АСПИРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2011 года по МПК B01D46/00 B01D46/42 B08B15/02 

Изобретение относится к области очистки технологических газов от пыли и может быть использовано в химической, металлургической или других отраслях промышленности, а именно в системах аспирации оборудования, газовые выбросы которого имеют высокую температуру и, предпочтительно, содержат ферромагнитные частицы.

Известна аспирационная установка для обеспыливания открытых электродуговых печей, содержащая последовательно соединенные зонт, воздухопровод, пылеуловитель барботажного типа и вентилятор (см. авторское свидетельство SU №440545, опубл. 25.08.1974 г.). Недостатки этой установки вытекают из использования пылеуловителя мокрого типа, вследствие чего требуются высокие затраты на регенерацию применяемой в нем оборотной воды. Кроме того, из-за повышенной влажности воздуха возрастает коррозионный износ всей системы газоочистки.

Известна аспирационная установка, содержащая последовательно соединенные воздухопроводами два зонта, размещенные над технологическим оборудованием, пылеуловитель и вытяжной вентилятор (см. авторское свидетельство SU №1639805, опубл. 07.04.1991 г.). Известная установка позволяет снизить количество загрязняющих веществ в атмосферу и может быть использована в зерноперерабатывающей, деревообрабатывающей, химической и пищевой отраслях промышленности, однако недостаточно эффективна для очистки высокотемпературных газовых выбросов.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является известная из авторского свидетельства SU 1637849, опубл. 30.03.1991, аспирационная установка, включающая технологическое оборудование - печь выплавки вторичного алюминия с расположенным над ней, по крайней мере, одним зонтом, связанным через рекуператор тепла со скруббером-реактором, снабженным патрубками ввода газа, форсунками для подачи содового раствора и патрубками вывода газа и пыли, а также включающая газовый смеситель, соединенный со скруббером-реактором и зонтами, патрубок вывода газа из которого соединен с рукавным фильтром и вентилятором.

Недостатком известной установки является ее неэкономичность, сложность и значительные габаритные размеры, обусловленные большим количеством входящего в ее состав оборудования.

Задачей предложенного изобретения является упрощение конструкции установки, повышение ее экономичности и повышение эффективности очистки выбрасываемого в атмосферу воздуха.

Сущность предложенного изобретения заключается в том, что в аспирационной установке, содержащей установленный над технологическим оборудованием, по крайней мере, один зонт, рукавный фильтр, выход которого соединен с всасывающим патрубком вентилятора, нагнетательный патрубок которого сообщен с атмосферой, при этом зонт разделен на секции, в каждой из которых установлен датчик температуры, выход которого подключен к блоку автоматического управления (БУ), каждая секция зонта соединена с индивидуальным трубопроводом, на котором установлена регулируемая заслонка с исполнительным механизмом, подключенным к БУ, при этом указанные трубопроводы соединены с общим трубопроводом, сообщенным с рукавным фильтром, который содержит корпус с входным и выходным патрубками, разделенный на камеры запыленного и очищенного газа, пылевой бункер, фильтровальные рукава, верхние открытые концы которых неподвижно закреплены в корпусе и сообщены с камерой очищенного газа, а нижние закрытые концы прикреплены к металлической перфорированной пластине, установленной подвижно на пружинах в нижней части камеры запыленного газа, при этом пластина соединена с размещенной снаружи корпуса площадкой, на которой расположен вибратор, по оси фильтровальных рукавов размещены электромагнитные катушки, а в камерах запыленного и очищенного газа установлены датчики давления, подключенные к БУ, который соединен с вибратором и источником питания электромагнитных катушек.

Оптимальное соотношение площадей поперечного сечения фильтровального рукава и электромагнитной катушки составляет 3-5:1, а оптимальное соотношение их длины соответственно равно 1:0,9-0,95.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично показана аспирационная установка, а на фиг.2 изображен рукавный фильтр с системой регенерации, входящий в состав установки, показанной на фиг.1.

Аспирационная установка (фиг.1) включает зонты 1, расположенные над технологическим оборудованием (не показано на чертеже), например электросталеплавильной печью, отходящие газы которого имеют высокую температуру. Зонты 1 трубопроводами соединены с рукавным фильтром 2 и вытяжным вентилятором 3. Каждый аспирационный зонт 1 разделен на секции 4, в каждой из которых установлен датчик температуры 5, соединенный с БУ 6. Каждая секция 4 зонта 1 имеет индивидуальный трубопровод 7, на котором установлена регулируемая автоматически заслонка 8 с исполнительным механизмом, вход которого соединен с БУ 6. Воздухопроводы 7 подключены к общему трубопроводу 9, который соединен с входом рукавного фильтра 2.

Как видно на фиг.2, рукавный фильтр содержит корпус 10, разделенный на камеры очищенного 11 и запыленного 12 газа, фильтровальные рукава 13, верхние открытые концы которых неподвижно закреплены в корпусе 10 и сообщены с камерой очищенного газа 11, неподвижно закрепленные на перегородке корпуса 10 и расположенные по оси фильтровальных рукавов 13 электромагнитные катушки 14, входной 15 и выходной 16 патрубки и пылевой бункер 17. Нижние закрытые фильтровальной тканью концы фильтровальных рукавов прикреплены к металлической перфорированной пластине 18, расположенной в нижней части камеры 12 запыленного газа, установленной подвижно на пружинах 19 (второй конец пружин соединен с опорной рамой, на которую посредством пружин опирается перфорированная пластина 18) и имеющей площадку 20, выходящую за корпус 10, на которой установлен вибратор 21. Место выхода пластины 18 из корпуса 10 герметизировано гибкой резиновой вставкой 22. В камерах 11 и 12 очищенного и запыленного газа установлены датчики давления 23 и 24, которые подключены к БУ 25, который соединен с вибратором 21 и источником питания 26 электромагнитных катушек 14.

Аспирационная установка работает следующим образом.

При работе технологического оборудования образуется газо-пылевоздушная смесь, имеющая высокую температуру, которая под действием разрежения, создаваемого вентилятором 3, поступает в аспирационные зонты 1, разделенные на секции 4.

Удаление газо-пылевоздушной смеси осуществляется из каждой секции 4 по индивидуальному трубопроводу 7 и общему трубопроводу 9 в рукавный фильтр 2. При больших объемах удаляемой газо-пылевоздушной смеси и наличии сквозняков в помещении, где расположено технологическое оборудование, происходит смещение от вертикальной оси аспирационного зонта 1 факела газо-пылевоздушной смеси. В этом случае датчики 5 фиксируют различную температуру в каждой из секций 4, соответствующий сигнал с датчиков поступает в БУ 6, который передает команду на исполнительные механизмы заслонок 8, установленных на индивидуальных трубопроводах 7. Таким образом, больший объем воздуха будет удаляться из той секции 4, в которой датчик 5 зафиксировал более высокую температуру газо-пылевоздушной смеси.

По трубопроводам 7, 9 газо-пылевоздушная смесь через патрубок 15 поступает в камеру запыленного газа 12 и попадает в межрукавное пространство. Прошедшая фильтровальные рукава 13 газо-воздушная смесь попадает в камеру очищенного газа 11, а затем через патрубок 16 удаляется из фильтра и при помощи вентилятора 3 выбрасывается в атмосферу.

По мере накопления пыли на внешней поверхности рукавов 13 возрастает аэродинамическое сопротивление фильтра 2, которое фиксируется датчиками 23 и 24, установленными в камерах очищенного 11 и запыленного газа 12. Как только потери давления в рукавном фильтре достигают заданного уровня, блок управления 25 включает электромагнитные катушки 14, работающие от источника переменного тока 26, и вибратор 21. Происходит встряхивание фильтровальных рукавов 13 и воздействие электромагнитного поля на частицы пыли. За счет появления под действие электромагнитного поля пьезоэлектрического заряда между содержащимися в пыли ферромагнитными частицами - оксидными соединениями, преимущественно железа, возникает явление электрострикции. Это приводит к появлению отталкивающих сил между оксидными частицами, что способствует их отделению друг от друга и разрушению образовавшихся агломератов пыли. Пыль, удаляемая с поверхности рукавов, под действием силы тяжести падает на перфорированную пластину 18 и далее попадет в бункер 17.

Как только разность давления между камерами очищенного 11 и запыленного 12 газа снижается до заданного значения, электромагнитные катушки 14 и вибратор 21 посредством БУ 25 выключаются и регенерация прекращается. Верхний и нижний предел перепада давления задаются блоком управления 25. Для минимизации аэродинамического сопротивления рукавного фильтра подобраны оптимальные соотношения параметров фильтровального рукава и размещенной внутри него электромагнитной катушки: соотношение площадей поперечного сечения рукава и электромагнитной катушки составляет 3-5:1, а оптимальное соотношение их длины соответственно равно 1:0,9-0,95.

Степень регенерации может регулироваться напряжением, подаваемым на обмотки электромагнитных катушек 14, частотой вибрации пластины 18 и временем работы системы регенерации.

Преимущества данной аспирационной установки заключаются в том, что разделение зонта на секции и размещение в них датчиков температуры способствует тому, что более интенсивный отсос газо-пылевоздушной смеси осуществляют из области, имеющей большую концентрацию загрязняющих примесей, что позволяет уменьшить объем незагрязненного воздуха, поступающего на очистку. Соответственно, рукавный фильтр работает более продуктивно, увеличивается эффективность улавливания загрязняющих выбросов и экономичность процесса очистки воздуха. Преимуществом также является то, что управление положением заслонок 8, отвечающих за подключение секций аспирационных зонтов, и управление системой регенерации рукавного фильтра происходит автоматически. При этом регенерацию рукавного фильтра осуществляют эффективно и экономично. Ввиду кратковременности процесса регенерации одновременно всех фильтровальных рукавов и возможности его проведения без отключения подачи газо-пылевоздушной смеси данная установка имеет низкие эксплуатационные затраты.

Изобретение предназначено для очистки технологических газов от пыли. Установка содержит установленный над технологическим оборудованием, по крайней мере, один зонт, рукавный фильтр, выход которого соединен с всасывающим патрубком вентилятора, нагнетательный патрубок которого сообщен с атмосферой. Зонт разделен на секции, в каждой из которых установлен датчик температуры, выход которого подключен к блоку автоматического управления (БУ). Каждая секция зонта соединена с трубопроводом, на котором установлена заслонка с исполнительным механизмом, подключенным к БУ. Трубопроводы соединены с общим трубопроводом, сообщенным с рукавным фильтром, содержащим корпус, разделенный на камеры запыленного и очищенного газа, пылевой бункер, фильтровальные рукава, верхние открытые концы которых неподвижно закреплены в корпусе и сообщены с камерой очищенного газа, а нижние закрытые концы прикреплены к металлической перфорированной пластине, установленной подвижно на пружинах в нижней части камеры запыленного газа. Пластина соединена с размещенной снаружи корпуса площадкой, на которой расположен вибратор. По оси фильтровальных рукавов размещены электромагнитные катушки, а в камерах запыленного и очищенного газа установлены датчики давления, подключенные к БУ, который соединен с вибратором и источником питания электромагнитных катушек. Технический результат: упрощение конструкции, повышение экономичности и эффективности очистки выбрасываемого в атмосферу воздуха. 2 ил.

Аспирационная установка, содержащая установленный над технологическим оборудованием, по крайней мере, один зонт, рукавный фильтр, выход которого соединен с всасывающим патрубком вентилятора, нагнетательный патрубок которого сообщен с атмосферой, отличающаяся тем, что зонт разделен на секции, в каждой из которых установлен датчик температуры, выход которого подключен к блоку автоматического управления (БУ), каждая секция зонта соединена с индивидуальным трубопроводом, на котором установлена регулируемая заслонка с исполнительным механизмом, подключенным к БУ, указанные трубопроводы соединены с общим трубопроводом, сообщенным с рукавным фильтром, который содержит корпус с входным и выходным патрубками, разделенный на камеры запыленного и очищенного газа, пылевой бункер, фильтровальные рукава, верхние открытые концы которых неподвижно закреплены в корпусе и сообщены с камерой очищенного газа, а нижние закрытые концы прикреплены к металлической перфорированной пластине, установленной подвижно на пружинах в нижней части камеры запыленного газа, при этом пластина соединена с размещенной снаружи корпуса площадкой, на которой расположен вибратор, по оси фильтровальных рукавов размещены электромагнитные катушки, а в камерах запыленного и очищенного газа установлены датчики давления, подключенные к БУ, который соединен с вибратором и источником питания электромагнитных катушек.