Инерционно-вакуумный золоотделитель для очистки дымовых газов

Область техники
Полезная модель относится к области газоочистки и может быть использована в различных отраслях промышленности для тонкой очистки дымовых газов от мелкодисперсной золы.
Уровень техники
Известен принятый в качестве ближайшего аналога полезной модели инерционно-вакуумный золоотделитель для очистки дымовых газов, содержащий:
вертикально расположенный двухступенчатый корпус, нижняя ступень которого представляет собой золоприемную камеру, а верхняя -предназначена для золоотделения и выполнена в виде двух соосно расположенных цилиндрических обечаек, из которых внутренняя служит каналом для подвода очищаемых дымовых газов, а кольцевое пространство между двумя обечайками - каналом для отвода очищенных дымовых газов;
поворотную камеру в нижней части золоотделяющей ступени сообщающую выход из внутренней обечайки в указанное кольцевое пространство между обечайками,
причем указанная поворотная камера, выполнена с перфорированным днищем, на котором по оси корпуса установлен конусообразный обтекатель,
боковая поверхность которого совместно с нижней частью внутренней обечайки образует конфузорное выходное сопло канала, а входной участок кольцевого канала для отвода очищенных газов выполнен диффузорным (RU 92358, B01D 45/06, 2010). Как показали испытания, данный известный золоотделитель позволяет осуществить очистку дымовых газов от мелкодисперсной золы со степенью эффективности, не превышающей 97%, что по современным экологическим требованиям считается недостаточным.
Раскрытие полезной модели
Задачей полезной модели является повышение степени эффективности золоулавливания золоотделителя указанного известного типа до величины, приемлемой с точки зрения современных экологических требований, а техническим результатом - улучшение аэродинамики движения потока очищаемых дымовых газов в золоотделяющей части ступенчатого корпуса указанного золоотделителя.
Решение указанной задачи путем достижения указанного технического результата обеспечивается тем, что в инерционно-вакуумном золоотделителе для очистки дымовых газов, содержащем вертикально расположенный двухступенчатый корпус, нижняя ступень которого представляет собой золоприемную камеру, а верхняя - предназначена для золоотделения и выполнена в виде двух соосно расположенных цилиндрических обечаек, из которых внутренняя служит для образования канала подвода очищаемых дымовых газов, а кольцевое пространство между двумя обечайками -каналом отвода очищенных дымовых газов; поворотную камеру в нижней части золоотделяющей ступени сообщающую выход из внутренней обечайки в указанное кольцевое пространство между обечайками,
причем указанная поворотная камера выполнена с перфорированным днищем, над которым по оси корпуса установлен конусообразный обтекатель;
боковая поверхность которого совместно с нижней частью внутренней обечайки образует конфузорное выходное сопло канала, а входной участок кольцевого канала для отвода очищенных газов выполнен диффузорным,
согласно полезной модели
высота указанного обтекателя составляет 0,5…0,8 высоты внутренней обечайки верхней ступени корпуса, а угол сужения указанного конфузорного сопла канала подвода очищаемых газов равен углу расширения диффузорного участка канала отвода очищенных газов и составляет (15…25)°.
Причинно-следственная связь между указанным техническим результатом и совокупностью существенных признаков полезной модели заключается в том, что принятые в полезной модели геометрические соотношения высоты обтекателя, а также углов сужения и раскрытия соответственно выходного участка осевого канала и входного участка кольцевого канала тракта движения очищаемых дымовых газов выбраны исходя из результатов математического моделирования оптимальный аэродинамики элементов указанного тракта с точки зрения обеспечения максимальной эффективности инерционного отделения дисперсных золовых частиц в поворотной камере при минимальном уносе их с восходящем потоком очищенных газов.
Краткое описание фигур чертежа
На фиг. 1 схематически изображен в продольном разрезе золотделитель согласно полезной модели; на фиг. 2 - узел «А» фиг. 1 с изображением в более крупном масштабе конфузорного и диффузорного участков каналов тракта дымовых газов внутри поворотной камеры.
Условные обозначения
ЗПК - золоприемная камера;
ПК - поворотная камера;
Перечень позиций чертежа
10 - корпус; 11 - ЗПК; 111 - золовыпускной патрубок; 12, 13 - внутренняя и наружная цилиндрические обечайки; 14 - канал подвода очищаемых дымовых газов; 15 - канал отвода очищенных дымовых газов; 16 - входной патрубок корпуса; 17 - выходной патрубок корпуса; 18 - ПК; 181 - перфорированное днище ПК; 182 - - несущая рама перфорированного днища ПК; 183 - центральная втулка несущей рамы; 19 - обтекатель; 191 - направляющий штырь обтекателя; 20 - выходное диффузорное сопло канала подвода очищаемых дымовых газов; 21 - входной диффузорный участок канала отвода очищенных дымовых газов; Н - высота внутренней обечайки верхней ступени корпуса; h - высота обтекателя; α - угол сужения выходного конфузорного сопла канала подвода очищаемых дымовых газов; β - угол расширения входного диффузорного участка канала отвода очищенных дымовых газов.
Осуществление полезной модели
Инерционно-вакуумный золоотделитель согласно полезной модели содержит (фиг. 1) вертикально расположенный двухступенчатый корпус 10, нижняя ступень которого представляет собой золоприемную камеру (ЗПК) 11 с золовыпускным патрубком 111, а верхняя - предназначена для золоотделения и выполнена в виде двух соосно расположенных цилиндрических обечаек 12, 13. Из них внутренняя обечайка 12 служит для образования канала 14 подвода очищаемых дымовых газов, а кольцевое пространство между двумя указанными обечайками - каналом 15 отвода очищенных дымовых газов. На входе в канал 14 и на выходе из канала 15 корпус 10 снабжен соответственно входным и выходным патрубками 16, 17.
В нижней части золоотделяющей ступени корпуса 10 предусмотрена поворотная камера (ПК) 18, сообщающая выход из внутренней обечайки (канала 14) в указанное кольцевое пространство между обечайками (канал 15). Указанная ПК 18 выполнена с перфорированным днищем 181, установленным на несущей звездообразной раме 182 с центральной втулкой 183. Над указанным перфорированным днищем 18 по оси корпуса 10 установлен конусообразный обтекатель 19, в основании которого предусмотрен направляющий штырь 191 в отверстии втулки 182 несущей рамы 181.
Боковая поверхность обтекателя 19 совместно с нижней частью внутренней обечайки 12 образует конфузорное выходное сопло 20 канала 14, а входной участок 21 кольцевого канала 15 отвода очищенных газов выполнен диффузорным. Согласно полезной модели высота h указанного обтекателя 19 составляет 0,5…0,8 высоты Н внутренней обечайки 12 верхней ступени корпуса 10, а угол а сужения указанного конфузорного сопла канала подвода очищаемых газов равен углу β расширения диффузорного участка канала 15 отвода очищенных газов и составляет α=β=(15…25)°.
Работа золоотделителя согласно полезной модели осуществляется следующим образом. Очищаемые дымовые газы поступают через входной патрубок 16 во внутренний канал 14, на выходе которого предусмотрено конфузорное сопло 20. За счет повышения скорости газового потока при его разгоне в указанном сопле соответственно возрастает инерционное воздействие на содержащейся в этом потоке дисперсные твердые золовые частицы, которые при повороте потока на 180° в ПК 18 отделяются от него, выпадая на перфорированное днище 181 ПК 18, откуда они через отверстие перфорации указанного днища попадают в ЗПК 11 и через его золовыпускной патрубок 111 удаляются в наружную систему золоотвода (не показана). Очищенные от дисперсных золовых частиц дымовые газы удаляются из золоотделителя через выходной патрубок 17 по кольцевому каналу 15, на входе которого предусмотрен диффузорный участок 21, где первоначальная скорость подвода дымовых газов восстанавливается.
При этом патентуемые линейные и угловые геометрические соотношения элементов газового тракта золоотделителя обеспечивают высокую эффективность очистки дымовых газов перед их выбросом в окружающую среду. Как показали испытания, степень эффективности очистки дымовых газов от дисперсных золовых частиц вплоть до самых тонких фракций составляет 99,7%, что соответствует установленным экологическим нормам.
Промышленная применимость
Золотделитель согласно полезной модели отвечает условию «промышленная применимость». Сущность технического решения раскрыта в формуле, описании и чертежах достаточно ясно для понимания и промышленной реализации соответствующими специалистами на основании современного уровня техники в области промышленной газоочистки.