RU2203453C2

RU2203453C2 - Device for discharging stack and/or industrial gases into atmosphere

Info

Publication number: RU2203453C2
Application number: RU2001120311/06A
Authority: RU
Inventors: лов Ю.И. Завь; Ю.И. Завьялов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ПЛАНЕТА-К"
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2003-04-27

Abstract

FIELD: discharging stack and/or industrial gases into atmosphere. SUBSTANCE: device incorporating provision for enhancing draft during emission of stack or industrial gases into atmosphere has air pump whose outlet is connected to bottom part of vertical chimney. its stack mounting at least two ejectors distributed through height; suction inlet of at least one ejector communicates through gas conduit with emitted-gas intake device. EFFECT: reduced amount of pollutants in gas discharged into atmosphere. 6 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для усиления тяги при отводе дымовых или промышленных газов в атмосферу. The invention relates to devices for enhancing traction during the removal of flue or industrial gases into the atmosphere.

Отвод промышленных газов в атмосферу осуществляется чаще всего посредством дымовых труб. Как правило, промышленные газы перед выводом в атмосферу проходят очистку от пыли и содержат загрязняющие атмосферу вещества в виде газов. Часто дымовые и промышленные газы имеют высокую температуру. The removal of industrial gases into the atmosphere is most often carried out through chimneys. As a rule, industrial gases are cleaned from dust before being released into the atmosphere and contain atmospheric pollutants in the form of gases. Often flue and industrial gases have a high temperature.

При выходе в атмосферу вредные вещества в газовом выбросе должны иметь как можно меньшую концентрацию, иначе они при определенных погодных условиях, например при отсутствии ветра, будут плохо рассеиваться в атмосфере. Для того чтобы рассеивание было лучше, дымовые и/или промышленные газы лучше выводить на большую высоту. When entering the atmosphere, harmful substances in the gas emission should have the lowest possible concentration, otherwise they will be poorly dispersed in the atmosphere under certain weather conditions, for example, in the absence of wind. In order to make dispersion better, flue and / or industrial gases are better taken to a greater height.

Традиционно указанная задача решается постройкой высоких дымовых труб, которые выводят промышленные газы на большую высоту. Traditionally, this problem is solved by the construction of high chimneys that bring industrial gases to great heights.

Известны изобретения, в которых решается задача выведения в атмосферу дымовых или промышленных газов с помощью эжекторов. Known inventions in which the problem of removing into the atmosphere of flue or industrial gases using ejectors.

К таким конструкциям, например, относится решение по патенту США 4512264, опубликованное 23 апреля 1985 года, МПК F 23 L 17/16. В этой конструкции горячий воздух подается в ствол трубы, а воздух из окружающей среды - через эжектор. Such designs include, for example, the solution of US Patent 4,512,264, published April 23, 1985, IPC F 23 L 17/16. In this design, hot air is supplied to the pipe barrel, and air from the environment through the ejector.

В техническом решении по патенту США 6000391 от 14 декабря 1999 года, МПК F 23 J 11/00 воздух из окружающей среды подводится в центральный ствол, а отводимый газ - в эжектор. In the technical solution of US Pat. No. 6,000,391 of December 14, 1999, IPC F 23 J 11/00, air from the environment is supplied to the central shaft, and exhaust gas to the ejector.

Известно также решение по патенту РФ 2051316, в котором "Устройство для удаления газа тепловой электростанции", опубликованное 27.12.1995, МПК F 23 L 17/00, дополнительно содержит эжектор, напорный патрубок которого соединен с трубопроводом подачи воздуха, выходной - с вентилируемым зазором дымовой трубы, а всасывающий - с выходным трубопроводом газотурбинной установки, причем последний подключен к газоотводящему каналу, при этом вентилируют зазор между несущей оболочкой и газоотводящим каналом дымовой трубы газом, а в качестве газа используют охлажденные продукты сгорания газотурбинной установки или смесь воздуха с продуктами сгорания газотурбинной установки. В данной конструкции эжектор применяется не для вывода газов в трубе, а для вентиляции зазора между несущей оболочкой и газоотводящим каналом. There is also a solution according to the patent of the Russian Federation 2051316, in which the “Device for removing gas from a thermal power plant”, published on 12/27/1995, IPC F 23 L 17/00, additionally contains an ejector, the discharge pipe of which is connected to the air supply pipe, the outlet with a ventilated gap the chimney, and the suction pipe with the outlet pipe of the gas turbine installation, the latter being connected to the gas outlet duct, while venting the gap between the carrier shell and the gas outlet duct of the chimney gas, and using gas as a gas The combustion products of a gas turbine unit or a mixture of air with the products of combustion of a gas turbine unit. In this design, the ejector is used not for the removal of gases in the pipe, but for ventilation of the gap between the bearing shell and the exhaust channel.

Наиболее близким является решение по патенту РФ 2124163 "Дымовая труба", опубликованное 27.12.1998, МПК F 23 L17/16. Сущностью изобретения является то, что в ствол дымовой трубы введен нагнетательный воздуховод, направленный соплом в сторону выхода дымовых газов, а ствол за соплом может принимать форму конфузора, который может завершаться камерой смешения или диффузором, а также камера смешения может располагаться между конфузором и диффузором. Получаемый технический результат заключается в создании разрежения, достаточного для удаления дымовых газов через дымовые каналы, имеющие большое аэродинамическое сопротивление. The closest is the decision on the patent of the Russian Federation 2124163 "Smoke pipe", published on 12/27/1998, IPC F 23 L17 / 16. The essence of the invention is that a discharge duct is introduced into the chimney barrel, directed by the nozzle towards the outlet of the flue gases, and the barrel behind the nozzle can take the form of a confuser, which can end with a mixing chamber or diffuser, and also a mixing chamber can be located between the confuser and the diffuser. The technical result obtained is to create a vacuum sufficient to remove flue gases through flue channels having high aerodynamic drag.

Рассмотренное решение, как и предыдущие, не позволяет выводить вредные газы из множества точек промышленных помещений с высокой производительностью, достигая значительного снижения концентрации вредных веществ на выходе трубы. The considered solution, like the previous ones, does not allow harmful gases to be removed from many points of industrial premises with high productivity, achieving a significant reduction in the concentration of harmful substances at the pipe outlet.

Техническая задача, которая решается данным изобретением, заключается в создании устройства, позволяющего вывести газы в атмосферу из множества различных точек промышленный помещений и оборудования, без высоких затрат энергии и без влияния промышленных газов на движущиеся части установки, при этом в процессе вывода промышленных и/или дымовых газов достигается пониженная концентрация вредных веществ на выходе в атмосферу. The technical problem that is solved by this invention is to create a device that allows you to remove gases into the atmosphere from many different points of the industrial premises and equipment, without high energy costs and without the influence of industrial gases on the moving parts of the installation, while in the process of removing industrial and / or Flue gases achieve a reduced concentration of harmful substances at the outlet to the atmosphere.

Поставленная задача решается тем, что устройство для отвода дымовых и/или промышленных газов в атмосферу содержит нагнетатель воздуха, выход которого подсоединен к нижней части вертикальной трубы. В стволе трубы установлено по меньшей мере два эжектора, разнесенных по ее высоте, при этом всасывающий вход по меньшей мере одного эжектора через газопроводы сообщен с устройствами забора отводимых газов. The problem is solved in that the device for the removal of flue and / or industrial gases into the atmosphere contains an air blower, the output of which is connected to the bottom of the vertical pipe. At least two ejectors are installed in the pipe trunk, spaced apart along its height, while the suction inlet of at least one ejector is connected via gas pipelines to exhaust gas intake devices.

В качестве нагнетателя воздуха может использоваться какое-либо высоконапорное устройство, например центробежный вентилятор, который гонит холодный, по сравнению с дымовыми или промышленными газами, воздух из окружающей атмосферы в ствол трубы. Этот воздух создает в стволе трубы поток, который увлекает подводимые в всасывающие входы эжекторов газы далее. При этом за эжектором происходит разбавление и перемешивание дымового или промышленного газа холодным воздухом. Особенностью предлагаемого устройства является также то, что в стволе трубы установлено по меньшей мере две ступени эжекции, что позволяет, с одной стороны, забирать загрязненный воздух из разных точек производственного помещения и разных точек, где образуются промышленные или дымовые газы, с другой стороны, несколько ступеней эжекции позволяют лучше перемешивать газы между собой и с холодным воздухом и добиваться снижения концентрации вредных примесей уже в стволе трубы. As a supercharger of air, some high-pressure device can be used, for example, a centrifugal fan, which drives cold, compared to flue or industrial gases, air from the surrounding atmosphere into the pipe trunk. This air creates a stream in the pipe trunk, which carries the gases supplied further into the suction inlets of the ejectors. At the same time, dilution and mixing of flue or industrial gas with cold air occurs behind the ejector. A feature of the proposed device is also that at least two stages of ejection are installed in the pipe trunk, which allows, on the one hand, to take polluted air from different points of the production room and from different points where industrial or flue gases are generated, on the other hand, several ejection stages allow better mixing of gases between themselves and with cold air and achieve a decrease in the concentration of harmful impurities already in the pipe bore.

При этом не все ступени эжекции могут быть подсоединены к устройствам для отвода промышленных и/или дымовых газов. Некоторые всасывающие входы эжекторов могут быть соединены с атмосферой для подсоса атмосферного воздуха и снижения концентрации вредных веществ в газовом потоке ствола трубы, а также для создания ускоряющегося потока. Такая конструкция будет применяться в том случае, если отводить газы необходимо с малого числа точек, но при этом необходимо добиться малой концентрации вредных веществ на выходе трубы в атмосферу. However, not all stages of ejection can be connected to devices for the removal of industrial and / or flue gases. Some suction inlets of the ejectors can be connected to the atmosphere to suck in atmospheric air and reduce the concentration of harmful substances in the gas stream of the pipe barrel, as well as to create an accelerating stream. This design will be used if it is necessary to remove gases from a small number of points, but it is necessary to achieve a low concentration of harmful substances at the outlet of the pipe into the atmosphere.

Установка по меньшей мере двух эжекторов в одном стволе последовательно, друг за другом, не является обычным, известным приемом. Специалистами высказываются мнения, что это невозможно. The installation of at least two ejectors in one barrel in series, one after another, is not a common, well-known technique. Experts say that this is impossible.

Однако установка последовательно даже двух эжекторов дает эффект, который не сводится просто к сумме эффектов от каждого эжектора в отдельности. С помощью газопроводов к разным ступеням эжекции удается очень быстро сменить атмосферу в разных точках одного и того же промышленного помещения, кроме того, подвести к одной трубе горячие дымовые газы и более холодные промышленные газы, например сварочных производств. Сразу за эжекторами эти газы смешиваются с более холодным воздухом и значит охлаждаются, что снижает требования к материалам ствола трубы. Кроме того, последовательные ступени эжектирования последовательно разгоняют высокотурбулизированный поток в стволе трубы, что и приводит к тому, что скорость выхода потока из трубы выше обычной, а значит сам ствол трубы можно делать ниже. При этом производительность такого устройства вывода дымовых и/или промышленных газов может быть достаточно высокой. However, the installation of even two ejectors in series gives an effect that is not simply reduced to the sum of the effects from each ejector separately. With the help of gas pipelines to different stages of ejection, it is possible to very quickly change the atmosphere at different points of the same industrial premises, in addition, to bring hot flue gases and colder industrial gases, for example, welding plants, to one pipe. Immediately after the ejectors, these gases are mixed with colder air and therefore cooled, which reduces the requirements on the pipe bore materials. In addition, successive stages of ejection sequentially accelerate the highly turbulent flow in the pipe trunk, which leads to the fact that the rate of flow exit from the pipe is higher than usual, which means that the pipe barrel itself can be made lower. Moreover, the performance of such a device for the output of flue and / or industrial gases can be quite high.

В частности между всасывающим входом эжектора и газопроводом может быть установлен расширитель. Установка расширителя снижает давление на входе эжектора и способствует улучшению процесса эжектирования. In particular, an expander can be installed between the suction inlet of the ejector and the gas pipe. The installation of the expander reduces the pressure at the inlet of the ejector and helps to improve the ejection process.

Для того чтобы не возникало дополнительного сопротивления подводимым дымовым или промышленным газам, лучше, если всасывающий вход каждого эжектора выполнен по периметру поперечного сечения ствола трубы. Как уже указывалось, всасывающий вход эжектора может быть сообщен с атмосферой. In order to avoid additional resistance to the supplied flue or industrial gases, it is better if the suction inlet of each ejector is made along the perimeter of the cross section of the pipe trunk. As already indicated, the suction inlet of the ejector can be in communication with the atmosphere.

Особенностью предлагаемой конструкции является также то, что в необходимых случаях между всасывающим входом любого эжектора и соответствующим газопроводом может быть установлен пылеуловитель. A feature of the proposed design is also that, if necessary, a dust collector can be installed between the suction inlet of any ejector and the corresponding gas pipeline.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 приведена общая схема устройства; на фиг.2 - вид одного из эжекторов ствола трубы; на фиг.3 - разрез эжектора с расширителем; на фиг.4 -разрез ствола трубы по А-А с фиг.2; на фиг.5 - вариант выполнения устройства с пылеуловителем. In FIG. 1 shows a General diagram of the device; figure 2 is a view of one of the ejectors of the pipe trunk; figure 3 is a section of an ejector with an expander; figure 4 is a sectional view of the barrel along aa from figure 2; figure 5 is an embodiment of a device with a dust collector.

Устройство для отвода дымовых и/или промышленных газов в атмосферу (фиг. 1) содержит нагнетатель 1 воздуха, выход которого подсоединен к нижней части вертикальной трубы 2. В стволе 3 трубы 2 установлены эжекторы 4, разнесенные по высоте. Устройства 8 забора отводимых газов подсоединены к газопроводам 6, которые введены в расширители 7. Внутри расширителей 7 расположены всасывающие входы 5 эжекторов 4. Направление потока формируют конусные направляющие 10. A device for removing flue and / or industrial gases into the atmosphere (Fig. 1) contains an air blower 1, the outlet of which is connected to the lower part of the vertical pipe 2. In the barrel 3 of the pipe 2 there are ejectors 4 spaced apart in height. The device 8 intake gas is connected to the gas pipes 6, which are introduced into the expanders 7. Inside the expanders 7 are suction inlets 5 of the ejectors 4. The direction of flow is formed by conical guides 10.

Нагнетатель 1 может быть выполнен в виде высоконапорного центробежного вентилятора или другого нагнетающего устройства. Supercharger 1 can be made in the form of a high-pressure centrifugal fan or other pumping device.

Всасывающий вход 5 каждого эжектора 4 выполнен по периметру поперечного сечения ствола 3 трубы 2 (фиг.2, фиг.4). The suction inlet 5 of each ejector 4 is made along the perimeter of the cross section of the barrel 3 of the pipe 2 (figure 2, figure 4).

Устройство для отвода дымовых и/или промышленных газов в атмосферу (фиг. 5) может содержать пылеуловитель 9, который установлен между всасывающим входом 5 нижнего эжектора 4 и соответствующим газопроводом 6. В данной конструкции устройства для вывода газов пылеуловитель 9 может быть установлен практически на стволе трубы 2, вокруг нее (как расширитель 7 в конструкции на фиг.1, фиг.4), что снижает габариты всего устройства. A device for removing flue and / or industrial gases into the atmosphere (Fig. 5) may include a dust collector 9, which is installed between the suction inlet 5 of the lower ejector 4 and the corresponding gas pipe 6. In this design of a device for exhausting gases, the dust collector 9 can be installed practically on the barrel pipe 2, around it (as an expander 7 in the design of figure 1, figure 4), which reduces the dimensions of the entire device.

В варианте на фиг.5 верхний эжектор 4 сообщен не с устройством для забора отводимых газов, а с атмосферой и служит для дальнейшего разгона выводимых с помощью нижнего эжектора 4 и очищенных от пыли газов в пылеуловителе 9, а также понижения концентрации выводимых газов в стволе трубы 2 за счет дополнительного притока атмосферного воздуха на второй ступени эжекции. In the embodiment of FIG. 5, the upper ejector 4 is not in communication with the device for withdrawing exhaust gases, but with the atmosphere and serves to further disperse the gases removed by the lower ejector 4 and dust-free in the dust collector 9, as well as to lower the concentration of exhaust gases in the pipe bore 2 due to the additional influx of atmospheric air in the second stage of ejection.

Устройство для отвода дымовых и/или промышленных газов в атмосферу работает следующим образом. A device for removing flue and / or industrial gases into the atmosphere works as follows.

С помощью нагнетателя 1, в данном случае центробежного вентилятора, создается напор воздуха в нижней части ствола 3 трубы 2. Воздух нормальной температуры, который берется, например, из атмосферы, не требует установки особых нагнетателей. Лопатки данного центробежного вентилятора (не показаны) перемещают чистый воздух и значит не будут изнашиваться. Чистый холодный воздух за первым эжектором 4 смешивается с дымовыми или промышленными газами, выводимыми с помощью устройств 8 для забора и газопроводов 6 в расширитель 7. После эжектора 4 диаметр ствола 3 трубы 2 расширяется, поэтому смесь воздуха с отводимым газом разгоняется и напор несколько падает. На второй эжектор 4, расположенный выше по стволу 3 трубы 2, поступает газ с другой точки помещения или с другого промышленного устройства. За вторым эжектором 4 скорость потока еще увеличивается и улучшается перемешивание. На фиг.1 показаны два эжектора 4, но их может быть и больше, в зависимости от того, как быстро необходимо очищать помещения и какой скорости выхода потока из ствола трубы 2 следует достичь. Using a supercharger 1, in this case a centrifugal fan, an air pressure is created in the lower part of the barrel 3 of the pipe 2. Normal temperature air, which is taken, for example, from the atmosphere, does not require the installation of special superchargers. The blades of this centrifugal fan (not shown) move clean air and therefore will not wear out. The clean cold air behind the first ejector 4 is mixed with flue or industrial gases discharged via the intake devices 8 and gas pipes 6 into the expander 7. After the ejector 4, the diameter of the barrel 3 of the pipe 2 expands, so the mixture of air with the exhaust gas accelerates and the pressure drops slightly. The second ejector 4, located above the barrel 3 of the pipe 2, receives gas from another point in the room or from another industrial device. Behind the second ejector 4, the flow rate is still increased and mixing is improved. Figure 1 shows two ejectors 4, but there may be more, depending on how quickly the rooms need to be cleaned and what speed of the flow exit from the pipe 2 should be achieved.

В случае необходимости между эжектором 4 и устройством для забора воздуха 8 может быть установлен пылеуловитель 9 фиг.5). В этом случае отводимый газ сначала очищается пылеуловителем 9. Если эжектор 4 соединен с атмосферой, он также разгоняет поток в стволе 3 трубы 2, но при этом еще резко снижается концентрация загрязнений в отводимых газах и на выходе можно достичь высокой степени разбавления загрязненных газов, не применяя при этом нагнетателей 1 большой мощности, так как с помощью последовательного эжектирования достигается разгон потока. If necessary, between the ejector 4 and the device for air intake 8 can be installed dust collector 9 of Fig.5). In this case, the exhaust gas is first cleaned with a dust collector 9. If the ejector 4 is connected to the atmosphere, it also accelerates the flow in the barrel 3 of the pipe 2, but the concentration of contaminants in the exhaust gases is still sharply reduced, and a high degree of dilution of the polluted gases can be achieved at the outlet, not while applying high-power blowers 1, since with the help of sequential ejection the acceleration of the flow is achieved.

Предлагаемое устройство для отвода дымовых и/или промышленных газов в атмосферу позволяет достичь высокой производительности при выводе газов, понизить концентрацию вредных веществ уже в стволе трубы и снизить материалоемкость конструкции. При этом при невысоких трубах достигается высокая скорость потока на выходе трубы, что позволяет выводить уже разбавленный промышленный или дымовой газ на большую высоту. The proposed device for the removal of flue and / or industrial gases into the atmosphere allows to achieve high performance in the exhaust gas, to reduce the concentration of harmful substances already in the pipe trunk and to reduce the material consumption of the structure. At the same time, with low pipes, a high flow rate at the pipe outlet is achieved, which allows you to bring already diluted industrial or flue gas to a high height.

Claims

1. A device for removing flue and / or industrial gases into the atmosphere, characterized in that it contains an air blower, the outlet of which is connected to the bottom of the vertical pipe, in the trunk of which at least two ejectors are installed, spaced apart along its height, while the suction inlet at least one ejector is connected through a gas pipeline to a device for taking off exhaust gases.

2. The device according to claim 1, characterized in that the supercharger is made in the form of a high-pressure centrifugal fan.

3. The device according to claim 1, characterized in that an expander is installed between the suction inlet of the ejector and the gas pipeline.

4. The device according to claim 1, characterized in that the suction inlet of each ejector is made around the perimeter of the cross section of the pipe trunk.

5. The device according to claim 1, characterized in that the suction inlet of the ejector is in communication with the atmosphere.

6. The device according to claim 1, characterized in that a dust collector is installed between the suction inlet of at least one ejector and the corresponding gas pipe.