RU2467805C2

RU2467805C2 - Inertial vortex separator

Info

Publication number: RU2467805C2
Application number: RU2010150236/05A
Authority: RU
Inventors: Андрей Владимирович Ченцов; Виктор Иванович Кузнецов
Original assignee: Андрей Владимирович Ченцов
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2012-11-27
Also published as: RU2010150236A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to equipment intended for dry dusty gas cleaning of disperse particles and separation of multicomponent gas mixes. Proposed separator comprises inlet air duct 1 shaped to paraboloid confuser to house swirler 2 and vortex chamber 3. Central cylindrical nozzle 4 connected to paraboloid diffuser 5 is arranged at chamber outlet. Said diffuser is connected to dust catcher branch pipe 6 and aligned therewith, and connected to settling chamber 7. Conical diffuser 8 connected to cleaned gas discharge pipeline 9 is arranged downstream of diffuser 5. Adjustable annular slit 10 communicated with gas discharge channel 11 is arranged between diffuser 5 and conical diffuser 8.

EFFECT: higher efficiency of separation.

1 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для сухой очистки запыленных газов от дисперсных частиц и разделения многокомпонентных газовых сред и может быть использовано в различных отраслях промышленности.The invention relates to equipment for dry cleaning of dusty gases from dispersed particles and separation of multicomponent gas media and can be used in various industries.

Известен горизонтальный вихревой пылеуловитель, содержащий цилиндрический корпус, расположенный горизонтально и образующий внутри его полости вихревую камеру, соосно которому установлен патрубок вывода чистого газа, который заглублен в полость корпуса, на противоположном конце которого установлен тангенциально к корпусу патрубок ввода загрязненного газа, выполняющий одновременно и функцию завихрителя, конический пылесборник, расположенный внизу под корпусом и соединенный посредством продольной прорези с корпусом, при этом в пылесборнике размещен выгрузной транспортер, а прорезь выполнена по всей длине корпуса (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1585010, МПК B04C 3/06, публикация 15.08.90 г.).A horizontal vortex dust collector is known, comprising a cylindrical body located horizontally and forming a vortex chamber inside its cavity, coaxially to which a clean gas outlet pipe is installed, which is recessed into the body cavity, at the opposite end of which a polluted gas input pipe tangentially to the body is installed, which simultaneously performs the function swirler, a conical dust collector located below the housing and connected through a longitudinal slot with the housing, while in the dust the unloading conveyor is placed at the boarder, and the slot is made along the entire length of the hull (see the description of the invention for USSR copyright certificate No. 1585010, IPC B04C 3/06, publication August 15, 1990).

Недостатком этого известного пылеуловителя является то, что он обладает недостаточной эффективностью пылеулавливания.The disadvantage of this known dust collector is that it has insufficient dust collection efficiency.

Известен также инерционно-вихревой сепаратор, содержащий входной патрубок для запыленного воздуха, вихревую камеру с завихрителем на входе и коническим диффузором на выходе, расположенный концентрично диффузору конический рассекатель, осадительную камеру со сборником отделенной фазы, имеющую в верхней части отверстие для вывода очищенного газа, вихревая камера снабжена центральным патрубком ввода рециркулирующего газа, сообщенным через газоход с верхней частью осадительной камеры, ограниченной ее коническим участком и внешней поверхностью диффузора (патент RU №2021856, МПК B04C 5/30).An inertial vortex separator is also known, which contains an inlet port for dusty air, a vortex chamber with a swirl at the inlet and a conical diffuser at the outlet, a conical divider located concentrically to the diffuser, a precipitation chamber with a separated phase collector, which has a vortex in the upper part for the outlet of the purified gas the chamber is equipped with a central recirculating gas inlet port communicated through the gas duct with the upper part of the precipitation chamber bounded by its conical section and the outer surface the diffuser surface (patent RU No. 2021856, IPC B04C 5/30).

Недостатком данного инерционно-вихревого сепаратора также является невысокая степень очистки технологических газов от мелкодисперсных частиц и невозможность его использования для разделения многокомпонентных газовых сред.The disadvantage of this inertial vortex separator is also the low degree of purification of process gases from fine particles and the inability to use it to separate multicomponent gas media.

Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение степени очистки газов от мелкодисперсных частиц и расширение функциональных возможностей сепаратора.The technical result of the proposed technical solution is to increase the degree of purification of gases from fine particles and expand the functionality of the separator.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в известном инерционно-вихревом сепараторе, содержащем входной газоход для очищаемого воздуха, вихревую камеру с завихрителем, конический диффузор, сообщенный с трубопроводом отвода очищенного газа, осадительную камеру со сборником отделенной фазы, согласно изобретению, завихритель и вихревая камера расположены во входном газоходе, выполненном в виде параболоидного конфузора, на выходе вихревой камеры установлено центральное цилиндрическое сопло, соединенное с параболоидным диффузором, сообщающимся с пылеотборным патрубком, установленным соосно последнему и соединенным с осадительной камерой, кроме того, между параболоидным диффузором и коническим диффузором размещена регулируемая кольцевая щель, сообщающаяся с отводным каналом, служащим для отвода части газа с периферийной зоны сепаратора.The specified technical result is achieved due to the fact that in the known inertial-vortex separator containing an inlet duct for the cleaned air, a vortex chamber with a swirl, a conical diffuser in communication with the purified gas exhaust pipe, a precipitation chamber with a separated phase collector according to the invention, a swirl and the vortex chamber is located in the inlet duct made in the form of a paraboloidal confuser; a central cylindrical nozzle connected to the parabola is installed at the exit of the vortex chamber nym diffuser communicating with pyleotbornym nozzle mounted coaxially with the latter and connected to the settling chamber, in addition, between the diffuser and the paraboloidal conical diffuser arranged adjustable annular gap, communicating with the drain passage serving for removal of the peripheral portion of the gas separator area.

На чертеже представлена принципиальная схема инерционно-вихревого сепаратора.The drawing shows a schematic diagram of an inertial vortex separator.

Сепаратор содержит входной газоход для очищаемого воздуха 1, выполненный в виде параболоидного конфузора, в сечении которого расположены завихритель 2 и вихревая камера 3. На выходе вихревой камеры 3 установлено центральное цилиндрическое сопло 4, соединенное с параболоидным диффузором 5, сообщающимся с пылеотборным патрубком 6, установленным соосно последнему и соединенным с осадительной камерой 7. За параболоидным диффузором 5 размещен конический диффузор 8, соединенный с трубопроводом отвода очищенного газа 9. Между параболоидным диффузором 5 и коническим диффузором 8 размещена регулируемая кольцевая щель 10, сообщающаяся с отводным каналом 11, служащим для отвода части газа с периферийной зоны сепаратора.The separator contains an inlet gas duct for the cleaned air 1, made in the form of a paraboloidal confuser, in cross section of which a swirl 2 and a swirl chamber 3 are located. At the outlet of the swirl chamber 3 a central cylindrical nozzle 4 is mounted, connected to a paraboloidal diffuser 5 in communication with the dust extraction pipe 6 installed coaxial to the latter and connected to the precipitation chamber 7. Behind the paraboloidal diffuser 5 there is a conical diffuser 8 connected to the pipeline for removing the purified gas 9. Between the paraboloidal diffuser Oromo 5 and taper cone 8 is placed an adjustable annular gap 10 communicates with the drain passage 11 serving to divert part of the gas separator with a peripheral zone.

Инерционно-вихревой сепаратор работает следующим образом.Inertial vortex separator operates as follows.

Газовый поток с транспортируемыми частицами пыли различных размеров подают по входному газоходу 1, выполненному в виде параболоидного конфузора. Затем в параболоидном конфузоре поток ускоряют и подкручивают завихрителем 2. В осевой части конфузора на выходе образуется зона низкого статического давления, что способствует интенсивной коагуляции частиц. В центральном цилиндрическом сопле 4, установленном на выходе вихревой камеры 3, газовый поток, который имеет на выходе из вихревой камеры 3 наиболее выраженные градиентные свойства по сечению потока, стабилизируется.A gas stream with transported dust particles of various sizes is fed through the inlet duct 1, made in the form of a paraboloidal confuser. Then, in a paraboloidal confuser, the flow is accelerated and twisted with a swirl 2. In the axial part of the confuser, a zone of low static pressure is formed at the outlet, which contributes to intensive coagulation of particles. In the central cylindrical nozzle 4, installed at the exit of the vortex chamber 3, the gas stream, which has the most pronounced gradient properties along the flow cross section at the exit of the vortex chamber 3, is stabilized.

При входе в параболоидный диффузор 5 газовый поток начинает монотонно снижать тангенциальную скорость по закону потенциального течения: V_φr=const, гдеUpon entering the paraboloidal diffuser 5, the gas flow begins to monotonically reduce the tangential velocity according to the law of the potential flow: V _φ r = const, where

V_φ - тангенциальная или окружная скорость газового потока;V _φ is the tangential or peripheral velocity of the gas stream;

r - радиус газового потока.r is the radius of the gas stream.

Это необходимо для появления эффекта инерционного уплотнения и, соответственно, предотвращения турбулизации потока в выходном участке параболоидного диффузора за счет повышения вязкости газа. Формирующийся вдоль оси сепаратора "пылевой шнур" отсасывается пылеотборным патрубком 6, который одновременно является регулятором осевого ускорения и осевой скорости по оси входного газохода 1, выполненного в виде параболоидного конфузора.This is necessary for the inertial compaction effect to appear and, accordingly, to prevent turbulization of the flow in the output section of the paraboloidal diffuser by increasing the viscosity of the gas. The “dust cord” formed along the axis of the separator is sucked off by the dust extraction pipe 6, which at the same time is a regulator of axial acceleration and axial velocity along the axis of the inlet duct 1, made in the form of a paraboloidal confuser.

Кроме того, эффект инерционного уплотнения и возрастание вязкости газов обусловливает возможность "вытеснения" на периферию сепаратора таких газов, как сернистый ангидрид, двуокись азота, двуокись углерода и некоторых других. Через кольцевую щель 10 и отводной канал 11 эти газы отводятся из периферийной зоны сепаратора, осуществляя тем самым регулирование пограничного слоя, что необходимо для сохранения ламинарной структуры потока.In addition, the effect of inertial compaction and an increase in the viscosity of gases makes it possible to “displace” gases such as sulfur dioxide, nitrogen dioxide, carbon dioxide, and some others on the periphery of the separator. Through the annular gap 10 and the exhaust channel 11, these gases are removed from the peripheral zone of the separator, thereby regulating the boundary layer, which is necessary to maintain the laminar flow structure.

В коническом диффузоре 8 осуществляется безотрывное течение газового потока к трубопроводу отвода очищенного газа 9.In the conical diffuser 8 there is a continuous flow of the gas stream to the pipeline for the removal of purified gas 9.

Инерционно-вихревой сепаратор обеспечивает повышение эффективности очистки газа, особенно при улавливании мелкодисперсных частиц, и позволяет использовать его для разделения многокомпонентных газовых сред.The inertial vortex separator provides an increase in the efficiency of gas purification, especially when trapping fine particles, and allows it to be used to separate multicomponent gas media.

Claims

An inertial vortex separator containing an inlet duct for the cleaned air, a vortex chamber with a swirl, a conical diffuser in communication with the purified gas outlet pipe, a precipitation chamber with a separated phase collector, characterized in that the swirl and a swirl chamber are located in the inlet duct, made in the form paraboloidal confuser, at the exit of the vortex chamber a central cylindrical nozzle is installed, connected to a paraboloidal diffuser in communication with the dust extraction pipe installed coaxially about the latter and connected to the precipitation chamber, in addition, between the paraboloidal diffuser and the conical diffuser there is an adjustable annular gap communicating with the outlet channel, which serves to divert one of the gas components from the peripheral zone of the separator.