Устройство для сепарации высокотемпературных газов Советский патент 1987 года по МПК B01D45/08 B01D47/05 

Изобретение относится к технике отделения диеперсных частиц от газов с использованием инерционных сил.

Целью изобретения является создание устройства ударно-инерционного действия, работоснособного приозначительных колебаниях расхода газа, снособного одновременно отделять твердые и парообразные включения, эффективность очистки которого значительно выше, чем у известных устройств.

На фиг. 1 приведено устройство, вид сне- реди в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит вертикальный корпус 1, прямоугольный в поперечном сечении (может быть и круглым), снабженный входным патрубком 2 и выходным патрубком 3. Внутри корпуса 1 установлена разделяющая патрубки 2 и 3 вертикальная перегородка 4, не доходящая до дна 5 корпуса 1. Перегородка 4 выполнена с двумя однонаправленными равными П-.образными выступами 6, при этом между ними образован такой же по величине, но направленный в другую сторону выступ 7. Число таких выступов определяется в зависимости от свойств и количества присутствующих в газе дисперсных включений (твердого и парообразного). На горизонтальных полках 8 выступов б выполнены щелевые отверстия 9, закрытые крыщками, каждая из которых представляет собой пластинчатый клапан 10, прикрепленный к двум кронщтейнам-ограни- чителям 11, размещенным между двумя ущ- ками 12, смонтированными на вертикальной перегородке 4. В ушках 12 закреплена ось 13, проходящая через отверстия в кронштейнах- ограничителях 11.

В корпусе 1 за вертикальной перего- .родкой 4 установлена дополнительная вертикальная перегородка 14, длина которой мень- ще перегородки 4. В корпусе I установлены четыре горизонтальные перегородки 15, две из которых входят в выступы 6 и жестко прикреплены к стенкам корпуса 1 и стенке выступа 6. Две другие перегородки 15, одна из которых входит в выступ 7, а другая расположена ниже второго П-образ- ного выступа б, жестко прикреплены к вертикальной перегородке 4, дополнительной вертикальной перегородке 14 и боковым стенкам корпуса 1. С помощью горизонтальных перегородок 15 образованы через одинаковые замкнутые камеры 16 - две с одной стороны вертикальной перегородки 4 и две - с другой, при этом входной патрубок 2 введе н в первую камеру, а ее выход и выход каждой следующей камеры (щелевые отверстия 9) служат входом последующих камер.

Разменхение горизонтальных перегородок 15 по высоте П-образного выступа б должно быть таким, чтобы соблюдалось равнОе расстояние между горизонтальной поверхностью 8 выступа 6 или 7 и горизонтальной перегородкой 15 в каждой камере 16,

при этом это расстояние составляет 1/3-2/3 высоты и выбирается в зависимости от насыщенности газа отделяемыми примесями и продолжительности периодов между очист- 5 ками камер от накопившихся на дне загрязнений. В каждой камере 16 установлены отбойники в виде по крайней мере двух рядов вертикальных охлаждаемых изнутри трубок 17, расположенных в шахматном порядке, Q при этом расстояния между трубками 17 в одном ряду равны или меньше наружного диаметра трубки 17. Для упрощения изготовления трубки 17 сделаны равными высоте корпуса 1 и пропущены через горизонтальные перегородки 15, а их выходы выведены

5 сверху в верхний 18 и снизу в нижний 19 коллекторы (рубашки охлаждения), хотя они могут и автономными для каждой ка- Mepi) 16. Левая стенка корпуса 1, дополнительная вертикальная перегородка 14 и боковые стенки корпуса 1 снабжены рубашкой ох лаждения 20. В каждой камере 16 выше горизонтальной перегородки 15, но ниже ближней к ней горизонтальной поверхности 8 выступа 6 установлен переливной патрубок 21, а на уровне горизонтальной Перегородки 15 -

5 дна камеры 16 расположен сливной патрубок 22. Такие же патрубки 21 и 22 установлены в корпусе 1 выше и на уровне дна корпуса 1. Сливные патрубки 22 перекрыты заглущками, а переливные патрубки 21 подсоединены к сборным емкостям. Возле выход0 ного патрубка 3 установлен отбойный щит 23. Устройство работает следую.щим образом. Поток газа из печи с дисперсными включениями через патрубок 2 попадает в первую камеру 16, затем встречая на своем пути трубки 17, обтекает их и, столкнувшись с

5 боковой стенкой камеры 16, изменяет свое направление на 90°. Далее за счет удара о дно камеры (горизонтальную перегородку 15 или о зеркало жидкости конденсата парообразной составляющей, собравшейся на дне) и изменив снова свое направление, поток выходит через щелевое отверстие 9 в следующую камеру, приподняв пластинчатый клапан 10. . Величина подъема клапана зависит от величины расхода, при этом скорость газа на выходе из щелевого отверстия 9 приблизи5 тельно постоянна, т. е. скорость не зависит от расхода. Поскольку вес крыщки выбран из условия максимального расхода газа, поступающего из данной печи сжигания, то при уменьшении расхода поток приподнимет крышку на меньшую величину. При мини0 мальном расходе камера работает в импульсном режи.ме: крышка сработает (откроется) при создании в камере достаточного для ее подъема избыточного давления и снова закроется до тех пор, пока в камере не наберется достаточное количество газа, т. е. вы5 ход газа осуществляется хлопками.

Расположение клапана 10 на горизонтальной полке 8 таково, что выходящий из камеры 16 поток направлен в смежной ка0

мере на водоохлаждаемые трубки 17. В каждой следующей камере 16 за счет ее конфигурации потоку сообщают такую же траекторию движения. При столкновении с водо- охлаждаемыми трубками 17 содержащаяся в газе парообразная составляющая конденсируется и тонкой пленкой стекает по ним, а твердые частицы, содержащиеся в газе, за счет инерции отделяются от него и оседают на пленке жидкости, удерживаются ею и вместе с нею попадают на дно камеры 16. Пары жидкости конденсируются также на охлаждаемых стенках камеры 16, конденсат стекает на дно камеры, увлекая с собой осадивплиеся в жидком слое твердые частицы. При достижении слоем жидкости, соб- равщейся на дне камеры 16, уровня переливного патрубка 21, излищки жидкости поступают в подсоединенную герметичную приемную емкость, отдельную для каждой камеры.

Тяжелые твердые частицы скапливаются в виде осадка на дне камеры, который периодически удаляют через сливной патрубок 22 путем подачи в камеру под напором очистной жидкости через переливной патрубок 21, при этом удаляют заглушку из сливного патрубка 22 и подсоединяют последний к сборнику отходов. Аналогичные процессы конденсации парообразной составляющей и отделения твердых частиц от газов происходят в каждой следующей камере. Выйдя из последней камеры, поток газа попадает на водо- охлаждаемые трубки 17, левую стенку корпуса 1, а затем, обтекая вертикальную перегородку 4, уходит к выходному патрубку 3, встретив на своем пути отбойный щит 23, служащий для предотвращения выхода с потоком газа брызг и капель, унесенных с поверхности жидкости, если она соберется на дне корпуса 1.

Таким образом, за счет многократного изменения направления газового потока, создания развитой поверхности сепарации - конденсации, использования для удержания и сбора отсепарированных твердых частиц

жидкости, образующейся при конденсации парообразных составляющих, нзме11е 1ия проходного сечения потока газа предлагае- мое устройство позволяет добиться значи- тельного повьииения эффективности очистки в широком диапазоне изменения расхода газа.

Формула изобретения

0

1.Устройство -для сепарации высокотемпературных газов, содержащее вертикальный корпус с входным и выходным патрубками и установленными в нем отбойниками и вертикальной перегородкой, не до15 ходящей до дна корпуса, отлцчающееся тем, что, с целью повыщения эффективности очистки в широких пределах изменения производительности по газу, оно снабжено дополнительной вертикальной перегородкой, установленной между выходным пат0 рубком и основной вертикальной перегородкой, причем основная вертикальная перегородка выполнена с П-образными выступами, горизонтальные полки которых имеют щелевые отверстия с пластин5 чатыми клапанами, щарнирно закрепленными со стороны основной вертикальной перегородки, и снабжена горизонтальными перегородками, одни из которых жестко присоединены к стенке корпуса, а другие размещены в ее выступах и присоединены к дополни0 тельной вертикальной перег.ородке, с образованием последовательно соединенных камер, при этом отбойник размещен в каждой камере и выполнен в виде вертикальных охлаждаемых трубок.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, 5 что вертикальные охлаждаемые трубкн размещены в щахматном порядке.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что наружные стенкя камер снабжены рубашкой охлаждения.

4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, 0 что верх и низ корпуса снабжены рубашкой охлаждения.

иш

Л л Л л

f7.

IX u

IS

/ I

f..../.....J.,..L.,,,.

f f f fff f f yrf f f f f afr a f f-f-raff f 7

73 // 12 10 9

(PUS.Z

11

23

Изобретение относится к технике отделения дисперсных частиц от газов с использованием инерционных сил. Устройство позволяет эффективно проводить очистку газа при значительных колебаниях его расхода. Устройство снабжено.вертикальной перегородкой 4, имеющей П-образиые выступы 6, на горизонтальных полках которых располоВоЗа жены щелевые отверстия 9, закрытые шарнирными крышками, каждая из которых представляет собой пластинчатый клапан 10. В корпусе 1 за вертикальной перегородкой 4 установлена дополнительная вертикальная перегородка 14 и горизонтальные перегородки 15, входящие в выступы основной перегородки 4, которые жестко прикреплены к перегородке 4 и соответственно к корпусу I или дополнительной перегородке 14. Это позволяет аппарат разделить на ряд последовательно соединенных камер 16. Каждая камера снабжена отбойником, выполненным в виде вертикальных охлаждаемых трубок 17. Корпус 1 и дополнительная перегородка 14 снабжены рубашкой охлаждения 20. Таким образом достигается в устройстве многокамерная сепараци и конденсация, что при-, водит к повышению эффекта очистки в широком диапазоне изменений расхода газа. 3 з.п.ф-лы, 2 ил. i (Л С со tc со ОС to Фиг.