АЭРОГИДРОЦИКЛОН

Полезная модель относится к устройствам для комплексной очистки технологического продукта в виде суспензии совместно с запыленным воздухом, аспирируемым из укрытий технологического оборудования и может быть использована в любой отрасли промышленности, например, пищевой, строительных материалов и пр.
Известен гидроциклон включающий систему подачи и отвода суспензии (жидкости с твердыми примесями) и газа, интенсифицирующего процесс сепарации твердых частиц и осветлении жидкости (см. пат. US 5116488). Недостатком устройства является отсутствие возможности эффективной очистки газа в объеме, характерном для аспирационных систем, а также регулирования крупности граничного зерна очищенной суспензии, что делает невозможным его использование в аспирационно-технологической установке.
Наиболее близким по технической сущности является устройство по способу (см. ас. 893219 SU), представляющее собой циклонный аппарат с камерой смешения, воздушной камерой, каплеуловителем и патрубком для отвода осветленной суспензии внизу конической части корпуса.
Однако оно имеет ряд недостатков:
- камера смешения и каплеуловитель устанавливаются вне корпуса аппарата, увеличивая тем самым габариты и металлоемкость устройства, а также потери давления в нем;
- патрубок для отбора осветленной суспензии находится в фиксированном положении, что не позволяет регулировать крупность граничного зерна по технологическим требованиям;
- каплеуловитель не является узлом устройства, а рассматривается как отдельное оборудование, что снижает эффективность и экономичность установки в целом.
Задача полезной модели состоит в повышении эффективности, экономичности и снижении энергоемкости устройства комплексной очистки технологической суспензии и запыленного воздуха.
Сущность полезной модели заключается в том, что аэрогидроциклон включающий в себя корпус, узлы ввода запыленного газа, отбора осветленной суспензии, сепарации капель, при этом имеет увеличенный на 15-20% внутренний объем корпуса, в верхней цилиндрической части которого предусматривается тангенциальный патрубок для ввода запыленного газа выполненный в виде трубы Вентури с центральной подачей орошающей суспензии, в нижней конической части устанавливается патрубок для отбора осветленной суспензии, перемещающийся вертикально по оси аппарата и патрубок для слива шлама, а верхняя часть аэрогидроциклона выполняется с разрывом выхлопной трубы и устройством для сепарации капель.
Вышеперечисленные свойства полезной модели позволяют за счет увеличения объема корпуса улучшить разделение жидкой и газообразной фаз и снизить каплеунос. Смещение патрубка для ввода запыленного воздуха к корпусу и размещение внутри корпуса сепаратора капель делает устройство более компактным и сокращает бесполезные потери давления. Узел входа запыленного воздуха, предназначенный одновременно для смешения его с орошающей суспензией выполняется аналогично трубе Вентури: конфузором служит переход от воздуховода ко входному патрубку с размещенным в нем соплом - распылителем трубопровода подачи технологической суспензии; горловиной - кольцевой зазор между стенками корпуса и выхлопной трубы; часть корпуса от обреза выхлопной трубы до
поверхности суспензии служит, как и диффузор, для коагуляции и сепарации капель и пылевых частиц, причем эти процессы протекают значительно эффективнее благодаря интенсивной турбулизации и наличию центробежных сил. Внизу конической части устанавливается патрубок для слива осветленной суспензии, который может перемещаться по вертикальной оси с помощью направляющих уплотнительной втулки, чем достигается различная крупность граничного зерна суспензии в зависимости от потребности технологического процесса. Верхняя часть аэрогидроциклона выполнена с разрывом выхлопной трубы и установкой конического сепарирующего элемента с прорезями для выхода воздуха, служащего одновременно для раскручивания воздушного потока из выхлопной трубы, что позволяет снизить гидравлическое сопротивление устройства и повысить эффективность каплеулавливания.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где дана схема аэрогидроциклона.
Аэрогидроциклон состоит из корпуса 1, тангенциального патрубка для ввода запыленного воздуха 2, сепаратора капель 3, сопла-распылителя 4, патрубка слива осветленной суспензии 5, уплотнительной втулки 6, выхлопной трубы 7, патрубка слива шлама 8.
Аэрогидроциклон работает следующим образом.
Запыленный воздух, аспирируемый от укрытий технологического оборудования, эжектируется струей технологической суспензии, направляемой на очистку и диспергируемой соплом-распылителем 4 для орошения запыленного воздуха. Дальнейшее уменьшение поперечного сечения патрубка 2 и кольцевого зазора между стенкам и корпуса 1 и выхлопной трубы 7 приводит к увеличению скорости газожидкостного потока, дальнейшему уменьшению размера капель и столкновения их с пылевыми частицами. В полости корпуса 1
3
скорость потока падает и происходит разделение фаз, причем под действием центробежной силы частицы пыли и капли отбрасываются из вращающегося потока к стенкам корпуса 1. Конструкция аппарата и его режим работы обеспечивает удельное орошение запыленного воздуха от 10,0 до 12,5 л/м, что на порядок больше обычных значений в скрубберах Вентури. Это, а также высокая турбулизация, пленка жидкости на стенках корпуса 1, открытая воронкообразная водная поверхность отделившейся от воздуха, но сохраняющей вращательное движение суспензии обуславливают высокую эффективность очистки воздуха от пыли. В конической части корпуса 1 под действием интенсивной центробежной сепарации происходит осветление суспензии и классификация по размерам граничного зерна в зависимости от высоты ее слива. Возможность вертикального перемещения патрубка слива осветленной суспензии 5 с помощью направляющих уплотнительной втулки 6, предусмотренная конструкцией аппарата, обеспечивает регулирование размера и концентрации частиц твердой суспензии по технологическим требованиям. Выделенный из суспензии шлам удаляется через сливной патрубок 8. Очищенный воздух освобождается от капель остаточной влаги в сепараторе 3, выполняющем также функции раскручивающей улитки, что позволяет избежать установки дополнительного оборудования и снизить потери давления в аппарате.
Результаты экспериментов на Слуцком и Малороссийском СРК показывают преимущества аспирационно-технологической установки с аэрогидроциклоном перец стандартным гидроциклоном и скруббером Вентури, заключающееся в снижении капитальных и эксплуатационных затрат, увеличении эффективности очистки аспирационного воздуха до 99,9%, полной утилизации уловленного продукта, высвобождении производственных площадей и повышении
3
на 9-11% коэффициента использования технологического оборудования, совращения потребляемой мощности до 0,7 кВт на 1000 м воздуха.