RU2240869C1

RU2240869C1 - Filter-cyclone

Info

Publication number: RU2240869C1
Application number: RU2003131032/15A
Authority: RU
Inventors: Н.В. Мензелинцева (RU); Н.В. Мензелинцева; В.Ф. Желтобрюхов (RU); В.Ф. Желтобрюхов; Е.С. Круподерова (RU); Е.С. Круподерова; В.А. Артамонов (RU); В.А. Артамонов; Н.Ю. Карапузова (RU); Н.Ю. Карапузова; О.В. Богдалова (RU); О.В. Богдалова
Priority date: 2003-10-21
Filing date: 2003-10-21
Publication date: 2004-11-27

Abstract

FIELD: purification of air of industrial enterprises from dust.

SUBSTANCE: the invention is dealt with devices for purification of air of industrial enterprises from dust, in particular, with the dust catchers using granular filtering material. A two-stage filter-cyclone includes a cyclone, a filter with granular filtering material, a dust-withdrawal device and branch-pipes to feed a dusty air and to withdraw a purified air. The cyclone is made of a direct-flow type with a tangential feeder and a spinner. At that the ratio of the diameter of a purified gas withdrawal branch-pipe to the diameter of the inlet branch-pipe makes (1.2-1.4); and the ratio of the height of the flue duct of the cyclone to the height of the cylindrical part of the cyclone makes (0.7-0.9). The technical problem of the invention is to increase efficiency of the device operation at purification of the air-and-gas mixtures containing solid particles at the expense of a drop of the hydraulic resistance of the dust-air-gas mixture in the cyclone and to reduce time for formation of a granular layer in the filter at the initial stage of filtration.

EFFECT: the invention ensures an increase of the containing solid particles air-and-gas mixture purification efficiency, reduction of hydraulic resistance to the mixture in the cyclone and of time for formation of the filter initial layer.

3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для очистки воздуха промышленных предприятий от пыли, в частности к пылеуловителям с зернистым фильтрующим материалом.The present invention relates to a device for purifying industrial air from dust, in particular to dust collectors with granular filter material.

Наиболее близким к заявляемому объекту по наибольшему количеству существенных признаков и достигаемому техническому результату известен фильтр-циклон двухступенчатый, включающий циклон, фильтр, содержащий зернистый фильтрующий материал, пылевыгрузочное устройство, патрубки подвода запыленного и отвода очищенного воздуха [Патент России №2177820, Фильтр-циклон].The closest to the claimed object according to the greatest number of essential features and the technical result achieved, a two-stage filter cyclone is known, including a cyclone, a filter containing granular filter material, a dust unloading device, dusty supply and purified air exhaust pipes [Russian Patent No. 2177820, Filter cyclone] .

Недостатками устройства являются высокое гидравлическое сопротивление газовоздушной смеси в циклоне, повышенный износ при работе с абразивными пылями, что приводит к быстрому износу циклонной части и снижению срока службы, а также вторичный унос уловленной циклоном пыли в фильтр, что снижает эффективность улавливания частиц в циклоне и увеличивает время формирования зернистого слоя фильтрующей части на начальном этапе его формирования.The disadvantages of the device are the high hydraulic resistance of the gas-air mixture in the cyclone, increased wear when working with abrasive dust, which leads to quick wear of the cyclone part and reduced service life, as well as secondary entrainment of dust trapped by the cyclone in the filter, which reduces the efficiency of particle capture in the cyclone and increases the time of formation of the granular layer of the filtering part at the initial stage of its formation.

Техническая задача предлагаемого изобретения - повышение эффективности и энергоемкости работы устройства при очистке газовоздушных смесей, содержащих твердые частицы, за счет снижения гидравлического сопротивления пылегазовоздушнои смеси в циклоне и уменьшение времени на формирование зернистого слоя в фильтре в начальном этапе фильтрации.The technical task of the invention is to increase the efficiency and energy consumption of the device when cleaning gas-air mixtures containing solid particles by reducing the hydraulic resistance of the dust-gas mixture in the cyclone and reducing the time for the formation of a granular layer in the filter at the initial stage of filtration.

Решение технической задачи заключается в том, что в фильтре-циклоне двухступенчатом, включающем циклон, фильтр, содержащий зернистый фильтрующий материал, пылевыгрузочное устройство и патрубки подвода запыленного и отвода очищенного воздуха, согласно изобретению циклон выполнен прямоточного типа с тангенциальной подводкой и раскручивателем, при этом соотношение диаметра патрубка отвода очищенного газа к диаметру входного патрубка составляет (1,2-1,4); а соотношение высоты газохода циклона к высоте цилиндрической части циклона составляет (0,7-0,9).The solution to the technical problem lies in the fact that in a two-stage cyclone filter, including a cyclone, a filter containing granular filter material, a dust unloading device and nozzles for supplying dusty and exhausted purified air, according to the invention, the cyclone is made of a direct-flow type with tangential inlet and spinner, while the ratio the diameter of the outlet pipe of the purified gas to the diameter of the inlet pipe is (1.2-1.4); and the ratio of the height of the cyclone duct to the height of the cylindrical part of the cyclone is (0.7-0.9).

Применение прямоточного циклона позволяет снизить гидравлическое сопротивление газовоздушной смеси из-за отсутствия потерь давления на закручивание потока воздуха и потерь кинетической энергии при вращательном движении воздуха в нисходящем и восходящем потоках, а также и энергоемкость, ликвидировать унос уловленной пыли с восходящим потоком, а следовательно, увеличить эффективность улавливания в циклоне и сократить время на засыпку фильтра зернистым слоем перед началом фильтрации, что является техническим эффектом заявляемого изобретения.The use of direct-flow cyclone allows to reduce the hydraulic resistance of the gas-air mixture due to the absence of pressure losses on swirling the air flow and losses of kinetic energy during the rotational movement of air in the downward and upward flows, as well as energy consumption, to eliminate the entrainment of captured dust with the upward flow, and therefore increase the efficiency of capture in the cyclone and reduce the time it takes to fill the filter with a granular layer before filtering, which is the technical effect of the claimed grip.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами:The invention is illustrated graphic materials:

- на фиг.1 схематично изображен общий вид устройства,- figure 1 schematically shows a General view of the device,

- на фиг.2 схематично изображена конструкция прямоточного циклона;- figure 2 schematically shows the design of a once-through cyclone;

- на фиг.3 схематично изображена конструкция фильтра.- figure 3 schematically shows the design of the filter.

Предлагаемое устройство состоит из прямоточного циклона 1, фильтра 2 и пылевыгрузочного устройства 3, установленных друг над другом соосно по вертикали и смонтированных неподвижно с патрубками подвода 4 запыленного и отвода 5 очищенного воздуха.The proposed device consists of a once-through cyclone 1, filter 2 and dust discharge device 3, mounted one above the other coaxially vertically and mounted motionlessly with nozzles for supplying 4 dusty and exhaust 5 for purified air.

Циклон 1 выполнен в прямоточном исполнении, снабжен тангенциальным патрубком ввода 4 запыленного воздуха, вставкой 6 и раскручивателем 7, газоход 8 циклона соединен с газоходом 9 фильтра 2 переходной втулкой 10. Фильтр состоит из вертикального цилиндрического корпуса 11, снабженного патрубком отвода 5 очищенного воздуха. Внутри корпуса фильтра с зазором 12 установлен фильтрующий элемент 13, выполненный в виде двух коаксиально расположенных жалюзийных решеток 14 и 15, внутри которых размещен фильтрующий зернистый материал 16. Жалюзи жалюзийной решетки выполнены в виде примыкающих к ее внутренним стенкам пластин 17 и направлены в сторону пылевыгрузочного устройства 3 под углом естественного откоса. При этом пылевыгрузочное устройство 3 выполнено в виде конуса 18, снабжено весовым дозатором 19 и установлено под фильтром 2.The cyclone 1 is made in a straight-through version, equipped with a tangential branch pipe for entering 4 dusty air, an insert 6 and a straightener 7, the gas duct 8 of the cyclone is connected to the gas duct 9 of the filter 2 with an adapter sleeve 10. The filter consists of a vertical cylindrical body 11 equipped with a branch pipe for exhausting 5 purified air. Inside the filter housing with a gap 12, a filter element 13 is installed, made in the form of two coaxially located louvre grills 14 and 15, inside of which filter granular material 16 is placed. The louvres of the louvre grill are made in the form of plates 17 adjacent to its inner walls and are directed towards the dust discharge device 3 at an angle of repose. When this dust discharge device 3 is made in the form of a cone 18, is equipped with a weighing batcher 19 and is installed under the filter 2.

Процесс очистки воздуха от пыли осуществляется ступенчато. Запыленный поток воздуха подается в прямоточный циклон 1, где происходит I ступень очистки, через входной 4 тангенциальный патрубок, благодаря чему газ приобретает вращательное движение вокруг вставки 6. Выделяющиеся крупные и средние фракции пыли оседают между коаксиально расположенными жалюзийными решетками 14 и 15 фильтра 2 и, накапливаясь, образуют зернистый фильтрующий слой 16 с размером частиц от 100 до 25 мкм, обуславливающих высокую насыпную плотность за счет увеличения объема пор и пустот между частицами пыли. Очищенный газ проходит раскручиватель 7 и по газоходу 8 поступает в фильтр 2. При этом циклон прямоточного типа исключает вторичный унос пыли с газовоздушной смесью по газоходу в фильтр, тем самым уменьшая время на формирование зернистого фильтрующего слоя.The process of cleaning air from dust is carried out stepwise. The dusty air stream is supplied to the direct-flow cyclone 1, where the first stage of purification takes place, through the inlet 4 tangential nozzle, due to which the gas acquires a rotational movement around the insert 6. The emitted large and medium dust fractions settle between the coaxially located louvres 14 and 15 of the filter 2 and, accumulating, form a granular filter layer 16 with a particle size of from 100 to 25 μm, causing a high bulk density due to an increase in pore volume and voids between dust particles. The cleaned gas passes the spinner 7 and enters the filter 2 through the gas duct 8. In this case, a direct-flow cyclone eliminates the secondary entrainment of dust with the gas-air mixture through the gas duct into the filter, thereby reducing the time required to form a granular filter layer.

II ступень очистки воздуха осуществляется в фильтре 2. Поток с тонкодисперсными фракциями пыли проходит из газохода 9 через зернистый фильтрующий слой 16, при этом очищенный воздух проходит через отверстия в наружной жалюзийной решетке 14, скапливается в зазоре 12 и затем отводится через патрубок 5, а фильтрующий зернистый материал с уловленной тонкодисперсной пылью под действием сил гравитации опускается вниз и скапливается в конусе 18 пылевыгрузочного устройства 3, откуда удаляется по мере необходимости при срабатывании весового дозатора 19, то есть путем постоянной подачи свежей зернистой загрузки - пыли, уловленной циклоном, осуществляется саморегенерация фильтрующего зернистого материала.The second stage of air purification is carried out in the filter 2. A stream with fine dust fractions passes from the gas duct 9 through a granular filter layer 16, while the cleaned air passes through openings in the external louvre grille 14, accumulates in the gap 12 and then is discharged through the nozzle 5, and the filter granular material with fine dust trapped under the influence of gravity falls down and accumulates in the cone 18 of the dust discharge device 3, from where it is removed when necessary when the weighing batcher 19 that is, by constantly supplying a fresh granular charge - dust trapped by the cyclone, self-regeneration of the filtering granular material is carried out.

Использование прямоточного циклона позволяет ускорить формирование фильтрующего зернистого слоя на I ступени очистки и таким образом повысить эффективность работы заявляемого устройства.Using ramjet cyclone allows you to accelerate the formation of a filtering granular layer at the first stage of cleaning and thus increase the efficiency of the inventive device.

При оптимальных геометрических размерах: соотношение диаметра патрубка отвода очищенного воздуха к диаметру входного патрубка составляет (1,2-1,4), а соотношение высоты газохода циклона к высоте цилиндрической части циклона составляет (0,7-0,9), предлагаемое устройство обеспечивает высокую эффективность улавливания твердых частиц крупной и мелкой фракций (эффективность составляет 97-99%).With optimal geometric dimensions: the ratio of the diameter of the outlet pipe of the cleaned air to the diameter of the inlet pipe is (1.2-1.4), and the ratio of the height of the cyclone duct to the height of the cylindrical part of the cyclone is (0.7-0.9), the proposed device provides high efficiency of capture of solid particles of coarse and fine fractions (efficiency is 97-99%).

Отработавший зернистый материал имеет вторичное использование при производстве строительных материалов.Spent granular material is recycled in the production of building materials.

Claims

A two-stage filter cyclone, including a cyclone, a filter containing granular filter material, a dust unloading device, dusty and cleaned air inlet pipes, characterized in that the cyclone is made of a straight-through type with a tangential inlet and a straightener, while the ratio of the diameter of the cleaned gas outlet pipe to the diameter the inlet pipe is 1.2-1.4, and the ratio of the height of the cyclone duct to the height of the cylindrical part of the cyclone is 0.7-0.9.