RU2333784C1

RU2333784C1 - Multisectional dust collector

Info

Publication number: RU2333784C1
Application number: RU2007124794/15A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мари Владимировна Голубева (RU); Мария Владимировна Голубева; Лиди Владимировна Колаева (RU); Лидия Владимировна Колаева; Екатерина Олеговна Боброва (RU); Екатерина Олеговна Боброва; Елена Владимировна Духанина (RU); Елена Владимировна Духанина; Надежда Игоревна Горнушкина (RU); Надежда Игоревна Горнушкина; Дарь Олеговна Павлова (RU); Дарья Олеговна Павлова; Ольга Юрьевна Дорушенкова (RU); Ольга Юрьевна Дорушенкова; Анастаси Витальевна Костылева (RU); Анастасия Витальевна Костылева; Ирина Юрьевна Зубова (RU); Ирина Юрьевна Зубова
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Владимировна Голубева
Priority date: 2007-07-03
Filing date: 2007-07-03
Publication date: 2008-09-20

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention is related to dust collecting method and may be used in chemical, textile, food, light and other industries for treatment of dusted gases. Dust collector contains casing, filtering section with sleeve filtering elements, shaking mechanism with frame for sleeves suspension, gas line with header for dusted gases supply, outlet header of purified gases, system of regeneration with reverse blowing. Temperature sensor is installed in the casing of filtering section, in bunker for dust collection there is emergency sensor of dust level installed, in outlet box of filtering section thermal automatic sensor-annunciator is installed, the outputs of which are connected to the common microprocessor, and in outlet box of filtering section of dust collector header with nozzles is installed for connection to fire extinguishing system, control unit of which is connected with common microprocessor. Regeneration system is equipped with control unit that is electronically connected with common microprocessor.

EFFECT: increase of efficiency and reliability of dust collecting process.

4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов и предназначено для центральных систем аспирации.The invention relates to techniques for dust collection and can be used in chemical, textile, food, light and other industries for cleaning dusty gases and is intended for central aspiration systems.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является способ пылеулавливания и аппарат по патенту РФ №2256510, кл. В04С 9/00 от 15.06.2004 г., заключающийся в том, что очистку запыленного газового потока осуществляют посредством его подачи во входной короб фильтровальной секции пылеуловителя, содержащего корпус, опорную часть с бункером для сбора пыли, а вывод очищенного газа осуществляют через выходной короб фильтровальной секции, а пылеуловитель содержит корпус, периферийный ввод газового потока, фильтрующий элемент и бункер для сбора пыли (прототип).The closest technical solution to the claimed object is a dust collection method and apparatus according to the patent of RF №2256510, class. B04C 9/00 of 06/15/2004, which consists in the fact that the dusty gas stream is cleaned by supplying it to the inlet box of the filter section of the dust collector containing a housing, a support part with a dust collecting bin, and the purified gas is discharged through the outlet box the filter section, and the dust collector comprises a housing, a peripheral gas inlet, a filter element and a dust collecting bin (prototype).

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет малой площади фильтрующего элемента.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of the dust collection process due to the small area of the filter element.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания, а также снижение металлоемкости и виброакустической активности аппарата в целом.The technical result is an increase in the efficiency and reliability of the dust collection process, as well as a decrease in the metal consumption and vibroacoustic activity of the apparatus as a whole.

Это достигается тем, что в многосекционном пылеуловителе, содержащем корпус, фильтровальную секцию с рукавными фильтрующими элементами, бункер, механизм встряхивания с рамой подвеса рукавов, газоход с коллектором для подачи запыленных газов, выходной коллектор очищенных газов, систему регенерации с обратной продувкой, включающей клапан и продувочный клапан, в корпусе фильтровальной секции установлен датчик температуры, в бункере для сбора пыли - аварийный датчик уровня пыли, в выходном коробе фильтровальной секции - тепловой автоматический датчик-извещатель, выходы с которых соединены с общим микропроцессором, а в выходном коробе фильтровальной секции пылеуловителя установлен коллектор с форсунками для подключения к системе пожаротушения, блок управления которым соединен с общим микропроцессором, и имеется также система регенерации рукавных фильтров с механизмом вибровстряхивания, блок управления которым связан электронной связью с общим микропроцессором.This is achieved by the fact that in a multi-section dust collector containing a housing, a filter section with bag filter elements, a hopper, a shaking mechanism with a sleeve suspension frame, a gas duct with a collector for supplying dusty gases, an outlet manifold of cleaned gases, a backflush regeneration system including a valve and purge valve, a temperature sensor is installed in the filter section housing, an emergency dust level sensor is in the dust collection bin, a thermal automatic in the outlet box of the filter section sensor detector, the outputs of which are connected to a common microprocessor, and in the outlet box of the filter section of the dust collector there is a collector with nozzles for connecting to a fire extinguishing system, the control unit of which is connected to a common microprocessor, and there is also a bag filter regeneration system with a vibration-shaking mechanism, a block control which is connected by electronic communication with a common microprocessor.

На фиг.1 изображен общий вид многосекционного пылеуловителя, на фиг.2 - его профильная проекция, на фиг.3 - функциональная схема обеспечения пожаровзрывобезопасности работы устройства.Figure 1 shows a General view of a multi-section dust collector, figure 2 - its profile projection, figure 3 is a functional diagram of fire and explosion safety of the device.

Многосекционный пылеуловитель со встряхиванием и обратной продувкой содержит корпус 11, фильтровальную секцию 5 с рукавными фильтрующими элементами, бункер 1, механизм встряхивания 2 с рамой 7 подвеса рукавов, газоход 4 с коллектором 3 для подачи запыленных газов, выходной коллектор 9 очищенных газов, систему регенерации с обратной продувкой, включающей клапан 6 и продувочный клапан 8.The multi-section dust collector with shaking and reverse blowing comprises a housing 11, a filter section 5 with bag filter elements, a hopper 1, a shaking mechanism 2 with a sleeve suspension frame 7, a gas duct 4 with a collector 3 for supplying dusty gases, an outlet manifold 9 of purified gases, a regeneration system with reverse purge, including valve 6 and purge valve 8.

В корпусе блока фильтров 5 установлен датчик температуры 12, в бункере для сбора пыли - аварийный датчик 13 уровня пыли, в выходном коробе - тепловой автоматический датчик-извещатель 14, выходы которых соединены с общим микропроцессором 15, размещенным в шкафу управления 16, а в выходном коробе установлен коллектор 17 с форсунками 18 для подключения к системе пожаротушения, блок управления 19 которой соединен с общим микропроцессором 15, а система регенерации 20 рукавных фильтров содержит блок управления 21, который связан электронной связью с общим микропроцессором.A temperature sensor 12 is installed in the housing of the filter unit 5, an emergency dust level sensor 13 is installed in the dust collection bin, a thermal automatic detector-detector 14 is located in the output box, the outputs of which are connected to a common microprocessor 15 located in the control cabinet 16, and in the output a duct has a collector 17 with nozzles 18 for connection to a fire extinguishing system, the control unit 19 of which is connected to a common microprocessor 15, and the bag filter regeneration system 20 includes a control unit 21, which is electronically connected to a common by the processor.

Гидравлическое сопротивление фильтровальной секции составляет 15...25% от гидравлического сопротивления всего устройства, а материал фильтров рукавного типа обладает повышенными звукопоглощающими свойствами, а корпусные детали и ограждения устройства выполнены из конструкционных композиционных или полимерных материалов, например полиэтилена, капрона, полиуретана, с помощью литья, штамповки, формования, причем на их поверхности нанесен слой мягкого вибродемпфирующего материала, например, типа мастики «ВД-17», «Герлен-Д», причем соотношение между толщиной материала и вибродемпфирующего покрытия находится в оптимальном интервале величин: 1/(2,5...4), а поверх этого слоя закрепляется слой звукопоглощающего материала, например, типа «винипор», «акмигран» с защитной акустически прозрачной пленкой типа «повиден».The hydraulic resistance of the filter section is 15 ... 25% of the hydraulic resistance of the entire device, and the bag-type filter material has increased sound absorption properties, and the body parts and guards of the device are made of structural composite or polymeric materials, such as polyethylene, capron, polyurethane, using casting, stamping, molding, and on their surface a layer of soft vibration-damping material is applied, for example, such as mastic "VD-17", "Gerlen-D", moreover, the ratio the difference between the thickness of the material and the vibration-damping coating is in the optimal range of values: 1 / (2.5 ... 4), and on top of this layer a layer of sound-absorbing material is fixed, for example, such as “Vinipor”, “Akmigran” with a protective acoustically transparent film like "Seen."

Система регенерации рукавных фильтров с длиной рукавов порядка L=2,5...3,5 м с механизмом импульсной продувки обеспечивает: автоматизированное управление электромагнитными клапанами сжатого воздуха при избыточном давлении порядка Р_и=0,4...0,8 Па; длительность импульса τ=0,1...0,2 с; одновременную продувку числа рукавов без остановки процесса фильтрования m=5...10%, причем при продувке рукавов с обеих сторон их длина составляет порядка L=5...6 м.A bag filter regeneration system with bag lengths of the order of L = 2.5 ... 3.5 m with a pulse blowing mechanism provides: automated control of the compressed air solenoid valves at excess pressure of the order of P _and = 0.4 ... 0.8 Pa; pulse duration τ = 0.1 ... 0.2 s; simultaneous purging of the number of hoses without stopping the filtering process m = 5 ... 10%, moreover, when blowing hoses on both sides, their length is about L = 5 ... 6 m.

Бункер для сбора пыли выполнен конической или пирамидальной формы с углом наклона стенок, превышающим угол естественного откоса улавливаемой пыли.The dust collection bin is made in a conical or pyramidal shape with an angle of inclination of the walls exceeding the angle of repose of the captured dust.

В фильтровальной секции пылеуловителя фильтрующие элементы рукавного типа располагаются прямыми рядами или в шахматном порядке, причем отношение длины рукава L к его диаметру D находится в оптимальном интервале величин: L/D=15...40, а в качестве материала фильтрующих рукавных элементов используются как тканые материалы со способами переплетения: полотняные, саржевые, сатиновые; с видами волокон в нити: штапельные, филаментные, текстурированные; с обработкой поверхности: гладкие и ворсованные, так и нетканые со способами закрепления волокон: иглопробивные, холстопрошивные и клееные, полученные вышеперечисленными способами из:In the filter section of the dust collector, the bag-type filtering elements are arranged in straight rows or in a checkerboard pattern, and the ratio of the length of the sleeve L to its diameter D is in the optimal range of values: L / D = 15 ... 40, and as the material of the filtering bag-type elements are used as woven materials with weaving methods: linen, twill, satin; with the types of fibers in the thread: staple, filament, textured; with surface treatment: smooth and brushed, and non-woven with methods of fixing fibers: needle-punched, canvas-stitched and glued, obtained by the above methods from:

- естественных волокон животного и растительного происхождения (шерстяные, льняные, хлопчатобумажные, шелковые) со следующими диапазонами свойств: плотность ρ=1320...1520 кг/м³; термостойкость λ=65...120°С; прочность разрыва σ=130...530 Па; разрывное удлинение φ=7...40%; влагоемкость w при температуре t=20°С и влажности φ=65% составляет w=7...15%; при влажности φ=90...95% составляет w=21,9...27%.- natural fibers of animal and vegetable origin (woolen, linen, cotton, silk) with the following ranges of properties: density ρ = 1320 ... 1520 kg / m ³ ; heat resistance λ = 65 ... 120 ° C; tensile strength σ = 130 ... 530 Pa; tensile elongation φ = 7 ... 40%; moisture capacity w at a temperature t = 20 ° C and humidity φ = 65% is w = 7 ... 15%; with humidity φ = 90 ... 95% is w = 21.9 ... 27%.

- искусственных органических волокон (лавсан, нитрон, капрон, хлорин, оксалон, полипропилен, поливинилхлорид, фторопласт, тефлон и др.) со следующими диапазонами свойств: плотность ρ=920...2300 кг/м³; термостойкость λ=65...270°С; прочность разрыва σ=180...860 Па; разрывное удлинение φ=14...50%; влагоемкость w при температуре t=20°С и влажности φ=65% составляет w=0...4,5%; при влажности φ=90...95% составляет w=0...8,5%.- artificial organic fibers (lavsan, nitron, nylon, chlorin, oxalon, polypropylene, polyvinyl chloride, fluoroplast, teflon, etc.) with the following ranges of properties: density ρ = 920 ... 2300 kg / m ³ ; heat resistance λ = 65 ... 270 ° C; tensile strength σ = 180 ... 860 Pa; tensile elongation φ = 14 ... 50%; moisture capacity w at a temperature t = 20 ° C and humidity φ = 65% is w = 0 ... 4.5%; with humidity φ = 90 ... 95% is w = 0 ... 8.5%.

- искусственных неорганических волокон (например, стеклянное волокно) со следующими диапазонами свойств: плотность ρ=2000...2540 кг/м³; термостойкость λ=240...315°С; прочность разрыва σ=1600...3000 Па; разрывное удлинение φ=3...4%; влагоемкость w при температуре t=20°С и влажности φ=65% составляет w=0...0,3%; при влажности φ=90...95% составляет w=0...0,5%.- artificial inorganic fibers (for example, glass fiber) with the following ranges of properties: density ρ = 2000 ... 2540 kg / m ³ ; heat resistance λ = 240 ... 315 ° С; tensile strength σ = 1600 ... 3000 Pa; tensile elongation φ = 3 ... 4%; moisture capacity w at a temperature t = 20 ° C and humidity φ = 65% is w = 0 ... 0.3%; with humidity φ = 90 ... 95% is w = 0 ... 0.5%.

Пылеуловитель работает следующим образом.The dust collector operates as follows.

Корпус фильтра разделен на несколько герметизированных секций, в каждой из которых размещено по несколько рукавов. Взвешенная пыль из газопровода запыленного газа 4 подводится в бункерную часть 1 каждой секции и через нижние плиты с патрубками, на которых закреплены рукава, поступает внутрь рукавов. Фильтруясь через волокнистый материал, газ проходит в секцию и через открытый выпускной клапан 6 выходит из нее, поступая в газопровод чистого газа 9. Частицы пыли при этом оседают на внутренней поверхности рукавов, в результате чего сопротивление фильтрующего материала проходу газа постепенно увеличивается. Когда оно достигнет некоторого предельного значения, фильтр переводится на режим регенерации, т.е. рукава освобождаются от осевшей на них пыли. В данном случае регенерация осуществляется обратной продувкой очищенным газом или воздухом, который через открытый продувочный клапан 8 направляют внутрь секции при закрытом выпускном клапане. При фильтрации через рукав в обратном направлении разрушается слой пыли, которая падает в бункер, откуда удаляется выгрузным устройством 10. Запыленный продувочный воздух поступает в газопровод грязного газа и далее - в работающие секции. В целях повышения эффективности регенерации одновременно с обратной продувкой встряхивают рукава с помощью специального механизма 2. Секции фильтра переводят на регенерацию по очереди.The filter housing is divided into several sealed sections, each of which contains several sleeves. Weighted dust from the gas pipeline of dusty gas 4 is supplied to the hopper part 1 of each section and through the lower plates with nozzles on which the sleeves are fixed, enters the sleeves. Filtered through the fibrous material, the gas passes into the section and leaves the section through the open exhaust valve 6, entering the clean gas pipeline 9. The dust particles settle on the inner surface of the bags, as a result of which the resistance of the filter material to the gas passage gradually increases. When it reaches a certain limit value, the filter is switched to the regeneration mode, i.e. sleeves are released from dust settled on them. In this case, the regeneration is carried out by reverse purging with purified gas or air, which is directed through the open purge valve 8 into the section with the exhaust valve closed. When filtering through the hose in the opposite direction, the dust layer is destroyed, which falls into the hopper, from where it is removed by the unloading device 10. Dusty purge air enters the dirty gas pipeline and then into the working sections. In order to increase the efficiency of regeneration, the sleeves are shaken simultaneously with reverse blowing using a special mechanism 2. The filter sections are transferred to the regeneration in turn.

Осаждение частиц пыли в начальный период работы фильтра за счет механизмов касания, инерции, диффузии и электростатического взаимодействия происходит на волокнах.The deposition of dust particles in the initial period of operation of the filter due to the mechanisms of contact, inertia, diffusion and electrostatic interaction occurs on the fibers.

В последующем наблюдается процесс осаждения частиц и образование «мостов» над порами и в самих порах, в результате чего образуется сплошной слой пыли, который сам становится «вторичной» фильтрующей средой, и эффективность очистки резко возрастает.Subsequently, the process of particle deposition and the formation of “bridges” above the pores and in the pores themselves are observed, as a result of which a continuous layer of dust is formed, which itself becomes a “secondary” filtering medium, and the cleaning efficiency increases sharply.

При регенерации часть осадка удаляется, но внутри ткани между нитями и волокнами остается значительное количество пыли, сохраняющее высокую эффективность очистки газов, поэтому при регенерации фильтрующего материала нельзя допускать его «переочистку».During regeneration, a part of the precipitate is removed, but a significant amount of dust remains inside the fabric between the filaments and fibers, which preserves the high efficiency of gas purification, therefore, during the regeneration of the filtering material it must not be allowed to “recycle”.

В качестве фильтровальных волокнистых материалов применяют ткани, а в последние годы все чаще нетканые материалы, которые, в отличие от тканей, по поверхности и глубине имеют более однородную волокнистую мелкопористую структуру, при которой значительно эффективнее реализуются механизмы сепарации частиц. В тканях же пористость неравномерна и определяется, главным образом, способом переплетения нитей основы и утка, а толщина волокна, скрученного в нити, практически слабо влияет на процесс.Fabrics are used as filter fibrous materials, and in recent years, increasingly non-woven materials, which, unlike fabrics, have a more uniform finely porous fibrous structure along the surface and depth, in which particle separation mechanisms are implemented much more efficiently. In tissues, the porosity is uneven and is determined mainly by the way the warp and weft weaves are woven, and the thickness of the fiber twisted into the yarns has little effect on the process.

Для достижения высокой прочности и стабильности размеров нетканый материал может иметь внутренний тканый каркас, или в него добавляют некоторое количество более толстых и прочных волокон. Разнообразие технологических процессов получения нетканых материалов позволяет создавать высокоэффективные фильтрующие материалы с нужными свойствами.To achieve high strength and dimensional stability, the non-woven material may have an internal woven frame, or some thicker and stronger fibers are added to it. A variety of technological processes for the production of nonwoven materials allows you to create highly efficient filter materials with the desired properties.

Для оптимизации процесса пылеулавливания и для его безопасной работы в корпусе блока фильтров установлен датчик температуры 12, в бункере для сбора пыли - аварийный датчик 13 уровня пыли, в выходном коробе - тепловой автоматический датчик-извещатель 14, выходы которых соединены с общим микропроцессором 15, размещенным в шкафу управления 16, а в выходном коробе установлен коллектор 17 с форсунками 18 для подключения к системе пожаротушения, блок управления 19 которой соединен с общим микропроцессором 15, а система регенерации 20 рукавных фильтров содержит блок управления 21, который связан электронной связью с общим микропроцессором.To optimize the dust collection process and for its safe operation, a temperature sensor 12 is installed in the filter block housing, an dust level alarm sensor 13 is installed in the dust collection bin, and an automatic heat detector-detector 14 is located in the output box, the outputs of which are connected to a common microprocessor 15 located in the control cabinet 16, and in the output box there is a collector 17 with nozzles 18 for connection to a fire extinguishing system, the control unit 19 of which is connected to a common microprocessor 15, and the regeneration system 20 of bag filters with holds a control unit 21, which is electronically coupled to a common microprocessor.

Тепловой датчик-извещатель 14 и коллектор 17 с форсунками 18 системы пожаротушения установлены в выходном коробе фильтровальной секции потому, что она является выходным звеном в предлагаемом устройстве, и чтобы предотвратить распространение пламени в случае возгорания дальше по вентиляционным каналам, эти системы устанавливают именно здесь, что повысит надежность и безопасность всего устройства.A heat detector-detector 14 and a collector 17 with nozzles 18 of the fire extinguishing system are installed in the output box of the filter section because it is the output link in the proposed device, and to prevent the spread of flame in case of fire further along the ventilation ducts, these systems are installed here, which will increase the reliability and safety of the entire device.

Работа коллектора 17 с форсунками 18 осуществляется по принципу открытия аварийного электромагнитного клапана подачи воды при подаче на клапан управляющего сигнала от общего микропроцессора 15, обрабатывающего сигнал с теплового датчика-извещателя 14, который в свою очередь реагирует на увеличение температуры в выходном коробе, вплоть до самовоспламенения пылевых аэрозолей и фильтрующих материалов блока фильтров.The collector 17 with nozzles 18 operates on the principle of opening the emergency electromagnetic water supply valve when a control signal is supplied to the valve from a common microprocessor 15, which processes the signal from the heat detector 14, which in turn responds to an increase in temperature in the outlet box, up to self-ignition dust aerosols and filter materials of the filter unit.

Работа системы порошкового пожаротушения (не показано) происходит в дублирующем варианте в случае, если на первой ступени выйдет из строя, например, электромагнитный клапан подачи воды, или будет отключена система водоснабжения, тогда сработает система порошкового пожаротушения, причем управление работой этих систем осуществляется от микропроцессора 15, который может быть размещен стационарно (например, в шкафу 16 управления) или быть встроенным в выносной пульт (не показано), чтобы можно было в случае аварии управлять процессом пожаротушения, останавливая при этом распространение огня, что в целом повысит безопасность всей системы очистки воздуха от пыли.The operation of the powder fire extinguishing system (not shown) occurs in a duplicate version if, for example, the water supply solenoid valve fails or the water supply system is disconnected, then the powder fire extinguishing system works, and the operation of these systems is controlled by a microprocessor 15, which can be permanently placed (for example, in the control cabinet 16) or be built into a remote control (not shown), so that in case of an accident it is possible to control the fire extinguishing process It stops the spread of fire, which in general will increase the safety of the entire system of air purification from dust.

В аппарате происходит снижение виброакустической энергии, так как фильтрующие элементы одновременно является аэродинамическим глушителем шума активного (сорбционного) типа. Пылеулавливающие аппараты данного типа предназначены для центральных систем аспирации.In the apparatus there is a decrease in vibro-acoustic energy, since the filtering elements are simultaneously an aerodynamic silencer of active (sorption) type noise. Dust collectors of this type are designed for central aspiration systems.

Claims

1. A multi-section dust collector comprising a housing, filter sections with bag filter elements, a dust hopper, a gas duct with a collector for supplying dusty gases, an outlet duct for cleaned gases, a bag filter regeneration system with a vibro-shaking mechanism with a sleeve suspension frame and a purge valve for reverse purge , characterized in that a temperature sensor is installed in the housing, in the dust collection bin - an emergency dust level sensor, in the output box - a thermal automatic detector detector, you the passages of which are connected to a common microprocessor, while a collector with nozzles for connecting to a fire extinguishing system is installed in the output box, the control unit of which is connected to a common microprocessor, and the vibration-shaking mechanism is equipped with a control unit connected electronically to a common microprocessor.

2. The dust collector according to claim 1, characterized in that the hydraulic resistance of the filter section is 15 ÷ 25% of the hydraulic resistance of the entire device, and the material of the bag filter elements has enhanced sound absorbing properties.

3. The dust collector according to claim 2, characterized in that the dust collection bin is made in a conical or pyramidal shape with an angle of inclination of the walls exceeding the angle of repose of the captured dust.

4. The dust collector according to claim 2, characterized in that in the filter sections the filter bags are arranged in straight rows or in a checkerboard pattern, and the ratio of the length of the sleeve L to its diameter D is in the optimal range of values: L / D 15 ÷ 40, and the quality of the filter bag’s elements are used as woven materials with weaving methods: linen, twill, satin; with the types of fibers in the thread: staple, filament, textured; with surface treatment: smooth and brushed, and non-woven with methods of fixing fibers: needle-punched, canvas-stitched and glued.