ГРУППОВОЙ ЦИКЛОН ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

Полезная модель предназначена для очистки запыленных газов и может быть использована в нефтехимической, пищевой, теплоэнергетической и металлургической промышленности.
Существуют групповые циклоны для очистки газов, которые содержат несколько циклонных элементов (два, четыре, шесть) общий подводящий коллектор, общую камеру для очищенного газа с газоходом, общий бункер для сбора уловленной пыли.
Недостатками всех существующих групповых циклонов заключается в том, что они позволяют производить отделение только крупных и средних частиц дисперсной фазы от дисперсионной среды (газа) с последующим их удалением из газа, а мелкие частицы дисперсной фазы, из-за своих небольших размеров и массы не отделяются от газового потока и поступают в атмосферу, в результате чего происходит загрязнение окружающей среды.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является групповой циклон «СЦН-40-300×4» [1].
Групповой циклон «СЦН-40-300×4» содержит подводящий коллектор, общую камеру для очищенного газа с газоходом, общий бункер для сбора уловленной пыли, четыре циклонных элемента, содержащие вертикальный цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженный штуцером для удаления пыли, выхлопную трубу, штуцер для подачи в аппарат запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу и крышку.
Циклон работает следующим образом: пылегазовый поток по подводящему коллектору одновременно подается ко всем циклонным элементам. Пылегазовый поток по штуцеру, установленному тангенциально к корпусу циклонного элемента, попадает внутрь,
проходит по окружности вокруг выхлопной трубы и движется спирально вниз, обеспечивая отделение крупных частиц дисперсной фазы от дисперсионной среды (газа). В нижней части корпуса поток теряет скорость и меняет свое направление, вследствие чего происходит выпадение взвешенных частиц. Очищенные газы движутся по восходящей спирали к выхлопной трубе, через которую выводятся из циклонного элемента. Удаление уловленных частиц происходит через штуцер. Очищенный газовый поток попадает в общую камеру для очищенного газа откуда поступает в газоход.
Групповой циклон «СЦН-40-300×4» позволяет эффективно удалять из пылегазового потока взвешенные частицы крупной и средней дисперсных фаз.
Недостатком известного решения является низкая эффективность удаления из пылегазового потока взвешенных частиц мелкой дисперсной фазы. Это обусловлено тем, что конструкция подводящего коллектора не позволяет равномерно распределить пылегазовый поток между циклонными элементами, вследствие чего в некоторых циклонных элементах скорость движения газового потока недостаточна для отделения мелкой дисперсной фазы пыли.
Задачей предлагаемого решения является создание такого группового циклона, который позволял бы повысить степень очистки пылегазовых потоков за счет удаления мелкой дисперсной фазы пыли и предотвратить загрязнение окружающей среды.
Для решения поставленной задачи в известном устройстве, содержащем подводящий коллектор, общую камеру для очищенного газа с газоходом, общий бункер для сбора уловленной пыли, циклонные элементы, содержащие вертикальный цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженный штуцером для удаления пыли, выхлопную трубу, штуцер для подачи в аппарат запыленного газового потока,
расположенный тангенциально к корпусу, крышку, коллектор расположен в верхней части одного из циклонных элементов и выполнен в виде цилиндра, ступенчато уменьшающимся в диаметре по высоте, с тангенциальным подводом газа, при этом каждая ступень снабжена патрубками для отвода части газа в циклонные элементы, расположенными тангенциально.
Признаками, отличающими заявляемый групповой циклон от известного, выбранного в качестве прототипа являются расположение коллектора в верхней части одного из циклонных элементов и выполнение его в виде цилиндра, ступенчато уменьшающимся в диаметре по высоте, с тангенциальным подводом газа, снабжение каждой ступень патрубками для отвода части газа в циклонные элементы, расположенными тангенциально.
Благодаря отличительным признакам предлагаемый групповой циклон повышает степень очистки пылегазовых потоков. Это обусловлено конструкцией коллектора, которая позволяет не только распределить газовый поток между циклонными элементами, но и произвести разделение запыленного газового потока по фракциям пыли. На первой ступени из пылегазового потока выделяется часть, наиболее насыщенная крупными частицами пыли и очищается в циклонном элементе.
На второй ступени из-за уменьшения диаметра коллектора происходит увеличение скорости газового потока что позволяет получить высокую концентрацию пыли средней дисперсной фазы в пристенной области коллектора и отвести часть газа наиболее насыщенного средней дисперсной фазой пыли для очистки в циклонный элемент. На третей ступени происходит увеличение скорости газового потока из-за уменьшения диаметра коллектора и запыленный газ, лишенный крупной и средней дисперсной фазы пыли на первой и второй
ступенях соответственно, поступает в циклонный элемент где из него удаляется мелкодис - персная фракция пыли.
Предлагаемый групповой циклон для очистки газов иллюстрируется чертежом, на котором показан вертикальный разрез группового циклона.
Групповой циклон содержит циклонные элементы 1, 2, 3, общий бункер для уловленной пыли 4, камеру для сбора очищенного газа 5 и коллектор 6, выполненный в виде цилиндра, ступенчато уменьшающимся в диаметре по высоте, с тангенциальным подводом газа, при этом каждая ступень снабжена патрубками 7 для отвода части газа в циклонные элементы, расположенными тангенциально.
Групповой циклон работает следующим образом.
На первой ступени пылегазовый поток, попадая внутрь коллектора 6, проходит по окружности вокруг выхлопной трубы и движется спирально вниз, обеспечивая повышение концентрации крупных частиц дисперсной фазы у стенки корпуса. Часть запыленного газа с повышенной концентрацией крупных частиц отводится через отверстие по патрубку 7 в специально подобранный циклонный элемент для удаления крупной фракции пыли 1. Остальной газовый поток продолжает спиральное движение вниз. На следующей ступени из-за уменьшения диаметра коллектора происходит увеличение скорости движения газа, вследствие чего происходит концентрация средних частиц газодисперсионной среды у внутренней стенки коллектора. Через отверстие по патрубку 7, расположенному тангенциально, происходит отвод еще части запыленного газа, насыщенного средними частицами газодисперсной среды, в специально подобран циклонный элемент для удаления средней фракции пыли 2. Оставшаяся часть газового потока движется спирально вниз, увеличивая свою скорость из-за ступенчатого уменьшения диаметра коллектора, попадает в специально
подобранный циклонный элемент 3 для удаления мелкой фракции пыли, являющийся продолжением коллектора. Пылегазовый поток попадая внутрь циклонных элементов 1, 2, 3, проходит по окружности вокруг выхлопной трубы и движется спирально вниз, обеспечивая отделение частиц дисперсной фазы от дисперсионной среды (газа). В нижней части корпуса поток теряет скорость и меняет свое направление, вследствие чего происходит выпадение взвешенных частиц. Очищенные газы движутся по восходящей спирали к выхлопной трубе, через которую выводятся из циклонного элемента. Очищенный газ из всех циклонных элементов поступает в камеру 5 для очищенного газа, откуда отводится через газоход в атмосферу. Уловленные частицы попадают в общий бункер для сбора уловленной пыли 4.
Источники информации принятые во внимание:
1. Справочник по пыле-и золоулавливанию / под ред. А.А.Русанова. - М.: Энергия, 1975.