Батарейный циклон-теплообменник Советский патент 1983 года по МПК B04C5/20 

(54) БАТАРЕЙНЫЙ ЦИКЛОН-ТЕПЛООБМЕННИК

1

Изобретение относится к технике очистки газов от пыли, может быть применено в газоочистных сооружениях, когда перед очисткой в рукавных фильтрах требуется предварительное охлаждение газа и удаление из него искр и угольков, например для очистки отходящих газов от плавильных печей в металлургии или от котельных агрегатов в теплоэнергетике.

Известен батарейный циклон, содержащий корпус с установленными внутри него циклонными элементами, расположенными наклонно к вертикали и имеющими тангенциальный подвод газа 1.

Недостатком батарейного циклона является малая теплообменная площадь и вследствие этого плохое охлаждение газа.

Известен также батарейный циклон-теплообменник, содержащий корпус, разделенный трубной рещеткой на камеру ввода запыленного газа, промежуточную камеру, камеру чистого газа, пылевую камеру и теплообменную камеру, патрубки ввода и вывода газа и теплоносителя, размещенные в теплообменной камере трубки с завихрителями и противоточные циклонные элементы 2

Недостатки известного устройства - низкая степень очистки газа и недостаточный теплообмен между теплоносителем и очищаемым газом.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена и повышение степени очистки газа.

Поставленная цель достигается тем, что в батарейном циклоне-теплообменнике, содержащем корпус, разделенный трубной рещеткой на камеру ввода запыленного газа, промежуточную камеру, камеру очищенного

10 газа, пылевую камеру и теплообменную камеру, патрубки ввода и вывода газа и теплоносителя, размещенные в теплообменной камере трубки с завихрителями и противоточные циклонные элементы, противоточные 15 циклонные элементы расположены наклонно к вертикали, а трубки с завихрителями - наклонно к вертикали, к оси циклонных элементов и друг к другу и соединены с промежуточной камерой и камерой очищенного газа.

20

Кроме того, противоточные- циклонные элементы и трубки с завихрителями подсоединены к промежуточной камере попарно, причем теплообменная ка.мера собрана из из секций. На фиг. 1 изображен схематически батарейный циклон-теплообменник, разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху. Батарейный циклон-теплообменник состоит из двух собирающих камер 1 очищенного газа, пылевых камер 2, секции теплообменных камер 3, промежуточных камер 4 чистого газа. Теплообменные камеры 3 состоят из противоточных трубчатых циклонных элементов 5, трубок 6 с завихрителями 7. Циклонные элементы и трубки завихрителями соединяются между собой вертикальными стенками при помощи сварки. Установленные одна на другую секции теплообменных камер 3 образуют теплообменные камеры 8. Циклонные элементы 5 в секциях установлены под углом к вертикали, при этом входными патрубками 9 соединяются с камерой ввода запыленного газа 10, а выходными трубами 11 - с промежуточными камерами чистого газа-4. На каждые два вертикальных ряда циклонных элементов приходится одна промежуточная камера чис того газа. Со стороны обратной выхлопным трубам циклонные элементы соединены с пылевой камерой 2. На каждые два вертикальных ряда циклонных элементов выполняется одна пылевая камера. Трубки 6 с завихрителями расположены под тем же углом к вертикальной плоскости, что и циклонные элементы. В горизонтальной плоскости вихревые трубки с завихрителями расположены под углом к циклонным элементам. Со стороны завихрителей 7 трубки соединяются с промежуточной камерой 4 чистого газа. С противоположной стороны трубки выходят в камеру 1 очищенного газа. Для облегчения заводского изготовления, транспортировки и сборки, каждая секция имеет по вертикали не более 3-4 рядов циклонных противоточных элементов и 6-8 рядов трубок с завихрителями. При этом ниже каждого ряда циклонных элементов устанавливается один или два ряда трубок с завихрителями. Вход газа в аппарат осуществляется через входной патрубок 12 в камеру 10 ввода запыленного газа. Выход очищенного газа осуществляется через два выходных патрубка 13, а выгрузка пыли через пылевыгрузные устройства 14. Противоточные циклонные элементы включают в себя также конусную вставку 15. Устройство работает следующим образом. Запыленный газовый поток под действием разности давления на входе и выходе из аппарата, создаваемых вентилятором или другим устройством, поступает через входной патрубок 12. Наиболее крупные фракции пыли под действием силы тяжести и инерции выделяются из потока и падают в бункерную часть камеры 10 ввода запыленного газа. Газ с оставшимися частицами пыли поступает через входные патрубки 9 в противоточные циклонные элементы 5. Под действием центробежных сил частицы пыли отбрасываются к периферии и через кольцевую щель, образованную конусной вставкой 15 и корпусом циклона, вместе с частью газа поступают в пылевую камеру 2, откуда пыль периодически выгружается через пылевыгрузное устройство 14. Из противоточных циклонных элементов через выходные трубки 11 очищенный газ поступает в промежуточную камеру 4 газа. Из камеры 4 газ поступает в трубки 6, где закручивается лопастным завихрителем 7 в виде спирали проходит вдоль трубок и собирается в камерах очищенного газа 1, откуда через патрубки 13 отсасывается дымососом или другим устройством и направляется в дымовую трубу или на следующую ступень очистки. Воздух для подогрева подается в теплообменнуЮ камеру 8 снизу, омывая наружные стенки противоточных циклонных элементов и трубок с завихрителями, нагревается и выходит из верхней части теплообменных камер. За счет турбулентного движения по спирали нагретого газового потока, проходящего через циклонные элементы и трубки с завихрителями, достигается интенсивная передача тепла. В циклонных элементах передаче тепла способствует наличие в потоке нагретых частичек пыли, прижимающихся к стенкам. Интенсивная передача тепла достигается также за счет расположения вихревых трубок под углом к циклонным элементам. Благоприятные условия для передачи тепла создаются за счет того, что нисходящий вращающийся поток препятствует налипанию пыли на внутренних поверхностях противоточных циклонных элементов и трубок с завихрителями. При передаче большого количества тепла, когда площади поверхности нагрева оказывается недостаточной, могут включаться две трубки с завихрителями на один противопоточный циклон, при этом диаметр трубок должен быть уменьшен. Чередование рядов противоточных циклонов с трубками и их положение под углом к горизонту дает возможность сократить габариты собирающ,их камер очищенного газа и пылевых камер, что благоприятно отражается на сокращении габаритов аппаратов и расходе металла на его изготовление. В целях сокращения затрат труда на изготовление аппарата циклонные элементы и трубки выполняются из стандартных цилиндрических труб, а теплообменная камера собирается из теплообменных циклонных секций, изготавливаемых на заводе. Блочная конструкция аппарата позволит значительно снизить стоимость монтажа.

Батарейный циклон-теплообменник предполагается использовать в котельных установках, работающих на мазуте, в первую очередь в тех случаях, когда зола содержит ценные компоненты и будет утилизироваться. Применение батарейного циклон-теплообменника позволит освободиться от регенеративных пластинчатых воздухоподогревателей, которые требуют частого ремонта и периодической чистки. В результате повысится эксплуатационная надежность котельной установки и будет обеспечиваться концентрация пыли в газах в пределах санитарных норм.

Батарейный циклон-теплообменник может быть также использован в установках очистки газов от электрических сталеплавильных и руднотермических печей плавки кремния и других цветных металлов, когда вместе с газом выделяется большое количество горящих угольков и когда для очистки в рукавных фильтрах газ долже быть охлажден.

Батарейный циклон-теплообменник может также использоваться в установках очистки газов вагранок. В этом случае в теплообменнике будет подогреваться воздух, подаваемый на дутье. Сократится расход кокса, уменьшится выделение сернистых газов, что благоприятно скажется на качестве выплавляемого металла и окружающей среде.

/3W

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

S

№

8К

Ю

Ф1/1г2