ФИЛЬТР-ЦИКЛОН ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

Полезная модель предназначена для очистки запыленных газов и может быть использована в химической, пищевой и металлургической промышленности.
Проблема, существующая в области очистки запыленного газового потока, заключается в том, что все известные циклоны позволяют производить отделение только крупных частиц дисперсной фазы от дисперсионной среды (газа) с последующим их удалением, а мелкие частицы дисперсной фазы, из-за своих небольших размеров и легкости, поступают в атмосферу, в результате чего происходит загрязнение окружающей среды.
Известен циклон «ЦН-15» [1], содержащий вертикальный цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженный штуцером для удаления пыли, выхлопную трубу, штуцер для подачи в аппарат запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу, крышку.
Циклон работает следующим образом: пылегазовый поток по штуцеру, установленному тангенциально к корпусу циклона, попадает внутрь. Запыленный газовый поток проходит по окружности вокруг выхлопной трубы и движется спирально вниз, обеспечивая отделение крупных частиц дисперсной фазы от дисперсионной среды (газа). В нижней части корпуса поток теряет скорость и меняет свое направление, вследствие чего происходит выпадение взвешенных частиц. Очищенные газы движутся по восходящей спирали к выхлопной трубе, через которую выводятся из циклона. Удаление уловленных частиц происходит через штуцер.
Циклон ЦН-15 позволяет эффективно удалять из пылегазового потока взвешенные частицы крупной и средней дисперсных фаз.
Недостатком известного решения является низкая эффективность удаления из пылегазового потока взвешенных частиц мелкой дисперсной фазы. Это обусловлено тем, что масса взвешенных частиц малой дисперсной фазы слишком мала, в результате чего не будет происходить их отделение от газового потока.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является фильтр-циклон для очистки газов [2].
Фильтр-циклон для очистки газов содержит вертикальный цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженный штуцером для удаления пыли, штуцер для подачи в аппарат запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу, крышку, выхлопную трубу, одновременно выполняющую функции фильтра и штуцера для отвода очищенного газа и устройство для регенерации фильтровальной поверхности.
Выхлопная труба представляет собой сборную конструкцию, верхняя часть, расположенная вне корпуса выполнена сплошной в виде штуцера, а нижняя часть, расположенная внутри корпуса выполнена из пористого материала, в качестве которого используется металлокерамика, керамика, металлические или полимерные сетки.
Фильтр-циклон работает следующим образом: пылегазовый поток по штуцеру, установленному тангенциально к корпусу фильтра-циклона попадает внутрь аппарата и, за счет своей удельной механической энергии, приводит во вращение устройство для регенерации фильтровальной поверхности.
Запыленный газовый поток проходит по окружности вокруг выхлопной трубы и движется спирально вниз, обеспечивая отделение крупных и средних частиц дисперсной фазы от дисперсионной среды (газа), постепенно теряя скорость. Вследствие разности давлений на входе и выходе фильтра-циклона газовый поток фильтруется через
пористую боковую поверхность и нижний торец выхлопной трубы, где происходит отделение средней и крупной дисперсных фаз. Вращение лопастей вокруг фильтровальной трубы способствует созданию между ними достаточно большой движущей силы, которая обеспечивает непрерывную регенерацию фильтрующей поверхности.
Фильтр-циклон для очистки газов обеспечивает разделение пылегазовых систем с улавливанием крупных и средних дисперсных фаз за счет фильтрования запыленного газа через фильтровальный элемент.
Недостаток известного фильтра-циклона заключается в том, что он не удаляет из пылегазового потока мелкую дисперсную фазу, которая вместе с очищенным от крупной и средней дисперсных фаз пыли газом поступает в атмосферу.
Это обусловлено тем, что размеры пор в пористой поверхности выхлопной трубы рассчитаны на задержание только средней и крупной дисперсной фазы пыли, а мелкая дисперсная фаза проскакивает через поры и уносится с газовым потоком в атмосферу. Уменьшение размера пор в пористой поверхности выхлопной трубы приводит к повышению гидравлического сопротивления и снижению скорости газового потока. Вследствие чего нарушается процесс отделения дисперсных фаз от газового потока под действием центробежных сил и работа всего устройства.
Задачей предлагаемого решения является создание такого фильтра-циклона, который позволял бы повысить степень очистки пылегазовых потоков за счет удаления мелкой дисперсной фазы пыли и предотвратить загрязнение окружающей среды.
Для решения поставленной задачи в известном устройстве, содержащем вертикальный цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженным штуцером для удаления пыли, штуцер для подачи запыленного
газового потока, расположенный тангенциально к корпусу, крышку, выхлопную трубу, выполняющую функцию штуцера для отвода очищенного газа, выхлопная труба выполнена в виде полого цилиндра, и дополнительно, внутри выхлопной трубы, в верхней ее части, установлен набор фильтров в виде сеток с разными размерами ячеек.
Признаками, отличающими заявляемый фильтр-циклон от известного, выбранного в качестве прототипа являются выполнение выхлопной трубы в виде полого цилиндра и снабжение его набором фильтров, в виде сеток с разными размерами ячеек, установленными внутри выхлопной трубы, в верхней ее части.
Благодаря отличительным признакам предлагаемый фильтр-циклон повышает степень очистки пылегазовых потоков. Это обусловлено тем, что пылегазовый поток, попадая внутрь, проходит по окружности вокруг выхлопной трубы и движется спирально вниз, обеспечивая отделение крупных и средних частиц дисперсной фазы от дисперсионной среды (газа). В нижней части корпуса поток теряет скорость и меняет свое направление, вследствие чего происходит выпадение взвешенных частиц. Очищенные от крупных и средних частиц дисперсной фазы газы движутся по восходящей спирали к выхлопной трубе, проходя через набор фильтров, очищаются от мелкой дисперсной фазы и выводятся из циклона. Таким образом, пылегазовый поток очищается не только от крупных и средних дисперсных фаз, но и от мелкой дисперсной фазы.
Предлагаемый фильтр-циклон для очистки газов иллюстрируется чертежом, на котором показан вертикальный разрез фильтра-циклона.
Фильтр-циклон содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с коническим днищем 2, снабженный штуцером для удаления пыли 3, выхлопную трубу 4, выполнена в виде полого цилиндра, штуцер для
подачи в аппарат запыленного газового потока 5, расположенный тангенциально к корпусу, крышку 6, набор фильтров 7, установленных внутри выхлопной трубы, в верхней ее части.
Фильтр-циклон работает следующим образом.
Пылегазовый поток по штуцеру 5 попадает в корпус 1 фильтра-циклона и, проходя по окружности вокруг выхлопной трубы 4, движется спирально вниз, обеспечивая отделение крупных и средних частиц дисперсной фазы от дисперсионной среды (газа). В нижней части корпуса поток теряет скорость и меняет свое направление, вследствие чего происходит выпадение крупных и средних частиц дисперсной фазы и удаление их через штуцер для удаления пыли 3. Очищенные от частиц крупной и средней дисперсных фаз пыли газы движутся по восходящей спирали к выхлопной трубе 4, и проходя через набор фильтров 7, газы очищаются от мелкой дисперсной фазы и затем выводятся из фильтра-циклона в атмосферу.
Источники информации принятые во внимание:
1. Справочник по пыле- и золоулавливанию / под ред. А.А.Русанова. - М.: Энергия, 1975.
7
2. Патент 2251445 РФ, МПК В 01 D 46/26, В 04 С 9/00. Фильтр-циклон для очистки газов / С.Ю.Панов, С.В.Этин, Н.М.Анжеуров и др. (РФ); ВГТА (РФ). - №2003122539/15; Заявлено 18.07.2003; Опубл. 10.05.2005, Бюл. №19.