Аппарат для обработки газа Советский патент 1988 года по МПК B01D46/26 B01D45/08 F24F3/14 

(Л

/;

Сд9 9д

эо

Kir с: Я-, ®.«

i ty| ..,.; .-1

:д

рить функциональные возможности аппарата. Аппарат содержит корпус 1, водяную камеру 4, пустотелую крыльчатку 21 с накопителем 20, на котором закреплены теплообменные трубки 17, сверху свободно расположен сетчатьй фильтрующий элемент 19. В нижней части сборника жидкости 5 размещен цилиндр 12, по периметру которого закреплен газораспределительный диск 13

с отверстиями 14 и кольцевьм конфузо- ром 15. Проходя через устройство, газ очищается от пыли и одновременно происходит процесс утилизации тепла очищаемых газов, который усиливается при увеличении расхода газа за счет одновременного увеличения проходящего через устройство . количества жидкости . 1 3. п. ф-лы. 3 ил.

Изобретение относится к газоочистке и пылеулавливанию, может быть использовано для очистки газов от пыли и утилизации их тепла и позволяет сократить расход жидкости иа испарение и повысить степень утилизации тепла очищаемых газов при увеличении их расхода за счет выполнения ротора в виде теплообменных трубок, закрепленных консольно веером со сво- брдными изогнутыми концами и снабженных отверстиями, с размещенными в них закручивателями, а также расши

1

Изобретение относится к газоочистке и пылеулавливанию и может быть использовано для очистки высокотемпературных газов от пыпи и утилизации содержащегося в них тепла, а также в устройствах для охлаждения газов жидкостью (теплообменниках).

Цель изобретения - сокращение расхода жидкости на испарение, повьше- ние степени утилизации тепла очищаемых газов при увеличении их расхода, расширение функциональных возможностей аппарата (очистка газа от пыли).

На фиг.I изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - загнутый конец теплообмен- ной трубки; на фиг.З - вид А на фиг.1 .

Устройство содержит корпус 1, в верхней части которого коаксиально размещены цилиндрическая вставка 2, снабженная кольцевой щелью 3 и образующая с корпусом зазор в виде водяной камеры 4. В нижней части корпуса 1 размещен сборник 5 жидкости, внутри которого размещен конус 6 с входным патрубком 7, проходящим через сборник 5 жидкости. В нижней части цилиндрического корпуса 1 размещена водоотводящая трубка 8, в верхней - переливная труба 9. В нижней части сборника 5 жидкости размещена водоподающая трубка 10, а в верхней- переливная труба 11.

В центральной части конуса 6 размещен цилиндр 12, по периметру которого закреплен газораспределительный диск 13 с отверстиями 14 и кольцевым конфузором 15. Внутри цилиндрического корпуса расположен ротор 16, выполненный из консольно веером закрепленных теплообменных трубок 17 с загнутыми в сторону вращения нижними концами, заглубленными под поверхность жидкости, находящейся в сборнике 5 жидкости, и снабженными входными отверстиями 18. На теплообменных

трубках 17 свободно размещен сетчатый фильтрующий элемент 19 с образованием провисающих участков между ними, прикрепленнь й своей нижней частью к теплообменным трубкам 17.

Верхние концы теплообменных трубок 17 сообщаются с накопителем 20, расположенным в центральной части пустотелой крыльчатки 21, концы которой снабжены трубками 22, свободно опирающимися на поплавок 23, выполненный в виде гофрированного трубчатого кольца. I

К сетчатому фильрующему элементу

19 примыкает регенерационный трубопровод 24 с продольной щелью 25, выполненной со стороны сетчатого фильтрующего элемента 19. Входные отверстия 18 теплообменных трубок 17 снабжены закручивателями 26 потока.

Аппарат работает следующим образом.

Перед началом работы через переливную трубу 9 и водоподающую трубку 10 в водяную камеру 4 и сборник

5 жидкости заливается жидкость до . определенного уровня. Поплавок 23 всплывает и приподнимает трубки 22, пустотелую крыльчатку 21 с накопителем 20, сетчатым фильтрующим элементом 19 с теплообменными трубками 17,

при этом их входные отверстия 18 с закручивателями 26 потока погружены в жидкость. При включении вентилятора (не показан) или при создании естественной тяги за счет перепада температуры очищаемого газа и атмосферного воздуха очищаемый газ поступает через входной патрубок 7 и, закручиваясь вокруг цилиндра 12, равномерно выходит через отверстия 14 газораспределительного диска 13 и.конфузор 15 в полость, образованную сетчатым фильтрующим элементом 19. Проникая сквозь последний, газ воздействует на пустотелую крьшьчатку 21, приводя ее во вращение, а вместе с ней и накопитель 20, теплообменные трубки 17 и сетчатый фильтрующий элемент 9.

При этом происходит очистка газов от пыли, которая оседает на внутренней поверхности сетчатого фильтрующего элемента 19 и постоянно сдувается сжатым воздухом, подаваемым через трубопровод 24 и выходящим через щель 25, осуществляя постоянную регенерацию вращающегося сетчатого фильтрующего элемента 19.

Сдутая сжатым воздухом уловленная пыль попадает во внутреннюю часть закрученного потока очищаемого газа, под воздействием сил тяжести выпадает в цилиндр 12 и по мере его наполнения выводится из него. При этом омывающие наружную стенку цилиндра 12 горячие газы отдают свое тепло слою пыли, находящейся в цилиндре 12 температура которой ниже температуры очищаемых газов. В то же время жидкость, омывающая нижнюю часть цилинд- 40 ходящей через них жидкости и, в свяра 12, отбирает тепло от слоя пыли, что обеспечивает теплообмен и утилизацию не только тепла очищаемых газов, но и утилизацию тепла уловленной пьши, что повьппает экономичность установки, этому же способствует вращение жидкости в сборнике 5 жидкости.

В это время загнутые в сторону вращения концы вращающихся теплообменных трубок 17 захватывают через входные отверстия 18 жидкость, которая, проходя через закручиватели 26 потока, поступает во внутреннюю полость теплообменных трубок 17, совершая при ЭТОМ винтообразное движение в их верхнюю часть за счет скоростного напора жидкости, возникающего при вращении загнутых по ходу вращения теплообменных трубок 17 в жидкости.

,

10

368005

а также за счет последующего уменьшения объемного . веса жидкости в связи с ее нагревом и возникающих центробежных сил в пустотелой крыльчатке 21, способствующих ускорению движения жидкости в теплообменных трубках 17. Интенсификации теплообменного процесса способствует вращение тепло- обменных трубок 17, при котором обеспечивается больший контакт последних с очищаемым газом за счет тур- булизации потока, а также за счет теплопередачи от сетчатого фильтрую15 щего элемента 19 к теплообменным трубкам 17. Нагретая таким образом жидкость через трубки 22 поступает в водяную камеру 4, откуда через во- доотводящую трубку 8 удапяется через устройство в систему отопления (не показана). Для поддержания необходимого уровня жидкости в водяной камере 4 служит переливная труба 9. При увеличении количества проходящих через устройство газов увеличивается частота вращения пустотелой крыльчатки 21, а следовательно, и величина центробежных сил, обеспечивающая проход большего количества жидкости

30 через теплообменные трубки 17 и повышение степени утилизации тепла очищаемых газов. При этом за счет распрямления провисающих участков поверхности сетчатого фильтрующего элемента

35 19 увеличивается и площадь фильтрации, а расходящиеся загнутые концы теплообменных трубок I7 описывают большую окружность, что также обеспечивает увеличение количества про20

25

зи с этим, повьш1ение степени утилизации тепла очищаемых газов.

Технико-экономическая эффективность аппарата по сравнению с известным заключается в уменьшении расхода жидкости на испарение и возможности саморегулирования процесса теплообмена при изменении расхода газов. Для движения жидкости по теплообменным трубкам не требуется установка насоса, а винтообразное движение жидкости в последних увеличивает степень утилизации тепла очищаемых газов, следовательно, повьппает экономичность устройства. Повышению степени утилизации тепла отходящих газов способствует постоянное вращение и перемешивание жидкости, находящейся в водяной камере и сборнике

жидкости, с помощью поплавка, выполненного в виде гофрированного трубчатого кольца, и загнутых концов теплообменных трубок. Контактирование сетчатого фильтрующего элемента с теплообменными .трубками уменьшает .его температуру по сравнению с температурой очищаемых газов, чем обеспечивается повьппение долговечности сетчатого фильтрующего элемента.

Кроме того, выполнение теплообменных трубок со свободными концами и их консольное закрепление, а также онтактирование их с сетчатым фильтующим элементом, размещенным свободо сверху последних, позволяет при величении оборотов пустотелой крыльчатки и возрастании при этом центробежных сил увеличить площадь фильтрации путем распрямления провисающих частков сетчатого фильтрующего элемента за счет расхождения концов тепообменных трубок. При этом упомянутые концы описывают окружность больей длины, что обеспечивает увеличение напора в теплообменных трубках и объема поступающей в них жидкости, а также скорости ее прохождения по лине трубок, что приводит к увеличению процесса теплообмена и повыш.е- нию эффективности работы устройства, причем происходит саморегулирование процесса теплообмена в зависимости от изменения объема очищаемых и утилизируемых газов. Устройство может работать .и при естественном побуждении движения газов, что делает не нужным применение тят одутьевого оборудования.

Кроме того, обтекание горячими газами уловленной пыли, скапливающейся в цилиндре, и одновременное омывание его нижней части жидкостью способствуют дополнительной утилизации тепла.

Выполнение поплавка в виде гофрированного кольца со свободно опирающимися на него трубками позволяет при вращении крыльчатки обеспечить свободное волнообразное скольжение трубок ПО гофрированной поверхности поплавка за счет более медленного вращения последнего, обусловленного сопротивлением жидкости. При этом наличие гофр на поплавке не только увеличивает сопротивление его вращению в жидкости, но и обеспечивает попутное вращение всей толщи жидкости, находящейся в водяной камере, а также обеспечивает знакопеременное перемещение теплообменных трубок в вертикальной плоскости, в результате которого происходит периодическое встряхивание се тчатого фильтрующего элемента за счет его периодического отрыва от теплообменных трубок,-а также схлопывания участков сетчатого фильтрующего элемента, образующих свободную провисающую поверхность, что в конечном итоге обеспечивает эффективную регенерацию.

Формула изобрете-ния

I. Аппарат для обработки газа, содержащий корпус, внутри которого

размещены крыльчатка и ротор с конусообразной поверхностью, сетчатый элемент, водоподающие и водоотводные трубки, сборник жидкости, отличающийся тем, что, с целью

сокращения расхода жидкости, повьше- ния степени утилизации тепла и расширения функциональных возможностей аппарата за счет выполнения функции пьшеулавливания наряду с функцией

теплообмена, он размещен вертикально и- снабжен цилиндрической вставкой, расположенной в верхней части корпуса с зазором к нему, заполненным жидкостью в верхней части корпуса, и

выполненной с кольцевой щелью в верхней части, поплавком, размещенным в зазоре, трубками, размещенными на поплавке и сообщенными с крыльчаткой, цилиндром, размещенным в нижней части сборника жидкости, и газораспределительным диском с кольцевым конфу- зором и отверстиями, расположенным по периметру цилиндра, при этом крыльчатка выполнена с накопителем

жидкости в центральной части, ротор выполнен в виде теплообменных трубок, верхние концы которых сообщены с накопителем и закреплены в нем консоль- но, нижние выполнены изогнутыми с отверстиями, снабженными закручивателя- ми и заглублены в жидкость сборника, а сетчатый элемент расположен на теплообменных трубках, причем нижняя часть его закреплена на них.

18

Фиг. 2

ВадА

26

Фиъ.д