СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ПЫЛИ
METHOD FOR GAS CLEANING FROM DUST

Изобретение относится к технологии очистки газов от пыли в теплоэнергетике, черной и цветной металлургии.
Известен способ очистки газов от пыли, заключающийся в тангенциальном подводе запыленного газа, очистке газа от пыли за счет действия центробежных сил, отделения пыли от газа в зоне разворота очищенного газа (см. Пылеулавливание в металлургии. Справочник / В.М. Алешина, А.Ю. Вальдберг, Г.М. Гордон и др., М.: Металлургия, 1984, с. 48-52).
Недостатком известного способа очистки газов является низкая эффективность процесса пылеулавливания.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки газов от пыли, включающий ввод в циклон с верхним осевым выхлопным патрубком очищаемого газа, очистку газа от пыли в цилиндрическом корпусе за счет действия центробежных сил при поступательном движении вращающегося потока сверху вниз с разворотом очищенного потока вверх, сбор потока уловленной пыли, распыление вспомогательной коагулирующей жидкости в форме струй, ориентированных на поток уловленной пыли, с образованием смеси уловленной пыли и вспомогательной коагулирующей жидкости, брикетирование смеси уловленной пыли и вспомогательной коагулирующей жидкости на вальцовом прессе, причем брикетирование смеси уловленной пыли и вспомогательной коагулирующей жидкости осуществляют совместно с древесными опилками, предварительно увлажненными вспомогательной коагулирующей жидкостью до влажности 1-15%, которые подают в верхнюю часть корпуса циклона, а вальцовый пресс располагают в нижней части корпуса циклона. (RU №2567310, МПК В04С 5/00, B04D 47/00, опубликовано 10.11.2015).
Недостатком известного способа очистки газов от пыли является низкая эффективность очистки газов из-за трудности размещения орошающей системы в корпусе циклона и отсутствия системы орошения в подводящем патрубке пылеуловителя. При этом происходит нарушение стабильности брикетирования из-за высокой влажности и низкой вязкости брикетируемой смеси. Понизить влажность и повысить вязкость брикетируемой смеси можно снижением расхода коагулирующей жидкости, но при этом уменьшится эффективность очистки газов от пыли, что противоречит технологии очистки газов от пыли и снижает выход кондиционных брикетов.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, - повышение эффективности очистки газов от пыли и повышение стабильности брикетирования.
Техническая проблема решается тем, что в известном способе очистки газов от пыли, включающем ввод в циклон очищаемого газа через подводящий патрубок, очистку газа от пыли в цилиндрическом корпусе за счет действия центробежных сил при поступательном движении вращающегося потока сверху вниз с разворотом очищенного потока вверх через верхний осевой выхлопной патрубок, сбор потока уловленной пыли, распыление вспомогательной коагулирующей жидкости в форме струй, ориентированных на поток уловленной пыли, подачу в верхнюю часть корпуса циклона древесных опилок, увлажненных вспомогательной коагулирующей жидкостью, образование смеси уловленной пыли, древесных опилок и вспомогательной коагулирующей жидкости, брикетирование смеси уловленной пыли, древесных опилок и вспомогательной коагулирующей жидкости на вальцовом прессе, согласно изобретению, перед подачей в циклон часть древесных опилок в количестве 1-20% отделяют от основного потока и дополнительно добавляют во вспомогательную коагулирующую жидкость, формируя твердожидкостный поток, который, затем направляют в подводящий патрубок циклона в виде струй и орошают им очищаемый газ, а образующийся шлам направляют в шламосборник, откуда его транспортируют с помощью винтового конвейера к загрузочному узлу вальцового пресса, при этом шлам частично обезвоживают и сгущают, а отделенную часть вспомогательной коагулирующей жидкости направляют для формирования твердожидкостного потока.
Технический результат при использовании изобретения заключается в следующем. Для повышения эффективности пылеулавливания и стабильности брикетирования, в способе очистки газов от пыли предложено перед подачей в циклон часть древесных опилок в количестве 1-20% отделять от основного потока и дополнительно добавлять их во вспомогательную коагулирующую жидкость с получением твердожидкостного потока. После чего, твердожидкостный поток в виде подвижной жидкости, содержащей древесные опилки и способной к распылению, подают в подводящий патрубок циклона в виде струй и орошают им очищаемый газ, осуществляя предварительную очистку газа еще на входе его в пылеуловитель. В процессе предварительной очистки газов в подводящем патрубке образуется шлам, который сгущают и частично обезвоживают от избытка вспомогательной коагулирующей жидкости с помощью винтового конвейера и этим же конвейером транспортируют к загрузочному узлу вальцового пресса. Частично обезвоженный шлам обладает низкой влажностью и высокой вязкостью, способной стабилизировать процесс брикетирования. Механически отделенную из шлама вспомогательную коагулирующую жидкость, снова направляют в систему для формирования твердожидкостного потока для повторного участия в процессе пылеулавливания. В процессе загрузки обезвоженного шлама в вальцовый пресс он смешивается с более влажной смесью, сформированной в циклоне из пыли, древесных опилок и вспомогательной коагулирующей жидкости, и формирует брикетируемую массу необходимой влажности и вязкости, что повышает стабильность брикетирования.
Способ очистки газов от пыли эффективно осуществляется, если перед подачей в циклон количество отделяемых от основного потока древесных опилок, дополнительно добавляемых во вспомогательную коагулирующую жидкостью, будет составлять 1-20%. Если количество отделяемых от основного потока древесных опилок, дополнительно добавляемых во вспомогательную коагулирующую жидкость, будет составлять менее 1%, то содержание опилок будет минимальным и они не будут участвовать в процессе очистки газов от пыли и эффективность способа очистки газов от пыли будет низкой. Если количество отделяемых от основного потока древесных опилок, дополнительно добавляемых во вспомогательную коагулирующую жидкость, будет составлять более 20%, то вязкость твердожидкостного потока будет повышенной и распыление такого потока механическим способом будет затруднено, что снизит эффективность способа очистки газов от пыли и противоречит задаче изобретения. При этом транспортировка чрезмерно вязкого шлама также будет затруднена, что снизит стабильность брикетирования.
Способ очистки газов от пыли реализуется с помощью циклона, представленного на чертеже.
Циклон содержит подводящий патрубок 1, цилиндрический корпус 2, выхлопной патрубок 3, пылесборник 4, трубопровод 5 для подачи вспомогательной коагулирующей жидкости, вальцовый пресс 6. Устройство снабжено бункером 7 для увлажнения древесных опилок. Для увлажнения древесных опилок, находящихся в бункере 7, вспомогательной коагулирующей жидкостью предусмотрены форсунки 8. Для дозированной подачи древесных опилок в корпус циклона в нижней части бункера 7 установлен аэратор 9, по оси которого закреплено сопло 10 для подачи сжатого воздуха. Для формирования твердожидкостного потока, содержащего 1-20% древесных опилок, сооружен дополнительный бункер 11. Для отбора увлажненных опилок из бункера 7 установлено заборное устройство 12. Для подачи вспомогательной коагулирующей жидкости в бункер И установлен трубопровод 13. Для транспортировки твердожидкостного потока к подводящему патрубку 1 циклона установлен трубопровод 14 и насос 15. Для орошения очищаемого газа твердожидкостным потоком в подводящем патрубке 1 установлены форсунки 16. Для сбора шлама в нижней части подводящего патрубка установлен шламосборник 17. Для транспортировки шлама к загрузочному узлу вальцового пресса 6 сооружен шламопровод 18, на котором установлен винтовой конвейер 19. Винтовой конвейер 19 частично обезвоживает и сгущает шлам, транспортируя его к загрузочному узлу вальцового пресса 6. Для транспортировки отделенной вспомогательной коагулирующей жидкости сооружен дренажный канал 20. В процессе работы устройства формируется загружаемый основной поток древесных опилок 21, отбираемый поток увлажненных опилок 22, струи 23 вспомогательной коагулирующей жидкости, смесь уловленной пыли, вспомогательной коагулирующей жидкости и древесных опилок 24, брикеты 25. Для регулирования расхода коагулирующей жидкости, подаваемой в бункеры 7, 11 ив нижнюю часть корпуса 2 циклона, служит запорная арматура 26.
Способ очистки газов от пыли осуществляется следующим образом. Первоначально основной поток древесных опилок 21 подается в бункер 7 для их увлажнения. Увлажнение древесных опилок осуществляют вспомогательной коагулирующей жидкостью, отбираемой из трубопровода 5 по отдельному тракту с помощью форсунок 8. Расход жидкости регулируется запорной арматурой 26. Дозированную подачу увлажненных древесных опилок в корпус циклона из нижней части бункера 7 осуществляют с помощью аэратора 9, на оси которого установлено сопло 10 для подачи сжатого воздуха. Поток очищаемого газа тангенциально подается через подводящий патрубок 1 в цилиндрический корпус 2 циклона. В подводящем патрубке установлена оросительная система в виде комплекса форсунок 16, которые распыляют твердожидкостный поток, сформированный в дополнительном бункере 11. Для формирования твердожидкостного потока в бункер 11 подают поток увлажненных опилок 22, отбираемых из бункера 7 с помощью заборного устройства 12, затем в бункер 11 подают вспомогательную коагулирующую жидкость по трубопроводу 13, расход которой регулируют запорной арматурой 26. Сформированный твердожидкостный поток из бункера 11 подают к подводящему патрубку 1 по трубопроводу 14 с помощью насоса 15. После предварительной очистки газов в подводящем патрубке 1 образуется шлам, который поступает в шламосборник 17. Транспортировка шлама к загрузочному узлу вальцового пресса 6 осуществляется по шламопроводу 18 с помощью винтового конвейера 19. Винтовой конвейер 19 частично обезвоживает и сгущает шлам, отделяя часть вспомогательной коагулирующей жидкости от твердых частиц. Транспортировку отделенной вспомогательной коагулирующей жидкости в бункер 11 осуществляют по дренажному каналу 20 с помощью насоса. Частично обезвоженный и сгущенный шлам поступает к загрузочному узлу вальцового пресса 6. Из подводящего патрубка 1 очищаемый газ поступает в корпус 2 циклона. За счет действия центробежных сил газ совершает поступательное вращательное движение сверху вниз, в ходе которого, за счет инерционной коагуляции, пыль улавливается увлажненными древесными опилками, подаваемыми по аэратору 9. Увлажненные древесные опилки, насыщенные пылью, поступают в зону орошения струй 23 вспомогательной коагулирующей жидкости, отбираемой из трубопровода 5 по отдельному тракту. Образующаяся смесь уловленной пыли, жидкости и древесных опилок 24 поступает на вращающиеся рабочие поверхности вальцового пресса 6. Затем смесь 24 транспортируется в загрузочный узел пресса 6, где смешивается с шламом, поступившим из шламосборника 17 с помощью винтового конвейера 19. Смесь уловленной пыли, жидкости и древесных опилок смешивается с шламом и образует брикетируемую массу, необходимой влажности и вязкости, позволяющей стабилизировать процесс брикетирования. После брикетирования массы получаются брикеты 25, которые поступают в пылесборник 4, выполняющий функцию накопителя брикетов, а затем направляются на утилизацию потребителям. При необходимости вальцы пресса очищаются очистителем (на схеме не показано) любой известной конструкции, применяемой в промышленности. Очищенный поток газа выходит в окружающую среду через выхлопной патрубок 3.
Пример. Отработку способа очистки газов от пыли осуществляли на лабораторном центробежном пылеуловителе диаметром 300 мм, изготовленном согласно приведенной технической схеме. Он был снабжен системой подачи вспомогательной коагулирующей жидкости, бункером для древесных опилок, форсунками для их увлажнения, аэратором, предназначенным для подачи древесных опилок в верхнюю часть корпуса циклона, вальцовым прессом, расположенным в нижней части корпуса циклона. Для формирования твердожидкостного потока, содержащего древесные опилки, был сооружен дополнительный бункер, который был соединен трубопроводом с форсунками, установленными в корпусе подводящего патрубка. Древесные опилки брали от распиловочных станков Новокузнецкого ДОК, снабженных циркуляционными пилами. В качестве вспомогательной коагулирующей жидкости использовали сульфитдрожжевую бражку (СДБ). Подводящий поток газов от вентилятора был запылен золошлаковыми частицами размером 0-0,1 мм. Аэратор цилиндрической формы имел диаметр 100 мм и длину 200 мм. Сжатый воздух подавали в аэратор под давлением 0,2 МПа через сопло 10 мм. В работе меняли количество древесных опилок, отделяемых от основного потока древесных опилок и дополнительно добавляемых во вспомогательную коагулирующую жидкость для формирования твердожидкостного потока. Расход вспомогательной коагулирующей жидкости регулировали запорной арматурой. Эффективность пылеулавливания определяли по методу внешней фильтрации. Стабильность брикетирования определяли по массовому выходу кондиционных брикетов размером 15×15 мм и по величине их прочности на сжатие. Результаты экспериментов представлены в таблице.
Как видно из приведенных данных, предлагаемый способ очистки газов от пыли, позволяет повысить эффективность очистки газов от пыли на 3,0-6,8% (абс.) и стабильность брикетирования за счет увеличения выхода кондиционных брикетов на 0,8-4,6% (абс.).