Устройство очистки вентиляционного воздуха от пыли Советский патент 1993 года по МПК E21F5/20 

Изобретение относится к области гидродинамической очистки вентиляционного воздуха от твердых частиц и может быть использовано в любой отрасли промышленности в вентиляционных системах, как в качестве одной из ступеней пылеочистки перед выбросом воздуха в атмосферу.

Целью заявляемого устройства является повышение эффективности очистки воздуха от плохосмачиваемой слипающейся пыли.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг.2 - то же. вид сверху; на фиг.З - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1.

Устройство ОТПО-10 смонтировано в системе газоотходов от сушильного барабана перед выхлопной трубой на асфальтобетонном заводе Вешенского ЗДРСУ. Устройство включает цилиндрический корпус 1 диаметром 1945 мм и высотой 1590 мм, оканчивающийся коническим участком 2 высотой 218 мм. Через корпус 1 пропущена цилиндрическая камера 3 диаметром 1190 мм и высотой 3210 мм, оканчивающаяся коническим днищем 4. Камера 3 разделена на нижнюю и верхнюю части сплошным полым конусом-отбойником 5 с выступающими за ее пределы кромками. На боковой поверхности верхней и нижней частей камеры 3, заключенной в корпусе 1, выполнены щелевые воздухозаборники 6.

К боковой поверхности верхней и нижней частей камеры 3, находящейся за пределами корпуса 1 и конического участка 2, подключены соответственно тангенциальный входной патрубок 7 и тангенциальный наклонный выходной патрубок 8 размерами мм. Патрубки 7 и 8 при этом обращены в одну сторону и размещены на противоположных концах диаметра камеры 1 в плане.

Щелевые воздухозаборники 6 выполнены таким образом, что в верхней части камеры 3 они образованы прямоугольным щелевым отверстием, дальняя по ходу движения потока кромка которого отогнута к центральной оси устройства, а в нижней части камеры 2 щелевые воздухозаборники 6 имеют соответственно ориентацию отогнутых кромок в направлении от оси устройства..

Внутри нижней части камеры 3 установлен шламонаправляющий косоусеченный конус 9, основание которого расположено на нижнем уровне воздухозаборников 6. При этом,конус 9 является продолжением конического участка 2 корпуса 1 устройства. Угол усечения конуса 9, составляющий 15 град, равен углу наклона выходного патрубка 8 и противонаправлен к нему относитель1 но горизонта.

Система оросителей устройства включает два тангенциально направленные по потаку воздуха форсунки 10, закрепленные под верхней стенкой камеры 3, две тангенциально направленные по потоку воздуха форсунки 11, установленные внутри конуса- отбойника 5 под его вершиной, четыре форсунки 12, направленные вертикально вниз и установленные под верхней стенкой корпуса 1 в кольцевой полости, образованной боковыми стенками корпуса 1 и камеры 3.

Устройство работает следующим образом. Запыленный воздушный поток, проходя через входной патрубок 7, поступает во внутреннюю полость верхней камеры 3, где спутно орошается фороунками 10. Первично орошенный пылежидкостной поток благодаря воздухозаборникам 6 в верхней части камеры 3 поступает в кольцевую полость между камерой 3 и корпусом 1. Внутри нее поток перекрестно орошается форсунками 12 и через воздухозаборники 6 нижней части камеры 3 возвращается во внутреннюю полость камеры 3, где дополнительно спутно орошается форсунками 11. Далее очищенный воздушный поток через выходной патрубок 8 выбрасывается в атмосферу посредством выхлопной трубы.

Образовавшийся после первичного орошения в верхней части камеры 3 шлам благодаря тангенциальному расположению форсунок 10 движется по винтовой траектории вдоль внутренней поверхности попадая сверху на корпус-отбойник 5. Стекая по

сплошной боковой поверхности конуса-отбойника 5, через воздухозаборники 6 верхней части камеры 3, первичный шлам в виде пленочных струй отводится в кольцевую по.лость между камерой 3 и корпусом 1. где

соединяется со шламом, образованным в

результате работы форсунок 12, после чего

стекает по коническому участку 2 корпуса 1,

а затем по конусу 9. где объединяется с

0 дополнительным шламом, образующимся в результате взаимодействия жидкости от форсунок 11 с оставшимися в потоке пылевыми частицами. Окончательно шлам выводится из устройства через коническое

5 днище 4.

Цилиндрическая камера 3 пропущена через корпус 1 устройства коаксиально для поддержания равномерно закрученного воздушного потока, свободного от неравно0 мерных пульсаций и биений, в упомянутой кольцевой полости устройства при выходе потока из щелевых- воздухозаборников 6. верхней части камеры 1.

Конус-отбойник 5 предназначен, во5 первых, для равномерного по объему выпуска воздушного потока-из полости камеры 3 в кольцевую полость между корпусом 1 и камерой 3, во-вторых, для создания по коль- - цу пленочных струй. При этом выступающие

0 кромки конуса-отбойника 5 обеспечивают свободное падение упомянутых струй, служащих дополнительным пылеочистным фильтром на пути закрученного в кольцевой полости воздушного потока.

5 Щелевые воздухозаборники 6 обеспечивают последовательное продвижение пы- левоздушного потока в устройстве по всем зонам пылеочистки, а рассмотренные форма и расположение кромки каждой щели 0 стабилизацию аэродинамических характеристик потока (скорости, расхода и сопротивления) в процессе его происхождения.

Описанные форма и расположение конуса 9 создают дополнительный пленочный

5 фильтр на пути потока воздуха за счет сте- кания шлама с кромок его меньшего основа- ния, обеспечивают струйный компактный отвод шлама из устройства в зоне удаления очищенного воздуха при значительном сни0 женииЪрызгоуноса в выходной патрубок 8. Описанный взаимный наклон выходного патрубка 8 и сечения конуса 9 также способствуют снижению брызгоуноса.

Форсунки 10 и 11 системы орошения

5 установлены таким образом, что обеспечивают высокую эффективность столкновений и захвата пылинок каплями, а также поддержание аэродинамических характеристик потока за счет эжекции пылевоздушного потока факелом при спутном орошении.

Форсунки 12 помимо пылеочистной функции при спутно-перекрестном орошении обеспечивают интенсивный смыв шлама с поверхностей кольцевой полости между камерой 3 и корпусом 1 устройства, предотв- ращают накопление шлама в зоне его вывода и забивание активных проходных сечений устройства, повышая тем самым эффективность пылеочистки.

В ходе промышленных испытаний заяв- ляемого устройства измеряли интегральную эффективность очистки отходящих газов от сажи (средний медианный диаметр частиц менее 30 .мкм), изменяя: конструкцию отбойника 5, расположение и конструкцию щелевых воздухозаборников 6, угол наклона выходного патрубка 8.

Результаты испытаний сведены в табл.1-3.

Таким образом, из табл. 1, 2, 3 видно, что заявляемое устройство с указанными отличительными признаками обладает интегральной эффективностью очистки 98,7%, что на 16,3 больше, чем у прототипа, обла- дающего эффективностью очистки для того же вида пыли (сажи) 82,4%.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство очистки вентиляционного воздуха от пыли, содержащее цилиндриче- ский корпус с коническим участком в нижней части, тангенциальные входной и наклонный выходной патрубки, систему оросителей, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности очистки воздуха от плохосмачиваемой слипающейся пыли, устройство снабжено цилиндрической камерой, коаксиальной цилиндрическому корпусу, которая соединена с входным и выходным патрубками, а цилиндрический корпус установлен между патрубками и с образованием кольцевой полости между своей внутренней боковой поверхностью и наружной боковой поверхностью цилиндрической камеры, при этом последняя выполнена со шламонаправляю- щим косоусеченным конусом и с конусным отбойником, установленным с расположением своих кромок за пределами цилиндрической камеры и с образованием верхней и нижней частей камеры, боковые поверхности которых по всей высоте корпуса выполнены с щелевыми воздухозаборниками, отогнутые кромки которых у верхней части направлены внутрь цилиндрической камеры навстречу запыленному потоку, а нижней части - к стенке цилиндрического корпуса навстречу запыленному потоку воздуха, причем шламонаправлякЖ1ий усеченный конус закреплен внутри камеры на уровне нижнего торца конического участка цилиндрического корпуса, а угол наклона плоскости его усечения противоположен по знаку, противонаправлен и равен по величине углу наклона выходного патрубка, при этом система оросителей выполнена в виде тангенциально направленных по потоку запыленного воздуха форсунок внутри верхней и нижней частей цилиндрической камеры и форсунок в кольцевой полости, направленных вертикально вниз.

Т а б л и ц а 1

Использование: область гидродинамической очистки вентиляционного воздуха от твердых частиц. Сущность изобретения: устройство содержит цилиндрическую камеру с входными выходным патрубками, которая пропущена через цилиндрический корпус. Последняя разделена конусным отбойником на верхнюю и нижнюю части. Кромки его расположены вне камеры. Верхняя и нижняя части камеры имеют щелевые воздухозаборники. Кромки последних в верхней части отогнуты внутрь камеры навстречу потоку, а в нижней части - наружу и навстречу потоку. Запиленный воздух через входной патрубок попадает в верхнюю часть цилиндрической камеры, затем через ее щелевые воздухозаборники в кольцевую полость между цилиндрической камерой и цилиндрическим корпусом. Затем воздух попадает в нижнюю часть камеры и очищенный удаляется через выходной патрубок. Система орошения из тангенциальных форсунок в верхней и нижней частях камеры и вертикальных форсунок в кольцевой полости улавливает пылевые частицы. 4 ил, 3 табл. on С

Зависимость интегральной эффективности (%) очистки газа от сажи от конструкции отбойника 5, расположения щелевых воздухозаборников б при прочих оптимальных признаках

заявляемого устройства.

Зависимость интегральной эффективности (%) очистки газа от сажи от взаимосвязи по направлению, знаку и абсолютному значению угла af наклона плоскости сечения шламо- направляющего конуса 9 и угла а наклона выходного патрубка 8 при прочих оптимальных признаках заявляемого устройства

Примечание: углы принято считать положительными по знаку , если они отсчитываются против часовой стрелки ( см. Справочник по элементарной математике. - под. ред. М.Я.Выгодского . -М: Наука , 1974. - С. 268).

продолжение табл. 1

Таблица2

ТаблицаЗ

Зависимость интегральной эффективности (%) очистки газа от сажи от конструкции

щелевых воздухозаборников

Av л j.

Hf.i

ftt% f-Щ

х(«. , л Av I л/