Устройство для центробежной очистки Советский патент 1991 года по МПК B04C3/00 B01D45/16 

Изобретение относится к устройствам для центробежной очистки, а именно к технологии очистки сажи от посторонних включе ний, и может быть применено на заводах техническою уыерода при прои шотлч не pas- личных типов саж.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки за счет снижения вторичного уноса примесей.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 -- вид А на фиг. 1.

Устройство для центробежной очистки сажи от посторонних включений содержит цилиндрический .корпус 1 высотой Н, тангенциальный входной патрубок 2, жалюзи 3, выполненные в виде равноудаленных пластин, расположенных по касательным к окружности корпуса, перегородку 4, коническое днище 5 и тангенциальный выходной патрубок 6.

Для формирования газового потока и разделения нисходящей и восходящей его ветвей, для улччшения распределения кинетической энергии по сечению потока и выравнивания траектории движения частиц по кр говой орбите в гангенциалыюм входе cia новлены направляющие пласт нны-жадю fit В устройстве жалюзи выполнены в виде 2-5 отдельных равноудаленных одна т другой пластин, расположенных по касатель ным к окружности на участке, равном 1 /8- 1/4 ее длины

Заметное влияние на формирование газового потока направляющие начинают оказывать при их числе не менее При установке в тангенциальном входе од ной направляющей пластины ее воздействие на газовый поток оказывается недостаточ ным, нисходящая ветвь становится размытой, происходит частичное ее смешение с восходящей ветвью, в которую попадают частицы посторонних включений Эффективность очистки сажи в этом с.пчае резко снижается и содержание в сажевом аэрозоле частиц включений с размером более 45 мкм на выходе из хстройства составляет 0,13%, что превышает значение, к

о;

установке в тангенциальном пяти направляющих пластин

входе

далькаемое ГОСТ 7885-86 на сажу (не более

0,1%)

При больше

нейшего повышения эффективности очистки не происходит и содержание частиц включений в сажевом аэрозоле на выходе из устройства составляет 0,09%, что незначительно меньше значения, допускаемого ГОСТ 7885 86 на сажу Однако при этом происходит существенное увеличение гидравли ческо( о сопротивления аппарата (до 1,9 кПа) что приводит к росту энергетических затрат.

Для сообщения сажевому аэрозолю кинетической энергии, достаточной для создания устойчивого вращатачьного движения газового потока, необходимо ею прохождение по каналу i определенной площадью сечения Площадь сечения тангенциального входа прямо пропорциональна длине участка окружности, на которой расположены направляющие пластины

При длине этого участка, меньшей 1/8 длины окружности цилиндрической части корпуса, уменьшение площади тангенциального входа приводит при постоянном расходе сажевого аэрозоля к увеличению скорости в этом сечении Так как гидравлическое сопротивление прямо пропорционально квадрату скорости газа, то рост скорости аэрозоля приводит к резкому росту гидравлического сопротивления (до 2,6 кПа) и соответствующему росту энергетических затрат на его преодоление Кроме того, при высоких скоростях входа усиливается турбули- зация газового потока, в котором увеличиваются радиальные составляющие направления его движения, приводящие к попаданию частиц включений в восходящий поток аэрозоля Содержание частиц включений в сажевом аэрозоле на выходе из устройства составляет 0,14%

При увеличении длины участка тангенциального входа аэрозоля более 1/4 длины окружности ци гиндрической части корпуса еооот ветсгвенно увеличивается площадь сечения входа, но скорость входа аэрозоля в цилиндрическую камеру при этом уменьшается в такой же степени Газовый поток уже не обладает кинетической энергией, необходимой для создания устойчивого вращательного движения В том случае часть потока попадает почти сразу в центральную зону и покидает цилиндрическую камеру совместно с посторонними включениями Содержание частиц включений в сажевом аэрозоле на выходе из устройства составляет 0,18°,,

Существенное влияние на образование и устойчивость вращательною движения газового потока и, следовательно, на эффективность очистки оказывает высота тангенциального входа, практически равная высоте цилиндрической части устройства Это влия

10

15

ние связано с распределением локальных скоростей газового потока по вертикали. При высоте цилиндрической части корпуса или высоте тангенциального входа больше 0,5 диаметра корпуса наблюдаются пульсации газового фронта на выходе из тангенциального патрубка по скоростям Пульсации приводят к срыву вращательного движения и проскоку частиц посторонних включений в восходящий поток В этом случае содержание посторонних включений в сажевом аэрозоле на выходе из устройства составляет 0,12%

Если высота цилиндрической части корпуса меньше 0,3 его диаметра, то времени пребывания оказывается недостаточным для полного протекания процесса выделения частиц посторонних включений из газового потока Кроме того, при такой высоте умень шается площадь поперечно о сечения камеры и гидравлическое сопротивление устройства заметно возрастает В этом случае содержание посторонних включений в сажевом аэрозоле на выходе из устройства составляет 0,17%, а гидравлическое сопротивление - 1,85 кПа

Другим важным фактором, оказывающим существенное влияние на устойчивость вращающегося нисходящего потока аэрозоля и, следовательно, на эффективность очистки сажи, является угол раскрытия конического днища, который должен обеспечивать 30 такое изменение радиуса вращения нисходящего потока аэрозоля, а также время его пребывания в устройстве, чтоб j под дей ствием центробежных сил происходило выделение из аэрозоля преимущественно всех частиц посторонних включений и мини малыше количество сажи

20

25

45

0

5

0

5

При угле раскрытия коническою днища менее 60Г более плавное изменение- радичса вращения потока и большее время пребывания аэрозоля в.устройстве приводит, при сохранившейся эффективности очистки (41%), к выделению из газового потока значительного количества сажи 5, кг/ч

Устройство из аппарата для разделения дисперсных систем и очистки частиц сажи ог частиц посторонних включений превраша ется в аппарат для улавливания сажи и очистки газа

При угле раскрытия более 90 не обес печивается устойчивость вращающегося нисходящего потока аэрозоля, так как радиус его вращения резко меняется В этом случае происходят пульсации газового потока по скоростям и направлениям, его прорывы в центральную зону и смешение с восходящим потоком Частицы посторонних включений захватываются восходя гцим потоком аэрозоля и выносятся из устройства Содержание посторонних вклю чений после устройства составляет 0.14%

Устройство для очистки работает следующим образом

Поток сажевого аэрозоля с посторон ними включениями поступает в цилиндри ческий корпус 1 чере входной ташенциаль ный патрубок 2 и жалюзи 3 где поток закручивается, при этом посторонние включения оттесняются к стенке корпчса, удерживаются перегородкой 4 и поступают в коническое днище 5, а затем удаляются периодически из процесса, а чистый поток сажевого аэрозоля выводится через тангенциальный выходной патрчбок 6

В предлагаемом устройстве потери сажи с отходами на 24-36% меньше, чем в известном Снижение содержания посторонних включений в саже составляет 31 %, что в два раза меньше

Формула и юбрстени ч

1Устройство для центробежной очич ни, содержащее цилиндрический корнхе i коническим днищем, тангенциальные входной и выходной , переюродкч. жалюзи, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности очистки а счет снижения вторичного уноса примесей, жа люзи выполнены в виде 2 5 равноудален ных одна от другой пластин, раишло женных по касательным к окружности кор nvca на участке длиной 1/8 1 4 ее длины, при этом высота цилиндрической части корпчса равна 0,3- 0,5 ее диаметра

2Устройство по п 1, отличающее, ч тем. что гол раскрытия конического днища toe тавляет 60 90е

Изобретение относится к те.ноло1ии очистки сажи и позволяет повысить эффективность очистки. Устройство для очистки содержит цилиндрический корпус с коническим днищем, тангенциальные входной и вы ходной патрубки, перегородку, жалкий, ус тановленные во входном патрубке Жалкий выполнены в виде 2-5 отдельных равно- чдаленных одна от другой пластин, распо.ю женных по касательной к окружности цилиндрического корпуса на участке, равном 1/8- 1/4 ее длины.причем высота цилиндри ческой части корпуса равна 0,3 0,5 его дна метра, а угол раскрытия конического днища составляет 60 90е. I з п ф-лы, 2 ил

5

Фиг.1

Вид А

Фиг I