SU1761229A1

SU1761229A1 - Filter

Info

Publication number: SU1761229A1
Application number: SU904890012A
Authority: SU
Inventors: Гидрис Эдуардович Балтайс; Сергей Федорович Гребенников; Александр Илларионович Плугин; Владимир Иванович Улитский; Михаил Васильевич Поздняков; Виктор Ефимович Тройнин
Original assignee: Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им.С.М.Кирова
Priority date: 1990-12-12
Filing date: 1990-12-12
Publication date: 1992-09-15

Abstract

Использование: фильтрование поступающего на технологический цикл, или отход щего от технологических операций газового потока, несущего в себе тонкодисперсные и аэрозольные частицы - продукты переработки и обработки сырь . Сущность изобретени : фильтр выполнен в виде корпуса (1)с введенным тангенциально патрубком,в полости которого размещены оросительные форсунки и выводной патрубок. В нижней части выводного патрубка имеетс винтовой завихритель (12), размещенный на уровне кольцевого сборного желоба (18) с торообразным дном (19) и выполненный с газораспределительной дво ковыпуклой крышкой с нижней (14) и верхней (13) част ми . В нижней части выводного патрубка имеетс раструб (16) сообщенный через кольцевое сопло (17) с желобом (18). Дл эффективной работы фильтра при изменении характеристик поступающего газа выводной патрубок снабжен сильфоном, расположенным над завихрителем (12). 2 ил сп СUsage: filtering the gas flow entering the process cycle, or the gas flow leaving the process flow, which carries fine and aerosol particles in itself - products of processing and processing of raw materials. The essence of the invention: the filter is made in the form of a housing (1) with a tangentially injected nozzle, in the cavities of which irrigation nozzles and outlet nozzle are placed. In the lower part of the outlet nozzle there is a screw swirler (12) placed at the level of the annular collecting chute (18) with a toroidal bottom (19) and provided with a gas distribution two-convex lid with the bottom (14) and upper (13) parts. In the lower part of the outlet nozzle there is a bell (16) which communicates through the annular nozzle (17) with the groove (18). For effective operation of the filter when changing the characteristics of the incoming gas, the outlet nozzle is provided with a bellows located above the swirler (12). 2 il sp C

Description

Изобретение относитс конструкци м фильтров, предназначенных дл очистки газового потока от включенных в него частиц пыли, влаги в виде тонких фракций и аэрозольных фаз и предназначено дл использо- вани в п ылевыдел ющих отрасл х промышленности в методах мокрой очистки утилизируемых газов.The invention relates to filter designs for cleaning a gas stream from dust particles included in it, moisture in the form of fine fractions and aerosol phases, and is intended to be used in industrial applications in wet cleaning of recyclable gases.

В насто щее врем известны несколько направлений развити этих технических решений , наиболее представительным из которых можно считать фильтр дл очистки потока шлама от твердых мелких фракций и разделени его на газ и твердые включени содержащий цилиндрический корпус с входным и отводным патрубками, вихревую камеру в виде пневмоциклона.At present, several directions for the development of these technical solutions are known, the most representative of which can be considered a filter for cleaning the sludge stream from solid fines and separating it into gas and solid inclusions containing a cylindrical body with inlet and outlet nozzles, a vortex chamber in the form of a pneumatic cyclone.

Така конструкци фильтра имеет существенные и очевидные недостатки, заключающеес в высокой энерго- и трудоемкости процесса разделени ввиду многократного повторного цикла низкой эффективности очистки и значительном уносе мелких час- гиц и частиц рабочей жидкости, участвующей в процессеSuch a filter design has significant and obvious drawbacks, which consist in the high energy and laboriousness of the separation process due to the repeated repeated cycle of low cleaning efficiency and considerable entrainment of small particles and particles of the working fluid involved in the process.

Наиболее близким по технической сущности вл етс фильтр дл очистки потока газов методом мокрого разделени сред, содержащий вертикально ориентированный корпус с входным тангенциальным патрубком оросительными форсунками центральный выводной патрубок, закрепленный в нижней части корпуса, с сепарационными криволинейными лопатками в нижней егоThe closest to the technical essence is a filter for cleaning the flow of gases by the method of wet separation of media, containing a vertically oriented housing with an inlet tangential nozzle with irrigation nozzles, a central outlet nozzle fixed in the lower part of the housing with separation curvilinear blades in its lower part

1one

ОABOUT

аbut

ND ГОND GO

чэChe

части, погруженными частично в рабочую жидкость шламосборника.parts, partially immersed in the working fluid of the sludge trap.

В этом устройстве производитс разделение пылегазового потока методом контакта динамического потока с жидкостью.This device separates the dust and gas flow by contacting a dynamic flow with a liquid.

Фильтр имеет существенные недостатки , заключающиес в низкой эффективности очистки газа ввиду нерационального процесса взаимодействи потока с поверхностью жидкости при любом расходе и не- эффективного отделени капель от газа при выносе, что ведет к перерасходу рабочей жидкости, что ухудшает показатели по ЛДК выбрасываемого газа после обработки в фильтре и снижает характеристики экологи- ческих показателей процесса, превраща его в малоиспользуемый и нерентабельный.The filter has significant drawbacks, which consist in the low efficiency of gas cleaning due to the inefficient process of interaction of the flow with the liquid surface at any flow rate and the ineffective separation of droplets from the gas during removal, which leads to excessive flow of the working fluid, which degrades the LDK values of the emitted gas after treatment in filter and reduces the characteristics of the environmental indicators of the process, turning it into underused and unprofitable.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности и степени очистки потока при колебани х его давлени и переменных расходах фильтруемого потока и снижение брызгоуноса рабочей жидкости.The aim of the invention is to increase the efficiency and the degree of purification of the stream with fluctuations in its pressure and variable flow rates of the filtered stream and the reduction of the splash fluid.

Это достигаетс за счет выполнени фильтра, содержащего вертикально ориентированный корпус с входным тангенциаль- ным патрубком, оросительными форсунками, центральный выводной патрубок , снабженный снаружи в нижней части сепарационными криволинейными лопатками , погруженным частично в рабочую жидкость шламосборника, с усовершенствованием , при котором центральный выводной патрубок снабжен в своей нижней части, у шламосборника, винтовым завихри- телем, имеющим верхнюю газораспредели- тельную дво ковыпуклую, в вертикальном сечении, крышку, а над завихрителем стенка выходного патрубка имеет врезанный в нее гофрированный цилиндр (сильфон), при этом нижн часть стенок выводного пат- рубка выполнена с раструбом, соединенным посредством кольцевого сопла с кольцевым, сборным желобом, дно которого представл ет собой торообразный с отводными в шламосборник трубками, при этом завихритель размещен на уровне желоба .This is achieved by making a filter containing a vertically oriented housing with a tangential inlet nozzle, irrigation nozzles, a central outlet nozzle, equipped from the outside in the lower part with separation curvilinear blades immersed partially in the working fluid of the sludge collector, with an improvement in which the central outlet nozzle is equipped in its lower part, at the sludge collector, with a screw vortex having a top gas distribution box, two-convex, in a vertical section, The flare, and above the swirler, the wall of the outlet pipe has a corrugated cylinder (bellows) embedded in it, while the lower part of the walls of the outlet pipe is made with a socket connected by an annular nozzle with an annular groove, the bottom of which is toroidal with diversions. sludge collector tubes, while the swirl is located at the level of the gutter.

На фиг.1 показан общий вид фильтра с сечением по оси; на фиг.2 - узел I на фиг.1. Figure 1 shows a General view of the filter with a cross section along the axis; figure 2 - node I in figure 1.

Фильтр, как показано на чертежах, выполнен с вертикально ориентированным корпусом 1, имеет входной тангенциальный патрубок 2, оросительные форсунки 3 под ним, центральный выводной патрубок (ка- нал) 4, соединенный с выт жной шахтой 5. В нижней части 6 патрубка 4 закреплены сепарационные криволинейные лопатки 7 с отгибами 8 навстречу потоку и вертикальными вырезами 9, нижние концы которых погружены в рабочую жидкость шламосборника 11.The filter, as shown in the drawings, is made with a vertically oriented housing 1, has an inlet tangential nozzle 2, irrigation nozzles 3 under it, a central outlet nozzle (channel) 4 connected to the exhaust shaft 5. In the lower part 6 of the nozzle 4 are fixed curvilinear separation blades 7 with bends 8 towards the flow and vertical notches 9, the lower ends of which are immersed in the working fluid of the sludge collector 11.

Дл существенного повышени эффективности очистки потока газа и повышени характеристик по ПДК - пыли при различных колебани х потока, фильтр снабжен в своей нижней части 6, у шламосборника 11, винтовым завихрителем 12, имеющим верхнюю дво ковыпуклую с верхней 13 и нижней 14 част ми (фиг.2) крышку, служащую газонаправл ющим газораспредел ющим рабочим органом завихрител 12 дл создани максимального услови контакта частиц пыли с микрочастицами жидкости и образовани таких микрочастиц методом закручивани и взаимного соударени встречных микропотоков при использовании различных скоростей частиц и коагулирующих групп частиц пыли в микрочастицах жидкости .In order to significantly increase the cleaning efficiency of the gas stream and increase the performance of MPC dust with different flow fluctuations, the filter is equipped in its lower part 6, at the sludge collector 11, with a screw swirl 12, having an upper two-convex with an upper 13 and lower 14 parts (Fig .2) a lid serving as a gas-distributing gas-distributing working element of the swirler 12 to create the maximum condition for the contact of dust particles with the microparticles of the liquid and the formation of such microparticles by means of twisting and reciprocating the opposite ones microflows using different particle velocities and coagulating groups of dust particles in fluid microparticles.

Над завихрителем 12 в стенку патрубка 4 врезана гофрированна вставка (сильфон) 15 дл обеспечени возможности подъема и опускани завихрител 12 и концов 10 по оси корпуса в зависимости от характеристик поступающего потока и степени заданной очистки потока пылегаза,A corrugated insert (bellows) 15 is embedded above the swirler 12 into the wall of the pipe 4 to allow the swirler 12 and the ends 10 to be raised and lowered along the casing axis depending on the characteristics of the incoming flow and the degree of specified cleaning of the dust gas flow

Дл усилени положительного эффекта внутренн поверхность нижней части стенок выводного патрубка выполнена в виде раструба 16 с кольцевыми (в горизонтальном сечении) соплом 17 и нижней развитой тупиковой камерой, представл ющей собой нижний кольцевой сборный желоб 18 влаги с пылью и токообразным дном 19, отводные трубки 20 в шламосборник 11.To enhance the positive effect, the inner surface of the lower part of the walls of the outlet nozzle is made in the form of a socket 16 with annular (horizontal section) nozzle 17 and a lower developed stub chamber, which is the lower annular collecting trough 18 of moisture with dust and a current-like bottom 19, by-pass tubes 20 in the sludge tank 11.

Завихритель 12 имеет газоповоротное распределительное устройство 21 в виде сход щихс кривых в центре (по оси), а над верхней частью 13 крышки имеетс криволинейный дефлектор 22, установленный свободно на оси 23 вращени . Этот узел служит дл активного разделени : шлам - газ потока пыле-газо-жидкостного, поступающего в выходной патрубок 4.The swirler 12 has a gas-swiveling distribution device 21 in the form of converging curves in the center (axially), and above the top part 13 of the lid there is a curved deflector 22 mounted freely on the axis 23 of rotation. This node serves for active separation: sludge is the gas of the dust-gas-liquid stream entering the outlet 4.

Фильтр работает следующим образом. Первоначально устанавливают оптимальный уровень жидкости к среднему потоку газа, поступающего на очистку через патрубок 2 (задаетс от конкретного технологического процесса и по нему тарируют данный фильтр). Далее работа осуществл етс в автоматическом автономном режиме, при котором пылегазовый поток орошают из форсунок 3, под действием центробежных сил часть капель отбрасываетс на стенки корпуса 1 и в виде пленки стекает вниз, больша же часть потока входит в зону лопаток 7, где плавно мен ет направление на обратное вертикальное (дл ввода в патрубок ). При ударе о поверхность жидкости часть капель (более крупные) оседают (вместе с захваченной пылью) в объеме жидкости , при этом поток срывает капли жидкости и уносит с собой вверх (в виде пены и брыз- говой фазы) в винтовой завихритель 12. где осуществл етс более тонкое разделение сред(отделение пыли и влаги от очищенного газа) за счет того, что поток газа активно завихр етс и приобретает свойства анти- циклона, т.к. винтовыми лопатками завих- рител 12 поток посто нно ориентируют к оси, в то врем , как поступающий поток и отводимый стараютс отбросить его из центра к периферии, - именно это новое свой- ство, заложенное в принцип работы фильтра, позвол ет исключить любое про- скакивание необработанной частицы пыли микрочастицами жидкости, т.е. гарантирует полную коагул цию частиц с капельной фа- зой потока и между собой через взаимодействие с капельной частью этого аэрозольного потока.The filter works as follows. Initially, the optimal level of liquid is set to the average gas flow entering the purification through the nozzle 2 (determined from a specific technological process and this filter is tared at it). Further, the work is carried out in an autonomous autonomous mode, in which the dust-gas stream is irrigated from the nozzles 3, under the action of centrifugal forces, a part of the droplets are thrown onto the walls of the housing 1 and flows down in the form of a film, most of the flow enters the zone of the blades 7, where reverse direction (for entry into the nozzle). When a liquid strikes the surface, a part of the droplets (larger) settle (together with trapped dust) in the liquid volume, and the flow breaks the liquid droplets and carries it up (in the form of foam and spray phase) to the screw swirl 12. A finer separation of the media (separation of dust and moisture from the purified gas) is due to the fact that the gas flow actively swirls and acquires the properties of an anti-cyclone, since using spiral blades of the swirler 12, the flow is constantly oriented toward the axis, while the incoming and outgoing flows try to throw it away from the center to the periphery — this new property incorporated in the principle of operation of the filter eliminates any jumping the raw dust particle with microparticles of liquid, i.e. ensures complete coagulation of particles with the droplet phase of the flow and between them through interaction with the droplet part of this aerosol stream.

Сход щиес к оси потоки вверху под частью 14 крышки посредством газораспре- делительного устройства 21 отвод тс к сечению сопла 17 - в виде очищенного газа, а капельна дисперсна часть потока оседает по оси и задерживаетс в тупиковой камере, стека в сборный желоб 18 и по трубкам 20 отводитс в шламосборник 11. Если часть потока с капл ми, пройд сопло 17 все же выходит в полость патрубка 4, то, как показано экспериментами (на 1 /4 натур, величины опытно-лабораторной модели фильтра, где в поток над соплом уходило около 8% жидкости в общем потоке газа), мгновенное расширение потока за соплом заставл ет капельные частицы отбрасыватьс к стенке раструба 16 и по криволинейной части 13 выпуклой крышки к криволинейному дефлектору 22, в то врем как более легкие частицы газа легко унос тс в восход щем свободном потоке по оси патрубка 4. Частицы капельной фазы со стенок раструба 16 стекают вниз в сборный желоб 18. а частицы влаги от свободно вращающегос этим же потоком криволинейного дефлектора отбрасываютс на стенки раструба 16 и также стекают вниз в сборный желоб 18. предуп- режда вынос капель из рабочей части (на фиг.2) данного фильтра, при такой сепарации газа.Flows converging to the axis at the top under part 14 of the lid are diverted to the nozzle section 17 by means of a gas-distributing device 21 - in the form of purified gas, and the droplet dispersed part of the stream is deposited axially and is retained in the deadlock chamber, the stack into the collecting chute 18 and through the tubes 20 is discharged into the sludge collector 11. If a part of the flow with drops, after passing through the nozzle 17, still goes into the cavity of the nozzle 4, then, as shown by experiments (on 1/4 natures, the values of the experimental laboratory filter model, where the flow above the nozzle left about 8% liquid in the total gas flow ), the instantaneous expansion of the flow behind the nozzle causes the droplet particles to be thrown against the wall of the socket 16 and along the curved part 13 of the convex cover to the curved deflector 22, while lighter particles of gas are easily carried away in the upward free flow along the axis of the nozzle 4. Particles the droplet phase from the walls of the socket 16 flows down into the collecting chute 18. And the particles of moisture from the curvilinear deflector freely rotating by the same flow are thrown onto the walls of the socket 16 and also flow down into the collection chute 18. warning drops of the working part (in Figure 2) of the filter, with such gas separation.

При изменении характеристик поступающего потока (расход, плотность, темпера- тура, концентраци и т.п., заложенных при тарировке данного устройства на стенде), например, при снижении расхода, снижаетс антициклонный эффект завихрител 12 и уменьшаетс давление на газораспределительное устройство 21; чтобы избежать неполноценной обработки пылегазового потока и очистки газа от пыли и влаги, рабоча часть (фиг.2) за счет упругости сильфона 15 опускаетс глубже в жидкость, уменьша щели между патрубком 4 и поверхностью жидкости, что приводит к поддержанию скорости потока на заданном уровне, а это и обеспечивает работу по эффективному контакту частиц пыли с микрокапельной фазой жидкости, коагул цию пыли с жидкостью и выпадение осадка в шламосборник 11 фильтра .When the characteristics of the incoming flow (flow rate, density, temperature, concentration, etc., laid down when the device is calibrated on the stand) change, for example, by reducing the flow rate, the anticyclone effect of the swirler 12 decreases and the pressure on the gas distribution device 21 decreases; In order to avoid inadequate treatment of dust and gas flow and gas cleaning from dust and moisture, the working part (figure 2) due to the elasticity of the bellows 15 is lowered deeper into the liquid, reducing the gap between the pipe 4 and the surface of the liquid, which leads to maintaining the flow rate at a given level, This ensures the work on the effective contact of dust particles with the microdroplet phase of the liquid, the coagulation of dust with liquid and the precipitation in the sludge collector 11 of the filter.

При увеличении расхода газа повышаетс антициклонный эффект и давление на газораспределительное устройство 21 под крышкой, что заставл ет сжиматьс силь- фон и поднимает нижнюю часть 6 патрубка 4 над жидкостью с увеличением зазора между поверхностью жидкости и рабочей частью фильтра и приводит к сохранению характеристики потока по скорости и давлению , использу при этом и более активную работу винтового завихрител потока, распределительного газоповоротного устройства 21 нижней части 14 крышки и более активную работу криволинейного свобод- новращающегос дефлектора 22, что и позвол ет отделить пыль от газа и очистить газ от пылежидкостного включени в осадок.As the gas flow rate increases, the anticyclone effect and pressure on the gas distribution device 21 under the lid increase, which causes the sylphon to compress and raises the lower part 6 of the nozzle 4 above the liquid with an increase in the gap between the liquid surface and the working part of the filter and maintains the flow rate characteristic and pressure, using at the same time more active work of the screw swirler of the flow, gas distribution device 21 of the lower part 14 of the lid and more active work of the curvilinear with obod- novraschayuschegos deflector 22, which allows to separate the dust from the gas and clean gas from pylezhidkostnogo incorporated into the precipitate.

Таким образом, технико-экономические преимущества фильтра, заключаютс в улучшении организации физико-технического процесса взаимодействи частиц потока и микрочастиц жидкости и фракционного и фазового отделени составл ющих единый процесс взаимодействи сред: частиц пыли (механическа часть), частиц жидкости (флюид) и частиц газа, на составл ющие, которые и отвод тс по данной технологии в виде отход щего очищенного потока газа (на утилизацию) и влагопылевой фазы - в шламосборник фильтра.Thus, the technical and economic advantages of the filter consist in improving the organization of the physicotechnical process of interaction between flow particles and fluid microparticles and the fractional and phase separation of the components of a single process of interaction between dust particles (mechanical part), fluid particles (fluid) and gas particles. , into components, which are diverted by this technology in the form of waste purified gas stream (for utilization) and dust-dust phase to the filter sludge trap.

Это приводит к улучшению, по данным экспериментов, экологических характеристик по ЦДК-пыли. котора доведена до 0.03 г/кг газа, что в 3 раза ниже самых низких ПДК пыльных цехов индустрии, что невозможно достичь известными фильтрами, особенно при колебани х характеристик поступающего пылегазового потока на обработку в данный фильтр, снижение затрат на использование фильтра достигнуто на 23,0 руб на 100 кг обработанного пылегазового потока при концентрации пыли 10-25 г/кг газа.This leads to an improvement, according to experiments, the environmental characteristics of the DDC dust. which is brought up to 0.03 g / kg of gas, which is 3 times lower than the lowest MPC of dusty industry workshops, which cannot be achieved with well-known filters, especially when the characteristics of the incoming dust and gas flow for processing into this filter fluctuate, the cost of using the filter has been reduced by 23, 0 rubles per 100 kg of treated dust and gas flow at a dust concentration of 10-25 g / kg gas.

Claims

Invention Formula

A filter containing a vertical body partially filled with liquid. with a sludge trap and an inlet tangential nozzle, irrigation nozzles, a central outlet nozzle, provided on the outside at the bottom with separation curvilinear blades partially immersed in the sludge trap fluid, characterized in that, in order to increase the efficiency and degree of purification during pressure fluctuations and variable costs of the filtered flow and lowering of the sprigunos; the central outlet in the lower part is provided with an annular

a collector trough with a toroidal bottom connected by branch pipes with a sludge collector and a screw swirler installed at the level of the collecting chute and fitted with a gas distribution two-convex lid, while the outlet branch wall in the lower part is equipped with a bellows located above the swirler and is made on the inner surface with a grinder communicated by a ring nozzle with a collecting chute.

fpt / al

17/6

21

12