RU2221649C1

RU2221649C1 - Method of cleaning gases from dust

Info

Publication number: RU2221649C1
Application number: RU2002135578/15A
Authority: RU
Inventors: В.М. Павловец
Original assignee: Сибирский государственный индустриальный университет
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-01-20

Abstract

FIELD: cleaning gases from dust; heat-power engineering; ferrous and non-ferrous metallurgy. SUBSTANCE: proposed method includes introduction of gas to be cleaned into cyclone provided with upper axial exhaust branch pipe, cleaning of gas from duct under action of centrifugal forces at translational downward motion of revolving flow followed by turning of cleaned flow upward, delivery of flow of auxiliary humidified compressed gas into cyclone; solid coagulant is added to flow of compressed gas; loose chip-type wastes of wood-working process are used as solid coagulant at flow rate of compressed gas of 0.2-0.4 kg/qu m; size of particles of wastes ranges from 2 to 50 mm; compressed air is fed tangentially to upper part of cyclone in way of flow of gas to be cleaned. EFFECT: enhanced efficiency of cleaning gases from dust. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технологии очистки газов от пыли в теплоэнергетике, черной и цветной металлургии. The invention relates to a technology for cleaning gases from dust in the power system, ferrous and non-ferrous metallurgy.

Известен способ очистки газов от пыли, заключающийся в тангенциальном подводе запыленного газа, очистке газа от пыли за счет действия центробежных сил, отделения пыли от газа в зоне поворота очищенного газа (В.М. Алешина, А. Ю. Вальдберг, Г.М. Гордон и др., Пылеулавливание в металлургии. Справочник. - М.: Металлургия, 1984, с. 48-52). A known method of cleaning gases from dust, which consists in the tangential supply of dusty gas, cleaning gas from dust due to the action of centrifugal forces, separating dust from gas in the turning zone of the purified gas (V.M. Aleshina, A. Yu. Valdberg, G.M. Gordon et al., Dust collection in metallurgy. Reference book. - Moscow: Metallurgy, 1984, p. 48-52).

Недостатком известного способа является невысокая эффективность пылеулавливания. The disadvantage of this method is the low efficiency of dust collection.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки газов от пыли, включающий ввод в циклон с верхним осевым выхлопным патрубком очищаемого газа, очистку газа от пыли за счет действия центробежных сил при поступательном движении вращающегося потока сверху вниз с разворотом очищенного потока вверх, подачу в зону разворота потока вспомогательного увлажненного сжатого газа, при этом в поток сжатого газа вводят твердый коагулянт (патент 2091175, МПК 6 В 04 С 5/18, 1997 г.). The closest in technical essence and the achieved result is a method of cleaning gases from dust, including introducing a gas to be cleaned into a cyclone with an upper axial exhaust pipe, cleaning gas from dust due to the action of centrifugal forces during the translational movement of a rotating stream from top to bottom with a turn of the cleaned stream up, supply a solid coagulant is introduced into the reversal zone of the auxiliary humidified compressed gas stream, while a solid coagulant is introduced into the compressed gas stream (patent 2091175, IPC 6 V 04 C 5/18, 1997).

Недостатком данного способа очистки газов являются невысокая степень очистки газов от пыли. Это обусловлено тем, что поверхность твердых минеральных частиц имеет малую удельную поверхность, отсутствуют поры, выступы, зацепы, что снижает коагулирующую способность твердых частиц. При этом затруднена утилизация образующихся шламов. The disadvantage of this method of gas purification is the low degree of gas purification from dust. This is due to the fact that the surface of solid mineral particles has a small specific surface, there are no pores, protrusions, hooks, which reduces the coagulating ability of solid particles. Moreover, it is difficult to utilize the resulting sludge.

Задача изобретения - повышение степени очистки газов от пыли. The objective of the invention is to increase the degree of purification of gases from dust.

Поставленная задача достигается в способе очистки газов от пыли, включающем ввод в циклон с верхним осевым выхлопным патрубком очищаемого газа, очистку газа от пыли за счет действия центробежных сил при поступательном движении вращающегося потока сверху вниз с разворотом очищенного потока вверх, подачу в циклон потока вспомогательного увлажненного сжатого газа, при этом в поток сжатого газа вводят твердый коагулянт, в качестве которого используют сыпучие стружчатые отходы деревообрабатывающего производства расходом 0,2-4,0 кг/м³ сжатого газа, размер частиц которых составляет 2-50 мм, а сжатый газ подают тангенциально в верхнюю часть циклона спутно очищаемому газу.The problem is achieved in a method for cleaning gases from dust, including introducing a gas to be cleaned into a cyclone with an upper axial exhaust pipe, cleaning gas from dust due to the action of centrifugal forces during translational movement of a rotating stream from top to bottom with a turn of the purified stream up, and supplying an auxiliary humidified stream to the cyclone compressed gas, thus in the compressed gas stream is introduced into a solid coagulant, which is used as bulk struzhchatye waste wood production rate of 0.2-4.0 kg / m ³ szhatog gas, particle size 2-50 mm, and the compressed gas is fed tangentially into the upper part of the cyclone satellite purified gas.

Сущность изобретения заключается в использовании в качестве коагулянта стружчатых отходов деревообрабатывающего производства. Стружки, образующиеся при обработке древесины, составляют до 20% от массы исходного материала. Утилизация этих отходов осуществляется нерационально и преимущественно путем сжигания. Однако для технологии пылеулавливания стружки представляют определенную ценность, т.к. они являются эффективным коагулянтом. Стружки обладают очень развитой и высокой удельной поверхностью. Форма стружек очень разнообразна: винтовая, спиральная, скрученная, лопастная, листовая и т.д. Поверхность стружек изобилует неровностями, шероховатостями, выступами, порами, нитевидными включениями и т.д., которые представляют собой своеобразную сетку (фильтр) или ловушку для улавливаемой пыли. Неровностями поверхности пыль цепляется за дефекты макроструктуры стружек и коагулируется в крупные агломераты на поверхности стружек. Они увеличивают массу сгустков (коагулянтов) частиц, облегчается их выпадение из запыленного потока, что повышает эффективность пылеулавливания. Предлагаемый способ особенно эффективен для горючих пылей (сажи, угля), которые легко утилизировать путем последующего сжигания, например, в котлах парогенераторов. Для негорючих пылей добавка стружчатых древесных отходов повышает их сыпучесть и последующую транспортировку на утилизацию. The essence of the invention is to use as a coagulant chip waste wood processing. Wood shavings form up to 20% of the weight of the starting material. Disposal of these wastes is carried out irrationally and mainly by incineration. However, for the dust collection technology, the chips are of some value, because they are an effective coagulant. Chips have a very developed and high specific surface. The shape of the chips is very diverse: screw, spiral, twisted, lobed, sheet, etc. The surface of the chips is replete with irregularities, roughnesses, protrusions, pores, filamentary inclusions, etc., which are a kind of mesh (filter) or trap for trapped dust. By surface irregularities, dust clings to defects in the macrostructure of the chips and coagulates into large agglomerates on the surface of the chips. They increase the mass of clumps (coagulants) of particles, facilitating their loss from a dusty stream, which increases the efficiency of dust collection. The proposed method is especially effective for combustible dusts (soot, coal), which are easily disposed of by subsequent combustion, for example, in boilers of steam generators. For non-combustible dusts, the addition of chip wood waste increases their flowability and subsequent transportation for disposal.

Способ очистки газов эффективно осуществляется, если размер стружек составляет 2-50 мм. Повышение степени очистки газов происходит на 19% (отн.). Если размер частиц коагулянта будет менее 2 мм, то в этом случае формируется вторичный пылеунос, представленный пылью и стружками, что противоречит задаче изобретения. Если размер частиц коагулянта будет более 50 мм, то в этом случае массивные стружки трудно разогнать до высокой скорости; при скорости менее 0,5 м/с они не участвуют в коагуляции пыли. Задача изобретения не будет решена. Кроме этого, затрудняется пневмотранспорт стружек и их распыление в корпусе циклона. The gas purification method is effectively carried out if the size of the chips is 2-50 mm An increase in the degree of gas purification occurs by 19% (rel.). If the particle size of the coagulant is less than 2 mm, then in this case a secondary dust collector is formed, represented by dust and chips, which contradicts the objective of the invention. If the particle size of the coagulant is more than 50 mm, then in this case, massive chips are difficult to disperse to high speed; at a speed of less than 0.5 m / s, they do not participate in dust coagulation. The objective of the invention will not be solved. In addition, the pneumatic conveying of the chips and their atomization in the cyclone body is difficult.

Оптимальным количеством стружек в потоке сжатого газа является интервал 0,2-4,0 кг/м³ сжатого газа. Если расход стружек будет менее 0,2 кг/м³ сжатого газа, то концентрация коагулянта в рабочем пространстве циклона будет незначительной и пылеулавливание будет близко к уровню прототипа. Если расход коагулянта будет более 4,0 кг/м³ сжатого газа, то в этом случае энергии сжатого газа будет недостаточно для эффективного распыления стружек и формирования оптимальной скорости движения частиц в рабочем пространстве циклона. Повышения эффективности пылеулавливания не происходит, что противоречит задаче изобретения.The optimal number of chips in the stream of compressed gas is an interval of 0.2-4.0 kg / m ^{3 of} compressed gas. If the flow rate of the chips is less than 0.2 kg / m ^{3 of} compressed gas, the concentration of coagulant in the working space of the cyclone will be insignificant and dust collection will be close to the level of the prototype. If the flow rate of the coagulant is more than 4.0 kg / m ^{3 of} compressed gas, then in this case the energy of the compressed gas will be insufficient for efficient atomization of the chips and the formation of the optimal particle velocity in the working space of the cyclone. Improving the efficiency of dust collection does not occur, which contradicts the objective of the invention.

Таким образом, за счет отличительных от прототипа признаков заявленный способ приобретает новые свойства: высокая коагулирующая способность стружчатых отходов производства за счет механического захвата пыли, за счет усиления капиллярного взаимодействия частиц пыли и влаги на поверхности стружек и за счет частичной фильтрации запыленного газа через поры и криволинейные каналы стружчатого коагулянта; повышение эффективности пылеулавливания; возможность рациональной утилизации уловленной пыли и отработанного коагулянта. Thus, due to the distinctive features of the prototype, the claimed method acquires new properties: high coagulating ability of chip production waste due to mechanical capture of dust, due to increased capillary interaction of dust particles and moisture on the surface of the chips and due to partial filtering of dusty gas through pores and curvilinear chip coagulant channels; increasing the efficiency of dust collection; the possibility of rational disposal of trapped dust and spent coagulant.

Предлагаемый способ очистки газов от пыли реализуется с помощью устройства, изображенного на чертеже. Оно содержит входной патрубок 1, цилиндрический корпус 2, в нижней части которого расположен конический пылесборник 3 с системой пневмотранспорта 4. По оси корпуса установлена осевая выхлопная труба 5. Для повышения эффективности работы в верхней части корпуса тангенциально установлен патрубок 6 для подачи увлажненного сжатого газа. С помощью бункера 7 в поток сжатого газа подаются сыпучие стружчатые отходы деревообрабатывающего производства. Работа устройства характеризуется потоками пыли 8 и коагулянта 9. Устройство, с помощью которого реализуется предлагаемый способ очистки газов, технологически скомбинировано с котлоагрегатом 10. The proposed method of cleaning gases from dust is implemented using the device shown in the drawing. It contains an inlet pipe 1, a cylindrical body 2, in the lower part of which there is a conical dust collector 3 with a pneumatic conveying system 4. An axial exhaust pipe 5 is installed along the body axis. To increase the work efficiency, a pipe 6 is tangentially installed in the upper part of the body for supplying humidified compressed gas. Using the hopper 7 in the stream of compressed gas is fed bulk chip waste woodworking production. The operation of the device is characterized by dust flows 8 and coagulant 9. The device with which the proposed method of gas purification is implemented is technologically combined with the boiler unit 10.

Способ очистки газов от пыли реализуется следующим образом. Запыленный газовый поток из котла 10 поступает через патрубок 1 в корпус 2 циклона, в котором происходит отделение пыли от газа за счет действия центробежных сил. Стружчатые отходы деревообрабатывающего производства, используемые в качестве коагулянта, повышающего эффективность пылеулавливания, из бункера 7 подаются в верхнюю часть корпуса 2 тангенциально и спутно запыленному газовому потоку. Сжатый газ, поступающий из патрубка 6, придает стружкам необходимую скорость и заданную траекторию движения. Потоки пыли 8 интенсивно коагулируют на поверхности стружек 9, их масса увеличивается и они поступают в пылесборник 3. Из пылесборника смесь пыли и коагулянта направляется в систему пневмотранспорта 4 для последующей утилизации (сжигания) в котлоагрегате 10. Очищенный поток газа удаляется в атмосферу через выхлопную трубу 5. The method of cleaning gases from dust is implemented as follows. The dusty gas stream from the boiler 10 enters through the pipe 1 into the cyclone body 2, in which dust is separated from the gas due to the action of centrifugal forces. Chip wastes from the woodworking industry, used as a coagulant that increases the efficiency of dust collection, from the hopper 7 are fed into the upper part of the housing 2 tangentially and tangentially dusty gas stream. Compressed gas coming from the nozzle 6, gives the chips the necessary speed and a given trajectory. Dust flows 8 intensively coagulate on the surface of the chips 9, their mass increases and they enter the dust collector 3. From the dust collector, the mixture of dust and coagulant is sent to the pneumatic conveying system 4 for subsequent disposal (burning) in the boiler unit 10. The cleaned gas stream is removed to the atmosphere through the exhaust pipe 5.

Экспериментальную отработку способа очистки газов осуществляли на огневом лабораторном котлоагрегате, на дымовом тракте которого установлен центробежный пылеуловитель диаметром 0,20 м. В верхней части корпуса тангенциально и спутно запыленному потоку газа установлен пневматический распылитель стружчатых отходов деревообрабатывающего производства. Стружки подавали через бункер-питатель и транспортировали с помощью сжатого воздуха давлением 0,2 МПа и расходом 0,6 м³/мин. Коагулянт в процессе распыления приобретал скорость более 2 м/с и двигался спутно очищаемому потоку запыленного газа по спиралеобразной траектории к пылесборнику. В качестве топлива в котлоагрегате использовали каменный уголь ш. Абашевской с расходом до 20 кг/ч. Образующиеся продукты горения насыщались пылевидными вредностями (зола, сажа, несгоревший уголь). Их концентрация (запыленность газов) достигала на выходе из топки котла 1,1-1,4 г/м³. Запыленные продукты горения по дымоходу направляли в центробежный пылеуловитель, где происходила очистка газов от пыли по предлагаемому техническому решению. Замеры запыленности газов на дымовом тракте осуществляли с помощью метода внешней фильтрации. Эффективность пылеулавливания определяли по известной методике. В экспериментах отрабатывали оптимальное количество стружчатых отходов, подаваемых в рабочее пространство циклона для коагуляции пыли, а также оптимальный размер стружек.The experimental refinement of the gas purification method was carried out on a firing laboratory boiler, in the smokestack of which a centrifugal dust collector with a diameter of 0.20 m was installed. In the upper part of the housing, a pneumatic atomized chip waste from a woodworking industry was installed in a tangentially and tangentially dusty gas stream. Chips were fed through a hopper-feeder and transported using compressed air with a pressure of 0.2 MPa and a flow rate of 0.6 m ³ / min. In the process of spraying, the coagulant acquired a velocity of more than 2 m / s and moved in a satellite-cleaned stream of dusty gas along a spiral-shaped path to the dust collector. Coal sh. Was used as fuel in the boiler unit. Abashevskaya with a flow rate of up to 20 kg / h. The resulting combustion products were saturated with dusty hazards (ash, soot, unburned coal). Their concentration (dustiness of gases) reached 1.1-1.4 g / m ³ at the exit from the boiler furnace. Dusty combustion products were sent through a chimney to a centrifugal dust collector, where gases were cleaned from dust according to the proposed technical solution. Measurement of dustiness of gases in the smoke path was carried out using the method of external filtration. The dust collection efficiency was determined by a known method. The experiments worked out the optimal amount of chip waste fed into the working space of the cyclone for dust coagulation, as well as the optimal chip size.

Установили, что задача изобретения достигается при расходе стружчатых отходов деревообрабатывающего производства в пределах 0,2-4,0 кг/м³ сжатого газа и при размере стружек в пределах 2-50 мм. Эти параметры позволяют повысить степень очистки газов до 19% (отн.). При работе способа на параметрах, отличных от заявляемых, задача изобретения не достигается и близка эффективности прототипа.It was found that the objective of the invention is achieved with the consumption of chip waste wood processing in the range of 0.2-4.0 kg / m ^{3 of} compressed gas and with the size of the chips in the range of 2-50 mm These parameters make it possible to increase the degree of gas purification up to 19% (rel.). When the method works on parameters different from the claimed, the objective of the invention is not achieved and is close to the effectiveness of the prototype.

Claims

A method of cleaning gases from dust, including introducing a gas to be cleaned into a cyclone with an upper axial exhaust pipe, purifying gas from dust due to the action of centrifugal forces during the forward movement of a rotating stream from top to bottom with a turn of the purified stream upward, supplying an auxiliary humidified compressed gas to the cyclone, in this compressed gas stream is introduced into a solid coagulant, wherein the coagulant is used as the particulate waste wood struzhchatye production rate of 0.2-4.0 kg / m ³ of compressed gas, again er particles are 2-50 mm, and the compressed gas is fed tangentially into the upper part of the cyclone satellite purified gas.