Фильтр-циклон для очистки газов

Полезная модель предназначена для очистки удаляемых запыленных газов от пыли и может быть использована в теплоэнергетической, металлургической и нефтехимической промышленности.
Известен циклон, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженным штуцером для удаления пыли, штуцер для подачи в аппарат запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу, крышку, выхлопную трубу выполняющую функцию удаления очищенных газов. (Справочник по пыле- и золоулавливанию. / Под ред. А.А. Русанова. - М:Энергия, 1975). Циклон работает следующий образом. Пылегазовый поток, попадая внутрь циклона через штуцер, установленный тангенциально к корпусу, движется спирально вниз вокруг выхлопной трубы, обеспечивая отделение крупных пылевых частиц от газа на стенках корпуса. Далее, в нижней части корпуса поток теряет скорость и меняет свое направление и происходит осаждение твердых частиц, а очищенные газы удаляются по выхлопной трубе из циклона в атмосферу.
Недостатком данного циклона является низкая эффективность удаления из пылегазового потока твердых частиц мелкой дисперсной фазы, которые вместе с газами попадают в выхлопную трубу и далее в атмосферу, тем самым загрязняя окружающую среду.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является фильтр-циклон для очистки газов (Патент №56221, МПК В04С 9/00.
Фильтр-циклон для очистки газов / В.Д. Катин, Р.В. Долгов, М.Х. Ахтямов, А.И. Агошков, (РФ), заявка 2006117259/22 заявлено 19.05.2006, опубл. 10.09.2006, бюл. №25). Фильтр-циклон для очистки газов содержит 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, в верхней части которой дополнительно установлен набор фильтров в виде сеток с разными размерами ячеек.
Фильтр-циклон работает следующим образом: пылегазовый поток по штуцеру, установленному тангенциально к корпусу попадает внутрь аппарата и движется спирально вниз вокруг выхлопной трубы, обеспечивая тем самым отделение крупных и средних размеров твердых частиц пыли от пылегазового потока. В нижней части циклона поток теряет скорость и меняет свое направление, в результате чего происходит осаждение пылевых частиц средней и крупной дисперсной фазы в коническом днище корпуса, снабженным штуцером для их удаления. Далее, очищенные газы от крупных и средних частиц пыли по выхлопной трубе движутся вверх и проходят через набор фильтров, в которых происходит очистка газов от мелкой дисперсной фазы и затем выбрасываются в атмосферу.
Недостатком известного фильтра-циклона является то, что расположенные в верхней части выхлопной трубы фильтры в виде сеток с разными размерами ячеек при эксплуатации выходят из строя из-за их загрязнения пылевыми частицами, а для очистки сеток требуется их демонтаж, что приводит к уменьшению производительности фильтра-циклона и снижению эффективности удаления из пылегазового потока мелкодисперсных частиц.
Задачей предлагаемого технического решения является создание такого фильтра-циклона, который позволял бы повысить надежность его работы и обеспечить очистку пылегазового потока от пыли крупной, средней и мелкой дисперсной фазы, что повышает экологическую эффективность эксплуатации 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, выполненную в виде полого цилиндра, внутри которой установлены равномерно по высоте трубы фильтры в виде сеток с разными размерами ячеек: в нижней части трубы установлена сетка для улавливания крупнодисперсных частиц, в средней части трубы - сетка для улавливания среднедисперсных частиц и в верхней части трубы - сетка для улавливания мелкодисперсных частиц.
Признаками, отличающими заявляемый фильтр-циклон от известного, выбранного в качестве прототипа, является равномерное расположение фильтров по высоте выхлопной трубы в нижней, в средней и верхней ее части. При этом в нижней части трубы, установлена сетка для улавливания крупнодисперсных частиц, в средней части трубы - сетка для улавливания частиц среднедисперсной фазы и верхней части трубы - сетка для улавливания мелкодисперсных частиц.
Благодаря отличительным признакам предлагаемый фильтр-циклон обеспечивает очистку пылегазового потока от пылевых частиц мелкой, средней и крупной дисперсной фазы. При этом также повышается надежность работы фильтр-циклона.
а
б
в
б
в
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, снабженным штуцером 3 для удаления пыли, выхлопную трубу 4, выполненную в виде полого цилиндра, штуцер 5 для подачи в аппарат запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу 1, крышку 6 и фильтр 7, 7 и 7 в виде сеток с разными размерами ячеек, установленные внутри выхлопной трубы 4 равномерно по ее высоте. Причем в нижней части выхлопной трубы 4 установлена сетка для улавливания пыли крупной фракции, в средней части трубы - сетка 7 для улавливания частиц среднедисперсной фазы и верхней части трубы - сетка 7 для улавливания мелкодисперсных частиц пыли.
а
б
в
а
б
в
Фильтр-циклон работает следующим образом. Пылегазовый поток по штуцеру 5 попадает внутрь корпуса 1 фильтра-циклона и движется спирально вниз вокруг выхлопной трубы 4, при этом частично отделяясь от частиц крупной и средней дисперсной фазы. В нижней части корпуса поток теряет скорость и меняет свое направление, а в коническом днище происходит осаждение крупно- и среднедисперсных частиц пыли, которые удаляются из циклона через штуцер 3. Частично очищенные газы от частиц средней и крупной дисперсных фаз движутся по выхлопной трубе 4, в которой они дополнительно проходят очистку в последовательно установленных фильтрах 7, 7 и 7 в виде сеток с разными размерами ячеек. Сначала в фильтре 7 улавливаются пылевые частицы крупнодисперсной фазы, затем в фильтре 7 улавливаются среднедисперсные частицы и в верхней части трубы в фильтре 7 улавливаются мелкодисперсные пылевые частицы. После прохождения дополнительной очистки газы выбрасываются из фильтра-циклона в атмосферный воздух. При этом степень очистки газов от пыли повышается на 5÷10% и может достигать 90%, что выше проектных значений и это существенно повышает экологическую эффективность эксплуатации фильтр-циклонов.
При равномерном расположении фильтров по высоте выхлопной трубы в предлагаемом фильтре-циклоне достигается и повышается надежность его работы за счет снижения загрязнения фильтров пылевыми частицами и их износа. При длительной эксплуатации фильтра-циклона увеличивается срок службы как фильтров, установленных в выхлопной трубе, так и циклона в целом за счет отсутствия необходимости их замены во время работы, что также  повышает надежность работы, что соответствует заявленной задаче.