RU2336953C1

RU2336953C1 - Two-stage dust-collecting system

Info

Publication number: RU2336953C1
Application number: RU2007126395/15A
Authority: RU
Inventors: Валерий Николаевич Азаров (RU); Валерий Николаевич Азаров; Алевтин Иванович Юнак (RU); Алевтин Иванович Юнак; Артем Иванович Ажгиревич (RU); Артем Иванович Ажгиревич; Андрей Сергеевич Тюрин (RU); Андрей Сергеевич Тюрин; Геннадий Павлович Крючков (RU); Геннадий Павлович Крючков; Владимир Владимирович Гутенев (RU); Владимир Владимирович Гутенев; Денис Валерьевич Азаров (RU); Денис Валерьевич Азаров
Original assignee: ООО "ПТБ ПСО Волгоградгражданстрой"
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2008-10-27

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: system incorporates a fan, pipelines, fist and second whirlwind dust-collectors, each comprising a cylindrical casing with an upper tangential inlet branch pipe, a swirler communicating with the lower inlet branch pipe and an axial outlet branch pipe. The said system includes also a separator-concentrator comprising a cylindrical whirlwind chamber communicating with the inlet chamber furnished with the tangential inlet. The aforesaid whirlwind chamber houses an axial pipe to withdraw the lower concentration dust flow, the chamber outlet being arranged on the side opposite the whirlwind chamber inlet chamber. The said whirlwind chamber side surface accommodates a side branch pipe to withdraw the larger concentration dust flow. The dust collectors communicate with each other via the aforesaid concentrator-separator. The initial gas feed pipeline is connected to the first dust collector upper and lower inlet branch pipes and to concentrator-separator whirlwind chamber tangential inlet communicating with the first dust collector outlet branch pipe. The concentrator-separator whirlwind chamber axial pipe communicates with the second dust collector swirler, while the whirlwind chamber side branch pipe communicates with the second dust collector tangential inlet branch pipe, the said second dust collector axial outlet branch pipe being communicated with the fan suck-in branch pipe.

EFFECT: higher efficiency of gas purification.

3 dwg

Description

Изобретение относится к системам очистки газа от пыли, включающим несколько пылеулавливающих аппаратов, и может найти применение в различных отраслях промышленности - химической, пищевой, деревообрабатывающей, строительной и других.The invention relates to dust cleaning gas systems, including several dust collecting devices, and can find application in various industries - chemical, food, woodworking, construction and others.

Систему пылеулавливания, как правило, подбирают индивидуально для каждого производственного процесса в зависимости от характера загрязнений и их концентрации в газовых выбросах.The dust collection system, as a rule, is selected individually for each production process, depending on the nature of the pollution and their concentration in gas emissions.

Например, известна система обеспыливания гипсоварочного котла непрерывного действия, содержащая пылеосадительное оборудование и вентилятор для отвода очищенных газов. Пылеосадительное оборудование выполнено в виде последовательно соединенных разделителя-концентратора и вихревого инерционного пылеуловителя с двумя входами очищаемого газа, верхний осевой выход которого подключен к входу первого вентилятора, при этом входы вихревого инерционного пылеуловителя подключены к осевому выходу разделителя-концентратора, боковой тангенциальный выход которого подсоединен к входу второго вентилятора, осуществляющего подачу воздуха для аэрации в гипсоварочном котле (см. патент на полезную модель RU №56378 U1, опубликован 10.09.2006). Данная система не предназначена для очистки газа, содержащего значительное количество высокодисперсных частиц.For example, a continuous dedusting system for a gypsum boiler is known, comprising dust collecting equipment and a fan for removing purified gases. The dust precipitation equipment is made in the form of a series-connected separator-hub and a vortex inertial dust collector with two inputs of the gas to be cleaned, the upper axial output of which is connected to the input of the first fan, while the inputs of the vortex inertial dust collector are connected to the axial output of the separator-concentrator, whose lateral tangential output is connected to the inlet of the second fan supplying air for aeration in the gypsum boiler (see utility model patent RU No. 56378 U1, o ublikovan 10.09.2006). This system is not intended for the purification of gas containing a significant amount of fine particles.

Из RU №19642 U1, 2001 известна система пылеулавливания, предназначенная для удаления из воздуха пылевидных частиц, образующихся при производстве анодной массы из нефтяного кокса. Система включает последовательно расположенные вихревые пылеуловители первой и второй ступени, каждый их которых имеет цилиндрический корпус, два входных патрубка запыленного воздуха, осевой выходной патрубок очищенного воздуха и конический бункер для сбора пыли. Исходный запыленный воздух поступает на входы первого пылеуловителя из камеры смешения, соединенной с бункером электрофильтра и с тягодутьевым устройством, выполненным в виде компрессора для получения сжатого воздуха. На входах пылеуловителя первой ступени установлены датчики давления, связанные с блоком управления, что позволяет регулировать подачу в него загрязненного воздуха. Однако известный пылеуловитель не обеспечивает надежное отделение высокодисперсных частиц пыли.From RU No. 19642 U1, 2001, a dust collection system is known for removing dust particles from the air generated during the production of the anode mass from petroleum coke. The system includes sequentially located vortex dust collectors of the first and second stages, each of which has a cylindrical body, two inlet nozzles of dusty air, an axial outlet nozzle of purified air and a conical bin for collecting dust. The initial dusty air enters the inputs of the first dust collector from the mixing chamber connected to the hopper of the electrostatic precipitator and to a draft fan made in the form of a compressor for receiving compressed air. At the entrances of the dust collector of the first stage, pressure sensors are connected to the control unit, which allows you to adjust the supply of contaminated air to it. However, the known dust collector does not provide reliable separation of fine dust particles.

Из RU №2137528 С1, 1999 известна двухступенчатая система пылеулавливания, включающая первый и второй аппараты, каждый из которых содержит цилиндрический корпус с верхним тангенциальным входным патрубком, установленными в нижней части корпуса и соединенными между собой последовательно входным завихрителем и патрубком с пылеотбойной конической шайбой, с осевым выходным патрубком и коническим бункером для сбора пыли с пылевыпускным патрубком, снабженным шлюзовым затвором, вентилятор, всасывающий патрубок которого соединен с осевым выходным патрубком первого аппарата, а нагнетательный патрубок соединен через первый трубопровод с тангенциальным входным патрубком и через второй трубопровод с входным завихрителем второго аппарата. По совокупности существенных признаков и достигаемому результату данная двухступенчатая система пылеулавливания является наиболее близким аналогом предложенного технического решения. Ее недостатком является то, что она не позволяет достичь высокой степени очистки газа, содержащего высокодисперсные частицы.From RU No. 2137528 C1, 1999, a two-stage dust collection system is known, including the first and second devices, each of which contains a cylindrical body with an upper tangential inlet pipe installed in the lower part of the body and connected in series with an inlet swirler and a pipe with a dust cone, with an axial outlet nozzle and a conical hopper for collecting dust with a dust outlet equipped with a lock gate, a fan, the suction nozzle of which is connected to the axial outlet a nozzle of the first apparatus, and the discharge nozzle is connected through the first pipeline to the tangential inlet nozzle and through the second pipeline to the inlet swirl of the second apparatus. By the combination of essential features and the achieved result, this two-stage dust collection system is the closest analogue of the proposed technical solution. Its disadvantage is that it does not allow to achieve a high degree of purification of a gas containing highly dispersed particles.

Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности очистки газа, особенно содержащего высокодисперсные частицы.The task of the invention is to increase the efficiency of gas purification, especially containing highly dispersed particles.

Поставленная задача решается тем, что двухступенчатая система пылеулавливания, включающая вентилятор, трубопроводы, первый и второй вихревые пылеуловители, каждый из которых содержит цилиндрический корпус с верхним тангенциальным входным патрубком, завихрителем, соединенным с нижним входным патрубком, снабженным расположенной по оси корпуса пылеотбойной конической шайбой, осевым выходным патрубком и коническим бункером для сбора пыли, отличается от наиболее близкого аналога тем, что снабжена разделителем-концентратором, содержащим цилиндрическую вихревую камеру, сообщенную с входной камерой, имеющей тангенциальный ввод, в вихревой камере установлена осевая труба для вывода потока с меньшей концентрацией пыли, выход которой размещен с противоположной от входной камеры стороны вихревой камеры, на боковой поверхности вихревой камеры расположен боковой патрубок для вывода потока с большей концентрацией пыли, пылеуловители соединены между собой последовательно через концентратор-разделитель, при этом трубопровод подачи исходного газа соединен с верхним и нижним входными патрубками первого пылеуловителя и тангенциальным вводом в вихревую камеру концентратора-разделителя, который сообщен с выходным патрубком первого пылеуловителя, осевая труба вихревой камеры концентратора-разделителя соединена с завихрителем второго пылеуловителя, а боковой патрубок вихревой камеры соединен с тангенциальным входным патрубком второго пылеуловителя, осевой выходной патрубок которого сообщен с всасывающим патрубком вентилятора, при этом на трубопроводах подачи газа в пылеуловители и концентратор-разделитель установлены заслонки.The problem is solved in that a two-stage dust collection system, including a fan, pipelines, the first and second vortex dust collectors, each of which contains a cylindrical housing with an upper tangential inlet pipe, a swirler connected to the lower inlet pipe equipped with a dust cone located along the axis of the body, axial outlet pipe and conical hopper for collecting dust, differs from the closest analogue in that it is equipped with a separator-hub containing a cylindrical vortex chamber in communication with an inlet chamber having a tangential input, an axial tube is installed in the vortex chamber for outputting a stream with a lower dust concentration, the outlet of which is located on the side of the vortex chamber opposite to the inlet chamber, a side pipe for outputting flow is located on the side surface of the vortex chamber with a higher concentration of dust, dust collectors are interconnected in series through a hub separator, while the feed gas supply pipe is connected to the upper and lower the connecting pipes of the first dust collector and the tangential entry into the vortex chamber of the separator, which is in communication with the outlet pipe of the first dust collector, the axial tube of the vortex chamber of the separator is connected to the swirl of the second dust collector, and the side pipe of the vortex chamber is connected to the tangential inlet of the second dust collector the nozzle of which is in communication with the suction nozzle of the fan, while on the pipelines for supplying gas to the dust collectors and the hub separator l installed shutters.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично показана предложенная система пылеулавливания, на фиг.2 - вид спереди концентратора-разделителя в разрезе, а на фиг.3 - вид сверху концентратора-разделителя.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 schematically shows the proposed dust collection system, figure 2 is a front view of a separator concentrator in section, and figure 3 is a top view of a separator concentrator.

Двухступенчатая система пылеулавливания содержит два вихревых пылеуловителя 1 и 2 на встречных закрученных потоках газа, каждый из которых включает цилиндрический корпус 3 с расположенным в его верхней части тангенциальным входным патрубком 4, осевым выходным патрубком 5 очищенного газа и пылевыпускным патрубком 6. Каждый пылеуловитель снабжен завихрителем 7, размещенным на входе установленного в нижней части корпуса патрубка 8, на конце которого по оси корпуса 3 расположена пылеотбойная коническая шайба 9. Осевой выходной патрубок 5 второго пылеуловителя 2 соединен с всасывающим патрубком вытяжного вентилятора 10. Пылеуловители 1 и 2 соединены между собой последовательно через разделитель-концентратор, включающий цилиндрическую вихревую камеру 12, сообщенную с входной камерой 11, имеющей тангенциальный ввод. В вихревой камере 12 установлена осевая труба для вывода потока с меньшей концентрацией пыли, выход 13а которой размещен с противоположной от входной камеры 11 стороны вихревой камеры, на боковой поверхности вихревой камеры 12 расположен боковой патрубок 13b для вывода потока с большей концентрацией пыли. Тангенциальный ввод в вихревую камеру 11 соединен с выходным патрубком 5 пылеуловителя 1, осевая труба 13а соединена с завихрителем 7, а боковой патрубок 13b соединен с входным патрубком 4 пылеуловителя 2.The two-stage dust collection system contains two vortex dust collectors 1 and 2 on counter swirling gas flows, each of which includes a cylindrical body 3 with a tangential inlet pipe 4 located at its upper part, an axial outlet pipe 5 of purified gas and a dust discharge pipe 6. Each dust collector is equipped with a swirler 7 located at the inlet of the pipe 8 installed in the lower part of the housing, at the end of which along the axis of the housing 3 there is a dustproof conical washer 9. The axial output pipe 5 is second of the first dust collector 2 is connected to the suction pipe of the exhaust fan 10. The dust collectors 1 and 2 are connected to each other in series through a separator-concentrator including a cylindrical vortex chamber 12 in communication with the inlet chamber 11 having a tangential input. An axial tube is installed in the vortex chamber 12 for outputting a stream with a lower dust concentration, the outlet 13a of which is located on the side of the vortex chamber opposite to the input chamber 11, and a side pipe 13b for outputting a stream with a higher dust concentration is located on the side surface of the vortex chamber 12. The tangential entry into the vortex chamber 11 is connected to the outlet pipe 5 of the dust collector 1, the axial pipe 13a is connected to the swirl 7, and the side pipe 13b is connected to the inlet 4 of the dust collector 2.

Подачу запыленного газа в систему пылеулавливания осуществляют по трубопроводу 14, который соединен посредством трубопроводов 15 и 16 соответственно с концентратором-разделителем 11 и пылеуловителем 1, причем по трубопроводу 16 осуществляют подачу запыленного газа в верхний входной тангенциальный патрубок 4 и снабженный завихрителем 7 нижний входной патрубок 8. Патрубок 13а вывода газа с меньшей концентрацией пыли из разделителя-концентратора посредством трубопровода 18 соединен с завихрителем 7, размещенным на входном патрубке 8 пылеуловителя 2, а патрубок 13b вывода потока с большей концентрацией пыли посредством трубопровода 17 сообщен с входным тангенциальным патрубком 4 пылеуловителя 2. На пылевыпускных патрубках 6 пылеуловителей 1, 2 установлены шлюзовые затворы 19, а на трубопроводах - заслонки 20-24.The supply of dusty gas to the dust collection system is carried out through a pipe 14, which is connected through pipelines 15 and 16, respectively, to a separator concentrator 11 and a dust collector 1, moreover, through a pipe 16, dusty gas is supplied to the upper tangential inlet pipe 4 and the lower inlet pipe 8 provided with a swirler 7 The gas outlet pipe 13a with a lower dust concentration from the separator-concentrator is connected via a pipe 18 to the swirler 7 located on the inlet pipe 8 For 2, and the outlet pipe 13b of the stream with a higher dust concentration through the pipe 17 is in communication with the inlet tangential pipe 4 of the dust collector 2. On the dust exhaust pipes 6 of the dust collectors 1, 2, lock gates 19 are installed, and on the pipelines - shutters 20-24.

Система работает следующим образом. Поток запыленного газа поступает в систему пылеулавливания по трубопроводу 14 и далее по трубопроводу 16 подается на верхний тангенциальный входной патрубок 4 и во входной завихритель 7, размещенный на входе нижнего входного патрубка 8 первого пылеуловителя, при этом заслонка 20 находится в закрытом положении. Из осевого выходного патрубка 5 первого пылеуловителя 1 поток газа первой ступени очистки поступает на ввод разделителя-концентратора 11, откуда через осевую трубу 12 поток газа с меньшей концентрацией пыли по трубопроводу 18 поступает во входной завихритель 7 и патрубок 8 второго пылеуловителя 2, а через боковой патрубок 13 поток с большей концентрацией пыли по трубопроводу 17 поступает на тангенциальный входной патрубок 4 пылеуловителя 2. Очищенный поток из осевого выходного патрубка 5 пылеуловителя 2 поступает на всасывающий патрубок вытяжного вентилятора 10 и далее выбрасывается в атмосферу.The system operates as follows. A stream of dusty gas enters the dust collection system through line 14 and then through line 16 to the upper tangential inlet pipe 4 and to the inlet swirler 7 located at the inlet of the lower inlet pipe 8 of the first dust collector, while the shutter 20 is in the closed position. From the axial outlet pipe 5 of the first dust collector 1, the gas stream of the first cleaning stage enters the input of the separator-concentrator 11, from where through the axial pipe 12 a gas stream with a lower dust concentration flows through the pipe 18 to the inlet swirler 7 and the pipe 8 of the second dust collector 2, and through the side branch pipe 13 a stream with a greater concentration of dust through the pipe 17 enters the tangential inlet pipe 4 of the dust collector 2. The cleaned stream from the axial outlet pipe 5 of the dust collector 2 enters the exhaust suction pipe th fan 10 and further is released into the atmosphere.

Предложенная двухступенчатая схема очистки запыленного газа позволяет на первой ступени очистки в пылеуловителе 1 отделить относительно крупные частицы пыли, далее в концентраторе-разделителе получить два потока газа, один из которых имеет большую концентрацию мелкодисперсных частиц пыли, а другой меньшую, и направить эти потоки на вторую ступень очистки в пылеотделить 2. Входящий во входную камеру 11 разделителя-концентратора поток закручивается и переходит в вихревую камеру 12, где большая часть пылевых частиц прижимается к внутренним стенкам вихревой камеры под действием сил тяжести и, вращаясь вокруг осевой трубы 13а, выносится через боковой патрубок 13b, а внутрь осевой трубы 13а поступает поток с меньшим содержанием пылевых частиц.The proposed two-stage scheme for purifying dusty gas allows relatively large dust particles to be separated at the first purification stage in dust collector 1, then two gas flows, one of which has a higher concentration of fine dust particles and the other smaller, can be directed to the second one in the concentrator separator dust cleaning step 2. The stream entering the inlet chamber 11 of the separator-concentrator swirls and passes into the vortex chamber 12, where most of the dust particles are pressed against the internal the walls of the vortex chamber under the action of gravity and, rotating around the axial pipe 13a, is carried out through the side pipe 13b, and a stream with a lower content of dust particles enters the axial pipe 13a.

На вторую ступень очистки через тангенциальный входной патрубок 4 поступает поток газа с большей концентрацией пыли и движется по винтовой линии вниз. Поток газа с меньшей концентрацией пыли через входной завихритель 7 и патрубок 8 поступает в цилиндрический корпус 3 пылеуловителя 2 и движется вверх по винтовой линии с меньшим радиусом закрутки, чем поступивший через тангенциальный патрубок 4 поток, т.е. его движение происходит вблизи оси пылеуловителя 2, при этом направление вращения двух потоков совпадает. Под действием центробежных сил и при положительном воздействии указанного восходящего потока происходит эффективное отделение частиц пыли, отбрасываемых на стенки корпуса 3 пылеуловителя 2, которые далее под действием сил тяжести падают в бункер для сбора пыли. Очищенный газ выводится через патрубок 5 и вентилятор 10 в атмосферу.At the second stage of cleaning through a tangential inlet pipe 4, a gas stream with a higher concentration of dust enters and moves down a helix. A gas stream with a lower dust concentration through the inlet swirler 7 and the nozzle 8 enters the cylindrical housing 3 of the dust collector 2 and moves upward along a helical line with a smaller swirl radius than the stream received through the tangential nozzle 4, i.e. its movement occurs near the axis of the dust collector 2, while the direction of rotation of the two flows coincides. Under the action of centrifugal forces and with the positive effect of the specified upward flow, there is an effective separation of dust particles thrown onto the walls of the housing 3 of the dust collector 2, which then under the influence of gravity fall into the dust bin. The purified gas is discharged through the pipe 5 and the fan 10 into the atmosphere.

При необходимости проведения очистки первого пылеуловителя 1 производят отключение пылеуловителя 1 с помощью задвижек 21 и 22, тогда весь запыленный поток газа из трубопровода 14 направляется в трубопровод 15 и по нему подается напрямую в разделитель-концентратор 11.If it is necessary to carry out the cleaning of the first dust collector 1, the dust collector 1 is switched off using the valves 21 and 22, then the entire dusty gas stream from the pipeline 14 is sent to the pipe 15 and is fed directly to the separator-concentrator 11 through it.

Пример.Example.

Предложенная система пылеулавливания была использована в производстве карбида кальция при улавливании коксовой пыли с начальной концентрацией на входе в систему 4,5-8,5 г/м³, при этом содержание частиц коксовой пыли с размером до 15 мкм достигало 30%. На выходе из системы концентрация частиц пыли составляла 0,17-0,28 г/м³, причем содержание частиц с размером до 15 мкм составляло менее 8%. В аналогичной же системе пылеулавливания без установленного в ней разделителя-концентратора содержание частиц с размером до 15 мкм на выходе из системы составляло более 27%.The proposed dust collection system was used in the production of calcium carbide in the recovery of coke dust with an initial concentration at the system inlet of 4.5-8.5 g / m ³ , while the content of coke dust particles with a size of up to 15 μm reached 30%. At the outlet of the system, the concentration of dust particles was 0.17-0.28 g / m ³ , and the content of particles with a size of up to 15 μm was less than 8%. In a similar dust collection system without a separator-concentrator installed in it, the content of particles with a size of up to 15 μm at the exit from the system was more than 27%.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет повысить эффективность очистки газа, особенно содержащего высокодисперсные частицы.Thus, the proposed invention improves the efficiency of gas purification, especially containing highly dispersed particles.

Claims

A two-stage dust collection system, including a fan, pipelines, the first and second vortex dust collectors, each of which contains a cylindrical body with an upper tangential inlet pipe, a swirler connected to the lower inlet pipe, equipped with a dust cone located along the body axis, an axial outlet pipe and a conical outlet pipe and for collecting dust, characterized in that it is equipped with a separator-hub containing a cylindrical vortex chamber in communication with the input chamber, with tangential inlet, an axial tube is installed in the vortex chamber for outputting a stream with a lower dust concentration, the outlet of which is located on the side of the vortex chamber opposite to the input chamber, on the side surface of the vortex chamber there is a side pipe for outputting a stream with a higher dust concentration, dust collectors are interconnected sequentially through a separator concentrator, while the feed gas supply pipe is connected to the upper and lower inlets of the first dust collector and a tangential inlet m to the vortex chamber of the concentrator-separator, which is in communication with the outlet pipe of the first dust collector, the axial tube of the vortex chamber of the concentrator-separator is connected to the swirl of the second dust collector, and the side pipe of the vortex chamber is connected to the tangential inlet pipe of the second dust collector, the axial outlet of which is connected to the suction port a fan, while flaps are installed on the gas supply pipelines to the dust collectors and the hub-separator.