Аппарат для очистки газов Советский патент 1981 года по МПК B01D46/26 B01D47/02 

Изобретение относится к черной и- цветной металлургии и может быть применено для очистки технологичес.ких газов, например, в агррмерацион ном, доменном, мартеновском, конвер торном производствах, при получении извести и т.д. Известен аппарат для очистки газов включающий корпус и вращающийся барабанный фильтр, размещен-. вый в корпусе 1 . Недостатком данного аппарата является то,ЧТО он не предназначен для очистки промышленных газов с высокой температурой и больщой пыле вой нагрузкой. Наиболее близким к изобретению я ляется аппарат для очистки газов-, включающий корпус с выполненной -в нем камерой, размещенный в камере вращающийся фильтрующий элемент и устройство для ввода и вывода газа и шлама 23 Недостатком этого аппарата является склонность к забиванию пылью фильтрующего элемента и трудность е регенерации с большой пылевой нагру кой, например 4 г/м и более. Цель изобретения - повышение эффективности очистки газов и улучшение регенерации фильтрующего элемента. Указанная цель достигается тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде двух эквидистантно установленных многогранных барабанов, разделенных радиалвными перегородками на трапецеидальные секции, причем меньшее основание секций направлено внутрь фильтрующего элемента. Кроме того, с целью изменения направления движения газов в фильтрующем элементе, барабаны снабжены разделительной стенкой, установленной поперек оси вращения, ас целью непрерывного обновления фильтрукадего элемента, барабаны выполнены из решеток, уста-. новленных с возможностью перемещения одна относительно другой. На фиг.1 изображена общая схема установки в плане на фиг.2 - поперечный разрез очистной установки (А-А); на фиг.З - продольный разрез очистного аппарата сдвухкратным изменением направления перемещения газов в фильтрующем элементе с осевыми подводом и отводом газов (Б-Б)г на фиг., 4 - продольный разрез очистного аппарата с четырехкратным

изменением направления перемещения газов в фильтрующем элементе с осевыми подводом и отводом газов (В-В); на фиг.5 - продольный разрез очистного аппарата с однократным перемещением газов в фильтрующем элементе .и с осевым подводом и боковым забором газов (Г-Г); на фиг.б продольный разрез очистного аппарата с однократным перемещением газов в фильтрующем элементе и с боковым подводом и осевым забором газов (Д-Д), на фиг. 7 - поперечный разрез очистного аппарата газов (Ё-Е); на фиг.8 - поперечный разрез очистного аппарата, снабженного дополнительным решетчатыми полками и узлами механизированной загрузки и разгрузки фильтрующего элемента; на фиг.9 поперечный разрез очистного аппарата с изменяющимся объемом трапецеидальных отсеков; на фиг.1о - несущая торцовая крышка аппарата с крепление HecsTUHX балок решеток Ж-Ж ; на фиг. 11 - узел внешней и внутренней решеток; на фиг.12 - поперечный разрез очистного аппарата.

Аппарат для очистки газов содержит герметичную камеру 1, имеющую зону 2 фильтрации газов и зону 3 рехенерации фильтрующего элемента. В герметичную камеру помещены многогранные барабаны, выполненные из решеток 4 и 5, например, для газов, имеющих высокую температуру, из колосников б и 7,установленных например, на балках 8 и 9. Решетки имеют горизонтальную ось вращения 10, проходящую через несущие крьшки 11 и 12 и несущие патрубки 13 и 14 подвода газа, установленные, например, н роликах 15. Решетки на участке межрешетчатой полости 16 с помещенным в нее фильтрукшим элементом 17 снабжены радисшьными перегородками 18 и перегородками 19, перпендикуляр- ными оси вращения решеток.Пере.городки образуют трапецеидальные секции 20. Радиальные перегородки устанавливают к оси 21 симметрии секции по углом, например в пределах б - 8, что соответствует углу раскрытия струи газа в пористом слое. По конструктивным соображениям, например, в зависимости от соотношения диаметра, образуемого решеткой с меньшим периметром (диаметр определяет скорость подачи газа на очистку) и требуемой толщиной слоя фильтрующего элемента (определяет степень очистки) , угол наклона радиальной перегородки к оси симметрии секции может быть увеличен до 12°и более.

Трапецеидальные секции имеют болшое решетчатое основание 22 и меньшее решетчатое основание 23, повернутое в сторону горизонтальной оси tspaiuenHH реаиеток. ,

Для улучшения регенерации фильтрующего слоя коэффициент заполнения трапецеидальной секции фильтрующим элементом может быть меньше единицы, наттример в пределах 0,6 - 0,8. Б этом случае полость секции может быть снабжена дополнительно решетчатыми перегородками 24, которые на участках перехода фильтрующего элемента в зону регенерации и выхода из неё обеспечивают сохранение заданной минимальной толщины фильтрунлдего слоя и заданную степень очистки.

Для улучшения регенерации фильтруквдего слоя большее основание трапецеидальной секции может быть выполнено подвижным, например, в виде трапецеидальной решетки, снабженной шарнирами (не показано) , что обеспечивает принудительное перемещение 0 .фильтрующего элемента внутри отсека и улучшение удаления, например, пыли из слоя при промывке. Принудительное перемещение фильтрующего элемента внутри секции, при одновременном уевличении объема отсека в зоне регенерации, может быть также осуществлено за счет поворота наружной решетки с бортами вокруг шарнира 25 с помощью ролика 26 и копира 27.

Изменение направления газов в фильтрующем слое осуществляют с помощью, например, разделительной стенки 28.

Повышение активности промывочной жидкости может быть осуществлено, например, установкой в зоне регенерации активатора 29.

Заданный уровень промывочной жидкости в зоне регенерации поддерживают, например, с помощью подводящего и отводящего парубков 30 и 31, работая на перелив.

Для предва;рительного удаления пыли из газов перед предлагаег-юй очисте ной установкой может быть установлена форкамера 32, в которой производят увлажнение и коагуляцию пыли. Для удобства обслуживания и ремонта могут устанавливаться параллельно два - очистных аппарата (один рабочий, второй - рез-ервный) . При этом газы могут быть разделены, например, перед входом на очистку на два потока с помощью задвижек 33.,

Образующийся в процессе регенерации фильтрующего слоя шлам удаляют из аппарата питателем 34 в осадительную ванну 35. Обезвоживание шлама осуществляют, например, скребковым конвейером 36. Для приема обезвож0 женного шлама служит конвейерный тракт 37.

Для периодической выдачи фильтрующего слоя, например, при ремонтах решеток, аппарат снабжен люком 5 38 и направляющими элементами 39 и 40, а внешняя решетка трапецеидальной секции - шарниром 41, роликом 42 и копиром 43. Для приема фильт рующего элемента из аппарата устанавливают конвейеры 44 и 45 и накопительный бункер 46. Накопительный бункер служит также для хранения не которого количества фильтрующего эл мента, подаваемого периодически в аппарат для восполнения потерь. Подачу фильтрующего элемента в очистной аппарат из накопительного бункера осуществляют с помощью питателя 47, .подъемника 48, передви ного конвейера 49, рапсределительны воронок 50 с шиберами 51 и копира 52 фиг.2 и 8). Доступ в полость ап парата Осуществляют через люк 53. Внешняя решетка трапецеидальной секции может также фиксироваться в рабочем положении с помощью клинь или различного рода защелок. При эт бткрытие-закрытие решеток осуществл ется вручную. Несущие балки аппарата могут быт защищены от физико-химического процесса очистки элементами 54. Для повышения степени очистки ап парат может быть снабжен дополнительным фильтрующим слоем 55, напри мер металлической ватой. С этой цел аппарат может быть снабжен электро магнитными элементами для возможнос ти использования электростатического механизма осаждения пьши (не показано). Для усиления регенерации фильтрую щего слоя аппарат может быть снабжен соплами 56 и трубопроводами 57 подачи, например, дополнительной прр мывочной жидкости, продувочного воздуха, поверхностно-активных веществ и других материалов, направленных на поддержание эффективной и стабиль ной очистки газов. Цодачу осветленной промывочной жидкости в зону регенерации осуществляют насосом 58. Предлагаемая конструкция может обеспечивать как циркуляционное пере мещение фильтрующего элемента с. про мывкой и без промывки , так и непрерывное обновление фильтрующего элемента в аппарате с промывкой, подачей в слой различных реагентов и без промывки). В последнем случае аппара снабжают стационарной решеткой 59, огибающей подвижную решетку 60 с перегородками 61, питательной воронкой 62, разгрузочной воронкой 63 с иибером 64. В случае работы аппарата с непрерывным обновлением материала установ ленный между питательной воронкой и шибером участок 65 может не содержать стационарной решетки, а быть герметичным. Аппарат может иметь несколько ступеней фильтргщии и сушки. напрд:мер 3 ступени фильтрации - i, Д, Щ и одну ступень сушки - 1У ( фих-.Г), 4 и 3). . . В качестве фильтрующего элемен та, в зависимости от физико-химических свойств газов и физико-химических свойств I- фракционных характеристик содержащейся .в газах пыли, могут быть использованы гранулированный чугун, узко классифицированные кокс, щебень, цепи с мелким звеном, металлическая вата, грубая стеклянная вата и другие материалы. В качестве промывочной жидкости могут быть использованы вода, вода с добавлением моющих средств, различные технические масла, как свежие, так и отработанные, с высокой температурой вспышки, низким давлением пара и хорошо смачивающие пыль, другие вещества, способствующие эффективному (быстродействующему и полному) смачиванию пьшей и их удалению из фильтрующего слоя. . Устройство работает следующим образом. Прдготовка к работе. Очистную установку монтируют в объеме,- показанном на фиг.2. в накопительный бункер 46 подают конвейерным или .автомобильным транспортом фильтрукяций элемент 17, например чугунную дробь, с помощью подъемника 48, передвижного конвейера 49, распределительных воронок 50 с шиберами 51, чугунную дробь поочередно загружают в трапецеидальные секции 20-, поворачивая решетки 4 и 5 вокруг горизонтальной оси 10. При этом большее решетчатое основание 22, снабженное шарниром 41, открывают и закрывают механизированным способом с помощью ролика 42 и копира 43. В случае установки решетчатого основания 22 в рабочем положении с помощью клдшьев или защелки, решетчатое основание 22 открывают и закрывают вручную. Заполнение объема трапецеидальных секций чугунной робью осуществляют, с коэффициентом 1,0 или, для улучшения промывки,, с коэффициентом 0,6 - 0,8 . Через патрубок 30 заполняют зону егенерации фильтрукхцего элемента 3 ромывочной жидкостью, например во- ои, и с помощью патрубка 31 пол ерживают заданный уровень жидкости аппарате, работая на перелив. Работа. Приводят во вращательное вижение решетки 4 и 5 вокруг Горионтальной оси 10, последовательно омещая трапецеидальные Секции 20 зону 2. фильтрации газов и зону 3 егенераций фильтрующего элемента.При становке аппарата за агломерационной, ашиной, производят запуск эксгаустеов. ПРИВОДЯТ в движение агломаЫину,. Образующиеся в процессе агломерации газы из вакуум-коллектора подают в форкамеру 32, где путем, например,. увлажнения агломерационных газов производят коагуляцию мелких, частиц пыли. Из форкамеры 32 агромерационные газы поступают через патрубок 13 (фиг.5)во внутреннюю полость подвижной части аппарата, откуда распределяются по трапецеидальным секциям 20, проходят последовательно смоченные промывочной жидкостью решетку 5, фильтрующий элемент 17 (например чугунную дробь) и решетку 4. Проходя через слой мокрой чугунной дроби, газы очищаются от пыли и попадают в надрешеточное пространство - герметичную камеру 1. Здесь происходит дополнительное выпадение частиц пыли, не осевших в фильтрующем слое (например, при большой скорости фильтрации) , за счет потери скорости газов.

Очищенные от пыли газы освобождают от влаги и направляют в трубу. Освобождение газов от влаги может быть, при необходимости, осуществлено в последуквдей аналогичной камере аппарата,не содержащей промывочной жидкости.

Скорость фильтрации газов через фильтруинций слой поддерживают, напри мер, в пределах 0,5 - 12 м/сек. Конструкция аппарата позволяет поддер живать скорость фильтрации достаточно высокой, например 30 м/сек и более. Скорость фильтрации газов, может быть увеличена, независимо от давления, создаваемого дутьевой машиной, уменьшением толщины фильтрукядего слоя или увеличением его фракционного состава (или одновремено тем и другим).

При недостаточной очистке на одной ступени, газы направляют на вторую ступень .дчистки, третью и. т.д. При этом на. 1 ступени фильтрации для осаждения пыли используют механизмы захвата касания и инерционный, для чего через трапецеидаль-. ные секции 20 с низким слоем фильтрующего элемента, характеризующегос крупным фракционным составом, поддеживают высокую скорость фильтрации, улавливая применительно, например, к агломерационным газам около 50-70% пыли фракции 0,04 - 10,0 мм. На П ступени используют преимущественно инерционный механизм захвата, поддерживая скорость фильтрации достаточно высокой и улавливают остальные 30 - 50% пыли фракции 0,010 мм.

На последукяцих ступенях улавлива тонкую пыль фракции О - 0,04 мм, используя дополнительно электростатический механизм осаждения.

Потери давления газа на участке фильтрации могут быть у ченьшены за

счет радиальных перегородок 18, усатновленных к оси 21 симметрии трапецеидальной секции 20 под углом, например,в пределах 6 - 8 и сохраняющих, дополнительно, заданную среднюю высоту фильтрующего слоя.

Осевшие частицы пыли в порах фильтрующего слоя удаляют (вымывают ) из слоя на .участке регенерации путем окунания .секций 20 в промывочную жидкость.

Степень удаления пыли из фильтрующего слоя может быть повышена за счет дополнительной принудительной циркуляции промывочной жидкости путем вращения активатора 29, подачей в секции 20 через трубопроводы 57 и сопЛа 56 дополнительной промывочной жидкости с требуемым напором, сжатого воздуха, пенообразуквдих и других жидких, газообразных и твердых продуктов.

С помощью трубопроводов 57 и сопел 56 в аппарат могут подаваться сжатым воздухом поверхностно-активные вещества . Подача дополнительной промывочной жидкости ч поверхностно-активных веществ через сопла 56, у;становленных радиально, может осуществляться с чередованием. .При этом одновременно достигается повышение степени очистки фильтрующего слоя и поддержание заданной концентрации моющих средств в промывочной жидкости.

Степень удаления пыЛи цз фильтрующего слоя может быть также повышена за счет перемещения в радигшьном направлении фильтрующего элемента 17 в трапецеидальной секции 20 за счет поворота наружной решетки с бортами вокруг шарнира 25 в зоне регенерации

Образующийся в зоне регенерации фильтрующего элемента 3 шлам, удаляют из аппарта питателем 34 в осадительную ванну 35.Обезвоживание шлама осуществляют скребковым конвейером 36. Обезвоженный шлам скребковым конвейером 36 вьщают на конвейерный тракт 37 и направляют на утилизацию .

Осветленную подмывочную жидкость из осадительной ванны 35 насосом 58 подают в зону 3 регенерации.

При работе аппарата с непрерывным обновлением фильтрукядего элемента (фиг.12), фильтрующий элемент через питательную воронку 62 непрерывно подают в межрешетчатую полость 16, перемещают в зону 2 фильтрации газов с помощью перегородок (лопаток) 61, закрепленных на решетке 60, в зоне фильтрации осуществляют продувку запыленных газов. При этом шибер 64 полностью открыт и фильтрунвдий элемент непрерывно удаляют через разгрузочную воронку 63.

Возможна работа аппарата с частичным обновлением фильтрующего элемента. Шибер в этом случае частично прикрыт.

При работе с циркуляционным режимом перемещения фильтрующего элемента в межрешетчатой полости 16, шибер 64 полностью закрывают, и из питательной воронки 62 осуществляют подачу фильтрующего элемента в межрешетчатое пространство только на восстановление потерь через решетки.

Очистка газрв в аппарате, показанном на фиг.12, может осуществляться как с промывкой фильтрующего элемент на участке регенерации, так и без ,яее.

Фильтрующий материал , .выдаваемый из разгрузочной воронки 63, может подаваться непосредственно на утилиз цию, либо возвращаться с помощью конвейерного транспорта повторно в аппарат через питательную воронку 62. В последнем случае возврат фильтфукмцего элемента может подвергаться различной обработке, направленной на повышение пылегаэозадержания, снижения сопротивления прохождению газов, повышение реакционной способности при химической очистке газов и т.д.

При ремонте аппарата удаление фильтрующего элемента из трапи;еидальных секций 20 осуществляют аналогично подготовке аппарата к работе (описано выше, фиг.2).

В цветной металлургии очистной аппарат может быть применен для сухой и мокрой очистки газов. При высоком содержании в газах сернистых соединений, конструктивные элементы аппарата, контактирующие с влажными газами могут быть выцол нены из нержавеющих и кислотостойких сталей. В качестве фильтругацёго элемента, при этом, может быть использована свинцовая дробь.

Предлагаемый аппарат может быть использован для химической очистки

газов, а также для обогащения зернистого сырья ценными видами пылей (например, при продувке медно-никелевых штейнов в конверторах выносимая газами пыль содержит до 12-18% никеля и до 12-15% меди и т.д.).

Формула изобретения

1.Аппарат для очистки газов,

o включакщий корпус с выполненной в нем камерой, размещенный в каморе вращающийся фильтрукиций элемент

и устройство для ввода и-вывода га за и шлама, отличающий5с я тем, что, с целью повышения эффективности очистки газов и улучшения регенерации фильтрующего элемента,последний выполнен в виде двух эквидистантно установленных многогранных барабанов, разделен0ных радиальными перегородками на трапецеидальные секции, причем меньшее основание секций направлено внутрь фильтрующего элемента.

2.Аппарат по п.1, о т л и ч а5ю щ и и с я тем, что, с целью изменения направления движения га-. зов в фильтрующем элементе, барабаны снабжены разделительной стенкой, установленной поперек оси вращения.

0

3.Аппарат по пп. 1 и 2, от л и ч а ю щ и и с я тем, что .с цепью непрерывного обновления фильтрующего элемента, барабаны выполнены из решеток, установленных с воз5 .можйостью перемещения однаотносительно другой.

i

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Заявка ФРГ 1607728,

0 кл. В 01 О 46/26, 1977.

2.Патент Швеции № 201881, кл. 12-е, 2/01, 1977 (прототип).

cpus.J

фиг.I

В-6

гз

вВ

П

Ч .

30

(put.

52