Фильтр-циклон для очистки газов
FILTER-CYCLONE FOR GASES PURIFICATION

Изобретение предназначено для очистки запыленных газов и может быть использовано в химической, пищевой и металлургической промышленности.
Проблема, существующая в области очистки запыленного газового потока, заключается в том, что все известные циклоны позволяют производить отделение только крупных частиц дисперсной фазы от дисперсионной среды (газа) с последующим их удалением, а мелкие частицы дисперсной фазы, из-за своих небольших размеров и легкости, поступают в атмосферу, в результате чего происходит загрязнение окружающей среды.
Известен фильтр-циклон для очистки газов, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженный штуцером для удаления пыли, штуцер для подачи в аппарат запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу, крышку, выхлопную трубу, одновременно выполняющую функции фильтра и штуцера для отвода очищенного газа, и устройство для регенерации фильтровальной поверхности [1].
Недостатком известного решения является низкая эффективность удаления из пылегазового потока взвешенных частиц мелкой дисперсной фазы. Это обусловлено тем, что масса взвешенных частиц малой дисперсной фазы слишком мала, в результате чего не будет происходить их отделение от газового потока.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является фильтр-циклон для очистки газов, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженным штуцером для удаления пыли, штуцер для подачи запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу, крышку, выхлопную трубу, выполняющую функцию штуцера для отвода очищенного газа, при этом выхлопная труба выполнена в виде полого цилиндра и дополнительно снабжена набором фильтров в виде сеток с разными размерами ячеек, установленных внутри выхлопной трубы, в верхней ее части [2].
Недостаток известного фильтра-циклона заключается в том, что набор фильтров в виде сеток быстро выходит из строя из-за загрязнения. Для очистки сеток требуется их демонтаж. Это снижает производительность фильтра-циклона и увеличивает трудозатраты на эксплуатацию.
Технической задачей предлагаемого решения является повышение производительности и снижение затрат на эксплуатацию фильтра-циклона.
Для решения поставленной задачи в известном устройстве, содержащем вертикальный цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженным штуцером для удаления пыли, штуцер для подачи запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу, крышку, выхлопную трубу, выполняющую функцию штуцера для отвода очищенного газа, при этом выхлопная труба выполнена в виде полого цилиндра и дополнительно снабжена набором фильтров в виде сеток с разными размерами ячеек, установленных внутри выхлопной трубы, в верхней ее части, согласно изобретению набор фильтров установлен внутри выхлопной трубы подвижно на фланце, который связан с верхней частью выхлопной трубы упругими элементами и оборудован вибратором, например, кулачкового типа. Кроме того, упругие элементы выполнены в виде пружин, которые расположены по окружности фланца.
Техническая задача совпадает с техническим решением.
Признаками, отличающими заявляемый фильтр-циклон от известного, выбранного в качестве прототипа, являются установка набора фильтров внутри выхлопной трубы подвижно на фланце, который связан с верхней частью выхлопной трубы упругими элементами и оборудован вибратором, например, кулачкового типа, и выполнение упругих элементов в виде пружин, которые расположены по окружности фланца. Это позволяет производить очистку набора фильтров без демонтажа в процессе эксплуатации за счет вибрации сеток и их самоочищения.
Благодаря отличительным признакам предлагаемый фильтр-циклон повышает производительность и снижает затраты на эксплуатацию устройства.
Предлагаемый фильтр-циклон для очистки газов иллюстрируется чертежом, на котором показан вертикальный разрез фильтра-циклона.
Фильтр-циклон содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с коническим днищем 2, снабженный штуцером для удаления пыли 3, выхлопную трубу 4, выполненную в виде полого цилиндра, штуцер для подачи в аппарат запыленного газового потока 5, расположенный тангенциально к корпусу, крышку 6, набор фильтров 7, установленных внутри выхлопной трубы, в верхней ее части. Набор фильтров 7 установлен внутри выхлопной трубы 4 подвижно на фланце 8, который связан с верхней частью выхлопной трубы 4 упругими элементами 9 и оборудован вибратором 10, например, кулачкового типа. Упругие элементы 9 выполнены в виде пружин, которые расположены по окружности фланца. Режим работы вибратора устанавливают экспериментально.
Фильтр-циклон работает следующим образом.
Пылегазовый поток по штуцеру 5 попадает в корпус 1 фильтра-циклона и, проходя по окружности вокруг выхлопной трубы 4, 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 3. Очищенные от частиц крупной и средней дисперсных фаз пыли газы движутся по восходящей спирали к выхлопной трубе 4, и, проходя через набор фильтров 7, газы очищаются от мелкой дисперсной фазы и затем выводятся из фильтра-циклона в атмосферу.
Благодаря тому что набор фильтров установлен внутри выхлопной трубы подвижно на фланце, который связан с верхней частью выхлопной трубы упругими элементами и оборудован вибратором, например, кулачкового типа, обеспечивается очистка сеток фильтра от загрязнений за счет вибрации, создаваемой на фланце посредством кулачкового вибратора. Причем вибратор включают периодически, в зависимости от уровня загрязнения сеток фильтра. Выполнение упругих элементов в виде пружин повышает надежность процесса очистки фильтра.
Таким образом, повышается производительность и снижаются затраты на эксплуатацию устройства за счет сокращения простоев по сравнению с известными конструкциями фильтров-циклонов.
Источники информации
1. Патент 2251445 РФ, МПК В01D 46/26, B04C 9/00. Фильтр-циклон для очистки газов, опубл. 10.05.2005.
2. Патент на полезную модель 56221 РФ, МПК B04C 9/00. Фильтр-циклон для очистки газов, опубл. 10.09.2006.