность очистки газа и надежность работы фильтра.

Оборудование устройства для дозирования пыли со стороны устройства для регулирования расхода воздуха источником сжатого воздуха позволяет предотвратить возможность слеживания в нем пыли (образования комка) при остановках фильтра для очистки газа (например, на капитальный ремонт), что, в свою очередь, повышает надежность работы фильтра.

Наличие гарантированного свободного от пыли пространства во внутренней трубе для движения транспортирующего воздуха обеспечивается оборудованием прорези подвижной трубы с внутренней стороны козырьком, что позволит достичь максимальной эффективности процесса коагуляции и повысить надежность работы фильтра для очистки газа.

Соединение устройства для дозирования пыли с одной стороны с трубопроводом системы рециркуляции пыли, а с другой стороны с устройством для регулирования расхода воздуха обеспечивает циркуляцию пыли, что, в свою очередь, повышает эффективность очистки газа, содержащего высокодисперсную пыль при повышенной удельной газовой нагрузке, позволяет достичь максимальной эффективности процесса коагуляции и повысить надежность работы фильтра для очистки газа.

Установка трубопровода, соединяющего устройство для дозирования пыли с входным патрубком, под углом 30÷45° к оси патрубка позволяет снизить гидравлическое сопротивление входа циркулирующей пыли в поток очищаемого газа (то есть позволяет снизить непроизводственные затраты на его подачу), а это повышает эффективность очистки газа, позволяет достичь максимальной эффективности процесса коагуляции при циркуляции пыли и повысить надежность работы фильтра для очистки газа.

Исходя из вышеизложенного и с учетом раскрытой причинно-следственной связи между совокупностью признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом, можно утверждать, что задача, поставленная в основу создания нового фильтра для очистки газа, полностью решена, так как использование изобретения позволяет обеспечить повышение эффективности очистки газа за счет регулирования концентрации циркулирующей пыли в соответствии с концентрацией пыли в потоке поступающего на очистку газа, кроме того, позволяет повысить надежность работы фильтра в целом.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:

- фиг.1 - фрагмент общего вида фильтра для очистки газа с системой рециркуляции пыли;

- фиг.2 - вид А на фиг.1;

- фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2;

- фиг.4 - вид В на фиг.1.

Фильтр для очистки газа от пыли состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками. Нижняя часть корпуса соединена с бункером 4 для сбора пыли, который оборудован разгрузочным устройством 5 в виде винтового конвейера.

Фильтр оборудован системой рециркуляции пыли, содержащей устройства для регулирования расхода воздуха и для дозирования пыли. Устройство для дозирования пыли сообщено с бункером и выполнено в виде коаксиально расположенных наружной неподвижной трубы 6 и внутренней подвижной трубы 7. Трубы 6 и 7 имеют совмещенные одна с другой прорези 8 и через них сообщаются с нижней частью бункера 4 посредством канала 9. Устройство для дозирования пыли со стороны устройства для регулирования расхода воздуха оборудовано источником сжатого воздуха (на чертежах не показан). Подвижная труба 7 с внутренней стороны прорези 8 оборудована радиально сориентированным козырьком 10. На подвижной трубе 7 закреплен рычаг вращения 11. Система рециркуляции пыли трубопроводом 12 с помощью гибкого элемента 13 соединена с входным патрубком 2 фильтра. Трубопровод 12 установлен под углом 30÷45° к входному патрубку 2 фильтра. С противоположной стороны от трубопровода 12 система рециркуляции пыли снабжена устройством 14 для регулирования расхода транспортирующего воздуха (кран, вентиль или задвижка). С этой же стороны к системе рециркуляции пыли подсоединен трубопровод 15, идущий от источника сжатого воздуха (на чертежах не показан).

Фильтр для очистки газа работает следующим образом.

После включения дымососа (на чертежах не показан), всасывающий трубопровод которого подсоединен к выходному патрубку 3 фильтра, в корпусе 1 создается разрежение и через входной патрубок 2 начинается отсос газа с пылью от технологического агрегата.

В корпусе 1 фильтра происходит отделение пыли от газа, и она оседает в бункере 4 для сбора пыли. По мере накопления достаточного количества пыли в бункере 4 происходит ее выгрузка из фильтра с помощью разгрузочного устройства 5. Накопившаяся в бункере 4 пыль в канале 9 образует затвор, отделяющий внутреннюю полость подвижной трубы 7 от объема бункера 4. Далее пыль через прорези 8 в трубах 6 и 7 поступает в подвижную трубу 7, где, благодаря наличию козырька 10, заполняет только часть ее поперечного сечения.

После открытия устройства 14 для регулирования расхода транспортирующего воздуха начинается движение воздуха через устройство для дозирования пыли, так как во входном патрубке 2 фильтра и в соединенном с ним трубопроводе 12, оборудованном гибким элементом 13, поддерживается разрежение, а вне устройства для дозирования пыли давление равно атмосферному.

Движущийся по трубе 7 воздух увлекает поступившую туда из бункера 4 по каналу 9 пыль и транспортирует ее по гибкому элементу 13 и трубопроводу 12 в поток очищаемого газа, движущегося от технологического агрегата по входному патрубку 2.

Регулирование количества поступающей из бункера 4 на циркуляцию пыли осуществляется рычагом вращения 11 и расходом воздуха с помощью устройства 14 до достижения максимального эффекта очистки газа.

Процесс циркуляции пыли идет непрерывно в течение всего цикла работы фильтра.

Для снижения гидравлического сопротивления потоку воздуха с пылью, поступающему во входной патрубок 2 фильтра из трубопровода 12, последний установлен под углом 30÷45° к оси входного патрубка 2 фильтра.

Фильтр для очистки газа, как и технологические агрегаты, периодически останавливается на капитальный ремонт, вследствие чего может происходить слеживание пыли с образованием комка, который будет препятствовать нормальной работе системы рециркуляции пыли.

Для устранения этого явления в систему рециркуляции со стороны устройства 14 (при его закрытом состоянии) от источника сжатого воздуха (на чертежах не показан) по трубопроводу 15 подается сжатый воздух, выдувающий слежавшуюся в комок пыль. После этого система рециркуляции подготовлена к работе, а подача сжатого воздуха по трубопроводу 15 прекращается.

Изобретение относится к устройствам очистки технологических газов фильтрованием с рециркуляцией пыли. Фильтр для очистки газа содержит корпус с входным и выходным патрубками, бункер, оборудованный разгрузочным устройством, систему рециркуляции пыли с трубопроводом, соединенным с входным патрубком. Система рециркуляции пыли оборудована устройствами для регулирования расхода воздуха и для дозирования пыли. Устройство для дозирования пыли сообщено с бункером и выполнено в виде коаксиально расположенных наружной неподвижной и внутренней подвижной труб с прорезями, а со стороны устройства для регулирования расхода воздуха оборудовано источником сжатого воздуха. Прорезь подвижной трубы с внутренней стороны оборудована козырьком. Устройство для дозирования пыли с одной стороны соединено с трубопроводом системы рециркуляции пыли, а с другой стороны соединено с устройством для регулирования расхода воздуха. Трубопровод, соединяющий устройство для дозирования пыли с входным патрубком, установлен под углом 30÷45° к оси патрубка. Технический результат: повышение эффективности очистки газа за счет регулирования концентрации циркулирующей пыли в соответствии с концентрацией пыли в потоке поступающего на очистку газа, повышение надежности работы фильтра в целом. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Фильтр для очистки газа, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, бункер, оборудованный разгрузочным устройством, систему рециркуляции пыли с трубопроводом, соединенным с входным патрубком, отличающийся тем, что система рециркуляции пыли оборудована устройствами для регулирования расхода воздуха и для дозирования пыли, устройство для дозирования пыли сообщено с бункером и выполнено в виде коаксиально расположенных наружной неподвижной и внутренней подвижной труб с прорезями, а со стороны устройства для регулирования расхода воздуха оборудовано источником сжатого воздуха, прорезь подвижной трубы с внутренней стороны оборудована козырьком, причем устройство для дозирования пыли с одной стороны соединено с трубопроводом системы рециркуляции пыли, а с другой стороны соединено с устройством для регулирования расхода воздуха.2. Фильтр для очистки газа по п.1, отличающийся тем, что трубопровод, соединяющий устройство для дозирования пыли с входным патрубком, установлен под углом 30÷45° к оси патрубка.