SU1674927A1 - Способ очистки пылегазового потока и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области техники акустической очистки газов от пыли и аэрозолей, выдел ющихс  при технологических процессах в цементной, металлургической , химической и других отрасл х промышленности, и позвол ет достигнуть интенсификации процесса очистки пылега- зовой смеси путем образовани  подвижных поверхностей разрыва в газовой среде. Генерируют п ударных волн дл  круговой траектории , по которой движетс  пылегазовый поток. Отражают ударную волну от жесткой поверхности и циклически измен ют угол отражени  ударной волны. Устройство дл  очистки пылегазового потока дополнительно содержит генератор ударных волн, выполненный в виде привода, на быстроходном валу которого смонтирован ротор. На периферии ротора 5 закреплены тела обтекани . При вращении ротора тела обтекани  движутс  со сверхзвуковой скоростью , что приводит к образованию ударных волн, движущихс  по круговой траектории. Прохождение ударной волны через пылегазовый поток интенсифицирует процесс осаждени  пыли. 2 с. и 3 з. п. ф-лы, 4 ил сл с

Description

Изобретение относитс  к технике очистки газов от пыли и аэрозолей, выдел ющихс  в ходе технологических процессов в металлургической, цементной, химической и р де других отраслей промышленности, преимущественно при использовании высоконапорных аппаратов.

Целью изобретени   вл етс  интенсификаци  процесса очистки пылегазового потока путем образовани  подвижных поверхностей разрыва в газовой среде.

На фиг. 1 изображена конструктивна  схема устройства дл  осуществлени  данного способа; на фиг 2 - разрез А-А на фиг. 1 (форма входного патрубка в агломерационную камеру); на фиг. 3 - схема падающего и отраженного фронтов ударной волны дл  тела, наход щегос  в верхней точке круговой траектории; на фиг 4 - те же параметры дл  тела, наход щегос  в нижней точке траектории .

Способ очистки пылегазового потока реализуетс  устройством, содержащим цилиндрическую камеру 1 звуковой агломерации , котора  выполнена в виде сопла Вентури Вход пылегазового потока в камеру осуществл етс  через патрубок 2. установленный касательно к цилиндрической части камеры 1 Соосно с геометрической осью камеры 1 РЭЗМРЩРН быстроходный вал

о XI

4 Ч) (О vj

3 привода 4. На валу 3 смонтирован ротор 5. на периферии которого в данном примере закреплено два обтекаемых тела 6 и 7. Количество обтекаемых тел на роторе 5 выбирают в зависимости от требуемой частоты озвучивани , котора  определ етс  выражением fi

где К-количество тел обтекани  , закрепленных на роторе 5;

fi - частота вращени  быстроходного вала 3 привода 4.

Торцова  входной секции камеры 1 закрыта стенкой 8. расположенной под острым углом к плоскости вращени  ротора 5. В сгеике 8 имеетс  отверстие,.соедин ющеес  с дросселем 9, который имеет регулируемое проходное сечение канала. На противоположном торце агломерационной камеры 1 посредством двух кронштейнов 10 смонтирован рефлектор 11. Отражающа  поверхность рефлектора 11 выполнена плоской и расположена параллельно внутренней поверхности торцовой стенки 8, Рассто ние между этими поверхност ми выбрано таким, чтобы между ними укладывалось целое число длин акустической волны .

Проем между торцом камеры 1 и рефлектором 11 формирует канал дл  отвода очищенного газ  в атмосферу. Сбор агломерированных частиц пыли осуществл етс  в накопителе 12. установленном в нижней части проема.

Дл  предотвращени  образовани  отложений пыли и шлама на стенках трубы Вентури корпус 1 наклонен к горизонту так, что угол между образующей конфузора трубы в наиболее низком сечении и горизонтом превышает или равен углу естественного откоса дл  данного вида агломерирующего сыпучего вещества в газе.

При работе устройство дл  очистки пы- легазового потока помещают в корпус, обладающий высокими звукопоглощающими свойствами (не изображен).

Работа устройства дл  осуществлени  способа очистки пылегазового потока заключаетс  в следующем.

Запыленный газ из технологической установки поступает в патрубок 2 и. направл  сь цилиндрической частью камеры 1, преобразуетс  в спиралеобразный поток. Привод 4 обеспечивает плавный запуск и последующее ррлщательное движение быстроходного вала 3 и закрепленного на нем ротора 5. Круговую частоту вращени  а) ротора 5 и рлдиус R расположени  на нем обтекаемых теп 6и7 выбирают такими .чтобы

удовлетвор лось условие wti с,т.е. обеспечивалась сверхзвукова  линейна  скорость перемещени  обтекаемых тел 6 и 7 по круговой траектории. При этом перед головной частью каждого-обтекаемого тела образуетс  фронт ударной волны, который в зависимости от выбранной окружной скорости характеризуетс  заданными давлением, плотностью и температурой, значительно

0 превышающими аналогичные параметры окружающей среды.

Так как ось вращени  ротора 5 совпадает с осью спиралеобразного потока, то кажда  ударна  волна, перемеща сь в ту же

5 сторону, что и пылегазовый поток, многократно пересекает его вследствие значительного превышени  скорости ударной волны над скоростью потока (примерно на два пор дка). Фронты ударных волн,  вл 0  сь квазижесткими поверхност ми дл  частиц пыли, передают им импульс силы, а центробежное ускорение создает услови  дл  переноса этих частиц на периферию цилиндрической части агломерационной каме5 ры 1.

Кажда  ударна  волна  вл етс  мощным генератором звука. Спектр излучаемого сигнала такого генератора характеризуетс  наличием дискретных и

0 шумовых составл ющих, причем основна  часть энергии переноситс  дискретными составл ющими . При сверхзвуковой линейной скорости ротора 5 в спектре, кроме основной частоты, по вл ютс  высшие гармони5 ки, амплитуда звукового давлени  которых равна или даже превышает амплитуду первой гармоники. При циклической деформации ударной волны, т. е. при превышении тела 6 или 7 вдоль наклонно установленной

0 поверхности стенки 8, количество таких гармоник можно довести до 10-15. Поэтому в камере 1 с учетом того, что рассто ние между стенкой 8 и отражателем 11 выбрано кратным длине волны первой гармоники.

5 образуетс  л сто чих волн, количество которых равно числу гармоник. В такое же число раз увеличитс  частота расположени  пучностей этих волн, увеличива  густоту сита, в котором происходит агломераци  частиц

0 под действием акустического пол .

Так как в общем случае пылегазовый поток  вл етс  полидисперсным, то наиболее оптимально агломераци  (коагул ци ) частиц будет происходить тогда, когда часть

5 взвешенных частиц не принимает участи  в колебани х потока газа, в то врем  как дру- (ие более или менее сильно колеблютс . В результате этого происходит соударение колеблющихс  частиц с теми, которые не принимают участил в колебани х. При

увеличении радиуса аг лпмерирогимных чаг тиц аналогичный процесс достигаетс  кы другой мет М.РИ частот 1 чвуксшои полны и так проис одит до iРА пор пока маг са агло мерирогпнных чат нщ но станет кригиче ской и они под действием собственного веса HP выпадут на внутреннюю поверх ность агломерирующей самеры 1 За СЧРГ скольжени  по наклонноп поверхности к i меры 1 перемеща сь в зоне пограничного сло  где скорость потока равна нулю а также под деисгИИРМ вибраций вызванны переизлучением акустического пол , части цы пыли осыпаютс  в накопитель 12

Таким обра юм данный способ позво л ет одновременно объединить три вида воздействи  на частицы пыли п газе меха ническое передай) и -пульса с ты фрон том ударной волны акустическое агломераци  (коагул ци ) в сто чем интер ференционном аку, ыческом поле полича с то гное постепенное увеличение размеров агломерирующих частиц под вот действием гармоник раз ичной (но кратной основной)частоты

Все эти воздействи  генерируютс  одним и тем же источником поверхностью разрыва в газе и позвоп ют интен ифици ровать npoi.ecc очистки пылегазопого пого ка

Наклонна  поверхность стенки 8 позво л ет измен ть yiол отражени  ударной волны Угол падени  д падающей ударной волны измен етс  за один оборот в преде лах

a + fi

где а утл между стенкой 8 и плоскостью вращени  ротора 5

/7 угол между плоскостью падающей ударной волны и нормальной к плоскости вращени  ротор,

Угол падени  дл  ударных волн не до статочно точно совпадает с углом отражени , НО Приблизительно МОЖНО ПРИНЯТЬ Ч Т)

и он измен етс  в этих пределах Таким образом за ка сдыи оборот ротора 5 два отраженныл фронта /дарныл оолн сканир, ют сечение агломерационной амеры 1 н дава  образпвагьг   застойные перетенооб- рззным пгт ерхно гам т е обеспечиваетс  равномерна  очистка та т,аже на оси спиралеобразного готока

Дл  того увеличить поверхность фронтов ударны/ юлн и усилить во ист ВИР удзин у.- волнн 1 лылегазовыи .ITTOH производ т t OKусирогам ie фронтов удар ных волн Это oc/ui сгон етс  направлением кажд° ( и ( ронттв на наклонную поверх -1 Ti n сд 1ои части (конфузора) тру

Гц i Пентури Кпгд  мощлч v/ирм ч полна п)иходит поверхности кс)нфузор и) ни 11,рьл°т(   проста  волна сжаш  сп од щач in точки вгтречи как из источника возмуще ни  При дальнейшем движении обтекаемо ю гела 6 и пи 7 по круговой траектории происходит дополнительный малый пово рот сверх шуково о потока что ведет к обрз- юванию новой простой волны сжатии

0 выход щей из новой точки встречи и распо лощенной левее первой волны(по напрапле нию вращени  ротора 5) Однако в сверхзвуковом потоке волны не. могут рас простран тьс  вверх по течению, поэтому

5 втора  волна будет сноситьс  по наклонной поверхности конфузора до совпадени  с первой При этом образуетс  более интен г ивна  волна котора  значительно усилива РТС   при дальнейшем повороте роюрг

0 Проведенное фокусирование энергии удар ных волн позвол ет повысить уровень тпу кового давлени  на 6 д Б т е увеличить КПД генератора звука

Понижение статического давлени  пы

5 легазового потока в наиболее узком сеченип трубы Вентури позвол ет создать градиент давлени  между этим и входным сечением агломерационной камеры 1 Это позвол ет уг-ч-личить площадь фронтов ударных воль и

0 ILM самым расширить площадь взаимодей стви  между фронтом и пылегазовым пото ком что адекватное увеличению времени n uiy ипанич этого потока

Рноскость вращени  рогора 5 ратмг ще

S ia вне пхода пыле|ачового потока в 1 °т-п объ сн етс  тем что ротор 5, враща ющиии со сверхзвуковой скоростью V при встрече с пылевой частицей i г)1прает Поэтому при заданной частите

0 вращени  ротопр г) подбирают сечение ьа напа дросссл п пкиг чтоб: i ажектирооз ни1 чистого i из окружаюиим о пр:странства и его последующее отбрасывание на периферию а счет действи  цент

е робржных сил омывало обтекземьч тела и HF , от/скало встречи ротора 5 с пылевыми част ицами

Кроме того i достоинствам устройстга с подует отнести простоту констр/кции, от0 сугствие вспомогатепьного стационарного -Гшрудовани  а так-кр низкую стоимость птрат на изготовление

Claims (5)

1. Формула изобретени 

   1 Способ очисг и пылегазового потока

   5 тклюмаюи ти нагрт Шгыегазоваго по- ик т по спирт/ t но гр .РК гории налом ение него акустичтск f го по isi и он центра цию ,не гии акусти гс , в заданном на nf ав ,ен,-и о т л . ч а ч i , и с   тем что с 1 --лью ИНТРИГИ : . ргмрсса oi игтги

   путем образовани  подвижных поверхностей разрыва в озовой среде, генерируют вдоль круговой траектории п ударных волн, отражают фронт каждой ударной волны от жесткой поверхности, циклически измен - ют угол отражени  ударной волны,понижают давление в направлении, перпендикул рном плоскости круговой траектории , и в этом направлении фокусируют фронты ударных волн.
2. 2. Устройство дл  очистки пылегазового потока содержащее агломерационную камеру с тангенциально расположенным входным патрубком и акустический рефлектор , отличающеес  тем, что агломера- ционна  камера снабжена генератором ударных волн,выполненным в виде привода с ротором, снабженным закрепленными на его периферии обтекаемыми телами, причем ось ротора совпадает с осью симметрии цилиндрической части камеры, а торцова 

   стенка камеры расположена прд острым yi лом к плоскости вращени  ротора.
3. 3. Устройство по п. 2.отличающее с   тем. что агломерационна  камера выпол пена в виде сопла Вентури.
4. Л. Устройство по п. 2,отличающее с   тем.что торцовые стенки агломераци онной камеры установлены параллельно одна другой, а отражающа  плоскость рефлектора совмещена с одной из торцовых стенок.
5. 5. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что радиус расположени  обтекаемых тел на роторе и угловую частоту их вращени  en определ ют по зависимости

   a) h с ,

   где с газе.

   скорость распространени  звука в

   Л

   Фиг.З

   oL+fl

   Фрон/тт отраженной волны

   2

   ,-- Мормалй

   Мормоль

   Фронт ударной

   ОО/1НЫ