ЦИКЛОН-ФИЛЬТР

Полезная модель предназначена для очистки газов от пыли в поле действия центробежных сил и сил электрического взаимодействия, может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, топливно-энергетической и других отраслях промышленности.
Проблема, существующая в очистке дымовых газов от дисперсных частиц пыли, заключается в охране окружающей среды от загрязнения пылевыми частицами. Известные циклоны, решающие эту проблему позволяют очищать дымовые газы от крупных и средних дисперсных частиц, но не улавливают частицы мелкой дисперсной фазы.
Известен циклон ЦН-15 [Касаткин А.Г. «Основные процессы и аппараты химической технологии». Изд-е 8, перер., М.: Химия, 1971, 241 с]. Циклон содержит цилиндрический корпус с тангенциальным входным патрубком и коническим днищем, осевую выхлопную трубу, бункер для удаления пыли.
Циклон работает следующим образом: пылегазовый поток по патрубку, 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. Это обусловлено тем, что частицы мелкой дисперсной фазы имеют недостаточную массу для удаления их под действием центробежной силы.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является фильтр-циклон [патент РФ №56221, В04С 9/00, опубл. 10.09.2006].
Фильтр-циклон содержит вертикальный цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженный патрубком для удаления пыли, выхлопную трубу, выполнена в виде полого цилиндра, патрубок для подачи в аппарат запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу, крышку, набор фильтров, установленных внутри выхлопной трубы, в верхней ее части.
Фильтр-циклон работает следующим образом. Пылегазовый поток по патрубку попадает в корпус фильтра-циклона и, проходя по окружности вокруг выхлопной трубы, движется спирально вниз, обеспечивая отделение крупных и средних частиц дисперсной фазы от дисперсионной среды (газа). В нижней части корпуса поток теряет скорость и меняет свое направление, вследствие чего происходит выпадение крупных и средних частиц дисперсной фазы и удаление их через штуцер для удаления пыли. Очищенные от частиц крупной и средней дисперсных фаз пыли газы движутся по восходящей спирали к выхлопной трубе, и проходя через набор фильтров, газы очищаются от мелкой дисперсной фазы и затем выводятся из фильтра-циклона в атмосферу.
Циклон позволяет удалять из запыленного газового потока крупные, средние и мелкие дисперсные частицы.
Недостатком циклона является то что, при накоплении пыли в фильтровальном элементе выхлопной трубы циклона, происходит рост гидравлического сопротивления циклона, что приводит к снижению скорости движения газового потока в циклонном элементе. Это приводит к снижению эффективности очистки.
Задачей полезной модели является создание циклона, повышающего степень очистки за счет сохранения высокой скорости движения газового потока.
Для решения поставленной задачи в циклоне, содержащем вертикальный цилиндроконический корпус, снабженным патрубком для удаления пыли, патрубок для подачи запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу, крышку, выхлопную трубу, цилиндрическая часть корпуса выполнена из пористого, пропускающего воздух материала, и дополнительно снабжена кожухом, внутри которого установлен фильтрующий материал.
Признаками, отличающими заявляемый циклон от известного, выбранного в качестве прототипа является выполнение цилиндрической части корпуса из пористого, пропускающего воздух материала, и снабжение ее кожухом, внутри которого установлен фильтрующий материал.
Наличие существенных отличительных признаков свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию патентоспособности «новизна».
Благодаря отличительным признакам предлагаемый циклон имеет высокую степень очистки частиц крупного, среднего и мелкого дисперсного состава за счет сохранения высокой скорости движения газового потока. Это обусловлено тем, что частицы пыли пылегазового потока, проходя через патрубок для подачи запыленного газового потока, попадает в цилиндроконического корпус. Запыленный газовый поток проходит по окружности вокруг выхлопной трубы и движется спирально вниз. Под действием центробежной силы частицы пыли отбрасываются к стенкам циклона. Из-за разницы давления мелкие частицы пыли с потоком воздуха проникают через поры в цилиндрической части цилиндроконического корпуса и задерживаются в фильтровальном материале. Из-за снижения объема воздуха в циклоне увеличивается концентрация пылевых частиц, что увеличивает вероятность их столкновения, укрупнения, увеличения массы частиц. Под действием центробежной силы крупные и средние частицы пыли отбрасываются к стенкам циклона, соударяются с ними и под действием сил гравитации стекают вниз. В нижней части корпуса поток теряет скорость и меняет свое направление, вследствие чего происходит отделение средних частиц пыли. Очищенные газы движутся по восходящей спирали к выхлопной трубе, через которую выводятся из циклона. Удаление уловленных частиц происходит через штуцер.
Предлагаемый циклон для очистки газов иллюстрируется чертежом. На фиг.1 показан вертикальный разрез циклона.
Циклон содержит вертикальный цилиндроконический корпус 1, цилиндрическая часть 2 которого, выполнена из пористого, пропускающего воздух материала, патрубок 3 для удаления пыли, патрубок 4, для подачи в аппарат запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу, крышку 5, выхлопную трубу 6, фильтровальный материал 7, кожух 8.
Циклон-фильтр работает следующим образом. По подводящему патрубку 4 пылегазовый поток подается в цилиндроконический корпус 1. Запыленный газовый поток проходит по окружности вокруг выхлопной трубы и движется спирально вниз. Под действием центробежной силы частицы пыли отбрасываются к стенкам циклона. Часть пылегазового потока, содержащая мелкие частицы пыли, проникает через поры стенок цилиндрической части 2 корпуса циклона. Мелкие частицы пыли оседают на фильтрующем материале 7. Из-за снижения объема воздуха в циклоне увеличивается концентрация пылевых частиц, что увеличивает вероятность их столкновения, укрупнения, увеличения массы частиц. Под действием центробежной силы крупные и средние частицы пыли отбрасываются к стенкам циклона, соударяются с ними и под действием сил гравитации стекают вниз. В нижней части корпуса поток теряет скорость и меняет свое направление, вследствие чего происходит отделение средних частиц пыли. Очищенные газы движутся по восходящей спирали к выхлопной трубе 6, через которую выводятся из циклона. Удаление уловленных частиц происходит через патрубок 3. При загрязнении фильтровального материала мелкой пылью, производят его замену.