УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ МАЛЫХ КОТЕЛЬНЫХ

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована для очистки дымовых газов малых котельных, отапливающих частные домостроения, от вредных примесей в виде мелкодисперсных частиц аэрозоля в виде сажи, и может быть использована для сухой очистки газодисперсных потоков.
3
Из существующих устройств изготавливаемых промышленностью известен циклон СК-ЦН-34М производства ООО «КРОВтех», содержащий классическую компоновку в виде корпуса с коническим днищем, входным и пылеотводящим патрубками и крышку с выхлопной трубой. Принцип действия циклона СК-ЦН-34М классический для подобных конструкций: поток газа с мелкодисперсными аэрозольными частицами вводится в циклон через входной патрубок тангенциально в верхней части. В аппарате формируется вращающийся поток газа, направленный вниз, к конической части аппарата. Вследствие силы инерции частицы пыли выносятся из потока и оседают на стенках аппарата, затем захватываются вторичным потоком и попадают в нижнюю часть через выпускное отверстие в бункер или отводящий трубопровод для сбора коагулировавшихся твердых примесей. Очищенный от пыли газовый поток двигается снизу вверх и выводится из циклона через соосную выхлопную трубу. Недостатком указанного циклона является низкая эффективность очистки, обусловленная интенсивным уносом из аппарата газовым потоком через выхлопную трубу мелкодисперсных взвесей и отсутствие возможности его установки на системах удаления дыма котлоагрегатов с тепловой мощностью менее 100 кВт и производительностью по расходу дымовых газов более 300 м/ч.
Известно устройство для очистки дымовых газов циклонного типа для мокрой очистки газов (см. патент РФ №2173209 МПК B01D 47/10, дата приоритета 20.09.1999, опубл. 10.09.2001 Бюл.№25), представляющее собой скруббер Вентури с горизонтальной трубой-коагулятором прямоугольного сечения. Перед горловиной установлен оросительный коллектор с горизонтальными рядами форсунок. Отношение числа форсунок, установленных в соседних горизонтальных рядах, пропорционально отношению скоростей запыленного газа в соответствующих сечениях горловины. При этом коэффициент пропорциональности между отношениями числа форсунок, установленных в соседних горизонтальных рядах оросительного коллектора, и значениями скоростей газа в данных сечениях горловины лежит в интервале от 0,8 до 1,2.
Однако известная конструкция не предоставляет возможности устанавливаться вне отапливаемых помещений котельных, а использование воды в качестве коагулятора частиц аэрозоля увеличивает габариты и представляет неудобство при размещении очистной системы на вершине ствола дымовых труб.
Известно устройство для отвода и очистки дымовых газов малых котельных (см. патент РФ №2066242, МПК В04С 3/00, дата приоритета 24.06.1992, опубл. 10.09.1996 Бюл. №1), содержащее вытяжную трубу, установленный в ее полости закручиватель потока дымовых газов, над которым расположена сепарационная камера, сообщающаяся расположенными по окружности вертикальными щелевыми отверстиями с охватывающей ее кольцевой камерой отсоса отделенных частиц, имеющей отвод этих частиц, отличающееся тем, что кольцевая камера расположена снаружи вытяжной трубы и снабжена дополнительной охватывающей ее и сообщающейся с ней в верхней части камерой отсоса отделенных частиц с выпускным трактом, где отвод отделенных частиц основной кольцевой камеры выполнен в виде отверстий, сообщающих ее нижнюю часть с дополнительной кольцевой камерой.
Недостатками указанного устройства являются высокое аэродинамическое сопротивление при установке на дымовые трубы высотой до 10 м, где уровень тяги менее 5 м/с.
10
2,5
Технической задачей является создание устройства для очистки дымовых газов от мелкодисперсных частиц классов РМ, РМ с минимальными энергетическими и материальными затратами.
Технический результат предлагаемой полезной модели является повышение эффективности очистки газов от мелкодисперсных частиц
Технический результат полезной модели достигается тем, что в устройство для очистки дымовых газов малых котельных, содержащем предварительную ступень в виде тройника, установленного на выходе из предварительной ступени радиального вентилятора, к которому последовательно присоединены циклонный фильтр, согласно полезной модели, в предварительной ступени между радиальным вентилятором и концом ствола дымовой трубы установлена заслонка с возможностью поступления холодного атмосферного воздуха извне, а для регулирования потока холодного атмосферного воздуха расположена автоматическая заслонка, установленная на выходе предварительной ступени
Технический результат достигается также тем, что устройство для очистки дымовых газов малых котельных установлено на конец ствола дымовой трубы.
10
2,5
Принципиальным отличием полезной модели является повышение эффективности очистки дымовых газов от мелкодисперсных взвесей в виде сажи, что решается разработкой комплексного устройства в виде циклонного фильтра, предварительной ступени, расположенной последовательно перед циклонным фильтром, позволяющей вводить в горячий поток дымовых газов холодный воздух из окружающей атмосферы, имеющий большую плотность и инерцию. Предлагаемое устройство обеспечивает высокую энергетическую и экологическую эффективность очистки дымовых газов от аэрозолей, содержащих частицы классов РМ и РМ, при умеренных энергозатратах и сниженном температурном износе деталей.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства, на фиг.2 изображен вид А фиг. 1.
Устройство для очистки дымовых газов малых котельных содержит: 1 - конец ствола дымовой трубы, 2 - зону смешивания, 3 -предварительную ступень, 4 - ограничительную заслонку, 5 - воздухозаборную заслонку, 6 - корпус улитки, 7 - радиальный вентилятор, 8 - корпус циклонного фильтра, 9 - бункер, 10 - бункерную заслонку, 11 - ось ограничительной заслонки, 12 - отводящую трубу, 13 - шарнирные опоры, 14 - втягивающий шток, 15 - сервоприводы, 16 - опорные пластины.
Предлагаемое устройство устанавливается на верхний конец ствола 1 дымовой трубы малой котельной. Дымовые газы, имея высокую температуру, поступают в предварительную ступень 3, которая оснащена открывающейся воздухозаборной заслонкой 5. В результате разряжения создаваемого радиальным вентилятором 7 открывается ограничительная заслонка 4, размещенная на оси 11 и дымовые газы поступают в зону смешивания 2. При полностью открытой заслонке 5 в зону смешивания вместе с горячими дымовыми газами поступает холодный атмосферный воздух. В зоне 2 Полученная газовая смесь имеет более низкую температуру, чем на входе и большую плотность. Далее радиальный вентилятор засасывает газовую смесь через корпус улитки 6 и, придав ей дополнительную скорость, через соединительный участок подает в корпус 8 циклонного фильтра. В корпусе 8 циклонного фильтра смесь разделяется по температуре и плотности, где твердые частицы аэрозоля в виде сажи коагулируются, а холодная часть потока усиливает тангенциальную составляющую, улучшая разделение газовой смеси и повышая эффективность очистки дымовых газов. Очищенный от сажи поток дымовых газов выходит через отводящую трубу 12, а коагулировавшиеся частицы сажи скапливаются в бункере 9, который периодически очищается путем открытия бункерной заслонки 10, также размещенной на подвижной оси.
Заслонки 5 и 11 открываются автоматически, посредством сервоприводов 15, втягивающим шток 14, который вращает ось 11, размещенную на шарнирных опорах 13. Сервоприводы 15 монтируются на опорные пластины 16, прикрепляемые к бункеру 9 или предварительной ступени 3.
Предлагаемое устройство работает в нескольких режимах, выбираемых в зависимости от работы котлоагрегата:
в режиме дымососа: применяется при розжиге котлоагрегата, когда заслонка 5 полностью закрыта, заслонка 10 закрыта;
в режиме фильтра: заслонка 5 открыта, заслонка 10 закрыта;
в режиме очистки ствола трубы 1 и бункера 9, когда в котлоагрегате не происходит горение топлива: заслонка 5 закрыта, заслонка 10 открыта;
выход котлоагрегата на рабочий режим: радиальный вентилятор 7 выключен, заслонка 4 закрыта, заслонка 5 открыта, дымовые газы содержат только продукты сгорания топлива в виде моно и диоксида углерода, оксидов азота и серы, аэрозольные примеси отсутствуют.
Согласно расчетам в соответствии с заявляемой полезной моделью применение предлагаемой схемы устройства позволяет использовать циклон СК-ЦН-34М и увеличить степень очистки дымовых газов от частиц размерами 2,5-10 мкм на 50% (М.И. Биргер, А.Ю. Вальдберг, Б.И. Мягков и др. Справочник по пыле- и золоулавливанию / Под общ. ред. А.А. Русанова. - 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Энергоатомиздат, 1983, - табл. 2.8, с. 64). При этом практически устраняется проблема нагрева деталей вентилятора и циклонного фильтра от горячих дымовых газов. Улучшение качества очистки не требует дополнительных затрат энергии, что является одним из преимуществ перед аналогами (В.В. Белоусов. Теоретические основы процессов газоочистки. - М.: Металлургия, 1988, - с. 228).