Способ фильтрации газа через вращающийся зернистый фильтрующий элемент Советский патент 1989 года по МПК B01D46/36 

1

Изобретение относится к очистке газов от пыли устройствами с сыпучим зернистым материалом и может быть использовано в промышленности строительных материалов, металлургической, машиностроительной, горнорудной и других отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения - повышение эффективности регенерации фильтрующего элемента.

На фиг. 1 показан фильтрующий элемент, разрез; на фиг. 2 - фрагмент фильтрующего элемента в вертикальном положении; на фиг. 3 - графическая зависимость скорости фильтрующего элемента от его минимального радиуса.

Способ реализуется следующим образом.

После заполнения барабана 1 зернистого фильтрующего элемента зернистым фильтрующим материалом 2 его приводят во вращение с постоянной угловой ск оростью - скоростью вращения при фильтрации. При вращении барабана 1 происходит некоторое уплотнение зернистого материала 2. Вследствие этого внутри барабана 1 между зернистым материалом 2 и корпусом барабана 1 появляются неболь- щие (3-5%) свободные полости 3 и 4, которые располагаются всегда выше зе)- нистого материала 2. При прохождении запыленного газа через фильтрующий элемент часть пыли задерживается, осе,дая на гранулах зернистого материала 2, 3 совокупности процессы адгезии и уплотнения зернистого материала 2 ухудшакл все показатели работы фильтрующего элемента, довольно быстро вызывая необ,о- димость проведения регенерации зернисто1Ч) материала 2. По мере накапливания пыли между гранулами появляются и начинают расти силы аутогезии. Это единственные силы взаимного действия (сцепления) между

,

.«Е.

Ч

«Jb.

самый удаленный слой от оси вращения. Этот слой первым отрывается от всей массы зернистого материала 2. Но при этом центробежная сила должна удовлетворять условию РЧ,Р + РЛУ , т. е. центробежная сила по величине должна быть больше суммы сил тяжести и аутогезии. Только при этом условии происходит отрыв гранул от основной массы зернистого Maj трпияпя 2 и поижатие их к внешней

., 1: 1гг. -%Го:

тивоположны. Сила аутогезии между двумяленном слое от оси вращен.я а гра

сГе-п и . - нг .1 irrt ... ,,,:,,сила тяжести, равная , 1де гн

масса гранулы. К первой грануле 7 прило - жена центробежная сила Рц. , а ко второй грануле 8 - ш .

гранулами, и именно они приводят к образованию конгломерации гранул, которые характеризуются повышением аэродинамическим сопротивлением и находятся обычно в центральной области зернистого материала 2. В результате на отдельную гранулу фильтрующего зернистого материала 2 в рабочем режиме действуют три силы; тяжести Р, аутогезии FM и центробежная Рц (фиг. 2). При вращении бапри фильтрации превалирующей по величи не над двумя другими является сила тяжести. Именно собственный вес каждой гранулы прижимает ее к остальным, вызывая ; м уплотнение зернистого ма- 20 где R и R - радиусы вращения гра вая 1ем i-dMbiM уи t- д,„„,„„„ рглн считать, что гоанулы пред

териала 2. Под действием этой силы филь рующий зернистый материал 2 целиком совершает циклические перемещения из верхнего положения в нижнее внутри сектора (фиг. 1). При этом свободная полость 3 или 4 всегда находится выще массы зернистого материала 2. Действие данного способа основано на послойном заполнении свободной верхней полости 3 зернистым материалом 2. На фиг. 1 по25

нул. Если считать, что гранулы представляют собой шарики, радиус которых Ro то R 2Ro4-R . Кроме того, между гранулами действует сила тяготения Рду . В от-личие от центробежной силы и силы тяжести она не поддается предварительному расчету и определяется экспериментально. Связано это прежде всего с тем, что сила аутогезии является функцией времени и измеряется от нуля до некоГаГно Тго в сГк Р зан;:аю ц;м край- 30 ™ ого значения/которое за висит от физи- ...„„ L..,...,, „onvuuu гппй гпя- чегких свойств улавливаемой фильтром пынее верхнее положение, верхний слой гранул заполняет собой часть свободной полости 4 и соприкасается с внещней цилиндрической образующей 5 барабана 1. Относительно сектора или образующей 5

ческих свойств улавливаемой фильтром пыли. Из сказанного следует, что сумма сил аутогезии и тяжести является величиной постоянной для данного типоразмера ротора фильтра и для всего фильтрующего элеитносительно секюрй плп .... „.Алпгг, РР поя ити

он оаспопожен точно так же, как в ниж- .5мента в целом, для любого ее слоя или

нем крайнем положении сектора. Оба по- отдельной гранулы. Но при переходе от

ожения сектора отличаются лишь направле-одного слоя к другому вглубь фильтрую™ действия силы тяжести и центро-щего элемента величина центробежной сибежной силы которая приложена к грану-лы уменьщается с уменьщением радиуса,

лам В нижнем положении обе силы,так как более «и «аходитс

складываясь, прижимают гранулы РУГ ближе к оси вращения Это зна

к ДРУГУ и к внешней цилиндрическойусловие Р, Рду +Р, выполняемое для са

обоазую й 5 барабана 1. В верхнем по-мого верхнего слоя, не выполняется для

°ожении сиаа тяжести действует точно таксмежного с ним, но более глубокого слоя

же но прижимает зернистый материал 2при той же угловой скоррсти вращения

к внутренней цилиндрической образующейбарабана , рТТ ; и Р 6 барабана 1. Напротив центробежная си- чит щ mR ш и,, mR ш и ч -

„,„,, гчт о-имт.... Ппчтпму после отделение

ла стремится оторвать гранулы от внут- ренней цилиндрической образуюц(,ей 6 и прижать к внещней цилиндрической образующей 5 барабана 1. Но если сила тяжесp | f- y . Поэтому пос ле отделения первого (самого верх него слоя) от перегородки необходимо увеличить угловую скорость настолько, чтобы компенсировать уменьщеЩеИ J UcJUdUdtia 1. 11 ач ....,..« --,- „„,,„ гг

ти одинакова для всех гранул по величи-ние радиуса и выполнить условие Ьц

не то центробежная сила меняет свое 0 р + р,, при угловой скорости ,. Тогда

значение от слоя к слою при изменениипроизойдет отделение второго слоя от перадиуса Величина центробежной силы Рарегородки и прижатие его к первому,

зависит от массы m гранулы, расстояния RДля того, чтооы отделить от фильтрук-ее от оси вращения (т. е. радиуса вра-щей перегородки третий слои, неооходимо

и,ения) и угловой скорости со, с кото-55 снова увеличить угловую скорость от ыз

роГ вращается барабан 1, и равнадо значения соз, чтобы отделить четверr mRoV Из. формулы следует, что наи-тый, необходимо увеличить скорость оар.большая центробежная сила действует набана до угловой скорости w, и т. д.

где R и R - радиусы вращения гра „„„ рглн считать, что гоанулы пред

нул. Если считать, что гранулы представляют собой шарики, радиус которых Ro то R 2Ro4-R . Кроме того, между гранулами действует сила тяготения Рду . В от-личие от центробежной силы и силы тяжести она не поддается предварительному расчету и определяется экспериментально. Связано это прежде всего с тем, что сила аутогезии является функцией времени и измеряется от нуля до неко™ ого значения/которое за висит от физи- чегких свойств улавливаемой фильтром пы™ ого значения/которое за висит от физи- чегких свойств улавливаемой фильтром пыческих свойств улавливаемой фильтром пыли. Из сказанного следует, что сумма сил аутогезии и тяжести является величиной постоянной для данного типоразмера ротора фильтра и для всего фильтрующего „.Алпгг, РР поя ити

мента в целом, для любого ее слоя или

чит щ mR ш и,, mR ш и ч -

... Ппчтпму после отделение

. Поэтому пос ле отделения первого (самого верх него слоя) от перегородки необходимо увеличить угловую скорость настолько, чтобы компенсировать уменьще,- „„,,„ гг

ние радиуса и выполнить условие Ьц

до последнего п-го слоя. Если зернистый фильтр используется для очистки газов, содержащих неслипающуюся или слабослипающуюся пыль, то силы аутоге- зии отсутствуют. В этом случае условие, при котором начинает «работать инерцион- вое ворошение наполнителя, несколько упрощается и имеет вид или , где R - минимальный радиус фильтрующего элемента. Исходя из сказанного, зависимость имеет вид coMaKc -y gR и гра- фически изображена на фиг. 3. Эта кривая представляет собой границу, которая делит плоскость на две половины. Первая, заключенная между кривой и осями координат, представляет область, каждая точка которой подчиняется неравенству . Вторая область, находящаяся уже над кривой, содержит точки, удовлетворяющие главному условию , при котором действует механизм ворощения слоя. Зависимость шмакс -у показывает, как нужно изменять скорость вращения барабана, чтобы ворошение проходило в строгой последовательности, слой за слоем. Уменьшать скорость вращения барабана следует в той же последовательности, в которой производят ее увеличение. При уменьше- НИИ скорости до скорости вращения фильтрующего элемента при фильтрации дейст

вует механизм послойного ворошения. Каждый цикл ворошения предшествует непосредственно импульсной регенерации. Поскольку связи между гранулами постоянно разрушены перемещением гранул, ударная волна легко, почти без сопротивления, проникает вглубь зернистого материала 2, сбивая с гранул уловленную пыль. Следующим импульсом она также легко эы- водится из сектора в пылесборник.

Формула изобретения

Способ фильтрации газа через вращающийся зернистый фильтрующий элемент с последующей импульсной регенерацией, отличающийся тем. что, с целью повышении эффективности регенерации фильтрующего элемента, после окончания фильтрац.чи производят воро шение зернистого фильтрующего материала путем постепенного увеличения скорости вращения фильтрующего элемента от скорости вращения при фильтрации до coMaKc ygR ° , где g - ускорение силы тяжести, R - минимальный радиус фильтрующего элемента, с последующим снижением скорости фильтрующего элемента до скорости вращения фильтрующего элемента при фильтрации.

Изобретение касается очистки газов от пыли устройствами с супычим зернистым материалом и может быть использовано в промышленности строительного материала, металлургической, машиностроительной, горнорудной и других отраслях народного хозяйства. Цель - повышение эффективности регенерации фильтрующего элемента. Способ заключается в пропускании запыленного газа через фильтрующий элемент. После окончания фильтрации производят ворошение зернистого фильтрующего материала путем постепенного увеличения скорости вращения фильтрующего элемента от скорости вращения при фильтрации до ω_MAKC=√GR^-°^,5, где G-ускорение силы тяжести, R-минимальный радиус фильтрующего элемента, с последующим снижением скорости фильтрующего элемента до скорости вращения фильтрующего элемента при фильтрации и последующую импульсную регенерацию. 3 ил.

8

аг.2

о.е

Z.6

г.г18 7.4

10

ОЛ 0.3 О.50 O.S7 0.8 7.0 О.е.

Фиг.З

R

TB