ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ ПЫЛИ

Полезная модель относится к устройствам для очистки газа от пыли и может быть использовано в химической промышленности, теплоэнергетике, цветной и черной металлургии и других отраслях промышленности, особенно при очистке горячих, агрессивных газов и абразивной пыли.
Данное техническое решение относится к приоритетному направлению науки и технологий «Технологии переработки и утилизации техногенных образований и отходов очистки окружающей среды от промышленной пыли»
Известен рукавный фильтр типа ФРОС (фильтр рукавный с обратной продувкой, сетчатый) с фильтрующим элементом для очистки газов при высокой температуре, включающий корпус, фильтровальные элементы из металлических сеток, надетые на жесткий каркас, и узел регенерации для продувки сжатым воздухом фильтровальных элементов (Мазус М.Г., Мальгин А.Д., Моргулис М.Л. Фильтры для улавливания промышленных пылей. -М.: Машиностроение, 1985. - С. 122-124).
Признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются корпус, фильтровальный элемент и узел регенерации фильтровального элемента.
Недостатком аналога являются:
- высокое гидравлическое сопротивление фильтра;
- усложненность конструкции узла регенерации, которая связана с посекционной и периодической продувкой фильтрующих элементов;
- кратковременность воздействия продувочного воздуха может приводить к неравномерной продувке поверхности фильтрующего элемента;
- периодичность регенерации приводит к постоянным изменениям пропускной способности фильтра.
За прототип принят фильтр для очистки газов, включающий корпус, патрубки входа и выхода газа, фильтрующий элемент и расположенное внутри него устройство для регенерации в виде продувочной трубы с соплами, в которых одна из стенок выполнена с отверстием, через которое проходит часть продувочного воздуха и приводит во вращение регенерирующее устройство (А.С.939041 СССР. Опубл. В Б.И., 1982, №24).
Признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются корпус, патрубки входа и выхода газа, фильтрующий элемент и расположенное внутри него устройство для регенерации в виде продувочной трубы с соплами, выполненное с возможностью вращения.
Недостатком прототипа является громоздкость регенерирующего устройства, требующая повышенного давления продувочного воздуха для его вращения. Продувочные сопла выполнены в виде длинных щелей равных по высоте фильтрующему элементу, что требует повышенных энергозатрат для обеспечения эффективной регенерации фильтрующего слоя. Фильтрация запыленного газа и продувка фильтрующего элемента осуществляются периодически, так как на период регенерации подача запыленного газа прекращается. При фильтровании происходит возрастание гидравлического сопротивления, что снижает пропускную способность фильтра.
Полезная модель направлена на решение задач по стабилизации пропускной способности фильтра, снижение гидравлического сопротивления фильтра и энергозатрат на регенерацию, упрощение устройства регенерации и повышение его эффективности, обеспечение очистки горячих, агрессивных газов и абразивной пыли.
Технический результат полезной модели заключается в обеспечении непрерывной регенерации фильтрующего элемента, за счет продувки фильтрующего слоя вращающейся и одновременно перемещающейся по высоте узкой струи сжатого воздуха поступающей через трубчатое сопло.
Это позволяет снизить гидравлическое сопротивление фильтрующего слоя и стабилизировать пропускную способность фильтра.
Кроме этого, технический результат заявляемой полезной модели заключается в использовании для вращения регенерирующего устройства реактивного трубчатого сопла, которое не требует больших энергетических затрат. Обеспечение очистки горячих, агрессивных газов и абразивной пыли достигается использованием в качестве фильтрующего материала соответствующую условиям очистки металлическую проволоку, навитую в несколько слов на жестком каркасе.
Технический результат достигается тем, что в фильтре для очистки газа от пыли, включающем корпус, патрубки входа запыленного газа и выхода очищенного газа, фильтрующий элемент и расположенное внутри него устройство для регенерации в виде продувочной трубы с соплами, согласно полезной модели, дополнительно снабжено установленной с возможностью вращения на продувочной трубе газораспределительной камерой, продувочная труба имеет отверстия для подачи сжатого воздуха в газораспределительную камеру, при этом сопла выполнены в виде труб, расположены на газораспределительной камере диаметрально относительно друг друга, и одно из сопел имеет загнутый конец для обеспечения вращения газораспределительной камеры, причем фильтрующий элемент выполнен из нескольких слоев металлической проволоки, навитой на жесткий каркас в виде «беличьего колеса», а устройство для регенерации выполнено с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси фильтрующего элемента.
Наряду с указанным техническим результатом достигается увеличение производительности фильтра за счет увеличения высоты фильтрующего элемента, если в регенерирующем устройстве выполнено на продувочной трубе две, и более газораспределительных камер с соплами.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид заявленного устройства;
на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1;
на фиг.3 - узел I заявленного фильтра на фиг.1;
на фиг.4 - узел II заявленного фильтра на фиг 1.
В представленном на чертежах фильтре для очистки газа от пыли элементы обозначены следующими цифровыми позициями:
1 - корпус; 2 - крышка корпуса; 3 - патрубок входа запыленного газа; патрубок выхода очищенного газа; 5 - патрубок выхода уловленной пыли; 6 - витки проволоки; 7 - продувочная труба; 8 - газораспределительная камера; 9 - продувочное сопло; 10 - реактивное сопло; 11 - днище фильтрующего элемента; 12 - стержень каркаса «беличьего колеса»; 13 - крышка фильтрующего элемента; 14 - подшипники скольжения, обеспечивающие вращение газораспределительной камеры 8; 15 - отверстия в продувочной трубе 7.
Фильтр для очистки газа от пыли включает корпус 1, на котором расположены крышка корпуса 2, патрубки входа запыленного газа 3, выхода очищенного газа 4 и выхода уловленной пыли 5. Внутри корпуса 1 к крышке крепится фильтрующий элемент 6, выполненный из нескольких слоев металлической проволоки 6, навитой на жесткий каркас в виде «беличьего колеса», который образован стержнями 12, закрепленными по окружности между крышкой фильтрующего элемента 13 и днищем фильтрующего элемента 11. Внутри фильтрующего элемента имеется регенерирующее устройство, которое состоит из продувочной трубы 7 и цилиндрической газораспределительной камеры 8, выполненной с возможностью вращения на подшипниках скольжения 14, установленных на продувочной трубе 7. На газораспределительной камере 8 расположено продувочное сопло 9 и диаметрально ему реактивное сопло 10. Продувочное сопло 9 выполнено в виде прямой трубы и служит для продувки фильтрующего слоя, а реактивное сопло 10 тоже выполнено в виде трубы, но имеет загнутый конец и обеспечивает вращение газораспределительной камеры 8. Продувочная труба 7 выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси по всей высоте фильтрующего элемента и имеет на конце отверстия 15 для прохода сжатого воздуха в газораспределительную камеру 8.
Фильтр работает следующим образом (фиг.1). Запыленный газ через патрубок входа запыленного газа 3 поступает тангенциально в корпус 1. Патрубок входа запыленного газа 3 может иметь небольшой угол наклона к горизонту (до 10°), что способствует более эффективному отделению в корпусе пыли из потока и уменьшению пылевой нагрузки на фильтрующий элемент. Запыленный газ проходит через щели между витками проволоки 6 фильтрующего элемента (фиг.2), на котором частицы пыли задерживаются, а газ, пройдя через него, отводится из фильтра через патрубок выхода очищенного газа 4.
Одновременно с фильтрацией протекает регенерация, то есть самоочищение фильтрующего слоя непрерывной струей сжатого воздуха из продувочного сопла 9, которое вращается вместе с газораспределительной камерой 8. Вращение этой камеры осуществляется с помощью реактивного сопла 10, из которого выходит сжатый воздух. Сжатый воздух в продувочное сопло 9 и реактивное сопло 10 поступает из газораспределительной камеры 8, в которую он подается по продувочной трубе 7 через отверстия 15. Газораспределительная камера 8 вращается на подшипниках 14. Уловленная при фильтровании и отдутая при регенерации пыль выводится из фильтра через патрубок выхода уловленной пыли 5.
Вращение газораспределительной камеры 8 одновременно сопровождается возвратно-поступательным перемещением регенерирующего устройства по оси фильтрующего элемента вдоль всей его высоты, например, с помощью кривошипно-шатунного механизма, расположенного на крышке корпуса 2 (на чертеже не показано). Это позволяет продувать фильтрующий слой по всей высоте и по окружности. С целью увеличения производительности фильтр может иметь две, и более газораспределительных камер 8 с соплами на продувочной трубе 7. Большее число газораспределительных камер позволяет увеличить высоту фильтрующего элемента и соответственно производительность фильтра, без изменения длины хода возвратно-поступательного перемещения продувочной трубы 7 кривошипно-шатунным механизмом.
Непрерывность продувки фильтрующего слоя не позволяет накапливаться пыли на фильтрующем элементе, что обеспечивает небольшое и стабильное во времени гидравлическое сопротивление. В результате за счет непрерывной регенерации фильтра поддерживается стабильная во времени его пропускная способность. Трубчатые сопла небольшого диаметра, в отличии от щелевых сопел в прототипе, позволяют создать усиленную струйную продувку при небольшом расходе и давлении продувочного воздуха, как на регенерацию, так и на вращение сопел. Продувочный воздух, пройдя через фильтрующий слой, смешивается с очищаемым газом и выводится из фильтра через патрубок очищенного газа 4.
Требуемая эффективность очистки запыленного газа обеспечивается соответствующей толщиной фильтрующего слоя и скоростью фильтрования. Толщина фильтрующего слоя определяется количеством витков проволоки на фильтрующем элементе.
3
2.
3
Опытно-промышленный вариант такого щелевого фильтра, имеющего 4 слоя стальной проволоки диаметром 1,0 мм был испытан при очистке от цементной пыли на заводе ЖБИ. В этом фильтре эффективность очистки составила 96-98% при удельной газовой нагрузке 3,5 м/(ммин) и входной запыленности 20-30 г/м, гидравлическое сопротивление не превышало 800 Па.