ГРУППОВОЙ ЦИКЛОН ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

Полезная модель предназначена для очистки запыленных газов и может быть использована в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, металлургической промышленности, а также в теплоэнергетике.
Известен групповой циклон «СЦН-40-300х4», содержащий подводящий коллектор, общую камеру для очищенного газа с газоходом, общий бункер для сбора уловленной пыли, четыре циклонных элемента, содержащих вертикальный цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженным штуцером для удаления пыли, выхлопную трубу, штуцер для подачи в аппарат запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу и крышку (Справочник по пыле- и золоулавливанию / под ред. А.А. Русанова. - М.: Энергия, 1975).
Циклон работает следующим образом: пылегазовый поток по подводящему коллектору одновременно подается ко всем циклонным элементам. Пылегазовый поток по штуцеру, установленному тангенциально к корпусу циклонного элемента, попадает внутрь, 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 циклонного элемента. Удаление уловленных частиц пыли происходит через штуцер. Очищенный газовый поток попадает в общую камеру для очищенного газа, откуда поступает в газоход и далее в атмосферу.
Групповой циклон «СЦН-40-300х4» позволяет эффективно удалять из пылегазового потока пылевые частицы только крупной и средней дисперсных фаз.
Недостатком известного решения является низкая эффективность удаления из пылегазового потока пылевых частиц мелкой дисперсной фазы. Это обусловлено тем, что конструкция подводящего коллектора не позволяет равномерно распределить пылегазовый между циклонными элементами, вследствие чего в некоторых циклонных элементах скорость движения газового потока недостаточна для отделения мелкой дисперсной фазы пыли и происходит загрязнение атмосферы.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является групповой циклон для очистки газов, позволяющий удалять крупную, среднюю и частично мелкую дисперсную фазу частиц из пылегазового потока (Патент №59448, МПК В04С 5/12. Групповой циклон для очистки газов/В.Д. Катин, Р.В. Долгов, М.Х. Ахтямов, А.И. Агошков (РФ) -№2006123910/22; Заявлено 04.07.2006, опубл. 27.12.2006, бюл. №36).
Групповой циклон содержит циклонные элементы, общий бункер для уловленной пыли, камеру для сбора очищенного газа и коллектор, выполненный в виде цилиндра, ступенчато уменьшающимся в диаметре по высоте, с тангенциальным подводом газа, при этом каждая ступень снабжена патрубками для отвода части газа в циклонные элементы, расположенными тангенциально, выхлопную трубу для отвода очищенного газа.
Групповой циклон работает следующим образом.
На первой ступени пылегазовый поток, попадая внутрь коллектора, проходит по окружности вокруг выхлопной трубы и движется спирально вниз, обеспечивая повышение концентрации крупных частиц дисперсной фазы у стенок корпуса циклона. Часть запыленного газа с повышенной концентрацией крупных частиц отводится через отверстие по патрубку в специально подобранный циклонный элемент для удаления крупной фракции пыли. Остальной газовый поток продолжает спиральное движение вниз, и неуловленные мелкие частицы удаляются через выхлопную трубу. На следующей ступени из-за уменьшения диаметра коллектора происходит увеличение скорости движения газа, вследствие чего происходит концентрация средних частиц газодисперсионной среды у внутренней стенки коллектора. Через отверстие по патрубку, расположенному тангенциально, производится отвод еще части запыленного газа, насыщенного средними частицами в специально подобранный циклонный элемент для удаления средней фракции пыли, в котором неуловленные средние частицы удаляются через выхлопную трубу. Оставшаяся часть газового потока движется спирально вниз, увеличивая свою скорость из-за ступенчатого уменьшения диаметра коллектора, попадает в специально подобранный циклонный элемент для удаления мелкой фракции пыли, являющийся продолжением коллектора. В нижней части корпуса поток теряет скорость и меняет свое направление, вследствие чего происходит выпадение взвешенных частиц. Частично очищенные газы в циклонных элементах движутся по выхлопной трубе, через которую выводятся из циклонного элемента. Очищенные газы из всех циклонных элементов поступают в сборную камеру и далее через газоход выбрасываются в атмосферу. Уловленные крупные и средние частицы попадают в общий бункер для сбора пыли.
Недостатком известного группового циклона является его низкая экологическая эффективность вследствие недостаточной степени очистки пылегазового потока от мелкодисперсных пылевых частиц, выбрасываемых в атмосферу. Это можно объяснить неэффективной очисткой пылегазового потока от пылевых частиц мелкой фракции в циклонных элементах, и они в достаточных концентрациях удаляются в атмосферу через выхлопные трубы в сборную камеру и газоход.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение экологической эффективности группового циклона за счет снижения выбросов мелкодисперсных пылевых частиц путем их улавливания в фильтре.
Для решения поставленной задачи в известном устройстве, содержащем подводящий коллектор, общую камеру для очищенного газа с газоходом, общий бункер для сбора уловленной пыли, циклонные элементы, содержащие вертикальный цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженным штуцером для удаления пыли, выхлопную трубу, штуцер для подачи в аппарат запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу, крышку, коллектор, расположенный в верхней части одного из циклонных элементов, выполнен в виде цилиндра, ступенчато уменьшающимся в диаметре по высоте, с тангенциальным подводом газа, при этом каждая ступень снабжена патрубками для отвода части газа в циклонные элементы, расположенными тангенциально, дополнительно в каждой выхлопной трубе установлен фильтр для улавливания мелкодисперсной пыли, что существенно повысит экологическую эффективность работы группового циклона.
Признаком, отличающим заявленное техническое решение от прототипа, согласно полезной модели является расположение фильтра внутри выхлопной трубы для улавливания мелкодисперсной пыли. Благодаря этому отличительному признаку существенно повышается экологическая эффективность группового циклона и увеличивается степень очистки газов от пыли мелкодисперсной фазы.
Предлагаемый групповой циклон для очистки газов иллюстрируется чертежом (фиг. 1), на котором показан вертикальный разрез циклона.
Групповой циклон содержит циклонные элементы 1, 2, 3, общий бункер для уловленной пыли 4, камеру для сбора очищенного газа 5 и коллектор 6, выполненный в виде цилиндра, ступенчато уменьшающимися в диаметре по высоте, с тангенциальным подводом газа, при этом каждая ступень снабжена патрубками 7 для отвода части газа в циклонные элементы, расположенными тангенциально, выхлопные трубы 8 для отвода очищенных от пыли газов и фильтры 9, установленные внутри выхлопных труб 8.
Групповой циклон работает следующим образом.
Пылегазовый поток, попадая внутрь коллектора 6, проходит по окружности вокруг выхлопной трубы и движется спирально вниз, обеспечивая повышение концентрации крупных частиц дисперсной фазы у стенок циклона. Часть запыленного газа с повышенной концентрацией крупных частиц отводится через отверстие по патрубку 7 в специально подобранный циклонный элемент 1 для удаления крупной фракции пыли. Остальной газовый поток продолжает спиральное движение вниз. На следующей ступени из-за уменьшения диаметра коллектора происходит увеличение скорости движения газа, вследствие чего происходит концентрация средних частиц газодисперсионной среды у внутренней стенки коллектора. Через отверстие по патрубку 7, расположенному тангенциально, производится отвод еще части запыленного газа, насыщенного среднедисперсными частицами в специально подобранный циклонный элемент 2 для удаления средней фракции пыли. Оставшаяся часть газового потока движется спирально вниз, увеличивая свою скорость из-за ступенчатого уменьшения диаметра коллектора, попадает в специально подобранный циклонный элемент 3 для удаления мелкой фракции пыли, являющийся продолжением коллектора. Пылегазовый поток, попадая внутрь циклонных элементов 1, 2, 3, проходит по окружности вокруг выхлопной трубы 8 и движется спирально вниз, обеспечивая отделение частиц дисперсной фазы. В нижней части корпуса поток теряет скорость и меняет свое направление, вследствие чего происходит выпадение твердых частиц пыли. Частично очищенные газы движутся по восходящей спирали к выхлопной трубе 8, через которую отводятся из циклонного элемента. Очищенные от крупных и средних фракций газы из всех циклонных элементов поступают в камеру в камеру 5 для очищенного газа, откуда выбрасываются в атмосферу через газоход. Отметим, что для дополнительной очистки газов от частиц пыли мелкой дисперсной фазы в каждой выхлопной трубе 8 предусмотрена установка фильтров 9. Таким образом, в отличие от прототипа данное устройство позволяет повысить экологическую эффективность группового циклона и увеличить степень очистки пылегазового потока путем снижения выбросов мелкодисперсных частиц.
Предлагаемое устройство группового циклона позволит значительно улучшить экологическую обстановку в местах расположения угольных и мазутных котельных, не оснащенных пыле- и золоуловителями. Установка дополнительных фильтров не потребует существенных материальных затрат, а экологический эффект достаточен.