RU2032450C1

RU2032450C1 - Filter

Info

Publication number: RU2032450C1
Application number: SU925051909A
Authority: RU
Inventors: В.Б. Карпман; О.А. Холод; В.М. Ляпаков; Л.И. Данилов
Original assignee: Норильский горно-металлургический комбинат им.А.П.Завенягина
Priority date: 1992-07-06
Filing date: 1992-07-06
Publication date: 1995-04-10

Abstract

FIELD: purification of gas dust in metallurgy, chemical industry and other industries. SUBSTANCE: filter element is mounted in chamber containing the dust-laden gas and is made in form of rigid plates made of mineral wool and embraced with framework on two sides. Plates are faces of filtering cassette of polyhedron; total area of front, rear and lower faces is equal to 25-30% of total area of filtering surfaces. Upper face is made in form of cover in whose center ejector with diffuser is secured; ejector and diffuser are arranged inside cassette. Mounted coaxially in purified gas chamber is nozzle for feeding the pulse of compressed air. Diffuser consists of three sections which ensure distribution of compressed air in equal volumes over faces of the cassette. Lateral sections of diffuser are curvilinear in shape and their outlet section is parallel with lateral faces of cassette. Area of outlet section of lateral section exceeds area of inlet section by 7 to 9 times. Central section is shortened; area of its outlet section exceeds that of inlet section by 3 to 4 times. Relationship of area of ejector neck and total nozzle throat area is equal to 7.5:10. Total nozzle throat area is equal to 0.003-0.004 sq.m/sq.m of the surface being cleaned. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к очистке газов от пыли и может быть использовано в металлургической, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности. The invention relates to the purification of gases from dust and can be used in the metallurgical, engineering, chemical and other industries.

Основным элементом фильтров является пористая перегородка. Эффективность осаждения частиц, гидравлическое сопротивление, возможность регенерации зависит от структуры пористой перегородки, т.е. от вида фильтровального материала. Поэтому выбор фильтровального материала оказывает решающее значение на показатели работы фильтра. The main element of the filters is a porous septum. The efficiency of particle deposition, hydraulic resistance, the possibility of regeneration depends on the structure of the porous septum, i.e. from the type of filter material. Therefore, the choice of filter material is critical to the performance of the filter.

Известен фильтр, содержащий корпус с камерами запыленного и очищенного газа, фильтрующие элементы в виде тканевых рукавов, натянутых на жесткий каркас. Фильтрующие элементы установлены в камере запыленного газа. Имеется импульсное регенерирующее устройство, включающее эжектор с диффузором, установленные внутри фильтрующего элемента, и сопла, установленные в камере очищенного газа соосно эжектору. Диаметр нитей ткани равен 300-700 мкм, расстояние между ними 100-200 мкм. Структура такого фильтра очень неоднозначна. При фильтрации поток газа через нити практически не проходит и фильтруется через 5-6% всей поверхности, составляющих живое сечение, что определяет высокий коэффициент местного сопротивления. Таким образом, действительная скорость фильтрации в 16-20 раз превышает условную скорость, определенную исходя из площади фильтрующей поверхности. При фильтрации на ткани образуется пылевой автослой. Скорость фильтрации 0,25-0,4 м/с является предельной, при которой не происходит разрушения пылевого автослоя и проскока пыли из-за отсутствия развитой пространственной структуры фильтрующего материала. A known filter comprising a housing with dusty and purified gas chambers, filtering elements in the form of fabric sleeves stretched over a rigid frame. The filter elements are installed in a dusty gas chamber. There is a pulsed regenerative device including an ejector with a diffuser installed inside the filter element and nozzles installed in the purified gas chamber coaxially with the ejector. The diameter of the fabric threads is 300-700 microns, the distance between them is 100-200 microns. The structure of such a filter is very ambiguous. When filtering, the gas flow through the filaments practically does not pass and is filtered through 5-6% of the entire surface that make up the living section, which determines a high coefficient of local resistance. Thus, the actual filtration rate is 16-20 times higher than the conventional speed determined on the basis of the filtering surface area. When filtering on the fabric, a dust layer is formed. The filtration rate of 0.25-0.4 m / s is the limit at which there is no destruction of the dust layer and dust leakage due to the lack of a developed spatial structure of the filter material.

Техническая сущность изобретения создание высокопроизводительной конструкции фильтра, использующего высокоэффективную фильтрующую способность волокнистых материалов с малой плотностью упаковки, с системой регенерации, обеспечивающей эффективную продолжительную работоспособность фильтрующего материала. The technical essence of the invention is the creation of a high-performance filter design using the high-performance filtering ability of fibrous materials with a low packing density, with a regeneration system that provides effective long-term performance of the filter material.

На фиг. 1 показан общий вид фильтра в разрезе; на фиг. 2 дан разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a general view of the filter in section; in FIG. 2 shows a section aa in FIG. 1.

Фильтр содержит корпус 1 с патрубком ввода 2 запыленного газа и патрубком вывода 3 очищенного газа. Корпус 1 разделен на камеру 4 запыленного газа и камеру 5 очищенного газа. Фильтрующий элемент 6 установлен в камере 4 запыленного газа и выполнен в виде кассеты-многогранника, стороны-грани которого представляют собой жесткие минераловатные плиты 7 марки П-125, П-175, П-200, охваченные с двух сторон решетчатым каркасом 8. Кассета-многогранник 6 имеет боковые грани 9, фронтальную и тыльную грани 10 и нижнюю грань 11. Суммарная площадь фронтальной и тыльной граней 10 и нижней грани 11 составляет 25-30% от общей площади фильтрующих поверхностей. Верхняя грань кассеты-многогранника выполнена в виде крышки 12, разделяющей камеру 4 запыленного газа и камеру 5 очищенного газа. The filter contains a housing 1 with a pipe for inputting 2 dusty gas and a pipe for outputting 3 purified gas. The housing 1 is divided into a dusty gas chamber 4 and a purified gas chamber 5. The filtering element 6 is installed in the chamber 4 of dusty gas and is made in the form of a polyhedron cartridge, the sides of which are rigid mineral wool plates 7 of the P-125, P-175, P-200 brands, covered on both sides by a lattice frame 8. Cassette - polyhedron 6 has lateral faces 9, frontal and rear faces 10 and lower face 11. The total area of frontal and rear faces 10 and lower face 11 is 25-30% of the total filtering surface area. The upper face of the polyhedron cartridge is made in the form of a cover 12 separating the dusty gas chamber 4 and the purified gas chamber 5.

Импульсное регенерирующее устройство включает в себя эжектор 13 с диффузором 14, сопла 15, ударную трубу 16, быстродействующий клапан-пульсатор 17 и ресивер 18 сжатого воздуха. Эжектор 13 с диффузором 14 прикреплены к крышке 12 и размещены внутри фильтрующей кассеты-многогранника 6, горловина эжектора 13 сообщена с камерой 5 очищенного газа. Сопло 15 установлено в камере 5 очищенного газа соосно эжектору 13. Суммарная критическая площадь ударных сопел 15 составляет 0,003-0,004 м³/м² очищаемой поверхности. Соотношение площади горловины эжектора 13 и суммарной критической площади сопел 15 равно 7,5:10. Диффузор 14 состоит из трех секций боковых криволинейных 19 и центральной 20. Выходное сечение боковых криволинейных секций 19 расположено параллельно боковым граням 9 кассеты-многогранника 6, а площадь выходного сечения в 7-9 раз больше входного сечения этих секций. Центральная секция 20 диффузора 14 выполнена укороченной, ее выходное сечение параллельно нижней грани 11, площадь выходного сечения в 3-4 раза больше площади входного.The pulse regenerating device includes an ejector 13 with a diffuser 14, nozzles 15, an shock tube 16, a high-speed valve-pulsator 17 and a receiver 18 of compressed air. The ejector 13 with the diffuser 14 is attached to the cover 12 and placed inside the filter cartridge-polyhedron 6, the neck of the ejector 13 is in communication with the chamber 5 of the purified gas. The nozzle 15 is installed in the chamber 5 of the purified gas coaxially with the ejector 13. The total critical area of the shock nozzles 15 is 0.003-0.004 m ³ / m ^{2 of} the surface to be cleaned. The ratio of the area of the neck of the ejector 13 and the total critical area of the nozzles 15 is 7.5: 10. The diffuser 14 consists of three sections of the side curved 19 and the central 20. The output section of the side curved sections 19 is parallel to the side faces 9 of the polyhedron 6, and the area of the output section is 7-9 times larger than the input section of these sections. The central section 20 of the diffuser 14 is made shortened, its output section is parallel to the lower face 11, the area of the output section is 3-4 times larger than the input area.

Корпус 1 в нижней части имеет бункер 21 для сбора пыли, регенерируемой с фильтрующей кассеты-многогранника 6, и патрубок загрузки пыли 22. The housing 1 in the lower part has a hopper 21 for collecting dust regenerated from the filter cassette-polyhedron 6, and a pipe loading dust 22.

Фильтр работает следующим образом. The filter works as follows.

Запыленный воздух подают через патрубок 2 запыленного газа в полость камеры 4 запыленного газа корпуса 1 и пропускают (просасывают) через грани фильтрующего элемента кассету-многогранник 6. При фильтрации частицы пыли проникают вглубь жестких минераловатных плит всего на 2-3 мм (при толщине плит 20-50 мм) и в основном осаждаются на поверхностных волокнах, создавая автослой, на котором нарастает поверхностный пылевой слой. Очищенный газ просасывают в камеру 5 очищенного газа через эжектор 13, горловина которого сообщена с этой камерой 5 и выдается через патрубок 3 очищенного газа. Dusty air is supplied through the pipe 2 of the dusty gas into the cavity of the chamber 4 of the dusty gas of the housing 1 and the polyhedron cartridge 6 is passed (sucked) through the edges of the filter element. When filtering, dust particles penetrate deep into the hard mineral wool plates by only 2-3 mm (with a plate thickness of 20 -50 mm) and mainly deposited on surface fibers, creating an auto layer on which a surface dust layer builds up. The purified gas is sucked into the chamber 5 of the purified gas through the ejector 13, the neck of which is in communication with this chamber 5 and is discharged through the pipe 3 of the purified gas.

Основной задачей регенерации является необходимость обрушения поверхностного пылевого слоя без нарушения автослоя (слоя пыли, осевшей на волокнах и препятствующей дальнейшему проникновению пыли вглубь плиты). Регенерация обеспечивается за счет подачи импульса сжатого воздуха давлением 0,4-0,6 МПа, длительностью 0,05 с, объемом 0,2 м³/м². Подача импульса осуществляется посредством быстродействующего клапана-пульсатора 17, который, открываясь, пропускает сжатый воздух из ресивера 18 в ударную трубу 16 и сопло 15. Из сопла 15 струя сжатого воздуха подается в эжектор 13, скорость струи в его горловине составляет 200 м/с, а затем в диффузор 14, распределяясь по трем его секциям: боковым 19 и центральной 20. Диффузором 14 объемной раздачи осуществляется торможение струи, увеличение статического давления и раздача сжатого воздуха по граням. Боковые секции 19 диффузора 14 выдают сжатый воздух широким фронтом на боковые грани 9, а центральная секция 20 на фронтальную и тыльную грани 10 и на нижнюю 11. Таким образом, раздача импульса сжатого воздуха осуществляется равномерно на все грани фильтрующей кассеты-многогранника 6. Решетчатый каркас 8, охватывающий плоские жесткие минераловатные плиты 7 с двух сторон, допускает при регенерации деформацию (прогиб) плит 7 по 1-2 мм на площади 0,25 м² при общей длительности импульса 0,05 с. Такая деформация плит 7 достаточна для стряхивания поверхностного пылевого слоя, т.е. осуществления эффективной регенерации. Пыль, накопившаяся в бункере 21, выгружается через патрубок 22 выгрузки пыли.The main task of regeneration is the need for collapse of the surface dust layer without disturbing the autolayer (a layer of dust deposited on the fibers and preventing further penetration of dust deeper into the slab). Regeneration is ensured by supplying a pulse of compressed air with a pressure of 0.4-0.6 MPa, a duration of 0.05 s, a volume of 0.2 m ³ / m ² . The pulse is supplied by means of a quick-acting valve-pulsator 17, which, when opened, passes compressed air from the receiver 18 into the shock tube 16 and nozzle 15. From the nozzle 15, a stream of compressed air is supplied to the ejector 13, the jet velocity in its neck is 200 m / s, and then into the diffuser 14, distributed in its three sections: lateral 19 and central 20. The volume distribution diffuser 14 is used to decelerate the jet, increase the static pressure and distribute compressed air along the faces. The lateral sections 19 of the diffuser 14 provide compressed air with a wide front to the side faces 9, and the central section 20 to the front and back faces 10 and to the bottom 11. Thus, the distribution of the pulse of compressed air is carried out uniformly on all faces of the filter cartridge-polyhedron 6. Lattice frame 8, covering flat rigid mineral wool plates 7 from two sides, allows for regeneration deformation (deflection) of plates 7 to 1-2 mm in an area of 0.25 m ² with a total pulse duration of 0.05 s. Such deformation of the plates 7 is sufficient to shake off the surface dust layer, i.e. the implementation of effective regeneration. The dust accumulated in the hopper 21 is discharged through the dust discharge pipe 22.

Таким образом, благодаря использованию в фильтре нового фильтрующего элемента с новым фильтрующим материалом удалось увеличить скорость фильтрации до 0,3-0,5 м/с, обеспечив при этом эффективную регенерацию этого элемента, а значит его высокую работоспособность. Thus, due to the use of a new filter element with a new filter material in the filter, it was possible to increase the filtration rate to 0.3-0.5 m / s, while ensuring efficient regeneration of this element, which means its high performance.

Claims

A FILTER comprising a housing, a filter element with a frame installed in a dusty gas chamber, a pulsed regenerative device including an ejector with a diffuser located in the filter element, the neck of which is in communication with the purified gas chamber and a nozzle, characterized in that the filter element is made in the form of a cartridge polyhedron made of flat, rigid, elastic mineral wool slabs covered on both sides by a frame; the total area of the frontal, back, and lower faces of the polyhedron is 25 30% of the total filter area the upper face is made in the form of a cover with an ejector, the diffuser is made of expanding curvilinear lateral and central sections, the outlet of the side sections is parallel to the side faces of the polyhedron, and their area is 7 9 times larger than the area of the inlet of these sections, the central section is made shortened , the area of its outlet is 3 4 times larger than the area of its inlet, while the ratio of the area of the neck of the ejector and the total critical area of the nozzles is 7.5 10, and the total the critical nozzle area is 0.003 0.004 m ² / m ^{2 of} the surface to be cleaned.