АППАРАТ С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ

Полезная модель относится к аппаратам для проведения процессов сухой очистки газов в псевдоожиженном слое от пыли и других механических примесей.
Известен аппарат с псевдоожиженным слоем, содержащий корпус с патрубками для ввода и вывода фильтрующего зернистого сыпучего материала в виде гранул-зерен и ожижающего фильтрующий материал газа и с патрубками выгрузки уловленной пыли, внутри корпуса установлена горизонтально газораспределительная решетка лотковой формы с уголками внизу, с псевдоожиженным слоем посредине, вверху с тонкой перфорированной решеткой, ограничивающей псевдоожиженный слой по толщине, а также размещенные в корпусе по высоте в шахматном порядке секции теплообменных элементов (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №902802, МПК B01J 8/44, публикация 07.02.1982) - прототип.
Недостатками известного аппарата является следующее.
При улавливании пыли на горизонтальной поверхности газораспределительной решетки будет происходить налипание (адгезия) улавливаемой пыли. При улавливании пыли в данном устройстве эффективность улавливания недостаточна, так как скорость движения псевдоожижающего газа имеет значительные величины для обеспечения эффективной работы устройства. Кроме того, очистка пылегазового потока от пыли производится только в фильтрующем слое зернистого сыпучего материала на теплообменных элементах (одна ступень очистки). При этом будет происходить налипание (адгезия) улавливаемой пыли вследствие свободной циркуляции фильтрующего слоя зернистого сыпучего материала (гранул-зерен) в устройстве. Под воздействием высокой температуры очищаемого от пыли газа возможна деформация плоскости горизонтальной поверхности газораспределительной решетки. Нарушение постоянства поступательного движения фильтрующего слоя зернистого сыпучего
материала (гранул-зерен) вдоль устройства приводит к заваливанию материалом решетки. Улавливаемая пыль осаждается и налипает на стенках, поверхности газораспределительной решетки и теплообменных элементах, что приводит к "забиванию" пылью аппарата. Все это, в конечном счете, может привести к прекращению работы устройства.
Задачей заявляемой полезной модели является достижение высокой эффективности сепарации (более 90%) частиц пыли из пылегазовых потоков выбросов вытяжных вентиляционных и аспирационных систем за счет использования комбинированной (двухступенчатой) системы пылеулавливания:
1 ступень: очистка фильтрующим зернистым сыпучим материалом, находящимся в псевдоожиженным состоянии;
2 ступень: очистка в тканевом фильтре.
Сущность заявленной полезной модели заключается в следующем.
Аппарат с псевдоожиженным слоем, содержащий корпус с патрубками для ввода и вывода фильтрующего зернистого сыпучего материала и ожижающего фильтрующий материал газа и с патрубком для выгрузки уловленной пыли, расположенную внутри корпуса газораспределительную решетку лотковой формы с псевдоожиженым слоем зернистого сыпучего материала посредине и вверху с элементом, ограничивающим псевдоожиженный слой по толщине, при этом газораспределительная решетка выполнена из металлических уголков, собранных в виде обратной пирамиды, имеющий угол наклона 65-70 градусов к горизонтали, с щелями между ними для прохождения газа, псевдоожижающего фильтрующий зернистый сыпучий материал, содержит в качестве ограничивающего элемента по крайней мере однослойный тканевый фильтр, при этом газораспределительная решетка установлена в корпусе наклонно к горизонтали под углом 10÷15 градусов, в патрубках для ввода и вывода фильтрующего зернистого сыпучего материала и в патрубке для выгрузки уловленной пыли установлены питатели шнекового типа.
При этом газораспределительная решетка дополнительно содержит направляющую для газа в виде треугольного призматического элемента и вертикальную перегородку, обеспечивающую поддержание постоянного уровня псевдоожиженного зернистого сыпучего материала.
Использование комбинированной (двухступенчатой) системы пылеулавливания, включающей очистку фильтрующим зернистым сыпучим материалом и очистку в тканевом фильтре, позволяет обеспечить требуемую высокую эффективность сепарации частиц пыли из пылегазовых потоков выбросов вытяжных вентиляционных и аспирационных систем.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
На фиг 1 - показан аппарат с псевдоожиженным слоем, в разрезе;
На фиг 2 - сечение А-А.
Аппарат с псевдоожиженным слоем содержит корпус 1 с пылесборником 2. Через патрубки 3 и 4 с соответствующими питателями 5 и 6 осуществляется ввод и вывод фильтрующего материала в корпус аппарата. Патрубки 7 и 8 предназначены для ввода и вывода газа ожижающего фильтрующий материал. В пылесборнике 2 расположен патрубок 9 с питателем 10 для выгрузки уловленной пыли.
В корпусе 1 расположена газораспределительная решетка 11 лотковой формы, которая выполнена из уголков 12 металлического профиля, собранных в виде обратной пирамиды с углом наклона к горизонтали 65-70 градусов, с щелями 13 между ними для прохождения газа, псевдоожижающего фильтрующий зернистый сыпучий материал 14.
В качестве фильтрующего псевдоожиженного слоя материала используется зернистый сыпучий материал (позиция 15 в разрезе) различного происхождения, например гранулы керамзита, кварцевого песка и т.п. материалов заданного фракционного состава.
Газораспределительная решетка 11 установлена в корпусе 1 наклонно к горизонтали под углом 10÷15 градусов. Сверху газораспределительная решетка 11 содержит тканевый фильтр 16, выполняющий одновременно функцию ограничивающего элемента для фильтрующего зернистого сыпучего материала 14.
В нижней части газораспределительной решетки 11 установлена направляющая 17 для газа, выполненная в виде треугольного призматического элемента.
Постоянный уровень фильтрующего псевдоожиженного слоя зернистого сыпучего материала 14 поддерживается вертикальной перегородкой 18
Аппарат с псевдоожиженным слоем работает следующим образом.
Очищаемый пылегазовый поток подается через патрубок 7 в корпус 1 аппарата под газораспределительную решетку 11, проходит через щели 13 газораспределительной решетки 11 с помощью треугольного призматического элемента - направляющей 17 для газа. Очищаемый от пыли поток газа вступает в контакт с фильтрующим зернистым сыпучим материалом 14, который поступает в корпус 1 аппарата через патрубок ввода 3 и питатель 5. При этом происходит незначительное по скорости псевдоожижения взвешивание фильтрующего материала, через который проходит газ с частицами пыли. Зернисто-сыпучий материал задерживает пылевые частицы из поступающего газа и пыль из очищаемого потока. Улавливаемая пыль оседает на поверхности зернистых частиц фильтрующего сыпучего материала 14. Предварительно очищенный от пыли поток газа проходит дополнительную очистку в тканевом фильтре 16, установленном в верхней части газораспределительной решетки 11. Тканевый фильтр 16 одновременно ограничивает псевдоожиженный слой по толщине, кроме этого высота взвешенного фильтрующего слоя поддерживается перегородкой 18. Поддержание постоянного уровня фильтрующего зернистого сыпучего материала 14 в объеме газораспределительной решетки 11 позволяет обеспечить надежность работы устройства и, следовательно, увеличивает эффективность пылеулавливания.
Наклон газораспределительной решетки 11 под углом 10-15 градусов обеспечивает оптимально необходимое продвижение зернистого сыпучего материала с пылью из аппарата. Выгрузка зернистого сыпучего материала и уловленной пыли осуществляется через патрубок 4 и питатель выгрузки 6. Выгрузка гранул и уловленной пыли, поступивших в пылесборник 2, осуществляется через патрубок 9 и питатель 10, а очищенный газ удаляется из корпуса 1 через выходной патрубок 8.
Регенерация тканевого фильтра 16 осуществляется фильтрующим зернистым сыпучим материалом 14, движущимся в продольном направлении в газораспределительной решетке 11.
Технический результат от использования аппарата с заявленной конструкцией газораспределительной решеткой:
Использование комбинированной (двухступенчатой) системы пылеулавливания и сепарации пыли, состоящей из фильтрующего
псевдоожиженого слоя зернистого сыпучего материала и тканевого фильтра, саморегенерация которого осуществляется при соприкосновении с его поверхностью движущегося по газораспределительной решетке фильтрующего псевдоожиженного слоя зернистого сыпучего материала. Применение совокупности элементов в устройстве повышает эффективность пылеулавливания при сепарации частиц пыли из пылегазовых потоков выбросов вытяжных вентиляционных и аспирационных систем (более 90%), обеспечивает повышение надежности работы устройств (см. Приложение 1).
Корпус газораспределительной решетки лотковой формы выполнен из металлического профиля в виде уголков, которые имеют устойчивость к термическим деформациям.
Аппарат предлагаемой конструкции, кроме проведения сухой очистки газов от пыли, может использоваться для проведения тепло- и массообменных процессов в псевдоожиженном слое, например, для сушки зернистых и гранулированных сыпучих материалов (при начальном влагосодержании до 0,2 кг/кг сухого материала).
Приложение №1
Результаты экспериментальных исследований по оценке улавливания пыли из очищаемого пылегазового потока на опытно-промышленной установке системы аспирации
Экспериментальные исследования проводились в промышленных условиях на стенде, схема которого показана на рисунке 1. Основу установки составил аппарат заявляемой конструкции, изготовленный из металла со смотровыми лючками (окошками) из термостойкого стекла в полномасштабном (М 1:1) исполнении с сохранением геометрических размеров (ширины ячейки), соотношений и форм реального (промышленного) устройства.
Ширина ячейки газораспределительной решетки (призмы ячеечного элемента) имеет размер 200 мм.
Поддержание постоянного уровня взвешенно фильтрующего слоя в ячейке аппарата осуществлялось вертикальной перегородкой (пластиной), а также регуляторами-питателями подачи и выгрузки гранул зернистого материала. Уровень взвешенно фильтрующего слоя гранул зернистого материала в ячейке аппарата фиксировался также визуально через смотровые лючки. Расход пылевоздушной смеси регулировался с помощью щибера. Измерения концентраций и давлений проводились по стандартным методикам и с использованием приборов, описанных в литературе.