Циклон для очистки газов Советский патент 1983 года по МПК B04C5/107 

Изобретение относится к аппаратам центробежного типа и может быть использовано для механической очистки газов от твердых примесей в системах аспирации и газоочистки в горно-металлургической и. других отраслях промышленности.

Известен циклон для улавливания твердых примесей из газов, содержа щий цилиндрокойический корпус, вход-, ной и пылеотводящий патрубки, выхлопную трубу l3.

Однако циклон обладает недостаточно высокой эффек,тивностью очистки вследствие того, что некоторая часть твердых примесей уносится из циклона вместе с очищенным газом через выхлопную трубу. Одной из причин, отрицательно влияющей на эффективность очистки газов, является вторичный унос из циклона наиболее мелких фракций пыли. Вторичный унос осуществляется путем транспортировки к оси аппарата мелких фракций пыли радиальными течениями, а также путем захвата осевыми тече:ниями осейших и находящихся в пыле отводящем патрубке твердых примесей . .

Известен также циклон, содержащий цилиндроконический корпус, входной и пылеотводящий патрубок, выхлопную трубу, вставку,- выполненную в виде усеченного конуса,установленную непосредственно над пылеотводящим патрубком соосно с циклоном,, в котором вторичный унос восходящими от пылеотводящего патрубка токами твердых примесей частично ликвидирован С .

Недостатком указанного ци.клона является невысокая эффективность очистки, обусловленная тем, что форма вставки и ее местоположение не ; позволяют устранить транспортировку интенсивными радиальными течениями твердых примесей в восходящий йихрь.

Наиболее близким к предлагаемому является циклон для очистки газа, содержащий.цилиндроконический корпус,, е)рковой входной патрубок, осевой пылеотводящий патрубок, осевую выхлопную трубу и установленную в нижней части корпуса вставку, выполненную в .виде прямого и обратного пересекающихся конусов, вершины которых расположены по оси корпуса, при этом плоскость пересечения конусов перпендикулярна к оси циклона и имеет форму окружности .

Форма вставки известного циклона позволяет скиз.ить вторичный унос, однако не в достаточной мере.

Целью изобретения является повыение эффективности очистки газа т твердых примесей путем снижения нтенсивности радиального стока.

Поставленная цель достигается тем что в циклоне, содержащем цилиндроконический корпус, боковой входной патрубок, осевой пылеотводящий патрубок, осевую выхлопную трубу и установленную в нижней части корпуса вставку, выполненную в виде прямого и обратного пересекающихся конусов, вершины которых расположены по .оси корпуса, плоскость пересечения конусов расположены под углом 30-45° к оси корпуса, прИ этой большая ось образующегося при пересечении конусов эллипса расположена в плоскости, перпендикулярной к выходному сечению входного патрубка и ее верхний конец повернут относительно этого сечения на 270,. а размеры вставки определяются из соотношений

j. 0.340,4j I J г I ;

1 17

«. , « - rtZrtvl

H-L - 2 3 fi-L - 0.5-ОИ,

Еде H -. общая высота циклона; L - длина выхлопной трубы; d - ее диаметр;

I а - расстояние от вершины обратного конуса до плоскости пересечения конусов по оси корпуса;

b - расстояние от нижнего конца выхлопной трубы до плоскости пересечения конусов по оси корпуса; f - ширина вставки в плане; 1 - общая высота вставки. На фиг. 1 изображен циклон, общий вид; на фиг. 2 - схема движения потоков в предлагаемом Циклоне.

Циклон включает цилиндроконический корпус 1, входной патрубок 2 для ввода неочищенного газа, выхлопную трубу 3, расположенную.по оси циклона и служащую для отвода очищенного геза, пылеотводящий патрубок 4 для отрода отделяющихся в процессе сепарации твердых примесей, вставку 5, расположенную в полости циклона соосно с ним и выполненную из прямого б и обратного 7 конусов, соединенных друг с другом общим эллиптическим основанием 8.

Циклон работает следующим образом. Неочищенный газ па входному патрубку 2 поступает в корпус 1 в виде вращающейся нисходящей спирали.При этом под действием центробежных сил основная часть взвешенных в газе частиц отбрасывается к стенке корпуса 1 циклона и движется вниз вместе . с нисходящим потоком. Внизу конической части циклона происходит поворот потока гаэа к выхлопной трубе 3. При этом основная масса находящихся вблизи стенок частиц продолжает свое 5 движение вниз под действием собственного веса, нисходящего течения и сил инерции, возникающих на поворот и удаляется из циклона через пьшеотводящий патру{5ок. Обтекая вставку 5, восходящий пото по-спирали движется к -выхлопной рубе При этом поверхность ее нижнего конуса обуславливает реакцию R, составляющие которой R-J. и R ослабляют восходя{цую осевую и направленную к оси радиальную составляющие скорости потока так, что нижний конус, целиком расположенный в зоне течений, напраленный к оси, препятствует выносу к трубетвёрдах примесей,

Верхний конус вставки 5, целиком расположенный в зоне радиальных течений, направленеых к периферии, спсобствует направлению центральных более чистых слоев потока к выхлопной трубе, частично предотвращая вступление их в циркуляцию.

Вставка 5, установленная в зоне наибольшего вдоль оси циклона раз(.режения, перекрывает эту зону и, следовательно/ уменьшает интенсивный приток газа к ней, тем самым

уменьшая вторичный унос в восходящий вихрь твердых примесей из периферийных слоев.

Максимальный поперечный размер (ширина) вставки выбирается в пределах d-r(a того, чтобы ширина

не превосходила максимального диаметра вихревой нити, который по данным эксперимента не более 2.|М и не менее I/id ..

Высота вставки, выбранная в пределах 4j;-(W-i,)-:.Ch-b),cooTBeTCTByeT размеру части объема циклона, занятой крутящимся вихревым кольцом, который по данным эксперимента находится в

1редепах нижнего конуса вставки, выбранный в пределах 0,3(H-L)fO,4(H-L), соответствует продольному размеру участка, где радиальные скорости направлены к оси.

Для снижения скорости радиальных течений, направленных к оси, вставка должна перекрывать зону наиболее низкого давления на.оси циклона, которая по данным эксперимента находится на расстоянии от нижнего конца выхлопной трубы равном 0,3(H-L)f Ц),4(Н-Ь). Поэтому расстояние от нижнего конца выхлопной трубы до плоскости пересечения конусов по оси . корпуса должно составлять 0,3(H-L)t .0,4(H-L).

в силу несимметричности расположения входа газа относительно оси циклона массы его в половине обьема цилиндроконической плоскости, расположенной после входного патрубка, по ходу газа в циклоне опускаются в конус глубже, чем в другой полосу ти, прилегающей к входному патрубку.

Расположение плоскости пересечения конусов под углом 30-45 к оси

0 корпуса и положение большей оси образующегося при пересечений конусов эллипса перпендикулярно к выходному сечению входного патрубка с поворотом ее верхнего конца относительно этого сечения на 270, обеспечи5вают расположение нижнего конуса в зоне радиальных течений, направленных к оси, а верхнего конуса в зоне радиальных течений, направленных к периферии.

0

Таким образом, вставка,не увеличивая сопротивления циклона,обеспечивает взаимодействие поверхностей составляющих его конусов с поTOKQM так/ что нижний конус ослаб5ляет радиальные течения к оси, а верхний - к периферии.

Для циклона типа ЦН-11 с предла.гаемой формой вставки испытания в лаборат орных и -промлоленных усло0виях показали, что установка вставки в полости циклона соосно с ним обеспечивает снижение содержания I твердых примесей в очищенном воздухе в 1,5-2 раза. Лабораторные испы5тания, проведенные на стандартной кварцевой пыли ПК-3 ГОСТ 9070-59 (р 2670 кг/м, dyo 24 мк), показали, что общая эффективность очистки циклона ЦН-11 Ф 200 мм без вставки 93-94%, а общая эффектив0ность очистки такого же. циклона с . предложенной вставкой составляет -.95,5-96%, что соответствует снижению содержания пыли в очищенном воздухе в 1,5 раза. Сопротивление цик5лона не изменяется.

Испытания циклона ЦН-11 Ф 800 мгл в промьаиленных условиях показали, что для промышленной пыли с характеристиками р 2900 кг/м, ,

0 3,6 мк, d.y0 20 общая эффективность очистки при установке вставки повышается с 76% до 87,3%, что соответствует снижению содержания пыли в очищенном воздухе в 1,9 раза. Со5противление циклона при этом не изь4е няется.

Таким образом, изобретение позволяет простыми средствами повысить эффективность очистки газа в циклоне.

г1

ЦИКЛОН ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ, содержащий цилиндроконический ;Корпус, боковой входной патрубок, осевой пыпеотводящий патрубок, осевую выхлопную трубу и установленную в нижней части корпуса вставку, выполненную в виде прямого и обратного пересекаюсдихся конусов, вершины которых расположены по оси корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности. очистки газа путем снижения интенсивности радиального стока, плоскость пересечения конусов расположена под углом 30-45 к оси корпуса, при этом большая ось образующегося при пересечении конусов эллипса расположена в плоскости, перпендику.лярной к выходному сечению-входного патрубка, и-ее верхний конец повернут относительно этого сечения на 270, а размеры вставки определяются КЗ соотношений b IPT 1 а 0,340i4; I 2 1 2 jp 0,ЗтО,4, 5 TFC (П где Н общая высота циклона; : i длина выхлопной трубы; ее диаметр; а расстояние от вершины обо . ратного конуса до плоскости пересечения конусов по оси корпуса; b расстояние от нижнего конца выхлопной труйл до плоскости пересечения конусой по сл оси корпуса; со to f ширина вставки в плане; 1 общая высота вставки. 00