ЦИКЛОН

Полезная модель предназначена для очистки газов от пыли в поле центробежных сил и очистки газов от вредных компонентов выбросов может найти применение в топливно-энергетическом комплексе, а также в экологических процессах при очистке и утилизации тепла дымовых газов и горячего воздуха.
Проблема, существующая в области охраны окружающей среды от загрязнения дымовыми газами, заключается в очистке дымовых газов от частиц и вредных компонентов выбросов, известные циклоны, решающие эту проблему, позволяют очищать дымовые газы от крупных и средних дисперсных частиц.
Проблема, существующая в области очистки дымовых газов, заключается в том, что известные циклоны не позволяют очищать запыленный газовый поток от частиц мелкой дисперсной фазы и вредных компонентов выбросов.
Известен циклон ЦН-15 [Справочник по пыле- и золоулавливанию / под ред. А.А. Русанова. - М.: Энергия, 1975.], содержащий цилиндрический корпус с тангенциальным входным патрубком и коническим днищем, осевую выхлопную трубу, бункер для удаления пыли.
Циклон работает следующим образом.
Пылегазовый поток по штуцеру, 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 от частиц мелкой дисперсной фазы, а также очищать дымовые газы от вредных компонентов выбросов. Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является циклон [Патент 88998 РФ, МПК7 В04С 5/00. Циклон / Ахтямов М.Х., Долгов Р.В., Зайнулин Р.А. - №2009129881/22; Заявлено 03.08.2009; Опубл. 27.11.2009, Бюл. №33.].
Циклон содержит цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком, для подачи очищаемого газа, теплообменник с патрубками подачи и отвода жидкого хладагента, выполненный в виде рубашки, осевую выхлопную трубу, снабженную винтообразной трубкой с патрубком для ввода жидкости, по всей длине которой равномерно установлены вертикальные патрубки для подачи пара внутрь корпуса, а на нижнем конце трубки установлена заглушка, вертикальные патрубки для подачи пара внутрь корпуса снабжены нагревательными элементами, тангенциальный патрубок для подвода очищаемого газа снабжен патрубком для подачи известковой пыли.
Циклон работает следующим образом.
Дымовые газы или горячий воздух подают по тангенциальному входному патрубку, к которому по патрубку подмешивается газовый поток, содержащий известковую пыль, в верхнюю часть цилиндроконического корпуса. Одновременно с ними по патрубку в винтообразную трубку и по патрубку в рубашку теплообменника подают жидкость и жидкий хладагент, обычно воду. Жидкий хладагент в рубашке теплообменника, двигаясь снизу вверх к патрубку отвода, нагревается, охлаждая дымовые газы или горячий воздух, движущиеся внутри корпуса. Объем жидкости (воды), подаваемой по патрубку в винтообразную трубку, значительно меньше объема жидкого хладагента, подаваемого в рубашку теплообменника. Стенки винтообразной трубки за счет контакта с дымовыми газами или горячим воздухом разогреваются до температуры, большей температуры кипения жидкости, а образующийся пар выходит через вертикальные патрубки и смешивается с потоком дымовых газов или горячего воздуха. В случаи недостаточной температуры дымовых газов для нагрева жидкости большей температуры кипения жидкости, жидкость нагревается от нагревательных элементов, установленных в вертикальных патрубках. Из дымовых газов или горячего воздуха, охлажденных в конической нижней части корпуса до температуры, меньшей температуры точки росы, выделяются капельки жидкости, которые конденсируются на частицах дисперсной фазы, увлажняя и утяжеляя их, и способствуют тем самым увеличению скорости центробежного осаждения и степени их улавливания. Заглушка препятствует вытеканию части жидкости в корпус, которая не успевает превращаться в пар в винтообразной трубке, что предотвращает перерасход жидкости и чрезмерное увлажнение ею шлама, накапливающегося над патрубком. Очищенный дымовой газ или горячий воздух выходит вверх по осевой выхлопной трубе, а уловленные частицы накапливаются в нижней части цилиндрического корпуса.
Недостатком циклона является то что, при работе циклона происходит налипание шлама на стенки конической части корпуса циклона, что, в свою очередь, приводит к снижению скорости движения газового потока в аппарате и снижает эффективность улавливания мелких дисперсных частиц.
Задачей предполагаемой полезной модели является создание циклона, который позволяет повысить эффективности очистки газов от мелких дисперсных частиц.
Для решения поставленной задачи в известном циклоне, содержащем цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком для подачи очищаемого газа, теплообменник с патрубками подачи и отвода жидкого хладагента, выполненный в виде рубашки, осевую выхлопную трубу, снабженную винтообразной трубкой с патрубком для ввода жидкости, по всей длине которой равномерно установлены вертикальные патрубки для подачи пара внутрь корпуса, а на нижнем конце трубки установлена заглушка, патрубок для подачи известковой пыли, расположенный в тангенциальном патрубке для подачи очищаемого газа, вертикальные патрубки для подачи пара внутрь корпуса, снабженные нагревательными элементами, дополнительно в конической части циклона установлен патрубок для подачи жидкости для смывания налипшего шлама со стенок конической части корпуса циклона.
Признаками, отличающими заявляемый циклон от известного, выбранного в качестве прототипа, является установка патрубка для подачи жидкости для смывания налипшего шлама со стенок конической части корпуса циклона.
Благодаря отличительным признакам предлагаемый циклон повышает эффективность очистки запыленного газового потока от мелких дисперсных частиц и вредных компонентов выбросов. Это обусловлено тем, что жидкость, поступающая через патрубок для подачи жидкости, смывает налипший шлам со стенок конической части корпуса циклона, тем самым обеспечивает устойчивую скорость движения газового потока в аппарате и повышает эффективность улавливания мелких дисперсных частиц.
Предлагаемый циклон иллюстрируется чертежом.
На фиг. 1 показан вертикальный разрез циклона.
Циклон содержит цилиндроконический корпус 1 с тангенциальным входным патрубком 2 для подачи очищаемого газа, теплообменник с патрубками подачи и отвода жидкого хладагента 3, выполненный в виде рубашки, осевую выхлопную трубу 4, снабженную винтообразной трубкой 5 с патрубком для ввода жидкости, по всей длине которой равномерно установлены вертикальные патрубки 6 для подачи пара внутрь корпуса, а на нижнем конце трубки установлена заглушка, вертикальные патрубки для подачи пара внутрь корпуса снабжены нагревательными элементами 7, тангенциальный патрубок для подвода очищаемого газа снабжен патрубком для подачи известковой пыли 8, патрубок для подачи жидкости 9.
Циклон работает следующим образом.
Дымовые газы или горячий воздух подают по тангенциальному входному патрубку 2, к которому по патрубку 8 подмешивается газовый поток, содержащий известковую пыль, в верхнюю часть цилиндроконического корпуса 1. Одновременно с ними по патрубку в винтообразную трубку и по патрубку в рубашку теплообменника 3 подают жидкость и жидкий хладагент, обычно воду. Жидкий хладагент в рубашке теплообменника, двигаясь снизу вверх к патрубку отвода, нагревается, охлаждая дымовые газы или горячий воздух, движущиеся внутри корпуса. Объем жидкости (воды), подаваемой по патрубку в винтообразную трубку, значительно меньше объема жидкого хладагента, подаваемого в рубашку теплообменника. Стенки винтообразной трубки 5 за счет контакта с дымовыми газами или горячим воздухом разогреваются до температуры, большей температуры кипения жидкости, а образующийся пар выходит через вертикальные патрубки и смешивается с потоком дымовых газов или горячего воздуха. В случаи недостаточной температуры дымовых газов для нагрева жидкости большей температуры кипения жидкости, жидкость нагревается от нагревательных элементов 7, установленных в вертикальных патрубках 6. Из дымовых газов или горячего воздуха, охлажденных в конической нижней части корпуса до температуры, меньшей температуры точки росы, выделяются капельки жидкости, которые конденсируются на частицах дисперсной фазы, увлажняя и утяжеляя их, и способствуют тем самым увеличению скорости центробежного осаждения и степени их улавливания. Заглушка препятствует вытеканию части жидкости в корпус, которая не успевает превращаться в пар в винтообразной трубке, что предотвращает перерасход жидкости и чрезмерное увлажнение ею шлама, накапливающегося над патрубком. Через патрубок для подачи жидкости 9 поступает жидкость, которая смывает налипший на стенки конической части циклона шлам. Очищенный дымовой газ или горячий воздух выходит вверх по осевой выхлопной трубе 4, а уловленные частицы накапливаются в нижней части цилиндрического корпуса.
Циклон позволяет удалять из пылегазового потока частицы крупного, среднего и мелкого дисперсного состава, вредные компоненты выброса, а также устранить налипание шлама со стенок конической части корпуса циклона, тем самым обеспечивает устойчивую скорость движения газового потока в аппарате и повышает эффективность улавливания мелких дисперсных частиц.