Устройство для выделения твердых частиц из газового потока

(51) 01 45/12 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ щелей в наружном корпусе, при этом газоотводящие отверстия в концентричном цилиндрическом элементе выполнены в виде продольных щелей под углом к его поверхности, направленных против движения газового потока, газоотводящие отверстия в концентричном цилиндрическом элементе расположены напротив пылсотводящих щелей в корпусе пылеосадительной камеры, пылевой бункер по оси разделен перегородкой на две части, а отношение суммы площадей нормальных сечений газоотводящих щелей к площади поперечного сечении цилиндрического элемента составляет не менее единицы. Технический результат изобретения обеспечивается удлинение пути движения твердых частиц в пылеосадителыюй камере и увеличение времени их пребывания в ней, стабилизация процесса оседания пыли в бункере, принудительное движение пылинок в бункер и оптимизации скоростей пылегазовых потоков за счет чего достигается уменьшение уноса мелких фракций пыли с очищенным газом повышение эффективности пылеулавливания.(72) Грушевский Михаил АлександровичМильгром Даниил ГригорьевичЧатченко Александр ЯковлевичГриненко Валерий ИвановичПетлюх Петр СтепановичМочалин Олег Николаевич(73) Акционерное общество Транснациональная компания Казхром(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ ИЗ ГАЗОВОГО ПОТОКА(57) Изобретение относится к устройствам для очистки газов от пыли и может быть использовано в металлургической, химической, энергетической и других отраслях промышленности. Устройство для выделения твердых частиц из газового потока содержит завихритель газа па входе в кольцевую пылеосадительную камеру,образованную наружным корпусом и концентрично в нм расположенным цилиндрическим элементом с газоотводящими отверстиями, сообщающуюся с пылевым бункером посредством пылеотводящих 14431 Изобретение относится к устройствам для очистки газов от пыли и может быть использовано в металлургической, химической, энергетической и других отраслях промышленности. Известны пылеулавливающие устройства(пылеосадительные камеры), работа которых основана на использовании гравитационных методов осаждения крупных частиц пыли из горизонтально направленного потока газа. В пылеосадительной камере частицы пыли под влиянием силы тяжести и сопротивления газа падают с некоторой вертикальной скоростью и,кроме того, движутся вдоль камеры со скоростью,равной скорости газового потока. Для эффективного осаждения пылевых частиц мкость пылеосадительной камеры (длина и поперечное сечение) должна обеспечивать минимальные скорости газового потока и максимальную длину пути (см., например, Пылеулавливание и очистка газов в цветной металлургии Гордон Г.М.,Пейсахов И.Л. М., Металлургия, 1977, с. 129). К недостаткам известных устройств-аналогов относятся их очень большие размеры (длина пылеосадительной камеры может достигать нескольких десятков метров), что требует больших затрат и приводит во многих случаях к недостаточной плотности стен камеры и большим подсосам атмосферного воздуха. Устройствааналоги характеризуются также низкой эффективностью пылеочистки, что связано с нарушением нормального седиментационного осаждения пылевых частиц турбулентными пульсациями газового потока, которые неизбежны при столь больших размерах камер. Уменьшение габаритных размеров пылеосадительных устройств и повышение эффективности пылеулавливания достигается при использовании для осаждения частиц пыли сил инерции, во много раз превосходящих силы тяжести. Наиболее близким к предлагаемому(заявляемому) устройству является устройство для выделения тврдых частиц из газового потока,содержащее завихритель газа на входе в кольцевую пылеосадительную камеру,образованную наружным корпусом и концентрично в нм расположенным цилиндрическим элементом с газоотводящими отверстиями, сообщающуюся с пылевым бункером посредством пылеотводящих щелей в наружном корпусе (п. 6110242 кл.В 01 Д 45/12, 2000). В данном устройстве под действием возникающей при вращении газового потока центробежной силы тврдые частицы отбрасываются на внутреннюю поверхность корпуса кольцевой пылеосадительной камеры и через пылеотводящие щели отводятся в пылевой бункер. Очищенный от пыли газовый поток через отверстия поступает во внутреннюю полость концентрично расположенного в корпусе цилиндрического газоотводящего элемента и удаляется через газопровод. 2 К недостаткам устройства-прототипа следует отнести то, что часть мелкодисперсной пыли,обладая малой инерционностью из-за незначительной массы частичек, не успевает отсепарироваться к внутренней поверхности корпуса пылеосадительной камеры и вместе с газовым потоком через газоотводящие отверстия попадает в полость цилиндрического элемента и дальше к выходу из аппарата. Вторым существенным недостатком устройствапрототипа является возможность беспрепятственного движение газового потока в полости бункера,что препятствует нормальному гравитационному осаждению пыли и создает турбулентные волнения на поверхности осевшей пыли, способствуя вторичному пылевыносу. По мере заполнения бункера пылью происходит естественное вытеснение газа из бункера через пылеотводящие щели обратно в пылеосадительную камеру, создавая в устройстве-прототипе так называемую газовую пробку, которая препятствует движению пылевых частиц через пылеотводящие щели в полость бункера. Как известно, процесс сепарации твердых частиц в инерционных пылеуловителях зависит от скоростей движения потоков в нем, т.е. от проходных сечений его элементов. В устройствахпрототипах не регламентируются геометрические соотношения элементов их конструкций, что приводит либо к снижению эффективности пылеулавливания,либо к неоправданному увеличению газодинамического сопротивления устройства. Все вышеприведенные недостатки приводят к значительному снижению эффективности пылеулавливания при использовании устройствапрототипа. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для выделения тврдых частиц из газового потока, в котором изменением конструкции цилиндрического элемента с газоотводящими отверстиями,изменением конструкции пылевого бункера,изменением положения пылеотводящих щелей и оптимизации проходных сечений элементов обеспечивается удлинение пути движения тврдых частиц в пылеосадительной камере и увеличение времени их пребывания в ней, стабилизация процесса оседания пыли в бункере, принудительное движение пылинок в бункер и оптимизация скоростей пылегазовых потоков за счт чего достигается уменьшение уноса мелких фракций пыли с очищенным газом и повышение эффективности пылеулавливания. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для выделения тврдых частиц из газового потока, содержащем завихритель газа на входе в кольцевую пылеосадительную камеру,образованную наружным корпусом и концентрично в нм расположенным цилиндрическим элементом с газоотводящими отверстиями для выхода очищенного газа, сообщающуюся с пылевым бункером посредством пылеотводящих щелей в 14431 наружном корпусе,согласно изобретению,газоотводящие отверстия в концентричном цилиндрическом элементе выполнены в виде продольных щелей под углом к его поверхности,направленных против движения газового потока,газоотводящие отверстия в концентричном цилиндрическом элементе расположены напротив пылеотводящих щелей в корпусе пылеосадительной камеры, пылевой бункер по оси разделен перегородкой на две части, а отношение суммы площадей нормальных сечений газоотводящих щелей к площади поперечного сечения цилиндрического элемента составляет не менее единицы. Пример осуществления изобретения схематически представлен на чертеже. На фиг.1 изображн продольный разрез устройства для выделения тврдых частиц из газового потока. На фиг.2 приведен поперечный разрез устройства(разрез А-А по фиг.1). Устройство для выделения тврдых частиц из газового потока включает кольцевую пылеосадительную камеру 1,образованную наружным корпусом 2 и концентрично расположенным цилиндрическим газоотводящим элементом 3. На входе в камеру расположен завихритель газового потока 4. Цилиндрический газоотводящий элемент 3 имеет продольные щели 5,выполненные под углом к его поверхности, и газопровод для отвода очищенного газа 6. Пылеосадительная камера 1 посредством пылеотводящих щелей 7 сообщается с пылевым бункером 8. Пылеотводящих щелей 7 может быть несколько, в зависимости от размеров устройства. При этом газоотводящие щели 5 расположены напротив пылеотводящих щелей 7. Пылевой бункер 8 разделн перегородкой 9 на автономные части. Отношение суммы площадей нормальных сечений газоотводящих щелей 5 к площади поперечного сечения цилиндрического элемента 3 составляет не менее 1, что создат устойчивые условия работы устройства. При таком соотношении скорости потоков в газоотводящих щелях будут оптимальными как для эффективной сепарации, так и газодинамическому сопротивлению. Работает устройство следующим образом. Запыленный газовый поток на входе в пылеосадительную камеру 1 с помощью завихрителя 4 приводится во вращательное движение. За счет центробежных сил, возникающих в закрученном газовом потоке, основная масса пыли концентрируется около внутренней стенки корпуса 2 пылеосадительной камеры 1. Двигаясь по стенке,частицы пыли проваливаются по мере прохождения через пылеотводящие щели 7 в пылевой бункер 8. Установленная в бункере 8 перегородка 9 препятствует газовым перетокам внутри бункера и снижает турбулентные волнения на поверхности уже осевшей пыли. Поток очищенного газа отводится из пылеосадительной камеры 1 через наклонные газоотводящие щели 5 в цилиндрическом газоотводящем элементе 3 и газопровод очищенного газа 6. При этом в щелях 5 поток газа увеличивает скорость и меняет сво направление на противоположное, благодаря чему не отделившаяся ранее к стенке корпуса 2 и увлечнная с газовым потоком мелкая пыль продолжает сво движение в пылеосадительной камере 1 около наружной стенки цилиндрического газоотводящего элемента 3. При достаточной продолжительности движения большинство пылевых частиц могут быть выделены из газового потока. По мере заполнения пылевого бункера 8 пылью происходит естественное вытеснение газа из бункера через пылеотводящие щели 7 обратно в пылеосадительную камеру 1, создавая так называемую газовую пробку, которая препятствует осаждению пыли. Расположение газоотводящих щелей 5 в цилиндрическом газоотводящем элементе 3 напротив пылеотводящих щелей 7 в корпусе 2 улучшает отток вытесняемого газа от пылеотводящих щелей 7, способствуя уменьшению в них статического давления (эффект газовой воронки), и тем самым улучшает условия осаждения пыли через щели 7, побуждая движение пылинок в бункер 8. В описываемом изобретении уменьшается вынос мелких фракций пыли с очищенным газом и улучшаются условия осаждения пыли в пылевой бункер,что повышает эффективность пылеулавливания устройства. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для выделения тврдых частиц из газового потока, содержащее завихритель газа на входе в кольцевую пылеосадительную камеру,образованную наружным корпусом и концентрично в нм расположенным цилиндрическим элементом с газоотводящими отверстиями, сообщающуюся с пылевым бункером посредством пылеотводящих щелей в наружном корпусе, отличающееся тем, что газоотводящие отверстия в концентричном цилиндрическом элементе выполнены в виде продольных щелей под углом к его поверхности,направленных против движения газового потока,при этом газоотводящие отверстия в концентричном цилиндрическом элементе расположены напротив пылеотводящих щелей в корпусе пылеосадительной камеры, пылевой бункер по оси разделен перегородкой на две части, а отношение суммы площадей нормальных сечений газоотводящих щелей к площади поперечного сечении цилиндрического элемента составляет не менее единицы.