SU1611396A1 - Способ очистки газа от аэрозол , содержащего высокодисперсные твердые частицы с магнитной компонентой - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике очистки газа (Г) от высокодисперсных твердых частиц аэрозол  (А) с помощью магнитного фильтра и позвол ет обеспечить непрерывную эффективность очистку Г от высокодисперсных частиц, например сварочного А, и уменьшение энергозатрат на их магнитную коагул цию. Дл  этого слой гранул непрерывно привод т в состо ние спокойного псевдоожиженного сло , пропуска  через него очищаемый Г. Режим спокойного псевдоожижени  устанавливают из услови  начала псевдоожижени  по достижению гидравлическим сопротивлением сло  гранул в процессе псевдоожижени  максимального значени . Создают по всему объему псевдоожиженного сло  в зазорах между гранулами зоны высокой локальной напр женности магнитного пол  путем осаждени  на их поверхности сло  магнитных частиц. Укрупн ют частицы А при их прохождении от газораспределительной решетки к поверхности псевдоожиженного сло  в зонах высокой локальной напр женности магнитного пол . Укрупненные частицы А непрерывно унос т с поверхности псевдоожиженного сло  восход щим потоком очищаемого Г в циклон, где осаждают под действием центробежных сил. Предлагаемый способ позвол ет осуществить эффективную очистку Г от высокодисперсных частиц А, а так как отсутствует источник внешнего магнитного пол , то предлагаемый способ позвол ет также уменьшить энергозатраты на магнитную коагул цию частиц А. 1 табл., 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к области магнитного осаждени  аэрозол , содержащего высокодисперсные твердые частицы с магнитной компонентой, из газовой среды и может быть использовано в химической, металлургической и теплоэнергетической промышленност х и при очистке вентил ционных выбросов от сварочных аэрозолей.

Цель изобретени  - повышение эффективности непрерывной очистки газа от высокодисперсных частиц аэрозол  и

уменьшение энергозатрат на их магнитную коагул цию.

На чертеже представлено устройство дл  реализации предлагаемого способа очистки газа от аэрозол .

Способ осуществл ют следующим образом .

Газ, содержащий аэрозоль, непрерывно подают (фиг. 1) в аппарат псевдоожиженного сло  1 под непровальную газораспределительную решетку 2, на которой помещают

со ю

Os

слой гранул 3. Под действием динамических сил очищаемого газового потока слой гранул 3 переводитс  а состо ние псевдоожи- женного сло . При этом создают режим спокойного псевдоожижени , который определ ют по достижению гидравлическим сопротивлением сло  максимальной величины перепада давлени  на микроманометре 4, в момент перехода сло  гранул в псевдоожиженное состо ние. Удерживают режим спокойного псевдоожижени  тем, что скорость псевдоожижени  оставл ют посто нной и соответствующей началу псевдоожижени  сло  гранул. Непрерывно очищают газ от частиц высокодисперсного аэрозол , содержащего магнитную компоненту . Дл  этого создают по всему объему псевдоожиженного сло  в зазорах между гранулами зоны высокой локальной напр - женности магнитного пол  путем осаждени  на поверхность гранул сло  из улавливаемых магнитных частиц. Созданный на поверхности гранул тонкий слой первичной магнитной фильтрующей ткани - магнитный ворс,  вл етс  фильтром дл  слабомагнитных и немагнитных частиц аэрозол . Укрупн ют улавливаемые частицы аэрозол  при их осаждении на поверхность магнитного ворса в зонах высокой локальной напр женности магнитного по- л , которую достигают за счет суперпози- ции магнитных полей каждой отдельной гранулы, окружающей зазор, через который следует частица аэрозол . Далее непрерыв- но вынос т с поверхности псевдоожижен- ного сло  восход щим ПОТОКОМ очищаемого газа укрупненные частицы, образовавшие- с  при непрерывном очищении поверхности гранул от избыточного сло  осажденных укрупненных частиц аэрозол  за счет взаимных столкновений и перемешивани  гранул , наход щихс  в состо нии спокойного псевдоожижени . Затем осаждают вынесенные из псевдоожиженного сло  укрупненные частицы аэрозол  под действием центробежных сил в циклоне 5.

Использование режима спокойного псевдоожижени  позвол ет повысить эффективность улавливани  высокодисперсных частиц аэрозол , содержащего магнитную компоненту, и уменьшить энергозатраты на их магнитную коагул цию. Это св зано со следущими обсто тельствами. Непосредственно после перехода в псевдоожиженное состо ние слой гранул несколько расшир етс , гранулы имеют незначительные перемещени  и минимальные зазоры между гранулами, что способствует созданию зон с высокой локальной напр женностью магнитного пол . С другой

стороны, в режиме спокойного псечдоожи- жени  ожижающий агент - очищаемый газ, равномерно распределен по сечению сло , фильтру сь через него без образовани  газовых пузырей и каналов.

Последнее также способствует повышению эффективности улавливани  высокодисперсных частиц аэрозол .

При увеличении скорости ожижающего

0 агента более скорости начала псевдоожижени  на 10-20% граница существовани  режима спокойного псевдоожижени  нарушаетс . Слой расшир етс , зазоры между гранулами увеличиваютс , что ведет

5 к проскоку газа и каналообразованию, а с другой стороны, уменьшаетс  напр женность магнитного пол  в зоне коагул ции. Оба этих фактора ведут к уменьшению эффективности удавливани  частиц аэрозол .

0 Отсутствие в предлагаемом способе очистки газа внешнего источника магнитного пол , требующего затрат электроэнергии, способствует уменьшению энергозатрат на магнитную коагул цию частиц улавливаемо5 , го аэрозол .

К гранулам, используемым в предлагаемом способе, предъ вл ютс  два требовани . С одной стороны, гранулы должны обладать удерживающими свойствами, т.е.

0 задерживать и коагулировать частицы аэрозол , содержащего магнитную компоненту. С другой стороны, гранулы должны легко отдавать и сбрасывать со своей поверхности , при их соударени х, избыток осевших

5 на их поверхности частиц аэрозол , тем самым способству  непрерывной регенерации псевдоожиженнго сло . В случае использовани  ферромагнитных гранул, например , стальных шаров из стали ШХ15,

0 осевшие на их поверхности магнитные частицы намагничиваютс , что затрудн ет последующее разьединение гранул и регенерацию избытка магнитного еорса с укрупненными частицами аэрозол  с их по5 верхности.

Кроме того, ферромагнитные гранулы имеют значительную плотность. Энергозатраты же на создание псевдоожиженного сло  пр мо пропорциональны плотности

0 гранул его составл ющих.

Наилучшие результаты достигаютс  в случае использовани  гранул из неметаллических материалов, например песка.

Пример. Осуществление предлагае5 мого способа может быть продемонстрировано на примере очистки воздуха от твердых частиц сварочного аэрозол , образующегос  при производстве сварочных работ.

Способ осуществл етс  с помощью аппарата псевдоожиженного сло  диаметром

20 мм и ВЫСОТОЙ 300 мм с непровальной газораспределительной решеткой, заполненного слоем гранул, и циклона типа ЦН- 15 с диаметром корпуса 40 мм. Входной патрубок аппарата псевдоожиженного сло  соединен с газопроводом, отвод щим воздух со сварочным аэрозолем от сварочного поста. Выходной патрубок циклона соединен с тканевым фильтром, На тканевой фильтр ведетс  улавливание частиц сварочного аэрозол , прошедших через псевдо- ожиженный слой и циклон. Улавливание ведетс  на ткань Петр  нова типа ФППД-4, Эффективность улавливани  частиц аэрозол  оценивают весовым методом на аналитических весах ВЛА - 200 м. Производительность по отсосу составл ет 0,5 - 5,0 м /ч.

Сварочный аэрозоль создают в процессе сварки с помощью электрода УОНИ. Содержание магнитной компоненты составл ет 60%. Основна  масса (98%) частиц аэрозол  имеет размер 0,1-1,0 мкм..

Ниже приведены результаты наиболее характерных опытов, подтверждающих предлагаемый спсоб очистки газа от высокодисперсных частиц аэрозол , содержащего магнитную компоненту.

В качестве гранул дл  создани  псевдоожиженного сло  используют неметаллические гранулы - зерна песка узкой фракцией 0,42-0,50 мм с высотой неподвижного сло  80 мм.

При движении очищаемого газа через слой зерен песка создаютс  различные режимы его фильтрации: без псевдоожижени , режиме спокойного псевдоожижени , режим псевдоожижени  с началом канало- образовани . Расход отсасываемого газа составл ет соответственно режимам: 1,3 м /ч; 1,6 м /ч; 1,9 , а скорости фильтрации газа составл ет 1,1 м/с, 1,42 м/с, 1,75 м/с соответственно.

Перепад давлени  на слое зерен песка в трех режимах составл ет соответственно 900, 1450 и 1300 Па, а эффективность улавливани  составл ет соответственно 65, 98 и 84%.

Результаты опытов сведены в таблицу.

Сравнение результатов опытов показывает , что наиболее высокой эффективностью при очистке газа от высокодисперсных частиц аэрозол  обладает режим спокойного псевдоожижени , соответствующий началу создани  псевдоожиженного сло , что подтверждаетс  sцocтижeниeм максималь5 5

-

ного перепада давлени  на слое зерен песка узкой фракции размером 0,42-0,50 мм.

Следует отметить, что размер укрупненных частиц аэрозол , уносимых с поверхно- 5 сти псевдоожиженного сло  в циклон, составл ет 4-8 мкм. Величина скорости сноса таких частиц, определенна  расчетом, составл ет 0,4 м/с, что ниже скорости начала псевдоожижени  зерен песка 0,42-0,50 мм 10 равной 1,42 м/с.

Последнее обсто тельство позвол ет эффективно освобождать псевдоожижен- ный слой гранул от укрупненных частиц аэрозол  без их накоплени  в псевдоожи- 15 женном слое, т.е. вести непрерывную регенерацию гранул.

Опыты также показали, что начальный момент создани  магнитного ворса на поверхности зерен песка высотой 80 мм зани- 20 мает промежуток времени пор дка 60-80 с. В течение этого промежутка времени эффективность улавливани  частиц аэрозол  растет до посто нной величины.

Таким образом, предлагаемый способ 25 очистки газа позвол ет эффективно и непрерывно очищать воздух, содержащий частицы сварочного аэрозол , а также уменьшить энергозатраты на магнитную коагул цию частиц, так как позвол ет исключить источ- 30 ник внешнего магнитного пол , требующий подвода электроэнергии.

Кроме того, при использовании предлагаемого способа отсутствует необходимость во второй ступени очистки аэрозол  после 35 циклона.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ очистки газа от аэрозол , содержащего высокодисперсные твердые частицы с магнитной компонентой, 40 заключающийс  в пропускании потока газа через зону магнитной коагул ции, последующем осаждении скоагулированных частиц под действием центробежных сил, отличающийс  тем, что, с целью повышени  5 эффективности непрерывной очистки газа от высокодисперсных частиц аэрозол  и уменьшени  энергозатрат на магнитную коагул цию , процесс коагул ции осуществл ют в слое гранул, который привод т в состо ние 0 спокойного псевдоожижени  потоком очища- емого газа, при этом скорость начала псевдоожижени  гранул определ ют по достижении гидравлическим сопротивлением сло  максимального значени , а скорость потока газа 5 устава вливают в пределах 1,0-1,1 от скорости начала псевдоожижени ,