ЦИКЛОН-ЭЛЕКТРОФИЛЬТР

Полезная модель предназначена для очистки газов от пыли в поле действия центробежных сил и сил электрического взаимодействия, может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, топливно-энергетической и других отраслях промышленности.
Проблема, существующая в очистке дымовых газов от дисперсных частиц пыли, заключается в охране окружающей среды от загрязнения пылевыми частицами. Известные циклоны, решающие эту проблему позволяют очищать дымовые газы от крупных и средних дисперсных частиц, но не улавливают частицы мелкой дисперсной фазы.
Известен циклон ЦН-15 [Касаткин А.Г. «Основные процессы и аппараты химической технологии». Изд-е 8, перер., М.: Химия, 1971, 241 с]. Циклон содержит цилиндрический корпус с тангенциальным входным патрубком и коническим днищем, осевую выхлопную трубу, бункер для удаления пыли.
Циклон работает следующим образом: пылегазовый поток по патрубку, 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.
Известный циклон позволяет удалять из запыленного газового потока крупные и средние дисперсные частицы.
Недостатком известного циклона является низкая его эффективность при очистке запыленного газового потока. Это обусловлено тем, что частицы мелкой дисперсной фазы имеют недостаточную массу для удаления их под действием центробежной силы.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является циклон [патент РФ №2331481, В04С 9/00, опубл. 20.08.2008].
Циклон состоит из вертикального цилиндрического корпуса с коническим днищем и крышкой, входного патрубка, установленного тангенциально в верхней части корпуса, выхлопной трубы, установленной осесимметрично с цилиндрическим корпусом на крышке, патрубка для отвода уловленной пыли в нижней части конического днища, электрофильтра, состоящего из осадительного электрода являющегося продолжением выхлопной трубы закрепленного на кольце из диэлектрического материала, установленного с возможностью свободного вертикального перемещения, присоединенного к механизму встряхивания, и коронирующего электрода установленного осесимметрично с трубчатым осадительным электродом.
Циклон работает следующим образом. На трубчатый осадительный и коронирующий электрод подают высокое напряжение, образующие коронный разряд в зазоре между этими электродами.
Во входной патрубок попадают очищаемый или дымовой газ. Так как входной патрубок установлен тангенциально в верхней части вертикального корпуса, то очищаемый воздух закручивается в зазоре между вертикальным цилиндрическим корпусом и внешней стенкой выхлопной трубы. Под действием центробежной силы крупные и средние частицы и капли дисперсных фракций отбрасываются к стенке вертикального цилиндрического корпуса и опускаются вниз в коническое днище к патрубку для отвода уловленной пыли.
Очищаемый таким образом воздух или дымовой газ с частицами или каплями мелкой дисперсной фракции поднимаются вверх между стенкой трубчатого осадительного электрода и коронирующего электрода. Электроны и ионы газового потока, образующиеся в коронном разряде, сталкиваются с частицами и капельками мелкой дисперсной фракции, заряжают их и заставляют под действием электрического поля оседать на трубчатом осадительном электроде.
После накопления уловленных частиц и капель мелкой дисперсной фракции на трубчатом осадителльном электроде крупных, средник частиц и капель дисперсной фракции в коническом днище подачу очищаемого воздуха или дымового газа во входной патрубок прекращают, открывают крышку патрубка для отвода уловленной пыли и удаляют частицы крупных и средник фракций, уловленных в цилиндрическом корпусе и его конической части в отдельную емкость. Затем включают механизм встряхивания, который передает колебания по штанге на трубчатый осадительный электрод. Под действием этих колебаний уловленные частицы и капли мелкой дисперсной фракции сбрасываются со стенки трубчатого осадительного электрода в коническое днище к патрубку для отвода уловленной пыли и все уловленные частицы и капли мелкой дисперсной фракции удаляют из конического днища в другую емкость.
Циклон позволяет удалять из запыленного газового потока крупные, средние и мелкие дисперсные частицы.
Недостатком циклона является то что, при накоплении пыли в циклоне для его очистки необходимо прекращение подачи в него пылегазового потока, что приводит к прерыванию процесса очистки. В результате для обеспечения непрерывности очистки требуется установка дополнительного аппарата, что приводит к повышению стоимости очистки газа.
Задачей полезной модели является создание циклона, повышающего степень очистки за счет удаления из газового потока частиц крупной, средней и мелкой дисперсной фракции без прерывания процесса очистки.
Для решения поставленной задачи в циклоне, содержащем вертикальный цилиндроконический корпус, снабженным патрубком для удаления пыли, патрубок для подачи запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу, крышку, выхлопную трубу, установлен дополнительный патрубок для подачи запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу в верхней его части, токопроводящие пластины, расположенные внутри патрубков для подачи запыленного газового потока, соединенные посредством проводников с положительным и отрицательным электродами источника тока соответственно.
Признаками, отличающими заявляемый циклон от известного, выбранного в качестве прототипа является установка в верхней части цилиндрического корпуса дополнительного патрубка для подачи запыленного газового потока, расположенного тангенциально к корпусу, и снабжение входных патрубков токопроводящими пластинами, соединенными посредством проводников с положительным и отрицательным электродами источника тока соответственно.
Наличие существенных отличительных признаков свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию патентоспособности «новизна».
Благодаря отличительным признакам предлагаемый циклон имеет высокую степень очистки частиц крупного, среднего и мелкого дисперсного состава и не требует отключения для регенерации. Это обусловлено тем, что частицы пыли пылегазового потока, проходя через патрубки для подачи запыленного газового потока, соударяются с токопроводящими пластинами и приобретают электрический заряд. В цилиндрической части циклона газовые потоки, насыщенные разноименно заряженными частицами смешиваются. Под действием сил электрического взаимодействия частицы пыли слипаются, теряя электрический заряд и увеличивая свою массу. Под действием центробежной силы они отбрасываются к стенкам циклона, соударяются с ними и под действием сил гравитации стекают вниз и удаляются через штуцер для удаления пыли.
Предлагаемый циклон для очистки газов иллюстрируется чертежом. На фиг.1 показан вертикальный разрез циклона.
Циклон содержит вертикальный цилиндроконический корпус 1, снабженный патрубком 2 для удаления пыли, патрубки 3, 4 для подачи в аппарат запыленного газового потока, расположенные тангенциально к корпусу, крышку 5, выхлопную трубу 6, токоподводящие пластины 7, 8, установленные внутри входных патрубков и соединенные посредством проводников 9, 10 с контактами источника тока 11.
Циклон работает следующим образом. Вначале токопроводящие пластины 7 и 8 соединяются с источником тока 11 при помощи проводников 9, 10, и заряжаются. Токопроводящая пластина 7 приобретает отрицательный заряд, а пластина 8 - положительный. Затем в патрубки 3 и 4 подается пылегазовый поток. Пылегазовый поток, проходя по патрубкам 3, 4, соударяется с токопроводящими пластинами 7, 8, в результате чего пылевые частицы приобретают положительный или отрицательный заряд соответственно. Далее пылегазовые потоки попадает внутрь цилиндроконического корпуса 1. В цилиндрической части корпуса 1 газовый поток, насыщенный разноименно заряженными частицами смешивается. Под действием сил электрического взаимодействия частицы пыли слипаются, теряя электрический заряд и увеличивая свою массу. Запыленный газовый поток проходит по окружности вокруг выхлопной трубы 5 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 отделение средних и мелких взвешенных частиц, и удаление их через патрубок 2. Очищенные от крупной, средней и мелкой дисперсной пыли газы движутся по восходящей спирали и поступают в выхлопную трубу 5, откуда удаляются из циклона.