ВРАЩАЮЩИЙСЯ ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ
ROTARY FILTER FOR GAS PURIFICATION

Изобретение относится к технике очистки запыленных газов и может быть использовано в химической, пищевой и металлургической промышленности.
Известен самоочищающийся фильтр, включающий корпус с патрубками подвода фильтруемой среды, отвода фильтрата и отвода взвесей, по меньшей мере, один фильтрующий элемент, размещенный в корпусе и соединенный с патрубком отвода фильтрата, щелевые сопла подачи фильтруемой среды, расположенные напротив фильтрующего элемента, а также привод для перемещения относительно друг друга фильтрующего элемента и сопел [Патент РФ №2067017, С1, МКИ 6 В 01D 33/06, В 01D 46/26. Самоочищающийся фильтр /В.В. Казачков, Е.А. Шутков, В.А. Бережков, А.В. Шепелев, В.Р. Витнер. - Опубл. 27.09.1996, Бюл. №14/2002].
Недостатки предложенного фильтра заключаются в том, что в конструкции предусмотрен привод для перемещения фильтрующего элемента относительно сопел, а также в необходимости выполнения выступов на стенках корпуса и на поверхности фильтрующего элемента, усложняющих конструкцию фильтра.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому решению является циклон-фильтр, включающий вертикальный цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженным штуцером для удаления пыли, вращающуюся выхлопную трубу, нижняя часть которой представляет собой фильтрующий элемент, изготовленный из пористой металлокерамики, и штуцер для отвода очищенного газа, закрепленное в подшипниковом узле ветряное колесо, штуцер для подачи в аппарат запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу, крышку с соединительным штуцером [Патент РФ №2150988, С1, МПК 7 В 01D 50/00, В 04 С 9/00. Циклон-фильтр для очистки запыленных газов /А.П. Зотов, Ю.В. Красовицкий, В.И. Ряжских, Е.А. Шипилилова. - Опубл. 20.06.2000, Бюл. №17]. Особенностью фильтра является совмещенный эффект центробежного поля и фильтрования.
Недостатком прототипа является тот факт, что в соответствии с аэродинамическими законами под действием центробежных сил отделяются сравнительно крупные частицы, и на фильтровальной поверхности откладывается слой осадка, состоящий преимущественно из мелких частиц, обладающих большой слипаемостью. Для удаления такого слоя требуются значительные силы.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности регенерации фильтрующего элемента, снижение энергозатрат на процесс фильтрования, возможность работы фильтра в непрерывном режиме длительное время.
Техническая задача изобретения достигается тем, что во вращающемся фильтре для очистки газов, включающем вертикальный цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженным штуцером для удаления пыли, вращающуюся выхлопную трубу, нижняя часть которой изготовлена из пористого материала, расположена ниже штуцера подачи запыленного газового потока и выполняет функцию фильтрующего элемента, штуцер для отвода очищенного газа, штуцер для подачи в аппарат запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу, крышку с соединительным штуцером, ветряное колесо для вращения выхлопной трубы, расположенное на уровне штуцера подачи пылегазового потока, по ходу движения газа, новым является то, что на корпусе фильтра на уровне пористой части выхлопной трубы установлены поперечные перегородки под углом 25-35° к осям симметрии таким образом, чтобы обеспечить образование зазора между фильтрующим элементом и перегородками, обеспечивающего касательное движение запыленного потока относительно фильтрующего элемента со скоростью 25-75 м/с и позволяющего осуществлять непрерывный процесс регенерации.
Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности регенерации фильтрующего элемента в непрерывном режиме, работе фильтра без остановки длительное время, снижении энергозатрат на процесс фильтрования.
На фиг. 1 представлен общий вид вращающегося фильтра для очистки газов, на фиг. 2 показана крыльчатка ветряного колеса (разрез по А-А), на фиг. 3 - схема взаимного расположения выхлопной трубы и поперечных перегородок (разрез по В-В).
Вращающийся фильтр для очистки газов включает вертикальный цилиндрический корпус 1 с коническим днищем 2, снабженным штуцером 3 для удаления пыли, вращающуюся выхлопную трубу, нижняя часть которой, расположенная ниже штуцера подачи запыленного газового потока 6, изготовлена из пористого материала (металлокерамика, керамика, металлические и полимерные сетки и т.п.) и выполняет функцию фильтрующего элемента 4, ветряное колесо 5, расположенное на уровне штуцера подачи пылегазового потока, по ходу движения газа, штуцер для подачи в аппарат запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу, крышку 7 с соединительным штуцером 8.
На корпусе фильтра, на уровне пористой части выхлопной трубы установлены поперечные перегородки 9 под углом 25-35° к осям симметрии таким образом, чтобы обеспечить образование зазора между фильтрующим элементом 4 и перегородками, обеспечивающего касательное движение запыленного потока относительно фильтрующего элемента со скоростью 25-75 м/с и позволяющего осуществлять непрерывный процесс регенерации.
Вращающийся фильтр работает следующим образом.
Пылегазовый поток по штуцеру 6, установленному тангенциально к корпусу 1 фильтра, попадает внутрь аппарата и за счет своей удельной механической энергии приводит во вращение ветряное колесо 5, которое в свою очередь приводит во вращение выхлопную трубу вместе с фильтрующим элементом и направляет пылегазовый поток по окружности вокруг фильтрующего элемента. Пылегазовый поток проходит по окружности, вокруг вращающегося относительно своей оси фильтрующего элемента 4, и движется спирально вниз, обеспечивая отделение крупных частиц дисперсной фазы от дисперсионной среды (газа), и одновременно вовлекается в процесс фильтрации через пористую боковую поверхность и нижний торец выхлопной трубы, за счет ее вращательного движения. Очищенный газ выбрасывается через верхнюю часть выхлопной трубы и далее патрубок 8. Уловленная пыль ссыпается в коническое днище 2 и удаляется из фильтра через патрубок 3.
В зазоре между пористой частью выхлопной трубы и поперечных перегородок 9 за счет малого сечения прохода образуется поток воздуха, который способствует созданию достаточно большой движущей силы, обеспечивающей непрерывную регенерацию фильтрующей поверхности и увеличение радиальной составляющей скорости частиц пыли, что повышает эффективность работы вращающегося фильтра для очистки газов.
Предложенный вариант вращающегося фильтра для очистки газов обеспечивает:
- непрерывную регенерацию фильтрующей поверхности выхлопной трубы;
- повышение эффективности процесса разделения пылегазовых систем за счет увеличения радиальной составляющей скорости частиц пыли;
- компактность аппарата в результате использования рабочего объема для центробежной очистки и фильтрования запыленного газа;
- простоту в изготовлении и надежность в работе;
- снижение энергозатрат на процесс фильтрования.