RU2136385C1

RU2136385C1 - Centrifugal separator

Info

Publication number: RU2136385C1
Application number: RU98107192A
Authority: RU
Inventors: С.Я. Кащишин; Д.И. Кофман; А.Д. Чарнецкий; В.К. Якубенко
Original assignee: Совместное предприятие "Торговый дом "Турмалин" в форме Акционерного общества закрытого типа
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1998-04-14
Publication date: 1999-09-10

Abstract

FIELD: cleaning of gases of solid particles. SUBSTANCE: centrifugal separator, operating mainly in the conditions of high temperatures, may be used in installations for incineration of solid and liquid domestic waste, utilized medical materials, etc. The centrifugal separator has a body with a separation duct. The duct is formed by a number of plates bent over cylindrical surface. Ducts are formed between the adjacent edges of the plates. The plate of the least radius us furnished with a bounding dead surface. A dust collector is positioned in the body lower part. The inlet pipe connection for gas flow and the outlet pipe connection for cleaned up gas flow are positioned on the separator body. EFFECT: expanded functional abilities, in particular, cleaning of hot gases of solid substances at simultaneous provision of a high degree of cleaning. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки газов от твердых частиц, в частности к центробежному сепаратору, работающему, преимущественно в условиях высоких температур, который может быть применен в установках для сжигания твердых и жидких бытовых отходов, использованного медицинского материала и т.п. The invention relates to devices for cleaning gases from solid particles, in particular to a centrifugal separator operating mainly at high temperatures, which can be used in installations for burning solid and liquid household waste, used medical material, etc.

Известны вихревые пылеуловители, содержащие цилиндрический корпус, цилиндрическо-коническую пылеобразующую камеру, центральный вход с завихрителем для подачи вторичного энергоносителя, в основном воздуха (Кузнецов И.Е. и др. Оборудование для санитарной очистки газов. Справочник. Киев: Техника, 1968, с. 272-273). Known vortex dust collectors containing a cylindrical body, a cylindrical-conical dust-forming chamber, a central entrance with a swirl for supplying secondary energy, mainly air (Kuznetsov I.E. et al. Equipment for sanitary cleaning of gases. Reference book. Kiev: Technics, 1968, p. . 272-273).

Недостатком этих пылеулавливателей является то, что количество вспомогательного энергоносителя составляет 50% расхода очищаемого газа, что приводит к большим затратам энергии. The disadvantage of these dust collectors is that the amount of auxiliary energy is 50% of the consumption of the gas to be cleaned, which leads to high energy costs.

Известен вихревой пылеулавливатель, содержащий цилиндрический корпус с осевыми входной и выхлопной трубами, пылесборник, снабженный двумя кольцевыми перегородками, экранирующую вставку, выполненную с прорезями и снабженную упругими пластинами, и завихритель, установленный на входной трубе (авт. св. 965526, кл. B 04 C 5/16, 1982)
Известен пылеулавливатель для очистки горячих газов (патент ФРГ N 1671889, кл. B 04 C 3/02, 1977), содержащий корпус с размещенными внизу пылесборной камерой, газоход подвода горячего загрязненного газа, соединенный с нижним осевым входом корпуса, периферийный вход вспомогательного закрученного потока, соединенный с трубопроводом подачи воды, верхний вывод очищенного газа.Known vortex dust collector containing a cylindrical housing with axial inlet and exhaust pipes, a dust collector equipped with two annular partitions, a shielding insert made with slots and provided with elastic plates, and a swirl mounted on the inlet pipe (ed. St. 965526, class B 04 04 C 5/16, 1982)
Known dust collector for cleaning hot gases (Germany patent N 1671889, class B 04 C 3/02, 1977), comprising a housing with a dust chamber located below, a flue gas supply duct connected to the lower axial inlet of the housing, a peripheral inlet of the auxiliary swirling flow connected to the water supply pipe, the upper outlet of the purified gas.

Известен центробежный сепаратор, включающий корпус со спиральным сепарационным каналом, ограниченным рядом изогнутых по цилиндрической поверхности перегородок, смещенных одна относительно другой с образованием между их смежными краями пылеотводящих щелей, входной патрубок, а также пылесборник, присоединенный снизу к боковой поверхности корпуса. Сепарационный канал выполнен постоянного поперечного сечения, перегородки имеют форму половины кругового цилиндра, при этом соблюдено определенное отношение между радиусом верхнего и нижнего полуцилиндра, площадями поперечного сечения входного патрубка и поперечного сечения выходного патрубка (Патент РФ 2016665, кл. B 04 C 1/00, 1994). A centrifugal separator is known, including a housing with a spiral separation channel bounded by a series of bent along the cylindrical surface of the partitions, displaced one relative to another with the formation of dust extraction slots between their adjacent edges, an inlet pipe, and also a dust collector attached from below to the side surface of the housing. The separation channel is made of constant cross-section, the partitions have the shape of a half circular cylinder, while a certain relationship between the radius of the upper and lower half cylinders, the cross-sectional areas of the inlet pipe and the cross-section of the outlet pipe is observed (RF Patent 2016665, CL B 04 C 1/00, 1994).

Недостатками устройства являются невысокая эффективность улавливания, что объясняется повышенным уносом уже отсепарированных частиц с отходящим воздухом. Кроме того, устройство отличается сложностью конструкции, трудоемкостью изготовления и монтажа. The disadvantages of the device are the low capture efficiency, which is explained by the increased entrainment of already separated particles with exhaust air. In addition, the device is distinguished by the complexity of the design, the complexity of manufacturing and installation.

Прототипом изобретения выбран центробежный сепаратор, содержащий корпус со спиральным каналом, ограниченным рядом изогнутых по цилиндрической поверхности перегородок, смещенных одна относительно другой с образованием между их смежными краями пылеотводящих щелей, входной патрубок, размещенный на корпусе, выходной патрубок, установленный на торце корпуса, пылесборник, присоединенный снизу к корпусу. Перегородки закреплены на торце корпуса с образованием спирального канала с сечением в форме желоба. Сепаратор снабжен средством изменения движения газа, установленным на выходе спирального канала (патент РФ N 2100099, з. N 96108839, кл. B 04 C 1/00, публ. 1997). The prototype of the invention selected a centrifugal separator containing a housing with a spiral channel bounded by a number of bent along the cylindrical surface of the partitions, offset from one another with the formation between their adjacent edges of dust extraction slits, an inlet pipe located on the housing, an outlet pipe mounted on the end of the housing, a dust collector, attached to the bottom of the housing. Partitions are fixed at the end of the housing with the formation of a spiral channel with a cross section in the form of a trench. The separator is equipped with a means of changing the movement of gas installed at the outlet of the spiral channel (RF patent N 2100099, z. N 96108839, CL B 04 C 1/00, publ. 1997).

Недостатки устройства - прототипа: центробежный сепаратор не работоспособен в условиях высоких температур, т.к. средство, установленное на выходе спирального канала, например выполненное в форме лопаток, деформируется при температуре поступающего из инсинератора (устройства для сжигания мусора, бытовых отходов и т.д.) газового потока и не обеспечивает изменение направления течения газа. Использование сепаратора без средства, изменяющего направление движения газового потока, приводит к значительному снижению эффективности улавливания твердых веществ. The disadvantages of the device is a prototype: a centrifugal separator is not functional at high temperatures, because the means installed at the exit of the spiral channel, for example, made in the form of blades, is deformed at the temperature of the gas flow coming from the incinerator (device for burning garbage, household waste, etc.) and does not provide a change in the direction of the gas flow. Using a separator without means that changes the direction of gas flow leads to a significant decrease in the efficiency of trapping solids.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в расширении функциональных возможностей сепаратора, в частности, очистки горячих газов от твердых веществ при одновременном обеспечении высокой степени очистки. Решение данной задачи является особенно важной при очистке газов, образующихся при сжигании мусора и бытовых отходов в печах-инсинераторах. The problem to which the invention is directed, is to expand the functionality of the separator, in particular, the purification of hot gases from solids while ensuring a high degree of purification. The solution to this problem is especially important when cleaning the gases generated during the burning of garbage and household waste in incinerator furnaces.

Кроме того, предлагаемое изобретение направлено на упрощение конструкции и трудоемкости ее изготовления. In addition, the present invention is aimed at simplifying the design and the complexity of its manufacture.

Сущность изобретения заключается в том, что предложена конструкция центробежного сепаратора для очистки горячих газов, содержащая корпус с сепарационным каналом, входной и выходной патрубки, размещенные на корпусе, пылесборник. Сепарационный канал выполнен переменного сечения и сформирован рядом пластин, изогнутых по цилиндрической поверхности. Последняя образована движением направляющей по концентрическим дугам разного радиуса, при этом вертикальные оси дугообразных пластин смещены относительно друг друга и относительно оси корпуса, а пластина наименьшего радиуса снабжена ограничивающей (тупиковой) поверхностью, обеспечивающей уменьшение горизонтальной скорости газового потока на выходе сепарационного канала до нуля. Между смежными краями пластин образованы каналы. The essence of the invention lies in the fact that the proposed construction of a centrifugal separator for cleaning hot gases, comprising a housing with a separation channel, inlet and outlet nozzles located on the housing, a dust collector. The separation channel is made of variable cross section and is formed by a series of plates curved along a cylindrical surface. The latter is formed by the movement of the guide along concentric arcs of different radii, while the vertical axes of the arcuate plates are displaced relative to each other and relative to the axis of the casing, and the plate of the smallest radius is equipped with a limiting (dead end) surface, which reduces the horizontal velocity of the gas flow at the exit of the separation channel to zero. Between the adjacent edges of the plates channels are formed.

Ограничивающая тупиковая поверхность может быть выполнена в виде плоскости. The confining dead end surface can be made in the form of a plane.

Входной патрубок может быть расположен под углом к вертикальной оси корпуса сепаратора. The inlet pipe may be located at an angle to the vertical axis of the separator housing.

Выполнение сепарационного канала из ряда пластин, изогнутых по цилиндрической поверхности, образованной движением направляющей по концентрическим дугам разного радиуса, приводит к рассечению газового потока, движущегося по сепарационному каналу. По ходу движения газовый поток разделяется каждой последующей пластиной на два потока, имеющих различные скорости. Крупные твердые частицы, движущиеся в газовом потоке по периферии, оседают и выводятся через каналы, образованные между смежными краями дугообразных пластин. Мелкие частицы твердых веществ размером ≈ 5 мк, захваченные газовым потоком, продолжают двигаться по каналу, между изогнутыми по цилиндрической поверхности пластинами. The implementation of the separation channel from a series of plates bent along a cylindrical surface formed by the movement of the guide along concentric arcs of different radii leads to the dissection of the gas flow moving along the separation channel. In the direction of travel, the gas stream is divided by each subsequent plate into two streams having different speeds. Large solid particles moving in the gas stream along the periphery, settle and are removed through channels formed between adjacent edges of the arcuate plates. Small particles of solid substances with a size of ≈ 5 μm, trapped in a gas stream, continue to move along the channel, between the plates bent along a cylindrical surface.

Введение в конструкцию сепаратора ограничивающей тупиковой поверхности, расположенной на пластине наименьшего радиуса, обеспечивает снижение горизонтальной скорости газового потока на выходе сепарационного канала до нуля, что приводит к оседанию мелких твердых веществ, повышая, тем самым, степень очистки горячего газового потока. The introduction of a confining dead end surface located on the smallest radius plate into the separator design reduces the horizontal velocity of the gas stream at the outlet of the separation channel to zero, which leads to the settling of small solids, thereby increasing the degree of purification of the hot gas stream.

Под действием центробежных сил мелкие частицы стремятся соприкоснуться с ограничивающей тупиковой поверхностью и сталкиваются с ней. Горизонтальная составляющая скорости газового потока стремится к нулю. Газовый поток закручиваясь, поднимается вверх, а твердые частицы падают вниз, в пылесборник. Under the action of centrifugal forces, small particles tend to come into contact with the confining dead end surface and collide with it. The horizontal component of the gas flow velocity tends to zero. The gas flow swirls upward, and solid particles fall down into the dust collector.

На фиг. 1 изображен в вертикальном разрезе центробежный сепаратор; на фиг.2 - горизонтальный разрез сепаратора. In FIG. 1 is a vertical sectional view of a centrifugal separator; figure 2 is a horizontal section of a separator.

Сепаратор содержит корпус 1 с сепарационным каналом 2. Канал 2 сформирован рядом пластин 3, изогнутых по цилиндрической поверхности, образованной движением направляющей по концентрическим дугам разного радиуса. Между смежными краями пластин образованы каналы 4. Пластина 3, расположенная по дуге наименьшего радиуса, снабжена ограничивающей (тупиковой) поверхностью 5. В нижней части корпуса 1 размещен пылесборник 6. Входной патрубок для газового потока 7 и выходной патрубок для очищенного газового потока 8 расположены на корпусе 1 сепаратора. The separator comprises a housing 1 with a separation channel 2. Channel 2 is formed by a series of plates 3 curved along a cylindrical surface formed by the movement of the guide along concentric arcs of different radii. Channels 4 are formed between adjacent edges of the plates. The plate 3, located along an arc of the smallest radius, is provided with a confining (dead end) surface 5. A dust collector is located in the lower part of the housing 1. The inlet pipe for the gas stream 7 and the outlet pipe for the cleaned gas stream 8 are located on case 1 of the separator.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Газовый поток с температурой до 600^oC поступает в канал 2 корпуса 1 через входной патрубок 7. Вследствие движения газового потока по криволинейной траектории вдоль цилиндрической поверхности пластин 3 частицы, находящиеся в газовом потоке, концентрируются и выделяются через щели 4 из сепарационного канала 2, попадая в пылесборник 6. Горизонтальная скорость газового потока на выходе сепарационного канала практически равна нулю. Освободившись от взвешенных частиц, газовый поток выходит из устройства через патрубок 8.A gas stream with a temperature of up to 600 ^o C enters the channel 2 of the housing 1 through the inlet 7. Due to the movement of the gas stream along a curved path along the cylindrical surface of the plates 3, particles in the gas stream are concentrated and released through slots 4 from the separation channel 2, getting in the dust collector 6. The horizontal velocity of the gas stream at the outlet of the separation channel is practically zero. Freed from suspended particles, the gas stream exits the device through the pipe 8.

Предложенная конструкция позволяет эффективно очищать горячий газовый поток от твердых веществ размером до 5-6 мкм. The proposed design allows you to effectively clean the hot gas stream from solids up to 5-6 microns in size.

Конструкция проста в изготовлении. The design is easy to manufacture.

Claims

1. A centrifugal separator comprising a housing, inlet and outlet nozzles located on the housing, a dust collector, a separation channel made of variable cross section and formed by a number of plates curved along a cylindrical surface, while the vertical axis of the arcuate plates are offset relative to each other and the axis of the separator body, characterized in that the plate located at the outlet of the separation channel is provided with a bounding surface made in the form of a plane and providing a decrease in horizontal soon whith the gas stream at the outlet of the separation channel to zero.

2. The separator according to claim 1, characterized in that the inlet pipe is located at an angle to the vertical axis of the separator body.