Пылеуловитель Советский патент 1990 года по МПК B01D45/12 

равлических потерь и повышения надежности. Пылеуловитель содержит корпус 1 с входным тангенциальным патрубком 2, выходным 3, спиральную перегородку 4, делящую корпус 1 на камеру очищенного газа 5 ч камеру сепарации 6, и пылесборный бункер 7. Спиральная перегородка 4 образует со стенкой корпуса 1 сужаю- рдейся канал 8. В камере сепарации 6 установлена жалюэийная решетка 9, выполненная в виде продольных пластин 10 с рассекателями 1 1 .Пластины 10 имеют в сечении каплеобразную форму

и установлены с образованием между ними щелевых диффузоров 12 и кон- фузоров 13 и закреплены на поперечных осях 14 с возможностью подвижки. Пластины 10 дополнительно установлены вдоль стенки корпуса 1 с зазором 15. Высота пластин 10 с рассекателями увеличивается в направлении движения газа. Оси 14 снабжены виброопорами 16 и соединены с регенерирующим устройством 17. Угол раскрытия диффузоров 12 составляет 24-38°, а живое сечение в основании 50-80%. 4 з.п. ф--лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам для отделения твердых частиц от газов с использованием сил тяжести, центробежных сил и эффекта турбулентной коагуляции, используемым в качестве первой ступени очистки газов в промышленности строительных материалов, металлургической, химической промышленности и других отраслях народного хозяйства, и позволяет достигнуть повышения эффективности пылеулавливания, снижения энергозатрат путем уменьшения гидравлических потерь и повышения надежности. Пылеуловитель содержит корпус 1 с входным тангенциальным патрубком 2, выходным патрубком 3, спиральную перегородку 4, делящую корпус 1 на камеру очищенного газа 5 и камеру сепарации 6, и пылесборный бункер 7. Спиральная перегородка 4 образует со стенкой корпуса 1 сужающийся канал 8. В камере сепарации 6 установлена жалюзийная решетка 9, выполненная в виде продольных пластин 10 с рассекателями 11. Пластины 10 имеют в сечении каплеобразную форму и установлены с образованием между ними щелевых диффузоров 12 и конфузоров 13 и закреплены на поперечных осях 14 с возможностью подвижки. Пластины 10 дополнительно установлены вдоль стенки корпуса 1 с зазором 15. Высота пластин 10 с рассекателями увеличивается в направлении движения газа. Оси 14 снабжены виброопорами 16 и соединены с регенерирующим устройством 17. Угол раскрытия диффузоров 12 составляет 24 - 38°, а живое сечение в основании - 50 - 80%. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устрой

ствам для отделения твердых частиц от газов с использованием сил тяжести,, центробежных сил и эффекта турбулентной коагуляции и может быть использовано в качестве первой сту- пени очистки газов в промышленности строительных материалов, металлургической, химической промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является Повышение эффективности пылеулавливания и снижение энергозатрат путем уменьшения гидравлических потерь.

На фиг. 1 показан пылеуловитель, поперечный разрезj на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 (жалюзийная решетка в плане); ка фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг, 4 - разрез В-В на фиг, 1.

Пылеуловитель содержит корпус 1 с входным тангенциальным патрубком 2 для запыленного газа, выходным патрубком 3 для очищенного газа, спиральную перегородку 4, делящую кор- пус 1 на камеру очищенного газа 5 и камеру сепарации 6, и. пьшесборный бункер 7. Спиральная перегородка 4 образует со стенкой корпуса 1 сужаю- щийся канал 8. В камере сепарации 6 установлена жалюзийная решетка 9, выполненная в виде продольных пластин tO, установленных со смещением Пластины 10 снабжены рассекателями 11, выполнены наборными и имеют в сечекии каплеобразную форму, уста новлены с образованием между ними щелевых диффузоров 12 и конфузоров 1 Диффузоры 12 раскрываются в направле

20

30

35

25

до

,с 3. 50

55

нии пылесборного бункера 7 и закреплены на поперечных осях 14 с возможностью подвижки. Пластины 10 дополнительно установлены вдоль стенки корпуса 1 с зазором 15 и с раскрытием щелевых диффузоров 12 в направлении стенки корпуса. Угол раскрытия диффузора 12 составляет 24-38°, а живое сечение в основании - 50-80%. Пластины 10, установленные в камере 6 сепарации, со стороны набегающего потока газа выполнены со скосом 8-10° в направлении к образующей корпуса 1. Закручивающийся конец спиральной перегородки 4 выполнен подвижным. Высота пластин 10 увеличивается в направлении движения газа. Оси 14 снабжены виброопорами 16, установленными на стенке корпуса 1, и соединены с регенерирующим устройством 17, например вибратором.

i

Пылеуловитель работает следующим образом.

Запыленный газовый поток входит в корпус 1 через тангенциальный патрубок 2, затем в рабочий сужающийся канал 8,, где происходит плавное под- жатие газового потока при помощи спиральной перегородки 4 и пластин 10, которые препятствуют образованию пустот и крупномасштабных турбулентных пульс эций.

Благодаря увеличивающейся высоте пластин 10 с рассекателями 11 скорость газового потока между ними по высоте уменьшается в 3-7 раз, что способствует возможности развития высоких скоростей газа в тонком постепенно сужающемся криволинейном канале 8,

причем с минимальным гидравлическим сопротивлением. При этом в начале наиболее крупные, а затем и более мелкие пылевые частицы выходят из рабочего канала 8 и входят в пространство между рассекателями 11„ Ввиду упорядочения потока между этими лопастями и отсутствия донной стенки пылевым частицам нет препятствия в их движении к корпусу 1 аппарата. Попадая в конфузор 13, газовый поток поджимается. Это способствует дальнейшему гашению турбулентности потока, увеличению концентрации пылевых

20

25

30

35

частиц и уменьшению количества этого потока, поступающего в диффузор 12, где под влиянием турбулентных пульсаций происходит коагуляция пылевых частиц. При выходе из диффузоров 12 в пограничных зонах струй имеет место встречное движение, которое усиливается благодаря наличию сопротивления на выходе из диффузоров в виде стенки корпуса 1. При этом, под влиянием динамического напора газового потока, направленного под некоторым острым углом к стенке корпуса 1,зали- пания пластин 10 и оси 14 быть не должно, отделение более тонкодисперсных частиц осуществляется в камере 6 сепарации, где скорости газового потока достигают максимума. За .счет большой высоты пластин 10 с рассекателями 11 ,по,гокатия потока в конфузорах 13 расположения пластин со смещением друг относительно друга и выполнения их со скосом 8-12° со стороны набегающего потока газа в направлении к образующей корпуса, срезается наиболее запыленная часть потока и направ- ялется в диффузор 12. В диффузоре7 при угле раскрытия 24-38° и живом сечении 50-80%, возникают мелкомасштабные турбулентные пульсации. Под их влиянием частицы пыли разных размеров приобретают разные ускорения, что приводит к их столкновениям и коагуляции. Скоагулированные частицы под действием сил инерции и тя- 50 жести оседают в бункер 7. Отработанный газ направляется в осевой канал и через патрубок 3 выводится из пылеуловителя .

При загрязнении пластин Ю регенерация -осуществляется воздействием на них механических колебаний, которые передаются посредством поперечных осей 14, соединенных с регенери45

55

10

15

20

25

30

35

50

5

5

руюцим устройством 17, через виброопоры 16. За счет расположения пластин со смещением друг относительно друга и выполнения их со скосом 8-12° со стороны набегающего потока газа в направлении к образующей корпуса гидравлические потери сокращаются не менее чем наполовину, объем срезаемого запыленного потока уменьшается примерно наполовину, концентрация пыли на решетке удваивается. Это приводит к улучшению коагуляции пылевых частиц, а следовав тельно, к повышению эффективности очистки газа.

Оснащение пластин рассекателями и выполнение их каплеобразной формы с образованием между пластинами щелевых конфузоров и диффузоров, раскры- рающихся в сторону пылесборного бункера, позволяет предотвратить образование крупномасштабных турбулентных пульсаций (вихрей) в месте возникновения высоких скоростей газа, что способствует уменьшению гидравлического сопротивления, а также увеличению концентрации потока, поступающего из конфузора в диффузор. В диффузорах при прохождении газа возникают мелкомасштабные пульсации газового потока, способствующие коагуляции пылевых частиц и выводу их из потока.

Установка пластин на поперечных осях с возможностью подвижки обеспечивает эффективную регенерацию пластин в результате их соударения друг с другом с помощью установленных вибраторов, что повышает эффективность очистки и надежность в эксплуатации.

Снабжение пылеуловителя дополнительными пластинами той же конфигурации, что и у пластин решетки, установленными вдоль стенки корпуса по ходу газа с зазором и с раскрытием щелевых диффузоров в направлении стенки корпуса, обеспечивает высокую разность скоростей потоков в пограничном слое газовых струй на выходе из диффузоров путем ввода дополнительного сопротивления в виде стенки корпуса пылеуловителя, В то же время обеспечивается надежность пылеуловителя так как по каналу движется поток воздуха под некоторым динамическим напором и, следовательно, предупреждается залипание щелей, одновременно отраженные от стенки

толевые частицы не могут попасть сновя в рабочий канал, так как в это случае им препятствуют турбулентные пульсации в диффузорах.

Выбор угла раскрытия диффузора 24-38°, а живого сечения в основании диффузора 50-80% обусловлен аэродинамикой газового потока в диффузорах и связанной с ней коагуляцией пылевых частиц. При углах раскрытия 24-38° и живом сечении 50-80% диффузора наступает развитая турбулентность, сильно возрастает величина пульсационных скоростей, что приво- дит к повышению интенсивности обмена количеством движения между различными слоями движущегося потока среды и выравниванию профиля скоростей, а также равномерному отрыву по- тока от стенок диффузора, которые приводят к наибольшей коагуляции пылевых частиц, что повышает эф- фективность очистки. При углах раскрытия диффузора меньших 24 и живом сечении меньшем 50% не возникает развитая турбулентность, не происходит отрыва потока от стенок диффузора, что значительно снижает коагуляцию частиц пыли и тем самым эф- фективность пылеулавливания. При углах раскрытия больших 38° и живом сечении больше 80% возникают крупномасштабные пульсации., отрыв потока начинается только у той стенки, где скорость случайно имеет меньшую величину, при этом также устанавливается несимметричный профиль скоростей, что приводит к образованию крупномасштабных пульсаций, снижаю- щих эффективность пылеулавливания.

Выполнение пластины со стороны набегающего потока газа со скосом 8-12° в направлении образующей корпуса обеспечивает срез тонкого слоя сильно запыленного газового потока и направление ее в диффузор с минимальными энергетическими затратами на преодоление гидравлического сопротивления решетки. При этом исключается образование вихревых потоков, что также повышает эффективность очистки.

Выполнение закручивающегося конца спиральной перегородки подвижным создает канал с регулируемым сечение (плавное поджатие) и, следовательно, с переменной скоростью движения, что позволяет снизить гидравлическое

о Q

г

5

0

сопротивление за счет оптимального заполнения рабочего канала и отсутствия крупномасштабных вихрей, а также увеличить степень пылеотделения за счет более высоких скоростей газового потока в рабочем канале при переменных газовых нагрузках.

Выполнение пластин с увеличением высоты в направлении движения газа позволяет плавно достигать высоких скоростей газа в тонком криволинейном канале, что способствует увеличению степени очистки за счет центробежных сил с минимальными гидравлическими потерями (скорость между пластинами по высоте уменьшается в 3-7 раз).

Пластины выполнены наборными с целью обеспечения возможности изменения живого сечения жалюзийной решетки в основании диффузора при изменении физико-химических свойств запыленных участков и улавливаемой пыли. Изменение живого сечения можно осуществлять путем изменения количества набираемых пластин и/или изменения размера сечения каплеобразного профиля пластин.

При высокой начальной запыленности (от 30 до 1500 г/м3) и особенно в случае содержания пыли с высокой парусностью и, следовательно,пониженной сыпучестью (каолин, известь, алинитовый цемент) живое сечение должно быть увеличено для обеспечения высокой степени улавливания. В противном случае не вся пыль будет отводится пластинами и часть ее уйдет с очищаемым газом. При невысокой начальной запыленности (до 30 г/м3) и особенно для пылей с низкой парусностью и, следовательно, повышенной сыпучестью (клинкерная пыль) живое сечечие должно быть уменьшено, но не менее 50%. При живом сечении менее 50% возникает угроза отрыва воздушного потока от горловины конфу- зора также, как от внешней стенки рабочего канала в прототипе, снижения оптимальной скорости, что приведет к снижению степени очистки.

Выбор скоса пластин 8-12° в направлении к образующей корпуса обосновывается стремлением к минимальным гидравлическим потерям на срез запыленного потока газа на пластине и плавным выводом пылевого потока через диффузор в бункер с одновременной коагуляцией частиц пыли на плоскости скосов. Известно, что в диффузорах в углах расширения 8-10° сохраняется ядро постоянных скоростей. В диффузорах с меньшими углами расширения 4° и 5° профиль скоростей имеет более острую форму чем в диффузорах с углами 8-10 . В то же время при больших углах расширения скорость вблизи стенок диффузора существено меньше, чем в центральной части потка, вследствие чего общая вытянутост профиля скоростей больше. Указанные исследования проводятся на чистом оздухе с плотностью 1,293 кг/м3. В пылеуловителе для запыленных газов с плотностью 2,793 кг/м угол скоса пластин принят равным 8-12°, при котором еще не происходит отрыва воз , душного потока от поверхности пластин. У поверхности пластин поток имеет минимальную скорость, при которой пылевые частицы тормозятся, наскакивают друг на друга, укрупняются и падают в бункер.

При углах скоса пластин более 12° возникает угроза отражения потока от поверхности пластин и вихреобразова- ния, при котором часть пыли уносится с газовым потоком из-под решетки аппарата и попадает в очищенный газ. Имеют место дополнительные затраты энергии на образование вихрей. Угол скоса менее 8е принят из конструктивных соображений (трудоемкость исполнения и вывода пыли в бункер и ее коагуляции).

Использование устройства на аспи- рационном тракте цементных мельниц создает ряд преимуществ: упрощается аспирационная система, так как из схемы убираются аспирационная шахта и циклоны; ввиду развития скоростей в рабочем канале пылеуловителя свыше 50 м/с и наличия коагулирующих устройств увеличивается степень очистки свыше 96% вместо 92% в циклонах и инерционных пылеуловителях предшествующей конструкции вместе взятых;в результате одноразового плавного увеличения скорости газового пото ка и наличия подстилающей воздушной прослойки между лопастями имеет место низкое гидравлическое сопротивление предварительной ступени пылеулавливания; низкие капзатраты; из- за низкой концентрации пыли после инерционного пылеуловителя и ее

0

тонкодисперсности отводящие газоходы но подвержены абразивному износу, а сама конструкция пылеуловителя имеет низкие скорости у стенок корпуса; ввиду установки пылеуловителя на разгрузочной коробке мельницы уменьшается пылевынос из нее и улучшается эстетика.

Формула изобретения

одна относительно другой,и пылесбор- ный бункер, отличающийся тем, что, с целью повышения эффек- тивностн пылеулавливания и снижения энергозатрат путем уменьшения гидрав-1

лических потерь на жалюзийной решетке, пластины решетки снабжены рассекателями, выполнены наборными и каплеобразной формы, установлены с образованием между пластинами щелевых конфузоров и диффузоров, ориентированных в направлении пылесбор- ного бункера, снабжены рассекателями и закреплены на поперечных осях с возможностью перемещения.

тия диффузора составляет 24-38°, а живое сечение в основании диффузора - 50-80%, пластины, установленные в камере сепарации, со стороны движения потока газа выполнены со скосом 8-12 в направлении к образующей корпуса.

И1572681 2

отличающийся тем, чтогаза.

пластины выполнены с высотой, увели-i

-270

180

90

-О

п

Редактор А.Шандор

Составитель Л.Юпдашева Техред Л.Сердюкова

Заказ 160Д

Тираж 571

ИНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская каб., д. 4/5

Б-Б

,15

ллл

№ 17

Л

ФигЗ В - В поЬернуто

Г

Фuz.it

Корректор М.Самборская

Подписное