СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ПЫЛИ
METHOD OF CLEANING GASES OF DUST

Изобретение относится к технологии очистки газов от пыли в теплоэнергетике, черной и цветной металлургии.
Известен способ очистки газов от пыли, заключающийся в тангенциальном подводе запыленного газа, очистке газа от пыли за счет действия центробежных сил, отделения пыли от газа в зоне разворота очищенного газа (см. Пылеулавливание в металлургии. Справочник / В.М.Алешина, А.Ю.Вальдберг, Г.М.Гордон и др., М.: Металлургия, 1984, с.48-52). Недостатком известного способа является низкая эффективность процесса пылеулавливания.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки газов от пыли, включающий ввод в циклон с верхним осевым выхлопным патрубком очищаемого газа, очистку газа от пыли за счет действия центробежных сил при поступательном движении вращающегося потока сверху вниз с разворотом очищенного потока вверх, сбор потока уловленной пыли в пылесборнике, распыление в пылесборнике вспомогательной коагулирующей жидкости в форме струй, ориентированных на поток уловленной пыли, с образованием смеси уловленной пыли и жидкости, после чего смесь брикетируют на вальцовом прессе, установленном в нижней части пылесборника (см. патент №2392059, Россия, МПК 8 В04С 5/18, 2010).
Недостатком известного способа очистки газов является низкая степень очистки газов от пыли. Это обусловлено трудностью распыления коагулирующей жидкости и низкой смачиваемостью улавливаемых частиц. При этом затруднено формирование брикетов, особенно из грубодисперсной пыли, из-за неравномерного увлажнения уловленной пыли. Устранить эти недостатки можно применением более эффективного дополнительного коагулянта, обладающего высокими связующими свойствами, необходимыми для улавливания и последующего брикетирования пыли. В настоящем техническом решении предложено использование в качестве коагулянта материалов с пухонитевидной волокнистой сетчатой структурой, способных эффективно улавливать тонкодисперсные частицы пыли.
Задача изобретения - повышение степени очистки газов от пыли и повышение прочности брикетов.
3
Поставленная задача достигается в способе очистки газов от пыли, включающем ввод в циклон с верхним осевым выхлопным патрубком очищаемого газа, очистку газа от пыли за счет действия центробежных сил при поступательном движении вращающегося потока сверху вниз с разворотом очищенного потока вверх, сбор потока уловленной пыли в пылесборнике, распыление в пылесборнике вспомогательной коагулирующей жидкости в форме струй, ориентированных на поток уловленной пыли, с образованием смеси уловленной пыли и жидкости, брикетирование смеси уловленной пыли и жидкости на вальцовом прессе, установленном в нижней части пылесборника, при этом в верхнюю часть циклона дополнительно подают пухонитевидные частицы диаметром 0,01-1,0 мм в количестве 0,01-0,5 кг/м очищаемого газа и вводят спутно очищаемому газу.
Сущность изобретения заключается в использовании в качестве дополнительного коагулянта пухонитевидных частиц, обладающих благоприятной сетчатой структурой, позволяющей использовать их в качестве коагулянта твердых частиц в пылеуловителе. В качестве пухонитевидных частиц предложено использовать пухонитевидные отходы промышленного производства: текстильных предприятий, пошивочных мастерских, отходы мехового производства, образующиеся после обрезки меха, пухо-перьевые отходы птицефабрик, механически собранный тополиный пух населенных пунктов. Пухонитевидные частицы армируют структуру образующихся шламовых брикетов, получаемых прессованием на выходе из пылесборника. Пухонитевидные частицы обладают своеобразной волокнисто-сетчатой структурой, сформированной большим количеством тончайших нитей, образующих объемный пористый фильтр. Причем в структуре этого фильтра находятся влажные волокна, дополнительно усиливающие коагулирующую способность и повышающие вяжущие свойства образующегося шлама. Развитая поверхность пухонитевидных частиц позволяет улавливать частицы пыли практически любого размера и плотности. При распылении сжатым воздухом пухонитевидные частицы легко аэрируются и способны коагулировать частицы пыли при высокой запыленности потока. Достоинством предлагаемого технического решения является то, что при использовании влажных пухонитевидных частиц во время нахождения их в рабочем пространстве пылеуловителя влага испаряется и их первоначальная форма и коагулирующая способность восстанавливаются. Особенностью коагуляции пыли пухонитевидными частицами является возможность улавливания частиц поверхностным и глубинными слоями. Это происходит в том случае, когда частица улавливаемой пыли имеет высокую скорость и внедряется в коагулянт на большую глубину. Коагулянт, насыщенный частицами уловленной пыли, попадает в пылесборник в зону орошения коагулирующей жидкости, где он равномерно смачивается и интенсивно выпадает из запыленного потока газов, что повышает эффективность пылеулавливания предлагаемого способа очистки газов. Пухонитевидные частицы необходимо подавать тангенциально и спутно очищаемому потоку в верхней части циклона, что позволяет обеспечить эффективное взаимодействие пыли, потока коагулянта и вспомогательной коагулирующей жидкости. В этом случае обеспечивается равномерное увлажнение шлама коагулирующей жидкостью. Образующиеся пухопылевые шламы обладают высокой вязкостью и легко брикетируются, что облегчает утилизацию пыли путем брикетирования непосредственно в пылесборнике и повышает прочность шламовых брикетов.
3
3
3
Способ очистки газов от пыли эффективно осуществляется, если количество пухонитевидных частиц будет составлять 0,01-0,5 кг/м очищаемого газа. Если количество пухонитевидных частиц будет менее 0,01 кг/м, то концентрация коагулянта в рабочем пространстве циклона будет недостаточной и эффективность пылеулавливания будет близка к уровню прототипа. Если количество пухонитевидных частиц будет более 0,5 кг/м, то значительно увеличится гидравлическое сопротивление пылеуловителя, уменьшится его пропускная способность и соответственно эффективность пылеулавливания. Диаметр пухонитевидных частиц должен быть 0,01-1,0 мм. Если диаметр пухонитевидных частиц будет меньше 0,01 мм, то они не будут создавать пухонитевидную сетчатую композицию по причине низкой прочности нитей и эффективность пылеулавливания уменьшится. Если диаметр пухонитевидных частиц будет больше 1,0 мм, то аэрирующая способность такой композиции уменьшается и эффективность пылеулавливания падает.
Таким образом, за счет отличительных от прототипа признаков заявленный способ приобретает новые свойства: высокая коагулирующая способность пухонитевидных частиц за счет волокнистой сетчатой структуры, армированной влажными волокнами; захват частиц пыли поверхностью и объемом коагулянта; возможность восстановления первоначальной формы коагулянта во время распыления; восстановление коагулирующей способности пухонитевидных частиц после слеживания и увлажнения; пухонитевидные частицы, располагаемые на пути струй вспомогательной коагулирующей жидкости, повышают степень распылении и равномерность увлажнения шлама; повышение вязкости и пластичности пухопылевых шламов, что облегчает брикетирование и увеличивает прочность брикетов за счет армирования их структуры; возможность рациональной утилизации пухонитевидных отходов промышленного производства; повышение эффективности пылеулавливания способа очистки газов.
Способ очистки газов от пыли реализуется с помощью устройства, представленного на чертеже. Оно содержит подводящий патрубок 1, корпус 2, выхлопной патрубок 3, пылесборник 4, трубопровод 5 для подачи коагулирующей жидкости, вальцовый пресс 6. Устройство дополнительно снабжено бункером 7 для накопления пухонитевидных частиц. В нижней части бункера установлены вальцовые питатели 8, снабженные ребрами. Бункер 7 примыкает к корпусу аэратора 9. Для аэрирования пухонитевидных частиц используется патрубок 10 для подачи сжатого воздуха. В процессе работы устройства в пылеуловителе формируются струи 11 коагулирующей жидкости, потоки пухопылевых шламов 12, брикеты 13.
Способ очистки газов от пыли осуществляется следующим образом. Поток запыленного газа тангенциально подается через подводящий патрубок 1 в корпус 2 циклона. Спутно потоку запыленного газа в корпус циклона дополнительно подаются пухонитевидные частицы в виде аэросмеси. Они поступают из бункера 7 с помощью вальцовых питателей 8 в корпус аэратора 9, где аэрируются сжатым воздухом, подаваемым через патрубок 10. В процессе очистки газа запыленный поток и пухонитевидные частицы за счет действия центробежных сил совершают поступательное вращающееся движение сверху вниз. Пухонитевидные частицы, насыщенные пылью, поступают в зону орошения коагулирующей жидкости, подаваемой через патрубок 5 в виде струй 11. Образующиеся пухопылевые шламы 12 поступают в пылесборник 4. Затем пухопылевой шлам поступает в загрузочный узел вальцового пресса 6, где брикетируются с получением брикетов 13, которые направляются на утилизацию потребителям. При необходимости вальцы очищаются очистителем (на схеме не показано) любой известной конструкции, применяемой в промышленности. Очищенный поток газа выходит в окружающую среду через патрубок 3.
Пример. Отработку способа очистки газов от пыли осуществляли на лабораторном центробежном пылеуловителе диаметром 300 мм, снабженным системой подачи коагулирующей жидкости, вальцовым прессом и аэратором, предназначенным для подачи коагулянта в корпус циклона, согласно приведенной технологической схеме. В качестве коагулянта использовали отходы шубно-мехового производства Новокузнецкой пошивочной мастерской, представленные в виде пухонитевидных частиц. В качестве коагулирующей жидкости использовали сульфит-дрожжевую бражку (СДБ). Подводящий поток был запылен золошламовыми частицами размером 0-0,1 мм. Аэратор цилиндрической формы имел диаметр 100 мм и длину 200 мм. Сжатый воздух подавали в аэратор под давлением 0,2 МПа через сопло 10 мм. В работе использовали пухонитевидные частицы различного диаметра, меняли расход пухонитевидных частиц и определяли эффективность пылеулавливания по методу внешней фильтрации. У полученных брикетов размером 15×15 мм определяли прочность на сжатие. Результаты экспериментов представлены в таблице.
Расход коагулянта, кг/м<sup>3</sup> очищаемого газа
Диаметр пухонитевидных частиц, мм
Эффективность пылеулавливания способа, %
Прочность брикетов, кПа
1
0,01
0,01
78,8
320
2
1,0
76,6
300
3
0,25
0,01
80,1
360
4
1,0
79,2
340
5
0,5
0,01
82,4
410
6
1,0
80,1
400
Данные прототипа
7
-
-
64,9
300
3
Установили, что задача изобретения достигается при расходе коагулянта (пухонитевидных частиц диаметром 0,01-1,0 мм), равного 0,01-0,5 кг/м очищаемого газа, что позволяет повысить эффективность очистки газов на 13,9-17,5% (абс.) и прочность пылешламовых брикетов на 20-110 кПа (абс.).