ЦИКЛОН - ТЕПЛОУТИЛИЗАТОР

Полезная модель относится к устройствам для пылеулавливания, газоочистки, а также сопутствующей утилизации теплоты очищаемых газов и может быть использована в различных отраслях промышленности, например, строительных материалов, машиностроительной, химической и др.
Известен способ очистки отходящих газов рудно-термических печей и установка для его осуществления (заявка RU №2007140601, F27B 3/10, опубликовано 10.05.2009 г.), заключающийся в том, что отходящие газы проходят двухстадийную - грубую и тонкую очистку от пыли сначала в циклонах, затем в металлотканевых фильтрах, охлаждение газов производят путем подсоса атмосферного воздуха.
Известен теплоутилизатор (патент RU №2323384, F22B 1/18, опубликовано 27.04.2008 г.). Изобретение относится к области энергосбережения и может быть использовано для утилизации тепла и мокрой очистки уходящих газов. Теплоутилизатор включает контактный теплообменник, каплеуловитель, газо-газовый теплообменнику по ходу оборотной воды последовательно расположены водо-водяной теплообменник и водо-воздушный теплообменник.
Наиболее близким техническим решением является (патент на изобретение RU №2339436, B01D 47/06, опубликовано 27.11.2008 г.) многофункциональный аппарат, включающий две ступени обработки газа: первая ступень аппарата включает верхний и нижний входные патрубки, снабженные тангенциальными закручивателями и тангенциальные форсунки. Вторая ступень включает центробежную камеру смешения с входным патрубком, снабженным тангенциальным закручивателем, диффузор, конфузор, раскручиватель и выходной патрубок.
Недостатком данной установки является сложность и металлоемкость конструкции, обусловленная наличием двух ступеней обработки, использованием закручивателей, необходимостью системы водоподготовки циркулирующей распыливаемой воды, которая получая теплоту от обрабатываемого газа, в дальнейшем ее не использует.
Задача полезной модели - совмещение в одном аппарате очистки нагретого пылегазового потока и утилизации его теплоты;
- повышение эффективности очистки воздуха благодаря использованию явления термофореза, возникающего из-за наличия охлаждаемой водой стенки корпуса циклона;
- улучшение санитарно-гигиенической и технологической надежности аппарата обусловленное бесконтактным съемом теплоты очищаемого газа нагреваемой водой и повышением ее качества.
Сущность полезной модели заключается в том, что циклон-теплоутилизатор содержащий циклон, состоящий из цилиндрической и конической части, расположенного сверху тангенциального патрубка для входа воздуха, внутренней выхлопной трубы с насаженной на нее раскручивающей улиткой, при этом цилиндрическая часть циклона имеет снаружи винтообразно закрепленные ребра и заключена в соосно расположенный на определенном расстоянии цилиндрический корпус с нижним тангенциальным патрубком для входа воды и верхним патрубком для выхода воды.
Технический результат использования изобретения заключается в том, что наличие наружного цилиндрического корпуса, насаженного на цилиндрическую часть циклона, с закрепленными на ней винтообразно ребрами, позволяет совместить в одном аппарате функции очистки нагретого газопылевого потока и утилизации его теплоты для нагрева воды, циркулирующей в объеме в полости между стенкой цилиндрической части циклона и стенкой наружного цилиндрического корпуса аппарата. Наличие ребер и их расположение способствует направленному движению воды снизу вверх, обеспечивая противоток воды и газопылевого потока и увеличивает поверхность теплообмена. Противоток позволяет поддерживать постоянную разность температур воды и газа, обеспечивая максимальную эффективность. При этом стенка циклона охлаждается, повышая эффективность очистки газа за счет возникающего явления термофореза. Бесконтактный съем теплоты водой обеспечивает ее качество и повышает санитарно-гигиеническую и технологическую надежность аппарата.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
Циклон-утилизатор содержит внутреннюю часть в виде циклона 1, состоящего из цилиндрической и конической части, наружный цилиндрический корпус 2, расположенный соосно с цилиндрической частью корпуса циклона, на которой снаружи винтообразно закреплены ребра 3. Наружный корпус имеет внизу тангенциально закрепленный входной патрубок 4, вверху - выходной патрубок 5. Циклон 1 содержит в верхней части тангенциальный входной патрубок 6 и внутреннюю выхлопную трубу 7 с раскручивающей улиткой 8.
Циклон-теплоутилизатор работает следующим образом.
Очищаемый нагретый пылегазовый поток через входной патрубок 6 поступает в корпус циклона 1, после очистки в котором отводится наружу через выхлопную трубу 7 с раскручивающей улиткой 8. Холодная вода, поступает в полость между цилиндрической частью корпуса циклона 1 и наружным корпусом 2, расположенными на определенном расстоянии друг от друга. Вода через нижний входной патрубок 4, поднимается вверх, омывая ребра 3, винтообразно закрепленные снаружи цилиндрической части циклона 1. При этом вода нагревается за счет теплоты нагнетого пылегазового потока одновременно охлаждая стенку цилиндрической части циклона 1, чем вызывает возникновение явления термофореза интенсифицируя сепарацию твердых частиц из очищаемого пылегазового потока. Нагретая вода, удаляемая через верхний патрубок 5, благодаря своему высокому качеству, обусловленному отсутствием непосредственного контакта с греющей средой, может быть использована для целей горячего водоснабжения, отопления и других.