RU2149705C1

RU2149705C1 - Dust separator

Info

Publication number: RU2149705C1
Application number: RU98122413/12A
Authority: RU
Inventors: В.М. Иванов; А.С. Лысенко; Т.Ю. Родивилина; П.В. Иванова
Original assignee: Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова
Priority date: 1998-12-10
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 2000-05-27

Abstract

FIELD: cleaning of gases from solid impurities. SUBSTANCE: dust separator has inlet branch pipe, tubular branch pipe functioning as precipitation electrode, spiral blades across inlet end of tubular branch pipe to form swirling dust and gas stream, branch pipe for release of cleaned gas, outlet peripheral hole for release of separated dust and recycling hole in inlet end of tubular branch pipe. Electric insulating inserts are placed in inlet and outlet ends of tubular branch pipe. Tubular branch pipe is connected to one pole of high-voltage source, corona- forming electrode with corona-forming discs installed axially symmetric on electric insulators is connected to the other pole of high-voltage source. Branch pipe for release of cleaned gas can be linked via electric insulation ring to screening grid produced in the form of cone tied to voltage regulator. Voltage regulator is connected to same pole of high-voltage source to which corona-forming electrode is connected and is meant for supply of voltage of smaller value than that supplied to corona- forming electrode to screening grid that will not cause breaking of tubular branch pipe through. Vertex of cone is connected to corona-forming electrode via insulator of screening grid. EFFECT: increased degree of cleaning of gas from finely divided particles. 1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам очистки газов от твердых примесей, может найти применение в металлургической, строительной и других отраслях промышленности. The invention relates to a device for cleaning gases from solid impurities, may find application in the metallurgical, construction and other industries.

Известен пылеотделитель, включающий корпус, в котором размещены входной патрубок, трубчатый патрубок, спиральные лопатки на входном конце трубчатого патрубка для создания закрученного потока, выходной патрубок для выхода очищенного газа и выходное периферийное отверстие для отсепарированной пыли, а также рециркуляционное отверстие во входном конце трубчатого патрубка /1/. Known dust separator comprising a housing in which an inlet pipe, a tubular pipe, spiral blades at the inlet end of the tubular pipe for creating a swirling flow, an outlet pipe for the outlet of the purified gas and an outlet peripheral hole for the separated dust, and a recirculation hole in the inlet end of the pipe pipe are located /1/.

Недостатком этого пылеотделителя является низкая степень очистки газа от мелкодисперсных твердых частиц (менее 90% для частиц, диаметром менее 20 мкм, см. /2/, рис. 2 - 8) из-за невысокого потенциала центробежного поля (малая величина центробежной силы, действующей на частицы малой массы). Увеличение скорости закрутки потока ведет к отскоку частиц от стенки трубчатого патрубка и отрыву уже осевших на стенке частиц турбулентными вихрями, к тому же значительно возрастает гидравлическое сопротивление пылеотделителя. The disadvantage of this dust separator is the low degree of gas purification from fine particulate matter (less than 90% for particles with a diameter of less than 20 microns, see / 2 /, Fig. 2-8) due to the low potential of the centrifugal field (low value of the centrifugal force acting on particles of small mass). An increase in the swirling speed of the flow leads to a rebound of particles from the wall of the tubular pipe and the separation of particles already settled on the wall by turbulent vortices, and the hydraulic resistance of the dust separator increases significantly.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности (прототипом) является пылеотделитель, включающий корпус, в котором размещены входной патрубок, трубчатый патрубок, патрубок для выхода очищенного газа, выходное периферийное отверстие для отсепарированной пыли. Трубчатый патрубок подключен к одному полюсу источника высокого напряжения, а к другому полюсу источника высокого напряжения подключен коронирующий электрод, осесимметрично установленный на электрических изоляторах /3/. Closest to the proposed invention by technical nature (prototype) is a dust separator comprising a housing in which an inlet pipe, a pipe pipe, a pipe for the outlet of the purified gas, an outlet peripheral hole for the separated dust are placed. The tubular pipe is connected to one pole of the high voltage source, and to the other pole of the high voltage source is connected a corona electrode, axisymmetrically mounted on electrical insulators / 3 /.

Недостатком известного пылеотделителя является низкая степень очистки газа от мелкодисперсных частиц (менее 90% для частиц, диаметром менее 5 мкм, см. /2/, рис. 5 - 10, е), т.к. не все мелкодисперсные частицы достигают поверхности трубчатого патрубка, выполняющего функцию осадительного электрода, из-за малой скорости их дрейфа и турбулентности газового потока. A disadvantage of the known dust separator is the low degree of gas purification from fine particles (less than 90% for particles with a diameter of less than 5 microns, see / 2 /, Fig. 5 - 10, f), because not all finely dispersed particles reach the surface of the tubular nozzle, which acts as a precipitation electrode, due to the low speed of their drift and gas flow turbulence.

Техническим результатом является повышение степени очистки газа от мелкодисперсных частиц. The technical result is to increase the degree of purification of gas from fine particles.

Сущность изобретения состоит в том, что пылеотделитель, включающий корпус, в котором размещены входной патрубок, трубчатый патрубок, патрубок для выхода очищенного газа, выходное периферийное отверстие для отсепарированной пыли, при этом трубчатый патрубок подключен к одному полюсу источника высокого напряжения, а к другому полюсу источника высокого напряжения подключен коронирующий электрод, осесимметрично установленный на электрических изоляторах, снабжен спиральными лопатками на входном конце трубчатого патрубка для создания закрученного пылегазового потока, патрубок для выхода очищенного газа соединен через электроизолирующее кольцо с экранирующей сеткой, выполненной в виде конуса, связанного с регулятором напряжения, в свою очередь подключенным к тому полюсу источника высокого напряжения, к которому присоединен коронирующий электрод, и предназначенным для подачи на экранирующую сетку напряжения меньшей величины, чем на коронирующий электрод, не вызывающей пробоя на трубчатый патрубок, при этом вершина конуса соединена с коронирующим электродом через изолятор экранирующей сетки. The essence of the invention lies in the fact that the dust separator, comprising a housing in which an inlet pipe, a pipe pipe, a pipe for the outlet of purified gas, a peripheral outlet for separated dust are placed, the pipe pipe is connected to one pole of a high voltage source and to another pole a corona electrode connected axisymmetrically mounted on electrical insulators is equipped with spiral blades at the inlet end of the tubular pipe to create a manual dust and gas flow, the pipe for the outlet of the purified gas is connected through an insulating ring with a shielding grid made in the form of a cone connected to a voltage regulator, which in turn is connected to the pole of the high voltage source to which the corona electrode is connected, and intended for supply to the shielding a voltage grid of a smaller magnitude than to the corona electrode, which does not cause breakdown on the tubular pipe, while the top of the cone is connected to the corona electrode through Yator screen grid.

Кроме этого, один из электрических изоляторов коронирующего электрода может быть снабжен натяжным устройством, выполненным в виде упругого элемента. In addition, one of the electrical insulators of the corona electrode can be equipped with a tension device made in the form of an elastic element.

Вышеуказанный технический результат осуществляется вследствие присоединения к выходному патрубку через электроизолирующее кольцо экранирующей сетки, выполненной в виде конуса, вершина которого соединена с коронирующим электродом через изолятор экранирующей сетки, и подачи на экранирующую сетку напряжения той же полярности, что и на коронирующий электрод, но меньшей величины, не вызывающей пробоя на трубчатый патрубок, что предотвращает унос неуловленных заряженных частиц через экранирующую сетку, заряд которой одинаков с зарядом частиц, и они, отталкиваемые от ее поверхности, продвигаясь вперед, стекают к основанию конуса и затем выводятся в корпус пылеуловителя через выходное периферийное отверстие для отсепарированной пыли. The above technical result is achieved by connecting to the output pipe through an electrically insulating ring a shielding mesh made in the form of a cone, the apex of which is connected to the corona electrode through an insulator of the shielding grid, and applying a voltage of the same polarity to the shielding grid as the corona electrode, but of a smaller value , which does not cause breakdown on the tubular pipe, which prevents the entrainment of uncoupled charged particles through a shielding grid, the charge of which is the same as the charge ticles and they are repelled from the surface, moving forward flow down to the bottom of the cone and then output to the body of the dust collector through the outlet peripheral opening for the separated dust.

Возможность выполнения одного из изоляторов коронирующего электрода с натяжным устройством позволяет ликвидировать смещение коронирующего электрода от оси трубчатого патрубка, что исключает образование неравномерного коронирующего разряда, неравномерной зарядки пылевых частиц и уменьшает вероятность пробоя. The ability to perform one of the insulators of the corona electrode with a tensioning device eliminates the displacement of the corona electrode from the axis of the tubular pipe, which eliminates the formation of an uneven corona discharge, uneven charging of dust particles and reduces the likelihood of breakdown.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен элемент продольного разреза пылеотделителя; на фиг. 2 - элемент продольного разреза пылеотделителя с экранирующей сеткой; на фиг. З - сечение А-А фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б фиг. 1; на фиг. 5 показан продольный разрез пылеотделителя. The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a longitudinal section of a dust separator; in FIG. 2 - element of the longitudinal section of the dust separator with a shielding mesh; in FIG. C is a section AA of FIG. 1; in FIG. 4 is a section BB of FIG. 1; in FIG. 5 shows a longitudinal section through a dust separator.

Пылеотделитель содержит корпус 1, в котором осесимметрично размещены входной патрубок 2, трубчатый патрубок 3, выполняющий функцию осадительного электрода, спиральные лопатки 4 на входном конце трубчатого патрубка 3 для создания закрученного пылегазового потока, патрубок 5 для выхода очищенного газа, выходное периферийное отверстие 6 для отсепарированной пыли, рециркуляционное отверстие 7 во входном конце трубчатого патрубка 3, электроизолирующие вставки 8, 9, установленные на входном и выходном концах трубчатого патрубка 3, коронирующий электрод 10 с коронирующими дисками, осесимметрично установленный на электрических изоляторах 11, 12. Выходное периферийное отверстие 6 и рециркуляционное отверстие 7 могут быть выполнены как кольцевыми, размещенными поперек оси патрубка (фиг. 2), так и прямыми щелевыми, параллельными его оси (фиг. 1). В случае выполнения отверстий щелевыми вывод пыли и ввод в трубчатый патрубок 3, вышедшего с ней газа, осуществляется тангенциально (фиг. 3 и 4). При выполнении рециркуляционного отверстия 7 кольцевым возврат газа осуществляется до спиральных лопаток 4, а при щелевом - после. Патрубок 5 для выхода очищенного газа может быть соединен через электроизолирующее кольцо 13 с экранирующей сеткой 14, выполненной в виде конуса, вершина которого соединена с коронирующим электродом 10 через изолятор 15 сетки 14. На сетку 14 через регулятор напряжения 16 подается напряжение той же полярности, что и на коронирующий электрод 10, но меньшей величины, не вызывающей пробоя на трубчатый патрубок 3. Изолятор 11 коронирующего электрода 10 может иметь натяжное устройство 17 в виде упругого элемента. Коронирующий электрод 10 подключен к полюсу 18 источника высокого напряжения (не показан). Другой полюс 19 источника высокого напряжения подключен к трубчатому патрубку 3. Перегородка 20 способствует осаждению пыли в корпусе 1. К полюсу 18 источника высокого напряжения может быть подключен регулятор напряжения 16. The dust separator comprises a housing 1, in which the inlet pipe 2 is axially symmetrically placed, the tubular pipe 3 serving as a precipitation electrode, spiral blades 4 at the inlet end of the pipe 3 to create a swirling dust and gas stream, a pipe 5 for the outlet of the purified gas, and a peripheral outlet 6 for the separated gas dust, a recirculation hole 7 in the inlet end of the tubular pipe 3, electrical insulating inserts 8, 9 mounted on the inlet and outlet ends of the tubular pipe 3, corona e The electrode 10 with corona disks, axisymmetrically mounted on the electrical insulators 11, 12. The output peripheral hole 6 and the recirculation hole 7 can be made as circular, placed across the axis of the pipe (Fig. 2), and straight slotted, parallel to its axis (Fig. 1). In the case of holes made with slit holes, dust removal and input into the tubular pipe 3, the gas leaving it, is carried out tangentially (Figs. 3 and 4). When performing a recirculation hole 7 annular gas is returned to the spiral blades 4, and when slotted - after. The pipe 5 for the outlet of the purified gas can be connected through an insulating ring 13 with a shielding grid 14 made in the form of a cone, the top of which is connected to the corona electrode 10 through the insulator 15 of the grid 14. A voltage of the same polarity is applied to the grid 14 through the voltage regulator 16 and on the corona electrode 10, but of a smaller size that does not cause breakdown on the tubular pipe 3. The insulator 11 of the corona electrode 10 may have a tension device 17 in the form of an elastic element. The corona electrode 10 is connected to a pole 18 of a high voltage source (not shown). The other pole 19 of the high voltage source is connected to the tubular pipe 3. The baffle 20 facilitates the deposition of dust in the housing 1. A voltage regulator 16 can be connected to the pole 18 of the high voltage source.

Пылеотделитель может состоять из большого количества параллельно включенных элементов 21, объединенных в одном корпусе 1 и имеющих общие подвод 22 и отвод 23 газов, а также сборный бункер 24. Электрические изоляторы 11, 12 закрыты электроизолирующими крышками 25, 26, а коронирующие электроды 10 многоэлементного пылеотделителя электрически объединены и подключены к полюсу 18 источника высокого напряжения. Другой полюс 19 источника высокого напряжения подключен к трубчатым патрубкам 3, выполняющим функцию осадительных электродов, имеющим во входных и в выходных концах электроизолирующие вставки 8, 9. При выполнении пылеотделителя горизонтальным и многоэлементным в корпусе 1 между выходными периферийными отверстиями 6 и рециркуляционными отверстиями 7 установлена общая перегородка 20. The dust separator may consist of a large number of elements connected in parallel 21, combined in one housing 1 and having a common supply 22 and gas outlet 23, as well as a collecting hopper 24. The electrical insulators 11, 12 are closed by insulating covers 25, 26, and the corona electrodes 10 of the multi-element dust separator electrically combined and connected to the pole 18 of the high voltage source. The other pole 19 of the high voltage source is connected to tubular pipes 3, which perform the function of precipitation electrodes, having insulating inserts 8, 9 at the input and output ends. When the dust separator is horizontal and multi-element in the housing 1, a common peripheral hole 6 and recirculation hole 7 are installed partition 20.

Пылеотделитель работает следующим образом. Пылегазовый поток по общему подводу 22 поступает к элементам 21 пылеотделителя. Через входной патрубок 2 элемента пылеотделителя пылегазовый поток поступает через спиральные лопатки 4 на входном конце трубчатого патрубка 3 и закручивается. В закрученном потоке, продвигающемся по трубчатому патрубку 3, под действием центробежных сил твердые частицы отбрасываются к выходному периферийному отверстию 6 для отсепарированной пыли. Очищенный газ выходит из трубчатого патрубка 3 через патрубок 5 в общий отвод 23. Отсепарированная пыль оседает в сборном бункере 24. Вышедшая вместе с отсепарированной пылью, часть газа возвращается в трубчатый патрубок 3 через рециркуляционное отверстие 7 во входном его конце. Попадание отсепарированной пыли из вышерасположенных элементов в рециркуляционные отверстия 7 нижерасположенных элементов и вторичный унос в межэлементном пространстве корпуса 1 предотвращаются общей перегородкой 20. Для увеличения эффективности очистки пылегазового потока от мелкодисперсных частиц через полюсы 18, 19 источника высокого напряжения подается напряжение на коронирующий электрод 10 с коронирующими дисками, расположенный на электрических изоляторах 11, 12 по оси трубчатого патрубка 3 и на трубчатый патрубок 3, выполняющий функцию осадительного электрода, имеющий в начале и в конце электроизолирующие вставки 8, 9. The dust separator operates as follows. The dust and gas stream through a common supply 22 enters the elements 21 of the dust separator. Through the inlet pipe 2 of the dust separator element, the dust and gas stream enters through the spiral blades 4 at the inlet end of the tubular pipe 3 and is twisted. In a swirling flow advancing along the tubular pipe 3, solid particles are thrown to the output peripheral hole 6 for the separated dust under the action of centrifugal forces. The purified gas leaves the tubular pipe 3 through the pipe 5 to a common outlet 23. The separated dust settles in the collecting hopper 24. Part of the gas that has come out with the separated dust is returned to the pipe 3 through the recirculation hole 7 at its inlet end. Separated dust from the upstream elements to the recirculation holes 7 of the downstream elements and secondary entrainment in the interelement space of the housing 1 are prevented by the common partition 20. To increase the efficiency of cleaning the dust and gas stream from fine particles through the poles 18, 19 of the high voltage source, a voltage is applied to the corona electrode 10 with corona disks located on electrical insulators 11, 12 along the axis of the tubular pipe 3 and on the tubular pipe 3, performing fun tion precipitation electrode having a beginning and end electrically insulating insert 8, 9.

При присоединении к патрубку 5 через электроизолирующее кольцо 13 экранирующей сетки 14, выполненной в виде конуса, вершина которого соединена с коронирующим электродом 10 через изолятор 15 и подаче на экранирующую сетку 14 через регулятор напряжения 16 напряжения той же полярности, что и на коронирующий электрод 10, но меньшей величины, не вызывающей пробоя на трубчатый патрубок 3, предотвращается унос неуловленных заряженных частиц пыли через экранирующую сетку 14, заряд которой одинаков с зарядом частиц, и они, отталкиваясь от ее поверхности и продвигаясь вперед, стекают к основанию конуса и затем выводятся в корпус 1 пылеуловителя через периферийное отверстие 6 для отсепарированной пыли. When connected to the pipe 5 through the insulating ring 13 of the shielding grid 14, made in the form of a cone, the top of which is connected to the corona electrode 10 through the insulator 15 and applying voltage to the shielding grid 14 through a voltage regulator 16 of the same polarity as the corona electrode 10, but of a smaller value that does not cause breakdown on the tubular pipe 3, the entrainment of un-caught charged dust particles through the screening grid 14, the charge of which is the same as the charge of the particles, is prevented, and they are repelled from its surface and moving forward, flow down to the base of the cone and then displayed in the housing 1 of the dust collector through the peripheral hole 6 for the separated dust.

Возможность выполнения одного из электрических изоляторов 11 с натяжным устройством 17 позволяет ликвидировать смещение коронирующего электрода 10 от оси трубчатого патрубка 3, выполняющего функцию осадительного электрода, что исключает образование неравномерного коронирующего разряда, неравномерной зарядки пылевых частиц и уменьшает вероятность пробоя. The ability to perform one of the electrical insulators 11 with a tensioning device 17 allows you to eliminate the displacement of the corona electrode 10 from the axis of the tubular pipe 3, which acts as a precipitation electrode, which eliminates the formation of an uneven corona discharge, uneven charging of dust particles and reduces the likelihood of breakdown.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает повышение степени очистки газа от мелкодисперсных твердых частиц. Thus, the present invention provides an increase in the degree of purification of gas from fine particulate matter.

Источники информации:
1. Патент Великобритании N 928386, Кл. 23р, МК В04 С, 1963 г.Sources of information:
1. British patent N 928386, Cl. 23r, MK B04 S, 1963

2. Русанов А. А., Урбах И.И., Анастасиади А.П. Очистка дымовых газов в промышленной энергетике. -М.: Энергия, 1969 г. 2. Rusanov A.A., Urbakh I.I., Anastasiadi A.P. Flue gas cleaning in industrial energy. -M .: Energy, 1969

3. Патент DE 3500373, кл. B 03 C 3/14, 1986 г. 3. Patent DE 3500373, cl. B 03 C 3/14, 1986

Claims

1. A dust separator comprising a housing in which an inlet pipe, a pipe pipe, a pipe for exiting purified gas, a peripheral outlet for separated dust is disposed, the pipe pipe is connected to one pole of a high voltage source, and a corona tube is connected to another pole of a high voltage source an electrode axisymmetrically mounted on electrical insulators, characterized in that it is equipped with spiral blades at the inlet end of the tubular pipe to create a swirling dust gas flow, the pipe for the outlet of the purified gas is connected through an electrically insulating ring with a shielding grid made in the form of a cone connected to a voltage regulator, which in turn is connected to the pole of the high voltage source to which the corona electrode is connected, and intended for supply to the shielding grid voltage of a lower magnitude than to the corona electrode, which does not cause breakdown on the tubular pipe, while the top of the cone is connected to the corona electrode through the shield insulator guide grid.

2. The dust separator according to claim 1, characterized in that one of the electrical insulators of the corona electrode is equipped with a tension device made in the form of an elastic element.