Циклон для улавливания налипающей пыли Советский патент 1984 года по МПК B04C5/22 

со о

4

О

ее

1 Изобретение относится к устройст вам для сухой очистки газов от пыли и может быть применено в различных отраслях народного хозяйства. Известен циклон для улавливания налипающей пыли, состоящий из корпу са .с патрубками для ввода газа, отвода очищенного газа и устройство для снятия налипающей пыли, которое выполнено в виде рамки, установленной по оси циклона с жестко укрепленной на ней крыльчаткой, В этом, циклоне для вращения рамки используют энергию отходящего газа. Закрученньш поток отходящего газа направляется в выходной патрубок и приводит во вращение крыльчатку, расположенную ниже выходного патрубка и. Конструкция этого циклона должна быть достаточно жесткой и, чтобы не нарушить аэродинамики входного потока, она должна иметь малую парусность. Однако выполнять одновременно эти условия, особенно для крупногабаритных циклонов, практически невозможно. Нарушение аэродинамики входного потока приводит к снижению общей эф(})ективности очисткигаза. .Кроме того, циклон имеетдостаточно низкую надежность .работы и неудобен в эксплуатации из-за наличия скорост ных подшипниковых; узлов, недоступнос ти всех элементов устройства для обслуживания, возможности появления дебалансов, которые могут быть образованы в результате неравномерного оседания пыли на элементах рамки. Кроме того, налипающая пыль оседает на крьшьчатке и внутренней поверхности выходного патрубка, поскольку в выходном газовом потоке также содержится пыль, хотя и в меньших количествах, чем во входном потоке. З лепленная пылью крьшьчатка не играе роль закручивателя а уменьшение пр ходного сечения выходного патрубка из-за налипания пыли приводит к заклиниванию крыльчатки. В том и другом случае вращение рамки прекращается, а таклсе-возрастет гидравличес кое сопротивление циклона. Известен циклон для улавливания налипающей пыли, содержащий корпус .бункером, входной и выходной патруб ки и устройство для снятия налипающей пыли, выполненное в виде свобод но подвешенной цепи,расположенной 9 по оси циклона. Вращающийся газовый поток вовлекает во вращение нижний участок цепи, одновременно прижимая ,. его к поверхности корпуса. Двигаясь по поверхности корпуса, участок цепи счищает пыль, налипшую на нее, которая осыпается в бункер 2 J. Однако ввиду того. Что парусность цепи невелика, она вращается медлен- . но и с малой амплитудой вращения. Поэтому очистке подвергается только нижняя часть поверхности корпуса. Для работы на средне и тем более сильно налипающей пыли циклон не пригоден. Амплитуду и скорость вращения цепи можно было бы повысить за счет применения, например, полых, но большего размера ее звеньев, но при этом искажается аэродинамика входного потока и, как следствие этого, снижается эффективность очистки газов. В извест ном циклоне происходит осаждение пьши на внутренней поверхности выходного патрубка. Низкая эффективность очистки обусловлена еще тем, что цепь равномерно скользит по внутренней поверхности корпуса, приглаживая к ней липкую пыль. Цель изобретения - повьш1ение эффективности пылеулавливания путем улучшения качества снятия пыли. Цель достигается тем, что в циклоне для улавливания налипающей пыли, содержащем корпус с входным ,и разгрузочным патрубками, бункер, осевую . выхлопную трубу, в верхней части которой подвешена цепь, цепь снабжена лопастным закручивателем с асимметричнь№1и лопастями, при этом верхний участок закручивателя размещен в выхлопной трубе. Цричем закручиватель может быть выполнен в виде крестОвины из двух взаимно пересекающихся пластин, имеющих различную ширину ребер. Кроме того верхний конец цепи жестко закреплен в верхней части выхлопной трубы. На фиг.1 изображен циклон, продольньй разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - закручиватель, выполненный из пластин общий вид. Циклон содержит входной патрубок 1, корпус 2, осевую выхлопную трубу 3, закручиватель 4, усиливающий передвижение цепи по поверхности корпуса и обеспечивающий снятие пыли с выхлопной трубы, цепь 5, бункер 6,

разгрузочный патрубок 7. На фиг.2 приспособление показано пунктирной линией,в движении вдоль внутренней стенки трубы.

Циклон работает следующим образом.

Запыленный газ по тангенциально установленному- входному патрубку 1 со скоростью около 20 м/с вводят в корпус 2, в котором газовый поток закручивается, пыль под действием, центробежных сил отбрасывается к стенке корпуса, а очищенньй газ через трубу 3 выбрасывается в атмосферу или поступает в другой аппарат очистки газа. В выхлопной трубе газовьш поток с высокой скоростью до инерции продолжает вращаться, вовлекая в круговое движение по внутренней поверхности патрубка за.кручиватель 4, в результате -этого нижерасположенный участок цепи 5 совершает сложные движения - вращение по окружности и хаотичное перемещение по образующей корпуса, одновременно прижимаясь к поверхности корпуса, и тем самым цепь счищает налипшую на нее пыль, которая осыпается в бункер-6. Хаотичное перемещение нижнего участка цепи по обра.зующей корпуса обусловлено расположением закручивателя 4 относительно элементов циклона, а именно: верхний участок закручивателя расположен внутри патрубка, а нижний - в конусной части циклона. При вращении по окружности на нижний участок цепи действует центробежная сила, направленная перпендикулярно оси и под некоторым (.непрямым ) углом к образующей конической части (нижний участок цепи соединен с закручивателем 4 в точке, расположенной в конической части циклона ). Центробежную силу, направленную перпендикулярно оси циклона, можно разложить на две составляющие: нормальную составляющую, направленную перпендикулярно образующей конической части, и силу, напраленную вверх по образующей (пар ллельно образующей ). За счет последн силы цепь устремляется вверх. Цри вращении, скользя по поверхности копуса, участок цепи встречает на свое пути наросты, пыли ( локал.ьные или сплошные), ударяясь о них, вращение замедляется, в результате резко снижается центробежная сила и нижний

участок цепи под действием силы тяжести падает вниз. Затем снова усиливается вращение и участок цепи поднимается iподбрасывается) вверх. При отсутствии наростов пыли падение вни участка цепи происходит за счет жесткого (нещарнирного } крепления цепи в верхней части циклона. При вращении происходит постоянное скручивание верхнего участка цепи и вращение замедляется, снижается центробежная сила и нижний участок цепи падает вниз. Далее цепь раскручивается и все повторяется сначала. Таким обра- зом, нижний участок цепи практически постоянно соверщает хаотичные переме щения по образующей корпуса вниз вверх.

Ввиду того, что парусность цепи мала, нарушение азродинамики входног потока газа практически не происходи а нарушение аэродинамики выходного потока закручивателем не сказывается отрицательно на эффективности очистки газа.

Различная длина лопастей закручи- вателя 4 исключает зарастание пылью внутренней поверхности трубы 3 и самого приспособления, а также дополнительно способствует снятию пЫли с поверхности корпуса, поскольку закручиватель, совершая движение по пот, верхности трубы, прижимается к ней то длинными, то короткими ребрами, в результанте чего происходит их постоянное соударение. Колебания от соударения передаются и на корпус. Поскольку закручиватель 4 непосредственно соединен с нижним участком цепи, колебания в первую очередь передаются на этот участок цепи. Поэтому на сложное его движение по поверхности корпуса накладываются еще и колебания.

Опытным путем установлено, что оптимальная ширина лопастей закручивателя составляет 0,2-6,4 диаметра выхлопной трубы. При ширйне лопастей менее 0,2 диаметра выхлопной трубы парусность закручивателя недостаточна для осуществления быстрого перемещения участка цепи по поверхности корпуса (скорость движения закручивателя ниже скорости вращения выходного газового потока), в результате чего снижается эффективность снятия пыли. При ширине лопастей более 0,4 диаметра выхлопной трубы ларусгность закручивателя достаточно высокая, однако уменьшается радиус его вращения и, следовательно, снижается линейная скорость его движения по поверхности трубы. Установлено, что наиболее рациональным является пересечение пластин закручивателя 4 под прямым углом, а оптимальная разница в ширине его ребер должна составлять 20-30%. При пересечении пластин под другим углом (непрямым ) и разнице в ширине пластин более 30% парусность закручива.теля значительно колеблется. При колебаниях же парусности происходит затормаживание скорости передвижения приспособления 4, При разнице в ширине ребер менее 20% амплитуда колебаний закручивателя 4 недостаточна для эффективного снятия пыли с внутренней поверхности трубы. Не обязательно чтобы ширина всех ребер была различной, достаточно, чтобы ширина хотя бы одного ребра была больше или меньше других. Отклонения от указанных оптимальных размеров, естественно, снижают эффективность снятия пыли с поверхности корпуса и выходного патрубка. Д.Л. iV4j- JJ.. Si ЛJLJ...J AVlAt- X jrVX VC y однако эффективность снятия налипающей пыли все равно намного вьш1е че в известном циклоне. Экспериментальная проверка эффективности работы циклона проведена на монокальцийфосфатной пьши.Резуль таты сравнительных испытаний предлагаемого циклона, известного циклона 2 и базового объекта З представлены в таблице, В циклоне З3 устрой ство для снятия налипающей пыли выполнено в виде стержня, расположенного по оси циклона и закрепленного одним концом в бункере, и винтовой пружины, установленной концентрично на упругом стержне. Из таблицы видно, что по основным показателям предлагаемый циклон превосходит известные циклоны, испытывавшиеся в одинаковых условиях. Эффективность очистки газа и гидравП96 лическое сопротивление во всех трех циклонах примерно одинаковы в начальный период работы (несколько меньшее значение эффективности очистки газа в базовом обьекте объясняется небольшим искажением в нем аэродинамики входного газового потока). По истечении суток непрерывной работы циклон практически забивается пьшью, о чемсвидетельствуют резкое снижение эффективности очистки газа (с 97,5 до 70% )и повышение гидравлического сопротивления (с 700 до 1200 . В то время, как в предлагаемом циклоне значения эффективности очистки газа и гидравлического сопротивления через сутки непрерывной работы остаются неизменными, несколько понижается эффективность очистки газа (с 95 до 93% 1 и повьплается гидравлическое сопротивление (с 700 до 750 н/м в циклоне Сз}, циклон начинает немного забиваться. Через 8 суток непрерывной работы предлагаемый циклон слегка забивается (эффективноть очистки газа снизилась с 97,5 до 96%, а гидрав лическое сопротивление повысилось с 700 до 750 н/м). Циклон ЗJ за такое же время непрерывной работы / практически забился эффективность упала до 72%, а гидравлическое сопротивление выросло до 1280 н/м J.. Применение предлагаемого циклона в непрерывных технологических процессах позволит за счет сокращения числа остановок повысить выпуск того или иного продукта, например, в производстве суперфосфата, монокальцийфосфата и т,д. Предлагаемый циклон прост по конструкции, его эксплуатация не представляет трудностей, при проведении профилактических проверок и ремонтов цепь с устройством легко можно вынимать из циклона, для этого в верхней части делают небольшой люк. Ожидаемый экономический эффект от внедрения циклона в одном производстве монокальцийфосфата составит 152,6 тыс.руб. в год.

Условная скорость газа в сечении циклона, м/с

Входная запыленность газа, .г/м . .

Эффективность очистки газа в начальный период, %

через 1 сут непрерывной работы

через 8 сут непрерывной работы

Гидравлическое сопротивление циклона в начальный период, н/м

через 1 сут непреIрывной работы

через 8 сут непрерывной работы

Время пробега циклона между чистками, сут

700

700

1200

750

1280

1-1,2

И

И

L

/

S/

Фиг.1

g.2

fPu23

1.ЦИКЛОН ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ НАЛИПАЮЩЕЙ ПЫЛИ, содержащий корпус с входным и разгрузочным патрубками, бункер, осевую выхлопную трубу, в верхней части которой подвешена цепь, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности пылеулавливания путем улучшения качества снятия пыли, цепь снабжена лопастным закручивателем с асимметричными лопастями, при этом верхний участок закручивателя размещен в выхлопной трубе. 2.Циклон по П.1, о тл ич ающ и и с я тем, что закручиватель выполнен в виде крестовины из двух взаимно пересекающихся пластин, имеюi щих различную ширину ребер. 3.Циклон по П.1, отличаю(Л щийся тем, что верхний конец цепи жестко закреплен в верхней части выхлопной трубы.