PL242232B1 - Odpylacz cyklonowy z kanałem wlotowym czystego gazu - Google Patents

Abstract

Odpylacz cyklonowy z kanałem wlotowym czystego gazu charakteryzuje się tym, że kanał wlotowy wprowadzanego czystego gazu (2) usytuowany jest osiowo w dachu (6) części cylindrycznej (4). Kanał wlotowy wprowadzanego czystego gazu (2) ma przekrój okrągły o średnicy D_w zawartej w przedziale 0,014 - 0,016 średnicy D części cylindrycznej (4). Odległość L osi części cylindrycznej do osi kanału wlotowego wprowadzanego czystego gazu (2) zawarta jest w przedziale 0,27 - 0,29 średnicy D części cylindrycznej (4).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest odpylacz cyklonowy z kanałem wlotowym czystego gazu przeznaczony do oczyszczania gazu z cząstek stałych, w szczególności, z pyłu.

Znany z opisu patentowego EP 2 456 561 B1, Cyclone with a conduit for clean gas, odpylacz cyklonowy wyposażony jest w przewód czystego gazu o przekroju prostokątnym. Jest on umieszczony wewnątrz kanału wlotowego zanieczyszczonego gazu przy górnej krawędzi tego kanału. Czysty gaz dostarczany jest do przewodu od góry za pomocą urządzenia ssącego, na przykład wentylatora wspólnego dla gazu zanieczyszczonego i czystego, umieszczonego poza cyklonem. Strumień czystego gazu wprowadzany jest wyłącznie punktowo, równolegle do strumienia gazu zanieczyszczonego. Następnie strumień czystego gazu transportowany jest stycznie do ściany odpylacza cyklonowego i kanału wylotowego oczyszczonego gazu, po czym gazy są mieszane i transportowane ku dołowi odpylacza cyklonowego. Po odseparowaniu pewnej ilości cząstek ciała stałego, mieszanina gazów trafia do kanału wylotowego oczyszczonego gazu.

Znany odpylacz cyklonowy ogranicza tzw. przep ływ wsteczny mieszaniny cząstek stałych i gazu w strefie wylotu oczyszczonego gazu, tym samym zwiększa skuteczność odpylania zanieczyszczonego gazu. W znanym odpylaczu może być generowany znaczny wzrost wartości spadku ciśnienia w wyniku większych turbulencji przepływu w rejonie połączenia kanału wlotowego zanieczyszczonego gazu z częścią cylindryczną odpylacza cyklonowego, a tym samym wpływać na większe zapotrzebowanie na energię elektryczną do napędu urządzeń transportujących. Czyste powietrze doprowadzane jest punktowo, wyłącznie w miejscu połączenia kanału wlotowego zanieczyszczonego gazu z częścią cylindryczną znanego odpylacza cyklonowego, co może w sposób niewystarczający, ograniczyć negatywne zjawisko przepływu wstecznego.

Istota odpylacza cyklonowego z kanałem wlotowym czystego gazu według wynalazku polega na tym, że kanał wlotowy wprowadzanego czystego gazu usytuowany jest osiowo w dachu części cylindrycznej. Kanał wlotowy wprowadzanego czystego gazu ma przekrój okrągły o średnicy zawartej w przedziale 0,014-0,016 średnicy części cylindrycznej. Odległość od osi części cylindrycznej do osi kanału wlotowego wprowadzanego czystego gazu zawarta jest w przedziale 0,27-0,29 średnicy części cylindrycznej. Udział strumienia objętości wprowadzonego czystego gazu do kanału wlotowego czystego gazu, równolegle do zewnętrznych ścian kanału wylotowego oczyszczonych gazów w odniesieniu do strumienia objętości zanieczyszczonego gazu wprowadzanego do odpylacza cyklonowego, kanałem wlotowym zanieczyszczonego gazu, zawarty jest w przedziale 0,0280,032. Udział prędkości wlotowej wprowadzanego czystego gazu w rejonie połączenia kanału wlotowego czystego gazu z dachem części cylindrycznej w odniesieniu do prędkości wlotowej zanieczyszczonego gazu wprowadzonego do kanału wlotowego zanieczyszczonego gazu zawarty jest w przedziale 0,1-0,12. Korzystnie jest, gdy temperatura czystego gazu wprowadzanego do kanału wlotowego czystego gazu jest mniejsza od temperatury zanieczyszczonego gazu wprowadzanego do kanału zanieczyszczonego gazu. Korzystnie jest, gdy czystym gazem wprowadzanym do kanału wlotowego czystego gazu jest powietrze. Korzystnie jest, gdy jako urządzenie transportujące czysty gaz do kanału wlotowego czystego gazu stosowany jest wenty lator promieniowy.

Odpylacz cyklonowy według wynalazku, dzięki zastosowaniu kanału wlotowego czystego gazu o określonych wymiarach, lokalizacji i wskazanych jego parametrach przepływowych, umożliwia znaczne zwiększenie skuteczności odpylania cząstek ciała stałego, w tym pyłu, poprzez ograniczenie zjawiska przepływu wstecznego, czyli porywania nieodseparowanych cząstek ciała stałego do kanału wylotowego oczyszczonego gazu. Wprowadzanie czystego gazu obwodowo, a nie punktowo, jak w znanych rozwiązaniach, przez kanał wlotowy usytuowany osiowo w dachu części cylindrycznej, równolegle do kanału wylotowego oczyszczonego gazu oraz do ścian części cylindrycznej, powoduje równomierne generowanie warstwy granicznej czystego gazu w rejonie ściany zewnętrznej kanału wylotowego oczyszczonego gazu oraz w rejonie dachu; odpylacza cyklonowego. W sposób bardzo istotny wpływa to na zmniejszenie koncentracji cząstek ciała stałego w tym rejonie, a tym samym minimalizację zjawiska ich porywania do wylotu oczyszczonego gazu. Nadto, wytworzona warstwa graniczna czystego gazu sprzyja transportowi cząstek ciała stałego, w tym pyłu, w dół części stożkowej odpylacza oraz w stronę wewnętrznych ścian części cylindrycznej, co umożliwia zwiększenie skuteczności odpylania cząstek ciała stałe go, bez generowania dodatkowego: spadku ciśnienia, a także dodatkowych, kosztów eksploatacyjnych, w porównaniu do zjawisk zachodzących w znanych odpylaczach cyklonowych. Udział o określonym przedziale 0,028-0,032 wprowadzanego strumienia objętości czystego gazu do kanału wlotowego czystego gazu, równolegle, do zewnętrznych ścian wylotu oczyszczonych gazów, w odniesieniu do strumienia objętości zanieczyszczonego gazu wprowadzanego do odpylacza cyklonowego, kanałem wlotowym zanieczyszczonego gazu, pozwala na utworzenie zaskakującej i nieoczekiwanie korzystnej warstwy granicznej czystego gazu oraz znacznie zmniejsza koncentrację cząstek ciała stałego w rejonie zewnętrznych ścian kanału wylotowego oczyszczonego gazu. Udział o określonym przedziale 0,1-0,12 prędkości wlotowej wprowadzonego czystego gazu w rejonie połączenia kanału wlotowego, czystego gazu z dachem części cylindrycznej w odniesieniu do prędkości wlotowej zanieczyszczonego gazu wprowadzanego do kanału wlotowego zanieczyszczonego gazu, pozwala na skierowanie większej ilości cząstek ciała stałego w dół odpylacza, a tym samym ich odseparowanie i odprowadzenie na zewnątrz odpylacza cyklonowego przez kanał wylotowy, odseparowanych cząstek ciała stałego. Odpylacz według wynalazku ma charakter uniwersalny, ponieważ może być zastosowany dla każdej średnicy części cylindrycznej odpylacza cyklonowego i parametrów przepływowych zanieczyszczonego gazu, a przy tym powietrze jako gaz czysty wprowadzane jest za pomocą wentylatora promieniowego jako urządzenia, transportującego.

Przedmiot wynalazku, w przykładzie wykonania uwidoczniony jest na rysunku, którego fig. 1 przedstawia schemat odpylacza cyklonowego z kanałem wlotowym czystego gazu, w rzucie z przodu, a fig. 2 przedstawia odpylacz cyklonowy z kanałem wlotowym czystego gazu, w rzucie z góry.

Odpylacz cyklonowy z kanałem wlotowym czystego, gazu 2 wprowadzanego przez wentylator promieniowy 10 pracujący w trybie tłoczącym jako urządzenia transportującego czyste gazy, posiada część cylindryczną 4 z kanałem wlotowym zanieczyszczonego gazu 3 cząstkami ciała stałego, która połączona jest z częścią stożkową 5. Kanał wlotowy zanieczyszczonego gazu 3 usytuowany jest w bocznej ścianie 8 części cylindrycznej 4. Część cylindryczna 4 ma dach 6, w którym usytuowany jest kanał wylotowy gazu oczyszczonego 7 z cząstek ciała stałego, przy czym gaz oczyszczony odprowadzany jest przez wentylator promieniowy 1 pracujący w trybie ssącym. Część stożkowa 5 zakończona jest kanałem wylotowym odseparowanych cząstek ciała stałego 9. W dachu 6 części cylindrycznej 4 usytuowany jest także kanał wlotowy czystego gazu 2. Zarówno kanał wlotowy zanieczyszczonego gazu 3, kanał wlotowy czystego gazu 2, jak i kanał wylotowy oczyszczonego gazu 7 wystają poza część cylindryczną 4 odpylacza cyklonowego według wynalazku. Kanał wlotowy wprowadzanego czystego gazu 2, usytuowany jest osiowo i ma przekrój okrągły o średnicy Dw zawartej w przedziale 0,014-0,016 średnicy części cylindrycznej D. Odległość L od osi części cylindrycznej 4 do osi kanału wlotowego wprowadzanego czystego gazu 2 zawarta jest w przedziale 0,27-0,29 średnicy D części cylindrycznej 4. Udział strumienia objętości wprowadzonego czystego gazu do kanału wlotowego, czystego gazu 2, równolegle do zewnętrznych ścian wylotu oczyszczonego gazu 7 w odniesieniu do strumienia objętości zanieczyszczonego gazu wprowadzanego, do odpylacza cyklonowego, kanałem wlotowym zanieczyszczonego gazu 3 zawarty jest w przedziale 0,028-0,032, a udział prędkości wlotowej czystego gazu w rejonie połączenia kanału wlotowego czystego gazu 2 z dachem 6 części cylindrycznej 4, w odniesieniu do prędkości wlotowej zanieczyszczonego gazu wprowadzonego do kanału wlotowego zanieczyszczonego gazu 3 zawarty jest w przedziale 0,1-0,12. Temperatura czystego gazu wprowadzanego do kanału wlotowego, czystego gazu 2 jest mniejsza od temperatury zanieczyszczonego gazu wprowadzanego do kanału zanieczyszczonego gazu 3.

Część cylindryczna 4 z częścią stożkową 5 stanowią komorę wirowania zanieczyszczonego gazu w postaci mieszaniny dwufazowej, gaz-ciało stałe. Zanieczyszczone gazy w postaci mieszaniny dwufazowej gaz-ciało stałe, w tym pył, transportowane są przez kanał wlotowy zanieczyszczonego gazu 3 do komory wirowania odpylacza według wynalazku. Ruch zanieczyszczonych gazów generowany jest przez wentylator promieniowy 1 pracujący w trybie ssącym, a ruch czystego gazu jest generowany przez wentylator promieniowy 10 pracujący w trybie tłoczącym.

Mieszanina dwufazowa wprowadzana jest stycznie do ścian części cylindrycznej 4. Jednocześnie poprzez kanał wlotowy czystego gazu 2 wprowadzany jest czysty gaz równolegle do zewnętrznych ścian, kanału wylotowego oczyszczonego gazu 7, tworząc tym samym warstwę graniczną czystego gazu oraz zmniejszając koncentrację cząstek ciała stałego, w tym pyłu, w rejonie zewnętrznych ścian kanału wylotowego oczyszczonego gazu 7. W wyniku działania siły odśrodkowej, występuje ruch wirowy zanieczyszczonego gazu, zarówno w części cylindryczne j 4, jak i w czę ści stożkowej 5. Efektem tego zjawiska jest generowanie dwóch wirujących strumieni: zewnętrznego opadającego wiru, swobodnego oraz wewnętrznego wymuszonego wiru wznoszącego. Wymuszony wewnętrzny wir wznoszący transportuje oczyszczony gaz do kanału wylotowego oczyszczonego gazu 7, przez który odprowadzany jest na zewnątrz odpylacza cyklonowego według wynalazku. Natomiast zewnętrzny opadający wir swobodny transportuje cząstki ciała stałego, w tym pyłu, do kanału wylotowego odseparowanych cząstek ciała stałego 9.

Claims (4)

1. Odpylacz cyklonowy z kanałem wlotowym czystego gazu wprowadzanego za pomocą urządzenia transportującego gazy, posiadający część cylindryczną z kanałem wlotowym zanieczyszczonego gazu, cząstkami ciała, stałego, która połączona jest z częścią stożkową, przy czym część cylindryczna ma dach, w którym usytuowany jest kanał wylotowy gazu oczyszczonego z cząstek ciała stałego, a część stożkowa zakończona, jest kanałem wylotowym odseparowanych cząstek ciała stałego, znamienny tym, że kanał wlotowy wprowadzanego czystego gazu (2) usytuowany jest osiowo w dachu (6) części cylindrycznej (4), przy czym kanał wlotowy wprowadzanego czystego gazu (2) ma przekrój okrągły o średnicy (Dw) zawartej w przedziale 0,014-0,016 średnicy (D) części cylindrycznej (4), odległość (L) osi części cylindrycznej do osi kanału wlotowego wprowadzanego czystego gazu (2) zawarta jest w przedziale 0,27-0,29 średnicy (D) części cylindrycznej (4), udział strumienia objętości wprowadzonego czystego gazu do kanału wlotowego czystego gazu (2), równolegle do zewnętrznych ścian kanału wylotowego oczyszczonych gazów (7) w odniesieniu do strumienia objętości zanieczyszczonego gazu wprowadzanego do odpylacza cyklonowego kanałem wlotowym zanieczyszczonego gazu (3) zawarty jest w przedziale 0,028-0,032, a udział prędkości wlotowej wprowadzanego czystego gazu w rejonie połączenia kanału wlotowego czystego gazu (2) z dachem (6) części cylindrycznej (4) w odniesieniu do prędkości wlotowej zanieczyszczonego gazu wprowadzonego do kanału wlotowego zanieczyszczonego gazu (2) zawarty jest w przedziale 0,1-0,12.

2. Odpylacz według zastrz. 1, znamienny tym, że temperatura czystego gazu wprowadzanego do kanału wlotowego czystego gazu (2) jest mniejsza od temperatury zanieczyszczonego gazu wprowadzanego do kanału zanieczyszczonego gazu (3).

3. Odpylacz według zastrz. 1, znamienny tym, że czystym gazem wprowadzanym do kanału wlotowego czystego gazu (2) jest powietrze.

4. Odpylacz według zastrz. 1, znamienny tym, że jako urządzenie transportujące czysty gaz do kanału wlotowego czystego gazu (2) stosowany jest wentylator promieniowy (10).