МУЛЬТИЦИКЛОННЫЙ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ (БАТАРЕЙНЫЙ ЦИКЛОН)
MULTICYCLONE DUST COLLECTOR (BATTERY CYCLONE)

Изобретение относится к области пылеулавливания и может быть применено в химической, металлургической, энергетической и других отраслях промышленности для сухой очистки запыленного газа или воздуха.
Одним из наиболее распространенных и эффективных видов оборудования для сухой очистки газов являются батарейные циклоны (мультициклоны). [Страус В. Промышленная очистка газов: Пер. с англ. - М.: Химия, 1981. - стр. 291-295]
Наиболее известными в настоящее время являются батарейные циклоны с прямоугольными корпусами, состоящие из большого числа параллельно включенных циклонных элементов, которые заключены в общий корпус, и имеющие подвод и отвод газов, а также сборный бункер. [Алиев Г. М-А. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов. Металлургия. Москва. 1986. - стр. 110-125]
Описанная выше конструкция батарейного циклона с прямоугольным корпусом обладает весьма существенным недостатком: при увеличении числа элементов в ней приходится идти на повышенное количеств рядов в глубину аппарата, что увеличивает опасное возрастание обмена газов между рядами элементов и связанного с этим снижения к.п.д. пылеуловителя. С другой стороны, нежелательным является и увеличение количества элементов в ряду, т.е. расширения пылеуловителя, поскольку это приводит к трудностям в обеспечении равномерной раздачи газов по элементам и, как следствие, снижению эффективности.
Выход был найден в создании цилиндрических компоновок батарейного циклона. Наиболее близким к заявляемому изобретению является батарейный циклон, содержащий цилиндрический корпус, разделенный нижней и верхней трубными решетками на распределительную камеру, камеру очищенного газа и пылесборный бункер, патрубок отвода очищенных газов, подводящий патрубок, расположенный в центральной части корпуса, вокруг которого концентрическими рядами размещены циклонные элементы и направляющие аппараты. Очевидно, что такая компоновка конструкции батарейных циклонов позволяет поместить большее количество элементов при значительно меньшем числе рядов, чем в прямоугольном корпусе. К тому же величина отношения числа элементов к числу рядов растет с увеличением диаметра корпуса. Вследствие этого цилиндрический пылеуловитель работает с более высоким эксплуатационным к. п. д., чем прямоугольный той же производительности. Радиальная раздача газов создает более ровную нагрузку элементов, -причем концентрационные перекосы становятся менее вероятными. Ликвидируются "мертвые углы", где часто происходит забивание элементов и межтрубного пространства в камере запыленного газа. [Кропп Л.Д., Бронштейн А.Ш. Эксплуатация батарейных циклонов. - Москва; Ленинград: Энергия, 1964. - стр. 62-71]
Несмотря на преимущества описанного выше батарейного циклона, принятого в качестве прототипа в сравнении с аналогами, неравномерность подачи газов к циклонным элементам сохраняется ввиду последовательного убывания объемов газов от первого ряда элементов до последнего при неизменном проходном сечении распределительной камеры. В прототипе также сохраняется возможность беспрепятственного перетекания газов между рядами циклонных элементов через общий пылесборный бункер, что также значительно снижает эффективность его работы.
В основу заявляемого изобретения поставлена задача создания мультициклонного пылеуловителя (батарейного циклона), обеспечивающего равномерное распределение газового потока по всем циклонным элементам и создания препятствий для перетока газов через общий пылесборный бункер.
Поставленная задача решается тем, что в мультициклонном пылеуловителе (батарейном циклоне), содержащем цилиндрический корпус, разделенный нижней и верхней трубными решетками на распределительную камеру, камеру очищенного газа и пылесборный бункер, патрубок отвода очищенных газов, подводящий патрубок, расположенный в центральной части корпуса, вокруг которого концентрическими рядами размещены циклонные элементы и направляющие аппараты, согласно заявке верхняя трубная решетка выполнена в виде усеченного конуса с углом наклона к горизонтали 25...35 градусов, а нижняя трубная решетка имеет концентрические противопереточные перегородки, расположенные между рядами циклонных элементов.
Заявляемое изобретение показано на чертежах фиг. 1; фиг. 2 и фиг. 3. На фиг. 1 изображен заявляемый мультициклонный пылеуловитель с нижним подводом газов. На фиг. 2 изображен заявляемый мультициклонный пылеуловитель с верхним подводом газов. На фиг. 3 изображен заявляемый мультициклонный пылеуловитель с одновременным подводом газов сверху и снизу.
Мультициклонный пылеуловитель (батарейный циклон) содержит цилиндрический корпус 1, разделенный нижней 2 и верхней 3 трубными решетками на распределительную камеру 4, камеру очищенного газа 5 с патрубком отвода очищенных газов 11 и пылесборный бункер 6. Верхняя трубная решетка 3 выполнена в виде усеченного конуса с углом наклона к горизонтали 25...35 градусов, что обеспечивает изменение площади ее проходного сечения пропорционально последовательного убывания объемов газов от первого ряда циклонных элементов 8 до последнего. Нижняя трубная решетка 2 имеет концентрические противопереточные перегородки 10, расположенные между рядами циклонных элементов 8, которые препятствуют перетокам газов через общий пылесборный бункер 6. Подвод запыленных газов в распределительную камеру 4 осуществляется через подводящий патрубок 7, расположенный в центральной части корпуса 1 вокруг которого концентрическими рядами размещены циклонные элементы 8 и направляющие аппараты 9. В зависимости от конкретных условий эксплуатации мультициклонного пылеуловителя примыкание газоподводящего патрубка 7 к распределительной камере может иметь несколько исполнений:
1. Снизу через нижнюю трубную решетку 2 (фиг. 1);
2. Сверху через верхнюю трубную решетку 3 (фиг. 2);
3. Снизу и сверху одновременно через трубные решетки 2 и 3 (фиг. 3). При исполнении мультициклонного пылеуловителя с верхним подводом газов через верхнюю трубную решетку 3 распределительная камера 4 дополнительно снабжена конусным рассекателем 12, что обеспечивает плавный поворот газового потока в радиальном направлении при движении к циклонным элементам 8.
При исполнении мультициклонного пылеуловителя с одновременным подводом газов сверху и снизу он снабжен двумя подводящими патрубками 7, один из которых примыкает к распределительной камере 4 через нижнюю трубную решетку 2, а второй через верхнюю трубную решетку 3. При этом площади сечения подводящих патрубков 7 уменьшаются в 2 раза, что, при прочих равных условиях, обеспечивает соответствующее уменьшение размеров корпуса 1 и металлоемкости мультициклонного пылеуловителя.
Заявляемый мультициклонный пылеуловитель (батарейный циклон) работает следующим образом.
Запыленный газовый поток через подводящий патрубок 7 поступает в распределительную камеру 4 переменного сечения, откуда равномерными радиальными потоками последовательно направляется в полости циклонных элементов 8 первого и последующих рядов, где с помощью завихрителей направляющих аппаратов 9 газовый поток приобретает вращательное движение. Более плотные частицы пыли под действием инерционных сил (центробежной, кориолисовой и др.) сепарируются на внутренние стенки циклонных элементов 8 и далее движутся вместе с вращающимся газовым потоком в пылесборный бункер 6, откуда периодически выгружаются в систему пылеудаления. При этом в пылесборный бункер 6 поступает также часть газов из нисходящего вихря, которая с помощью противопереточных перегородок 10 в нижней трубной решетке 2 локализуется в пределах каждого ряда циклонных элементов 8, препятствуя перетокам газов между рядами.
Обеспыленный в циклонных элементах 8 газ через выхлопные трубы направляющих аппаратов 9, соединенных с верхней трубной решеткой 3 поступает в сборную камеру очищенного газа 5 и далее удаляется через патрубок отвода очищенного газа 11.
Таким образом, конструкция распределительной камеры 4 с переменным сечением для прохода газов и выполнение верхней трубной решетки 3 в виде усеченного конуса с углом наклона к горизонтали 25…35 градусов, а также наличие в нижней трубной решетке 2 противопереточных перегородок 10 позволяет обеспечить формирование равномерного газового потока и, как следствие, повысить эффективность пылеулавливания заявляемого мультициклонного пылеуловителя (батарейного циклона) в 1,5-2 раза.
При исполнении мультициклонного пылеуловителя с верхним подводом газов через верхнюю трубную решетку 3 распределительная камера 4 дополнительно снабжена конусным рассекателем 12, что обеспечивает плавный поворот газового потока в радиальном направлении при движении к циклонным элементам 8.
При исполнении мультициклонного пылеуловителя с одновременным подводом газов сверху и снизу он снабжен двумя подводящими патрубками 7, один из которых примыкает к распределительной камере 4 через нижнюю трубную решетку 2, а второй через верхнюю трубную решетку 3. При этом площади сечения подводящих патрубков 7 уменьшаются в 2 раза, что, при прочих равных условиях, обеспечивает соответствующее уменьшение размеров корпуса 1 и металлоемкости мультициклонного пылеуловителя.