SK50332011A3 - Method of separation aerosuspenzion - Google Patents
Method of separation aerosuspenzion Download PDFInfo
- Publication number
- SK50332011A3 SK50332011A3 SK5033-2011A SK50332011A SK50332011A3 SK 50332011 A3 SK50332011 A3 SK 50332011A3 SK 50332011 A SK50332011 A SK 50332011A SK 50332011 A3 SK50332011 A3 SK 50332011A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- rotor
- dust
- mesh
- air suspension
- cavity
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
- B01D45/16—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by the winding course of the gas stream, the centrifugal forces being generated solely or partly by mechanical means, e.g. fixed swirl vanes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
- Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Abstract
Description
Spôsob odlučovania aerosuspenzie, rotoklonMethod of separating aerosuspension, rotoclone
Oblasť technikyTechnical field
Vynález sa týka suchého odlučovania aerosuspenzií, konkrétne oddelenia vzduchu od prachu a dymu v uholnom, strojárskom, stavebnom a ďalších odvetviach.The invention relates to dry separation of aerosol suspensions, in particular the separation of air from dust and smoke in the coal, engineering, construction and other sectors.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Aerosuspenziami sa obyčajne nazývajú aerosóly, ktoré vznikajú pri mechanickom drvení tuhých látok: mletí, obrusovaní, pri explóziách. K ním patrí aj dym vznikajúci pri horení. Sú to disperzné sústavy, pozostávajúce z jemných tuhých častíc suspendovaných v plynnom prostredí. Disperzita aerosuspenzií sa môže blížiť k 10'9 m. Okrem disperzity sú charakterizované koncentráciou (hmotnostná koncentrácia množstvo disperznej fázy v jednotke objemu, alebo koncentrácia častíc - počet častíc v jednotke objemu).Aerosuspensions are commonly referred to as aerosols that arise from mechanical crushing of solids: grinding, abrasion, explosions. These include the smoke produced by burning. They are dispersion systems consisting of fine solid particles suspended in a gaseous medium. Aerosuspenzií dispersity may be close to 10 -9 M. In addition to dispersity, concentration (mass concentration) is the amount of dispersion phase in a unit of volume, or the concentration of particles - the number of particles in a unit of volume.
Tvorba aerosuspenzií nie je prerogatívou ľudskej činnosti. V prírode neustále prebiehajú procesy, ktorých dôsledkom je takáto tvorba, počnúc prachovými búrkami a končiac unášaním peľu, spór rastlín a najjednoduchších živých organizmov vetrom. Odstraňovanie suspendovaných častíc zo vzduchu je nutné vzhľadom na nebezpečenstvo explózie tých alebo iných ingrediencií (múčny, uholný a iný prach), znečistenie výroby výrobkov, negatívne vplyvy na ľudský organizmus.The formation of aerosol suspensions is not a prerogative of human activity. In nature, there are ongoing processes that result in such creation, beginning with dust storms and ending with the drifting of pollen, plant spores and the simplest living organisms by the wind. Removal of suspended particles from the air is necessary due to the risk of explosion of these or other ingredients (flour, coal and other dust), contamination of the production of products, negative effects on the human organism.
Pri suchom čistení plynov sa vo veľkej miere používajú metódy založené na filtrovaní aerosuspenzií cez pórovité filtre. Jedným z nedostatkov filtrov takého druhu je nestálosť ich prevádzkových parametrov. Uvádza sa, že, ... pokiaľ filter nie je čiastočne zanesený prachom, je pre jemné častice málo účinný. (Stručná chemická encyklopédia, M., 1961, zväzok 1, strany 743-740) .In dry gas scrubbing, methods based on filtering aerosol suspensions through porous filters are widely used. One of the drawbacks of such filters is the volatility of their operating parameters. It is reported that, unless the filter is partially clogged with dust, it is less effective for fine particles. (Brief Chemical Encyclopedia, M., 1961, Volume 1, pages 743-740).
Rozšíreným prístrojom na suché čistenie plynov je cyklón (tamtiež, obr. 1), ktorý je schopný odstraňovať z prúdu plynu častice s rozmermi od 5-10-6 m a viac. Pritom sa dosahuje odstránenie 30 až 88 % takýchto častíc zvýšením koeficientu hydraulického odporu zo 60 na 180 (tabulka 1). Používajú sa aj batériové cyklóny (obr. 2, tabulka 2).An advanced dry gas purification apparatus is a cyclone (ibid., Fig. 1), which is capable of removing particles from 5-10 -6 m or more from the gas stream. The removal of 30 to 88% of such particles is achieved by increasing the hydraulic resistance coefficient from 60 to 180 (Table 1). Battery cyclones are also used (Fig. 2, Table 2).
V zahraničnej praxi sa na zachytávanie suchého prachu zaviedlo používanie rotoklonov. Ich činnosť sa zakladá na využití odstredivej sily, ktorá vzniká otáčaním špeciálneho rotora vo vnútri telesa, do ktorého sa privádza aerosuspenzia. Častice prachu sa pôsobením odstredivej sily vrhajú na steny telesa a odvádzajú sa von, a očistený plyn sa vedie na miesto určenia. Ich nedostatok spočíva v tom, že očistený plyn unáša so sebou aj častice, ktoré sa neusadili na stenách telesa, t. z. že z hladiska účinnosti sú známe rotoklony porovnatelné s cyklónmi.The use of rotoclones has been introduced in foreign practice to collect dry dust. Their operation is based on the use of centrifugal force, which is generated by the rotation of a special rotor inside the body to which the aerosol suspension is supplied. Dust particles are thrown by the centrifugal force on the walls of the body and vented out, and the cleaned gas is routed to its destination. Their deficiency lies in the fact that the purified gas also carries with it particles which have not settled on the walls of the body, i. from. that rotoclones comparable to cyclones are known for efficacy.
V patente RU 2 293 761 autora I.S. Rožkova (RU) sa v nároku 1 uvádza, že pozdĺž vonkajšieho obvodu kruhového prstenca v malej vzdialenosti od okraja sa dolu upevňuje valcová sieťka. Kruhový prstenec sa uvádza do rotačného pohybu elektrickým motorom. V opise sa uvádza, že pri zvolených parametroch motora, sieťky a rýchlosti prúdu pary, nemôžu kvapky produktu s priemerom väčším ako 6,2-10-6 metra prejsť do priestoru pohyblivej sieťky a pri tomto priemere šanca preskočiť cez sieťku neprevyšuje 0,6 % (prototyp).IS Rožkova (RU) patent RU 2 293 761 states that a cylindrical mesh is fastened down along the outer periphery of the ring at a small distance from the edge. The annular ring is rotated by an electric motor. The description states that at selected engine, mesh and vapor velocity parameters, product droplets with a diameter greater than 6.2-10 -6 meters cannot pass into the moving mesh area and at this average the chance of jumping through the mesh does not exceed 0.6% (prototype).
Suché odlučovanie aerosuspenzií sa opisuje v SU 919714 (E. V. Karpov a kol.) a v SU 1755892 Al (Samarské okresné stredisko Vedeckej tvorivosti mládeže Sintez) . V prvom z nich sa odporúča odstraňovanie jemnej frakcie prachu z filtračného povrchu periodickým pôsobením na ňu hrubou frakciou. V druhom prípade sa odporúča odstraňovať prach z filtračného plátna bubna (rotora) pomocou závitnicovej stierky a vytrepávania, vykonávaných periodicky.Dry separation of aerosol suspensions is described in SU 919714 (E. V. Karpov et al.) And in SU 1755892 A1 (Samarskaya District Youth Science Creativity Center Sintez). In the first one, it is recommended to remove the fine fraction of dust from the filter surface by periodically treating it with a coarse fraction. In the latter case, it is recommended to remove the dust from the filter screen of the drum (rotor) by using a spiral spatula and shaking performed periodically.
V uvedenom prototype sa nachádza rotor zvláštnej konštrukcie, teleso, filtráciu cez oká otáčajúcej sa sieťky a využitie odstredivej sily. Využíva sa však na odlučovanie aeroemulzií. Analógy využívané na odlučovanie aerosuspenzií zvyšujú výkon zariadení, avšak vylučujú možnosť zmenšenia rozmerov zachytávaných prachových častíc.In said prototype there is a rotor of a special construction, a body, filtration through the meshes of a rotating mesh and the use of centrifugal force. However, it is used to separate aeroemulsions. The analogs used to separate aerosol suspensions increase the performance of the devices, but eliminate the possibility of reducing the dimensions of the dust particles collected.
Celkovo je možné konštatovať, že existujúca úroveň spôsobov a zariadení na suché čistenie plynov nezahrňuje rozsah častíc od 10'9 do 106 metra, vyznačuje sa vysokou hodnotou hydraulického odporu a pomerne nízkym výkonom.Overall, it can be concluded that the existing level of methods and devices for dry gas cleaning does not include the range of particles from 10 9-10 6 meters, it is characterized by high values of hydraulic resistance and relatively low power.
Stroj na stláčanie a privádzanie vzduchu pod tlakom sa nazýva kompresor. Sú známe piestové, odstredivé a dostredivé kompresory. Podľa smeru pohybu plynu v dvoch posledných uvedených typoch budeme rozlišovať axiálne (plyn sa pohybuje rovnobežne s osou otáčania), radiálne (plyn sa pohybuje v smere kolmom na os) a radiálno-axiálne dostredivé kompresory. V poslednom uvedenom prípade sa plyn pôsobením lopatiek kompresora vtláča do oblasti pri osi, pričom z nej sa pohybuje rovnobežne s osou otáčania.The machine for compressing and supplying air under pressure is called a compressor. Reciprocating, centrifugal and centripetal compressors are known. According to the direction of gas movement in the last two types we will distinguish axially (gas moves parallel to the axis of rotation), radial (gas moves in a direction perpendicular to the axis) and radial-axial centripetal compressors. In the latter case, the gas is forced by the compressor blades into the region along the axis, moving therefrom parallel to the axis of rotation.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Technickým výsledkom vynálezov danej skupiny účinnosti spôsobov a strojov na suché odlučovan penzií na očistený plyn a prach, posun hranice zachytávaného prachu z mikroenergetických nákladov.The technical result of the inventions of a given group of efficiencies of methods and machines for dry separation of pensions for purified gas and dust, shifting the boundary of dust collection from micro-energy costs.
na nanoveľkosť, je zvýšenie ie aerosusdisperzity zníženieon nano-size is an increase ie aerosusdispersity reduction
1. Dosiahnutie uvedeného technického výsledku sa zabezpečuje filtráciou cez pohybujúcu sa sieťku, s využitím odstredivých, dostredivých síl, gravitačných síl a zotrvačnosti prachu, rozdielu podmienok kondenzácie zložiek aerosuspenzie. Pritom sa tok aerosuspenzie smeruje rovnobežne s osou otáčania rotora zhora nadol. Očistený plyn sa stláča v paraxiálnom priestore pri rotore a odvádza sa určené miesto. V priestore pri sieťke sa vytvára podtlak plynu.1. The achievement of the above technical result shall be ensured by filtration through a moving mesh, using centrifugal, centripetal forces, gravitational forces and inertia of the dust, the difference in condensation conditions of the components of the aerosol suspension. The flow of the aerosol suspension is directed parallel to the axis of rotation of the rotor from top to bottom. The cleaned gas is compressed in the paraxial space at the rotor and the designated point is discharged. Gas underpressure is created in the space near the net.
2. Zariadením, ktoré realizuje vykonávanie uvedených činností je rotoklon so sieťkou. Zariadenie zahŕňa kruhové valcové teleso, rotor, priestory na distribúciu a odlučovanie aerosuspenzie, priestor na odvádzanie prachu, potrubie na privádzanie aerosuspenzie, na odvádzanie očisteného plynu, prachu a motor, s predĺženým hriadeľom zavedeným do priestoru odlučovania aerosuspenzie, kde sa naň upevňuje dno rotora v tvare disku a jeho veko v tvare kruhového prstenca. Priestory distribúcie, odlučovania a odvádzania sú prepojené prstencovými štrbinami. Pritom plášť rotora je realizovaný ako sieťka, medzi dnom a vekom rotora sú upevnené lopatky radiálno-axiálneho dostredivého kompresora; v priestore odlučovania sa prach odstraňuje stierkami, premiestňovanými obručou.2. The device that carries out the above activities shall be a rotoclean with a net. The apparatus comprises a circular cylindrical body, a rotor, aerosol distribution and separation spaces, a dust removal space, an aerosol injection line, a purge gas, a dust outlet and an engine, with an extended shaft introduced into the aerosol separation space where the rotor bottom is fixed in it. the shape of the disc and its lid in the form of a circular ring. The distribution, separation and drainage spaces are interconnected by annular slits. In this case, the rotor housing is realized as a mesh, blades of a radial-axial centrifugal compressor are fixed between the bottom and the rotor lid; In the separation area, dust is removed by squeegees moved through the hoop.
Vysvetlivky k tabuľkeExplanatory notes to the table
V tabuľke sa uvádzajú hodnoty veličín: priemernej kvadratickej rýchlosti molekúl (u); dĺžka strednej voľnej dráhy (1); počtu nárazov molekuly za časovú jednotku (v); a rozmeru molekúl plynu (σ) , zisteného z koeficienta viskozity. V tabuľke sa reprodukujú údaje uvedené v tabuľke 2-54 prvého zväzku „Stručnej fyzikálno-technickej príručky pod spoločnou redakciou K. P. Jakovleva (Gosizdat, Moskva, 1960, str. 331) . Potreba tabuľky je podmienená nesúladom údajov v rôznych zdrojoch (porovnaj s tabuľkou G. Kay-a a T. Laby (Leby) Tabuľky Gosizdat, 1962, príkladov.The table gives the values of: average quadratic velocity of molecules (u); length of mean freeway (1); the number of impacts of the molecule per time unit (v); and the size of the gas molecules (σ) obtained from the viscosity coefficient. The table reproduces the data presented in Table 2-54 of Volume 1 of the 'Brief Physics and Technology Handbook' under the joint editions of K. P. Yakovlev (Gosizdat, Moscow, 1960, p. 331). The need for a table is conditioned by the mismatch of data in different sources (cf. Table G. Kay and T. Laby (Leby) Table Gosizdat, 1962, Examples).
fyzikálnych a str. 45), čo môže chemických konštánt sťažiť pochopeniephysical and p. 45), which can make chemical constants difficult to understand
Realizácia skupiny vynálezovImplementation of a group of inventions
1. Pri chaotickom pohybe má normálnu rýchlosť (kolmú na os otáčania) len určitá časť častíc a molekúl. Ak nasmerujeme aerosuspenziu normálne k osi otáčania rotora, dostaneme pravdepodobnosť WH prechodu častíc zvoleného rozmeru cez sieťku. Pri paralelnom pohybe aerosuspenzie sa pravdepodobnosť prechodu cez ňu rovná Wn. Je zrejmé, že Wn je menšia ako WH, čo potvrdzuje dôležitosť príslušného rozlišovacieho prvku nároku 1 skupiny vynálezov.1. In a chaotic movement, only a fraction of the particles and molecules have a normal velocity (perpendicular to the axis of rotation). If we direct the aerosol suspension normally to the rotor rotation axis, we get a probability W H of passing the particles of the selected size through the mesh. In the parallel movement of the aerosol suspension, the probability of passing it is equal to W n . Obviously, W n is less than W H , confirming the importance of the respective distinguishing element of claim 1 of the inventive group.
Významný je aj moment orientácie toku aerosuspenzie zhora nadol. Keď sa častica dostane dovnútra priestoru rotora, alebo keď je odrazená sieťkou, si častica v dôsledku zotrvačnosti zachová tendenciu pohybu smerom k jeho dnu, ako aj mimo rotora k spodku priestoru. V dôsledku toho sa zväčšuje jej dráha aj pravdepodobnosť agregácie.The moment of orientation of the aerosol suspension flow from top to bottom is also significant. When the particle enters the rotor space or is reflected by the mesh, the particle retains its tendency to move towards the bottom as well as outside the rotor to the bottom due to inertia. As a result, its path and likelihood of aggregation increase.
Zriedenie plynu v priestore v blízkosti sieťky umožňuje, aby sa realizovala schopnosť plynu rozpínať sa. Stlačenie plynu v priestore v blízkosti osi rotora, ktoré do určitej miery spôsobuje túto schopnosť, zabezpečuje výstup očisteného plynu z priestoru rotora.Dilution of the gas in the vicinity of the mesh allows the gas to expand. Compressing the gas in the space near the rotor axis, which causes this capability to a certain extent, ensures the purge gas emerges from the rotor space.
2. Na obrázku je znázornený axiálny rez rotoklonu obsahujúceho teleso 1_ v tvare kruhového valca. Priestor telesa je rozdelený na prstencový priestor 2_ distribúcie aerosuspenzie, priestor 3_ odlučovania aerosuspenzie, priestor 4_ na odvádzanie prachu a motor _5 s predĺžením hriadeľa 6_.2. The figure shows an axial section of a rotoclone comprising a body 7 in the form of a circular cylinder. The body space is divided into an annular aerosol distribution space 2, an aerosol suspension separation space 3, a dust removal space 4 and a shaft extension motor 5.
Prstencový priestor distribúcie vnútorným povrchom steny telesa, aerosuspenzie je tvorený jeho vekom 7_, vekom 8_ priestoru odlučovania ako aj povrchom vsadeným do veka 8_ potrubia 9. s prírubou na odvádzanie očisteného plynu. Prstencový priestor distribúcie aerosuspenzie je tvorený stenami telesa a dnom 11 . Veko tohto priestoru a jeho dno tvoria pozdĺž svojich obvodov so stenou telesa prstencové štrbiny. Prstencová štrbina 12 veka priestoru zabezpečuje rovnomerný prívod aerosuspenzie z priestoru distribúcie do priestoru odlučovania po celej dĺžke priestoru. Prstencová štrbina 13 dna priestoru zabezpečuje priechod prachu usadzovaného na stenách priestoru pri odlučovaní aerosuspenzie do priestoru jeho odvádzania.The annular space of distribution through the inner surface of the body wall, the aerosol suspension is formed by its lid 7, the separation chamber lid 8 as well as the surface embedded in the lid 8 of the pipe 9 with a flange for evacuating the cleaned gas. The annular space of the aerosol suspension is formed by the walls of the body and the bottom 11. The lid of this space and its bottom form annular slits along their perimeter with the body wall. The annular gap 12 of the lid of the space provides a uniform supply of aerosol suspension from the distribution space to the separation space over the entire length of the space. The annular gap 13 of the bottom of the space provides for the passage of dust deposited on the walls of the space when the aerosol suspension is separated into the exhaust space.
Predĺženie hriadeľa je spojené pomocou ložiska 14 s potrubím na odvádzanie očisteného plynu a pomocou ložiska 15 s dnom priestoru odlučovania. V priestore odlučovania je na predĺžení hriadela motora upevnené dno 16 v tvare disku a veko 17 rotora v tvare kruhového prstenca. Medzi nimi sú upevnené lopatky 18 radiálno-axiálneho dostredivého kompresora. Ako plášť rotora sa používa sieťka 19 s malými okami. Odstraňovanie prachu zo stien priestoru odlučovania sa vykonáva stierkou obruče 2 0, ktorá sa nachádza v drážke vo vrchnej časti priestoru odlučovania. Obruba sa presúva v drážke závitnicovým prevodom, ktorý sa uvádza do pohybu cez výrez v telese elektrickým motorom upevneným mimo priestoru. Odstraňovanie prachu z priestoru odvádzania sa uskutočňuje cez potrubie s prírubou 21.The shaft extension is connected by means of a bearing 14 to a line for evacuating the cleaned gas and by means of a bearing 15 to the bottom of the separation space. In the separation space, a disc-shaped bottom 16 and a rotor ring-shaped rotor cover 17 are fixed to the motor shaft extension. Blades 18 of the radial-axial centripetal compressor are mounted between them. A mesh 19 with small meshes is used as the rotor jacket. The dust removal from the walls of the separation space is carried out by the squeegee 20 which is located in the groove at the top of the separation space. The rim is moved in a groove by a helical gear which is moved through a cutout in the body by an electric motor mounted outside the space. Dust removal from the drainage area is performed via a flange 21.
3. Proces odlučovania aerosuspenzií ovplyvňujú parametre, ktoré charakterizujú tak sieťku, ako aj aerosuspenziu. Jedným z takýchto parametrov týkajúcich sa sieťky je lineárna rýchlosť jej pohybu, ktorá sa určuje podlá vzorca:3. The process of separating aerosol suspensions is influenced by the parameters that characterize both the mesh and the aerosol suspension. One such mesh-related parameter is the linear velocity of its movement, which is determined by the formula:
vs = 2nRn (1), kde vs v s = 2nRn (1), where v s
R lineárna rýchlosť sieťky vzdialenosť sieťky od osi (m/s). rotácie n - počet otáčok sieťky za časovú jednotku (ot./s)R linear mesh speed distance of mesh from axis (m / s). rotation n - number of mesh revolutions per time unit (rpm)
Významným parametrom je rozmer oka sieťky v smere otáčania. Označíme ho i. Okrem rozmeru oka sieťky na vyhodnotenie jej účinnosti budeme potrebovať poznať hrúbku (priemer) drôtu sieťky. Tento priemer označíme d.An important parameter is the mesh size in the direction of rotation. Let's label it i. In addition to the mesh size of the mesh to evaluate its effectiveness, we will need to know the thickness (diameter) of the mesh wire. We denote this average d.
Tok aerosuspenzie smerujúci do priestoru medzi sieťkou a stenou telesa sa skladá z častíc dvojakého druhu. Predovšetkým sú to molekuly plynu a odparených tuhých častíc. Rozmery molekúl sú velmi malé. Napríklad priemer molekuly dusíka sa odhaduje 3,5 e 3,7 Á (1 Ä = 10_1° m), čo umožňuje považovať rozmer tejto skupiny častíc vzduchu za menší ako 109 metra.The aerosol suspension flow directed into the space between the mesh and the body wall consists of particles of two kinds. In particular, they are gas molecules and vaporized solid particles. The dimensions of the molecules are very small. For example, the diameter of the nitrogen molecule is estimated to be 3.5 e 3.7 Å (1 = = 10 11 m), which makes it possible to consider the size of this group of air particles to be less than 10 9 meters.
Aj molekuly plynu, aj častice prachu sa nachádzaj v neustálom pohybe. Rozdiely charakteru ich pohybu sú podmienené predovšetkým rozdielmi ich hmotností. Čím je väčšia hmotnosť, tým menšia je priemerná rýchlosť pohybu častíc s takou hmotnosťou. Rýchlosti molekúl závisia od teploty a podriaďujú sa Maxwellovej distribúcii molekúl v závislosti od rýchlostí. Napríklad za normálnych podmienok (0°C a 760 mm ortuťového stĺpca) molekula oxidu uhličitého má strednú kvadratickú rýchlosť 390 m/s. Molekula vodíka má za tých istých podmienok rýchlosť 1840 m/s. Prachová čiastočka s rozmerom 1-10’6 má hmotnosť mnohonásobne prevyšujúcu hmotnosť molekuly vodíka a preto jej rýchlosť je zodpovedajúco nižšia ako rýchlosť molekúl hociktorého z plynov, ak predpokladáme, že sa podriaďuje distribúcii rýchlostí podľa Maxwella. Pre takúto časticu pri hustote 1000 kg/m3 a pri normálnych podmienkach je stredná kvadratická rýchlosť 5-10-3 m/s. Takáto častica sa pohybuje s rýchlosťou toku plynu.Both the gas molecules and the dust particles are in constant motion. The differences in the nature of their movement are determined primarily by the differences in their weights. The greater the mass, the smaller the average velocity of movement of particles with such mass. The velocities of the molecules depend on the temperature and are subject to the Maxwell distribution of the molecules depending on the velocities. For example, under normal conditions (0 ° C and 760 mm of mercury) the carbon dioxide molecule has a mean quadratic velocity of 390 m / s. The hydrogen molecule has a velocity of 1840 m / s under the same conditions. Dust particles with dimensions of 110 '6 has a weight many times exceeding the weight of the hydrogen molecule, and therefore, the speed is correspondingly lower than the speed of any of the molecules of gases, assuming that the distribution of subjects by at Maxwell. For such a particle at a density of 1000 kg / m 3 and under normal conditions, the mean quadratic velocity is 5-10 -3 m / s. Such a particle moves with the gas flow rate.
Druhý moment, rozdielneho charakteru pohybu častíc prachu a molekúl spočíva v tom, že molekuly na seba pružne narážajú, zatiaľ čo neutrálne alebo rozdielne nabité častice prachu pri nárazoch sa spájajú do väčších.The second moment, the different nature of the motion of the dust particles and molecules, is that the molecules collide elastically, while the neutral or differently charged dust particles merge into larger ones at impact.
V dôsledku toho, že sú prachové častice pôsobením rotora hádzané k stenám telesa rotoklonu, pri stenách sa zvyšuje ich koncentrácia. To napomáha zvýšeniu pravdepodobnosti nárazu, teda rastu rýchlosti usadzovania. Pritom, v ustálenom režime sa koncentrácia prachu v priestore v blízkosti sieťky znižuje, avšak chaotický pohyb molekúl neustále do neho prináša častice, ktoré sa nestihli zväčšiť. Z toho dôvodu odvádzanie plynu bezprostredne z priestoru v blízkosti rotora nie dostatočne účinné. Je porovnateľné s účinnosťou cyklónu, v ktorom sa realizuje analogické odvádzanie.Due to the fact that the dust particles are thrown to the walls of the rotoclone body by the action of the rotor, their concentration increases at the walls. This helps to increase the likelihood of impact, thus increasing the rate of settling. At steady-state mode, the dust concentration in the space near the mesh decreases, but the chaotic movement of the molecules constantly brings into it particles that have not been able to increase. For this reason, the removal of gas immediately from the space close to the rotor is not sufficiently effective. It is comparable to the efficiency of a cyclone in which analogous removal takes place.
Pri odvádzaní plynu z priestoru rotora, plyn musí prejsť cez pohyblivú sieťku. Veľkosť normálnej zložky rýchlosti častíc a molekúl suspenzie up musí byť taká, aby častica alebo molekula za čas výmeny oka T stihla prejsť dráhu rovnajúcu sa polovici hrúbky drôtu sieťky, čiže 0,5 d. Za predpokladu, že drôt je kruhový, ak častica prekoná túto vzdialenosť, bude hodená do vnútra priestoru rotora, a ak nie, bude hodená k stene telesa. Teda:When evacuating gas from the rotor space, the gas must pass through the movable mesh. The size of the normal velocity component of the particles and molecules of the suspension at p must be such that the particle or molecule, over the time of eye change T, manages to travel a path equal to half the thickness of the wire of the mesh, ie 0.5 d. Assuming that the wire is circular, if the particle exceeds this distance, it will be thrown inside the rotor space and, if not, will be thrown against the body wall. thus:
T = 0.5 d/Up (2) .T = 0.5 d / Up (2).
Avšak T sa rovná aj podielu ktorý dostaneme delením rozmeru oka sieťky i lineárnou rýchlosťou sieťky vs, z toho, ak berieme do úvahy rovnicu (1), vyplýva že:However, T is equal to the ratio obtained by dividing the mesh size by the net mesh speed in s , taking into account equation (1), it follows that:
T = l/2nRn (3) .T = 1 / 2nRn (3).
Keďže lavé strany rovníc (2) a (3) sú identické, môžeme napísať, žeSince the left sides of equations (2) and (3) are identical, we can write that
0.5 d/up = í/2nRn, z čoho: up = n-R-d·n-F1 (4), kde up - rýchlosť častice (m/s); n - konštanta, 3,14...;0.5 d / up = 1 / 2nRn, of which: u p = nRd · nF 1 (4), where u p - particle velocity (m / s); n - constant, 3.14 ...;
R - polomer sieťky rotora (m);R - rotor mesh radius (m);
d - priemer drôtu sieťky (m) / n - počet otáčok rotora za jednotku času (ot./s), í - rozmer oka sieťky (m).d - mesh wire diameter (m) / n - number of rotor revolutions per unit of time (rpm), í - mesh size (m).
Takto pre všetky zložky aerosuspenzie je kritickou normálna zložka ich rýchlosti. Ak je táto rýchlosť menšia ako rýchlosť vyplývajúca z rovnice (4), potom častica nemôže prekonať sieťku nezávisle od toho, aký malý je jej rozmer.Thus, for all components of the aerosol suspension, the normal component of their rate is critical. If this velocity is less than the velocity resulting from equation (4), then the particle cannot cross the mesh regardless of its small size.
Keďže v pravej časti rovnice všetky hodnoty charakterizujú parametre rotora, potom sa ukazuje ako významná možnosť pomocou hodnôt týchto parametrov hodnotiť rýchlosť častíc, ktorá je dostatočná na prekonanie sieťky. Navyše, ak predpokladáme, že distribúcia častíc z hľadiska ich rozmerov je v priestranstve pred okom sieťky štatisticky rovnomerná, môžeme v percentách vyhodnotiť ich podiel, prechádzajúci cez sieťku. A nakoniec, Maxwellova distribúcia zahrňuje široké spektrum hodnôt rýchlostí. Tá časť spektra, ktorej rýchlosti nedosahujú hodnoty definované rovnicou (4), bude zadržaná.Since in the right part of the equation all values characterize the rotor parameters, then it proves to be a significant possibility, using the values of these parameters, to evaluate the particle velocity that is sufficient to overcome the mesh. Moreover, if we assume that the particle size distribution is statistically uniform in the area in front of the mesh eye, we can evaluate the percentage passing through the mesh in percent. Finally, Maxwell's distribution includes a wide range of velocity values. That part of the spectrum whose velocities do not reach the values defined by equation (4) shall be retained.
Pritom významný je aj smer privádzania aerosuspenzie do priestoru medzi stenou telesa a sieťkou rotora zariadenia. Je zrejmé, že najvýhodnejší prívod je v axiálnom smere. V dôsledku jej kontaktu so sieťkou rotora sa získava rýchlosť orientovaná tangenciálne k dráhe miesta kontaktu. Pôsobením toku plynu bude výsledná rýchlosť smerovaná pod ostrým uhlom ku krivke tvorenej valcom telesa, čiže dráha častice je väčšia ako je vzdialenosť kontaktného bodu od steny telesa, vďaka čomu sa zväčšuje pravdepodobnosť agregácie. Priemerná rýchlosť molekúl je vyššia ako rýchlosť sieťky. Molekuly buď dostanú impulz v tom istom smere ako častice, alebo prechádzajú do dutiny rotora. Obidva tieto procesy znižujú koncentráciu molekúl v priestranstve v blízkosti sieťky, čím sa zväčšuje dĺžka ich voľnej dráhy.The direction of supply of the aerosol suspension into the space between the body wall and the rotor mesh of the device is also important. Obviously, the most preferred inlet is in the axial direction. Due to its contact with the rotor mesh, a velocity oriented tangential to the path of the contact point is obtained. Under the effect of the gas flow, the resulting velocity will be directed at an acute angle to the curve formed by the cylinder of the body, i.e. the path of the particle is greater than the distance of the contact point from the wall of the body, thereby increasing the likelihood of aggregation. The average velocity of the molecules is higher than that of the mesh. The molecules either receive a pulse in the same direction as the particles or pass into the rotor cavity. Both of these processes reduce the concentration of molecules in the area near the mesh, thereby increasing the length of their free path.
Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Obrázok predstavuje axiálny rez rotoklonom so sieťkou. Okrem všeobecne zaužívaných číselných označení sa používa indikácia smeru pohybu aerosuspenzie a jej zložiek šípkami. Šípky: a) s kruhovým operením indikujú smer pohybu aerosuspenzie, b) bez operenia - smer pohybu očisteného plynu, c) so štvorcovým operením - smer pohybu prachu.The figure shows an axial section of a rotoclone with a mesh. In addition to commonly used numerical designations, an arrowhead indication of the direction of movement of the aerosol suspension and its components is used. The arrows: a) with circular operation indicate the direction of movement of the aerosol suspension, b) without operation - direction of movement of the cleaned gas, c) with square operation - direction of movement of dust.
Príklad uskutočneniaExample
Príklady hodnotenia účinnosti rotoklonu . Uvažujme, že rotoklon sa využíva na čistenie plynu v cementárenskej výrobe s objemom aerosuspenzie 10 m3/s. Pri polomere sieťky 0,5 m a pri výške 0,3 m, jej povrch bude 0,94 m3 a rýchlosť toku aerosuspenzie má byť rádovo 10,6 m/s. Rýchlosť prachu sa približne rovná rýchlosti toku aerosuspenzie .Examples of evaluation of rotoclone efficiency. Consider that rotoclone is used for gas purification in cement production with an aerosol suspension volume of 10 m 3 / s. At a mesh radius of 0.5 m and a height of 0.3 m, its surface will be 0.94 m 3 and the flow rate of the aerosol suspension should be of the order of 10.6 m / s. The dust velocity is approximately equal to the flow rate of the aerosol suspension.
Na uvedenie rotora do pohybu zvolíme synchrónny motor s počtom otáčok 3000 ot./min, čiže 50 ot./s, priemer drôtu sieťky d = 5-10’4 m a i = 2-10’3 m. Keď dosadíme do rovnice (4), dostaneme up = 19.6 m/s. Je zrejmé, že ani jedna z častíc, ktorá má rýchlosť 10,6 m/s, nemôže preniknúť do dutiny rotora. Je pochopiteľné, že tento záver nie je bezpodmienečný z mnohých dôvodov. Za prvé, rýchlosť 10,6 m/s bola určená bez uvažovania prítomnosti sieťky, ktorá zmenšuje plochu a vyžaduje alebo zvýšenie rýchlosti prúdenia, alebo zníženie výkonu zariadenia, alebo zväčšenie výšky sieťky a pod. Tieto alebo sa dajú lahko zohľadniť podrobnejšími výpočtami.To set the rotor in motion, choose a synchronous motor with a speed of 3000 rpm, or 50 rpm, the wire diameter d = 5-10 ' 4 mai = 2-10' 3 m. When we substitute into equation (4) we get u p = 19.6 m / s. Obviously, none of the particles having a velocity of 10.6 m / s can penetrate the rotor cavity. It is understandable that this conclusion is not unconditional for many reasons. First, a speed of 10.6 m / s was determined without considering the presence of a mesh that reduces the area and requires or increase flow velocity, or reduce the performance of the device, or increase the height of the mesh and the like. These or can easily be taken into account by more detailed calculations.
5. Sú momenty, ktoré sa musia spracovať experimentálne. Napríklad každá molekula dusíka, kyslíka lebo oxidu uhličitého za normálnych podmienok vykoná približne 5-108 zrážok za sekundu. Nič neprekáža takej molekule, ak zoberieme do úvahy smer toku aerosuspenzie a jeho zriedenie v priestranstve v blízkosti sieťky, aby zavliekla časticu s rozmerom 10 Ä do oka sieťky. Chaotický charakter pohybu molekúl predurčuje rovnakú pravdepodobnosť existencie rýchlostí vo všetkých možných smeroch, vrátane normálneho smeru. Pravdepodobnosť realizácie javov takého druhu sa môže vyhodnotiť podlá hmotnostnej koncentrácie častíc v aerosuspenzii v očistenom plyne.5. There are moments that must be processed experimentally. For example, each molecule of nitrogen, oxygen, or carbon dioxide under normal conditions will perform about 5-10 8 precipitation per second. Nothing interferes with such a molecule, taking into account the direction of flow of the aerosol suspension and its dilution in an area near the mesh to introduce a 10 particle into the mesh's mesh. The chaotic nature of the motion of the molecules predetermines the same probability of the existence of velocities in all possible directions, including the normal direction. The likelihood of realizing such phenomena can be evaluated by the mass concentration of the particles in the aerosol suspension in the cleaned gas.
Z rovnice (3) je možné určiť dobu periódy výmeny ôk sieťky (T) . T = 1,3-10-5 s, alebo frekvencia 0,8-105. Táto frekvencia je porovnateľná s frekvenciou zrážok molekúl. Je možné ju meniť zmenou parametrov sieťky, tak ako je možné meniť frekvenciu zrážok molekúl zmenou teploty a úrovne zriedenia. Vplyv týchto zmien na výkon rotoklonu a na jeho selektivitu je významný.From the equation (3) it is possible to determine the mesh change period of the mesh (T). T = 1.3-10 -5 s, or frequency 0.8-10 5 . This frequency is comparable to the frequency of precipitation of molecules. It can be changed by changing the mesh parameters, as it is possible to change the precipitation frequency of the molecules by changing the temperature and the dilution level. The effect of these changes on rotoclone performance and selectivity is significant.
Uskutočnený rozbor ukazuje, že rotoklon so sieťkou nemôže zaručiť úplné vylúčenie priechodu nanočastíc. Umožňuje však predpokladať, že sa môže zadržať ich významná časť pri dostatočnom experimentálnom spracovaní.The analysis carried out shows that rotoclone with a mesh cannot guarantee complete elimination of the passage of nanoparticles. However, it suggests that a significant proportion of them may be retained with sufficient experimental processing.
Na miestach s masovým zhromaždením ľudí (hľadiská, zdravotnícke, školské zariadenia, metro, iné dopravné prostriedky) sa môže odporučiť čistenie vzduchu rotoklonom. Napríklad pri výkone 10 m3/s a spotrebe človeka 1 liter/s, rotoklon uvedený vo štvrtom príklade môže zabezpečiť očistený vzduch pre 10 tisíc ľudí.In places with a mass gathering of people (auditoriums, medical, school facilities, metro, other means of transport) air purification with rotoclone may be recommended. For example, with an output of 10 m 3 / and a human consumption of 1 liter / s, the rotoclone shown in the fourth example can provide purified air for 10,000 people.
Tabuľkatable
7? 5c VW f7? 5c VW f
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008144345/15A RU2385758C1 (en) | 2008-11-10 | 2008-11-10 | Method for separation of aerosuspension, rotoclone |
PCT/RU2009/000483 WO2010053404A1 (en) | 2008-11-10 | 2009-09-22 | Method for fractionating an air suspension and a rotoclone |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK50332011A3 true SK50332011A3 (en) | 2011-10-04 |
Family
ID=42153068
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK5033-2011A SK50332011A3 (en) | 2008-11-10 | 2009-09-22 | Method of separation aerosuspenzion |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA201100465A1 (en) |
RU (1) | RU2385758C1 (en) |
SK (1) | SK50332011A3 (en) |
UA (1) | UA100185C2 (en) |
WO (1) | WO2010053404A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108905255B (en) * | 2018-07-10 | 2021-03-19 | 天窗智库文化传播(苏州)有限公司 | Fluid circulation device |
CN108854313B (en) * | 2018-07-10 | 2021-05-04 | 义乌飞思科技有限公司 | Air purification device and use method thereof |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3816981A (en) * | 1971-05-24 | 1974-06-18 | Clayson Nv | Rotary air filter |
SU919714A1 (en) * | 1980-07-29 | 1982-04-15 | Московское Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Им. Н.Э.Баумана | Centrifugal dust and moisture separator |
RU1768243C (en) * | 1989-09-29 | 1992-10-15 | Одесский технологический институт пищевой промышленности им.М.В.Ломоносова | Dust trap-fan |
US6004365A (en) * | 1997-10-17 | 1999-12-21 | Fiacco; Paul | Air filtering device |
-
2008
- 2008-11-10 RU RU2008144345/15A patent/RU2385758C1/en not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-09-22 UA UAA201104108A patent/UA100185C2/en unknown
- 2009-09-22 SK SK5033-2011A patent/SK50332011A3/en unknown
- 2009-09-22 WO PCT/RU2009/000483 patent/WO2010053404A1/en active Application Filing
- 2009-09-22 EA EA201100465A patent/EA201100465A1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2385758C1 (en) | 2010-04-10 |
EA201100465A1 (en) | 2011-10-31 |
WO2010053404A1 (en) | 2010-05-14 |
UA100185C2 (en) | 2012-11-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7594941B2 (en) | Rotary gas cyclone separator | |
US4198290A (en) | Dust separating equipment | |
CN103212257A (en) | Gas purification device for removing PM2.5 | |
WO2010002238A1 (en) | Wet gas separator | |
ES8705255A1 (en) | Multistage rotary dust collector. | |
KR101311532B1 (en) | cleaning apparatus of bag filter unit | |
SK50332011A3 (en) | Method of separation aerosuspenzion | |
KR101309829B1 (en) | cleaning apparatus of bag filter unit | |
US4923491A (en) | Centrifugal filter for separating aerosol particles from a gas stream | |
JP6715238B2 (en) | Separation device for dust and other pollutants | |
RU2497569C2 (en) | Sizing dust separator | |
KR20110076710A (en) | Mist collecting device | |
CN215539495U (en) | Cyclone separator for tail gas treatment system | |
RU56221U1 (en) | GAS CLEANING FILTER | |
KR890004043Y1 (en) | Soot eliminating device | |
RU153516U1 (en) | DUST CATCHER CLASSIFIER | |
RU2496584C1 (en) | Rotary dust cleaner | |
CN106269315B (en) | Inlet particle sequence type cyclone | |
RU100737U1 (en) | CYCLONE FILTER | |
CN218590811U (en) | Cyclone static purifier for fume and waste gas | |
GB2274794A (en) | Dust separator | |
RU208304U1 (en) | MULTI-VORTEX SEPARATOR FOR CLEANING GASES | |
RU2361649C1 (en) | Continuous self-regenerating cyclone filter for cleaning of gases from dust | |
KR100458865B1 (en) | A Dust Collector for VOCs, Dusts and Mists Removal | |
CN102872668A (en) | Agglomerate cyclone separator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FD9A | Suspended procedure due to non-payment of fee |