RU2035239C1

RU2035239C1 - Device for separation of gas from dust

Info

Publication number: RU2035239C1
Authority: RU
Inventors: Г.С. Федоров; Е.Г. Федорова
Original assignee: Могилевский технологический институт
Priority date: 1991-06-03
Filing date: 1991-06-03
Publication date: 1995-05-20

Abstract

FIELD: separation of gases. SUBSTANCE: device has a set of at least four cyclones 1 located around vortex chamber 2 with bottom 3 which is located at the level of lower edges 4 of tangential branch pipes 5. On the side surface of chamber 2, vortex coagulators are installed and limited by cylindrical surfaces 6,7 evenly conjugated with one another along ends 8 and covered from the top and bottom with plates 9,10. Surface 6 together with its guide is made in the form of a right-hand spiral, surface 7 - in the form of left-hand spiral. EFFECT: higher efficiency and reliability. 2 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к технике очистки запыленных газов в поле центробежных сил и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства для очистки пылегазовых потоков, содержащих пыль, склонную к коагуляции (возгоны плавильных печей, сажа, древесные частицы). The invention relates to techniques for cleaning dusty gases in a field of centrifugal forces and can be used in any industry for cleaning dust and gas streams containing dust prone to coagulation (sublimates of smelting furnaces, soot, wood particles).

Цель изобретения повышение эффективности очистки за счет коагуляции частиц пыли в вихревых потоках перед подачей газа в циклон. The purpose of the invention is to increase the cleaning efficiency due to the coagulation of dust particles in vortex flows before applying gas to the cyclone.

На фиг. 1 изображено устройство для очистки газа от пыли; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 вид по стрелке Г на фиг. 4; на фиг. 6 круговая компоновка циклонов с введением подкручивающих потоков; на фиг. 7 разрез Д-Д на фиг. 6; на фиг. 8 вставка с кольцевой диафрагмой снизу; на фиг. 9 вид по стрелке Е на фиг. 6; на фиг. 10 аксонометрическое изображение коагулятора. In FIG. 1 shows a device for cleaning gas from dust; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 1; in FIG. 4, section BB in FIG. 1; in FIG. 5 is a view along arrow D in FIG. 4; in FIG. 6 circular arrangement of cyclones with the introduction of twisting flows; in FIG. 7 is a section DD in FIG. 6; in FIG. 8 insert with an annular diaphragm from below; in FIG. 9 is a view along arrow E in FIG. 6; in FIG. 10 is an axonometric view of a coagulator.

Устройство для очистки газа от пыли содержит по меньшей мере четыре циклона 1, равномерно установленных вокруг цилиндрической камеры 2 ввода запыленного газа с днищем 3, расположенным на уровне нижних краев 4 входных патрубков 5. Снаружи на боковой поверхности камеры 2 равномерно установлены вихревые коагуляторы, сообщающиеся с камерой продольными щелями, выполненными в ее стенке. Каждый вихревой коагулятор органичен сбоку цилиндрическими поверхностями 6, 7, плавно сопряженными между собой по торцам 8 и закрытыми сверху плоской пластиной 9, а снизу пластиной 10. Верхняя цилиндрическая поверхность 6 выполнена с направляющей в форме спирали правого вращения и ее конец примыкает по образующей к второму по ходу газа краю щели, а начало 11 поверхности 6 присоединено снаружи к первому по ходу газа краю щели тангенциальной пластиной 12. Конец поверхности 6 примыкает по образующей 13 к камере 2, образуя тангенциальный канал 14, по которому частицы пыли поступают в вихревой коагулятор на кинематическое укрупнение. Начало нижней цилиндрической поверхности 7 с направляющей в форме спирали левого вращения расположено на образующей 13, а ее конец 15 выступает в полость камеры 2 ввода запыленного газа, образуя козырек, перекрывающий щель, и тангенциальный канал 16 для вывода скоагулированных частиц в направлении, спутном с вращением потока газа в камере 2. A device for cleaning gas from dust contains at least four cyclones 1 evenly mounted around a cylindrical chamber 2 for entering dusty gas with a bottom 3 located at the level of the lower edges 4 of the inlet pipes 5. Outside, on the side surface of the chamber 2, vortex coagulators communicating with camera longitudinal slots made in its wall. Each vortex coagulator is side-joined by cylindrical surfaces 6, 7, smoothly interconnected at the ends 8 and closed from above by a flat plate 9, and from below by a plate 10. The upper cylindrical surface 6 is made with a guide in the form of a spiral of right rotation and its end is adjacent to the second one along the generatrix along the gas along the edge of the slit, and the beginning 11 of the surface 6 is connected externally to the first along the gas edge of the slit by the tangential plate 12. The end of the surface 6 is adjacent along the generatrix 13 to the chamber 2, forming a tangential channel 14, along toromu dust particles enter the vortex on the kinematic coagulator coarsening. The beginning of the lower cylindrical surface 7 with the guide in the form of a left-handed spiral is located on the generatrix 13, and its end 15 protrudes into the cavity of the dusty gas inlet chamber 2, forming a visor overlapping the gap, and a tangential channel 16 for outputting the coagulated particles in a direction that is in rotation gas flow in chamber 2.

Вокруг верхних камер коагуляторов установлен тороидальный коллектор 17 подачи пара, соединенный с ними тангенциальными соплами 18. Around the upper chambers of the coagulators, a toroidal collector 17 for supplying steam is connected, connected with them by tangential nozzles 18.

При улавливании частиц диаметром менее 3 мкм в основании 19 каждого циклона 1 размещен нижний осевой ввод 20 запыленного газа, закрытый снизу кольцевой диафрагмой 21 и подключенный патрубками 22 к участку L, входящему в бункер 23 пыли, трубы 24, присоединенной к осевому отверстию, выполненному в днище 3 камеры 2 ввода запыленного газа. When collecting particles with a diameter of less than 3 μm, a bottom axial inlet 20 of dusty gas is placed at the base 19 of each cyclone 1, closed from below by an annular diaphragm 21 and connected by nozzles 22 to a portion L entering the dust bin 23 of a pipe 24 connected to an axial hole made in the bottom 3 of the chamber 2 input of dusty gas.

Устройство для очистки газа от пыли работает следующим образом. A device for cleaning gas from dust works as follows.

Запыленный газ подают в камеру 2 через закручиватель, например тангенциальный патрубок 25, Под действием центробежной силы частицы пыли отжимаются к стенке камеры 2 и по тангенциальным каналам 14, направленным навстречу вращения газа, поступают в верхние спиральные цилиндры на кинематическую коагуляцию. Так как эти цилиндры в сечении выполнены в форме правой спиpали при вращении газа в камере 2 по часовой стрелке, то частицы пыли любой крупности не могут вновь вынестись в камеру 2 и совершают в нем по инерции спирально вращательное движение, подвергаясь кинематической коагуляции. Экспериментально выявлено, что практически вся пыль скапливается в коагуляторах, т. к. в них на частицы действуют значительные центробежные силы благодаря многократному (в десятки раз) уменьшению радиуса крутки частиц по сравнению с радиусом их крутки в камере 2 и малого градиента давления вдоль продольной оси коагуляторов вследствие того, что устья входного 14 и выходного 16 каналов расположены практически на одном радиусе камеры 2, т.е. находятся на изобаре статического давления вращающегося потока газа. После укрупнения (или закатывания волокнистых частиц в шарики) частицы сползают в нижний цилиндр, откуда по тангенциальному каналу 16 выносятся вновь в камеру 2 в направлении, спутном вращению в ней потока газа. Так как камера 2 характеризуется равномерной эпюрой окружной скорости по периметру, то скоагулированная пыль равными потоками по входным патрубкам 5 поступает в циклоны 1 на центробежную сепарацию. Чистый газ выходит через осевые патрубки 26, а уловленная пыль сбрасывается в бункер 23. Dusty gas is supplied to chamber 2 through a swirl, for example tangential pipe 25. Under the action of centrifugal force, dust particles are pressed to the wall of chamber 2 and through tangential channels 14 directed towards gas rotation enter the upper spiral cylinders for kinematic coagulation. Since these cylinders in the cross section are made in the form of a right-hand spiral when the gas rotates in the chamber 2 clockwise, dust particles of any size cannot again move out into the chamber 2 and perform a spiral-rotational motion in it by inertia, undergoing kinematic coagulation. It was experimentally found that almost all dust accumulates in coagulators, since significant centrifugal forces act on the particles due to the multiple (tens of times) decrease in the radius of twist of particles in comparison with the radius of their twist in chamber 2 and a small pressure gradient along the longitudinal axis coagulators due to the fact that the mouth of the input 14 and output 16 channels are located practically on the same radius of the chamber 2, i.e. are on the isobar of static pressure of the rotating gas flow. After enlargement (or rolling of fibrous particles into balls), the particles slide into the lower cylinder, from where they are again transported through the tangential channel 16 to the chamber 2 in the direction that is confined to the rotation of the gas flow in it. Since the chamber 2 is characterized by a uniform circumferential velocity diagram along the perimeter, coagulated dust in equal flows along the inlet pipes 5 enters the cyclones 1 for centrifugal separation. Pure gas exits through the axial nozzles 26, and the captured dust is discharged into the hopper 23.

При улавливании тонкодисперсных частиц, не склонных к кинематической коагуляции (доломит, цемент и т.п.), для их укрупнения по конденсационному методу в каждый коагулятор из коллектора 17 через сопла 18 вводится насыщенный пар. После конденсации пара на частицах они эффективно укрупняются, т. к. находятся в зоне высокой турбулентности. When trapping fine particles that are not prone to kinematic coagulation (dolomite, cement, etc.), saturated steam is introduced into each coagulator from the collector 17 through a nozzle 18 for condensation aggregation. After condensation of the vapor on the particles, they are effectively enlarged, because they are in a zone of high turbulence.

При выполнении циклонов 1 с дополнительным нижним осевым вводом 20 запыленного газа заявленное устройство работает как вихревые пылеуловители со встречно вращающимися потоками газа, скомпонованные в батарею по круговой схеме. В этом случае запыленный газ подается в циклоны 1 двумя потоками: через верхние входные патрубки 5 и через патрубки 22. В периферийной зоне каждого циклона 1 образуется закрученный вниз поток газа, который, дойдя до отбойной шайбы 27, поворачивает вверх и смешивается в приосевой зоне с потоком газа, поступающим через патрубки 22 и закрученным в ту же сторону. Частицы пыли, укрупненные в коагуляторах, поступают в циклоны с верхним потоком газа и, пройдя зазор между отбойной шайбой 27 и корпусом циклона 1, попадают в бункер 23 пыли, частицы пыли, поступающие с нижним потоком газа через патрубки 22, движутся первоначально в приосевой зоне вверх, затем вследствие центробежного эффекта сепарируются в пристенную зону циклона 1, подхватываются периферийным потоком газа и также сбрасываются в бункер 23. When performing cyclones 1 with an additional lower axial inlet 20 of dusty gas, the claimed device operates as vortex dust collectors with counter-rotating gas flows arranged in a circular circuit. In this case, the dusty gas is supplied to the cyclones 1 in two streams: through the upper inlet pipes 5 and through the pipes 22. In the peripheral zone of each cyclone 1 a gas flow is formed which is swirled down, which, reaching the baffle plate 27, turns up and mixes in the axial zone with the gas flow entering through the nozzles 22 and swirl in the same direction. Dust particles enlarged in coagulators enter cyclones with the upper gas flow and, having passed the gap between the baffle plate 27 and the cyclone body 1, fall into the dust bin 23, dust particles entering the lower gas stream through the nozzles 22 move initially in the axial zone up, then, due to the centrifugal effect, they are separated into the wall zone of cyclone 1, picked up by a peripheral gas flow and also dumped into the hopper 23.

Повышение эффективности очистки газа достигается за счет предварительной коагуляции частиц в инерционных вихревых коагуляторах и обеспечения равномерной "пылевой нагрузки" каждого из циклонов, установленных по круговой схеме относительно цилиндрической камеры ввода запыленного газа. Increasing the efficiency of gas purification is achieved by preliminary coagulation of particles in inertial vortex coagulators and ensuring uniform "dust load" of each of the cyclones installed in a circular pattern relative to the cylindrical chamber for entering dusty gas.

Claims

1. DEVICE FOR CLEANING GAS FROM DUST, containing a cylindrical dusty gas inlet chamber with an inlet swirl, at least four cyclones uniformly installed around it, inlet nozzles of which are tangentially connected to the dusty gas inlet chamber, a dust collecting bin, characterized in that, in order to increase the cleaning efficiency by coagulating dust particles in vortex flows before the gas is fed into the cyclone, it is equipped with uniformly installed externally on the side surface of the dusty gas inlet chamber, co longitudinal slits connected with it, made in its walls, vortex coagulators, each of which consists of upper chamber slots adjacent to the second gas along the edge of the gas, bounded laterally by a cylindrical surface with a guide in the form of a spiral of right rotation and from above by a flat plate, and smoothly the lower chamber conjugated to it, bounded laterally by a cylindrical surface with a guide in the form of a spiral of left rotation and from below by a flat plate, while the upper chamber is connected externally to the first passage gas tangential edge slit plate, and with this lower edge protrudes into the cavity of the gas entry chamber, forming a canopy overlying the slot and the dusty gas entering chamber is provided with a bottom located at a level lower edges cyclone inlets.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a toroidal steam supply manifold connected to the upper chamber of the vortex coagulators by tangential nozzles.

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the cyclones are made with an additional lower axial inlet of dusty gas, an axial hole is made in the bottom of the chamber for introducing dusty gas, to which a pipe is connected, the lower end of which is placed in the dust bin and connected by nozzles to the axial inlets of the dusty gas of cyclones .