RU2022622C1 - Gas purification filter - Google Patents

Abstract

FIELD: dry cleaning of gases from mechanical impurities. SUBSTANCE: filter has filtering chamber 1, device for generation of falling flows of filtering material in the form of distillation grid plate 4 with longitudinal grooves 5, and acceleration guiding boxes 8 mounted on outlet of each longitudinal groove 5. Filtering material moving on inner wall of channel of boxes 8 increases its speed and with further tree fall crosses speed flow of gas in filtering chamber in the form of gas-permeable blinds. EFFECT: reduced hydraulic resistance to passage of waste gases. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам сухой очистки газа от механических примесей с помощью зернистого (шарового) материала и может быть применено для очистки высокотемпературных газов и поглощения большого количества тепла из отходящих газов. The invention relates to a device for dry gas purification from mechanical impurities using granular (spherical) material and can be used to purify high-temperature gases and absorb large amounts of heat from exhaust gases.

Он относится к скоростным зернистым фильтрам и найдет применение в металлургии и теплоэнергетике. It belongs to high-speed granular filters and will find application in metallurgy and heat power engineering.

Цель - снижение гидравлического сопротивления отходящих газов. The goal is to reduce the hydraulic resistance of the exhaust gases.

На фиг.1 показан общий вид фильтра в разрезе; на фиг.2 - узел I на фиг. 1; на фиг.3 - провальная решетка; на фиг.4 - шибер. Figure 1 shows a General view of the filter in section; in Fig.2 - node I in Fig. 1; figure 3 - failure grid; figure 4 - gate.

Фильтр для очистки газов содержит прямоугольную фильтровальную камеру 1 с патрубком 2 для подвода загрязненного газа и патрубком 3 для отвода очищенного газа, устройство для создания падающих потоков фильтровального материала и систему возврата фильтровального материала. Устройство для создания падающих потоков фильтровального материала выполнено в виде провальной, например, колосниковой решетки 4 с продольными пазами 5 с шириной пазов В, большей размеров зерен фильтрующего материала для прохода через эти пазы и снабжено устройством, например, шибером 6 то же с продольными пазами для регулирования ширины открытия пазов 5. Ширина пазов провальной решетки В равна ширине пазов шибера В₁ и могут иметь размер до 20 мм.The filter for gas purification contains a rectangular filter chamber 1 with a nozzle 2 for supplying contaminated gas and a nozzle 3 for removing purified gas, a device for creating incident flows of filter material and a filter material return system. A device for creating incident flows of filter material is made in the form of a failure, for example, of a grate 4 with longitudinal grooves 5 with a groove width B, larger than the grain size of the filter material to pass through these grooves and equipped with a device, for example, a gate 6 with longitudinal grooves for adjusting the width of the opening of the grooves 5. The width of the grooves of the failure grid B is equal to the width of the grooves of the gate B ₁ and can have a size of up to 20 mm.

Фильтр снабжен вертикальной разгонной камерой 7, расположенной на корпусе фильтровальной камеры, в которой размещен поворотный (от 0 до 5^о) пакет направляющих разгонных коробов 8, предназначенных для увеличения скорости и сохранения компактности слоя шаров перед образованием штор 9. Эта необходимость связана со значительными скоростями газового потока в камере при фильтровании.The filter is equipped with a vertical booster chamber 7 located on the filter chamber housing, in which a rotary (from 0 to 5 ^о ) package of guides of the booster boxes 8 is provided, designed to increase the speed and maintain the compactness of the ball layer before the formation of the curtains 9. This need is associated with significant speeds gas flow in the chamber during filtration.

В качестве фильтровального материала используются калиброванные металлические шары диаметром около 1 мм, изготовленные из металлов большой плотности, обладающие хорошей теплоемкостью, химической и термической стойкостью, например, из специальных марок чугуна, стали и др. As the filter material, calibrated metal balls with a diameter of about 1 mm are used, made of high density metals with good heat capacity, chemical and thermal resistance, for example, from special grades of cast iron, steel, etc.

Фильтровальная камера 1 соединена при помощи раструба 10 с ротором движителя 11 и виброситом 12, под которым расположен пылесборник 13. The filter chamber 1 is connected by means of a socket 10 with the rotor of the mover 11 and a vibrating screen 12, under which the dust collector 13 is located.

Для предотвращения обратного выброса пыли, при сжатии потока шаров на участке изгиба раструба 10, сделаны завихрители 14, а для отключения раструба 10 предусмотрен поворотный клапан 15. To prevent dust backflow, while compressing the flow of balls in the bending section of the bell 10, swirlers 14 are made, and a rotary valve 15 is provided to turn off the bell 10.

Для возврата фильтровального материала использован цепной транспортер 16 (типа ЦГТ-80-С) и патрубок 17 с наклонной поверхностью 18, соединенной с бункером 19. Для равномерного заполнения бункера 10 на наклонной поверхности 18 веерообразно приварены на ребро стальные полосы 20. To return the filter material, a chain conveyor 16 (type ЦГТ-80-С) and a pipe 17 with an inclined surface 18 connected to the hopper 19 were used. For uniform filling of the hopper 10 on the inclined surface 18, steel strips 20 were fan-shaped welded onto the rib.

Для охлаждения шаров фильтр снабжен поверхностного типа трубчатым теплообменником 21 с шахматным расположением латунных трубок. To cool the balls, the filter is equipped with a surface type tubular heat exchanger 21 with a checkerboard arrangement of brass tubes.

Роторный движитель 11 через закрытую зубчатую передачу, расположенную на внешней стороне стенки корыта вибросита (не показано), связан с вибровозбудителем 22 и сообщает ему повышенные обороты. The rotary mover 11 through a closed gear located on the outer side of the wall of the trough of the vibrating screen (not shown) is connected with the vibration exciter 22 and informs it of increased speed.

Для уменьшения проникновения пыли в шахту цепного транспортера 16 предусмотрена на шарнирной подвеске штора (завеса) 23, набранная из очень тонкой стальной проволоки, а для загрузки шаров в бункер 19 имеется люк, закрываемый крышкой 24. To reduce the penetration of dust into the shaft of the chain conveyor 16 is provided on the hinged suspension of the curtain (curtain) 23, assembled from a very thin steel wire, and to load the balls into the hopper 19 there is a hatch closed by a cover 24.

Фильтр работает следующим образом. The filter works as follows.

При закрытом шибере 6 все объемы, находящиеся выше колосниковой решетки 4, в том числе теплообменник 21 и бункер 19, должны быть заполнены шарами. При открытии шибера 6 на необходимую величину фильтрующий материал из бункера 19 через теплообменник 21 поступает на провальную колосниковую решетку 4 и через ее пазы 5 протекает вниз в разгонную камеру 7, попадает в наклонно установленные направляющие короба 8, по их каналам, набирая скорость, скатывается в фильтровальную камеру и, образуя компактные падающие газопроницаемые шторы 9, пересекая скоростной поток газа, производят его очистку. Отсюда следует, что в основе работы фильтра лежат аэродинамические процессы, возникающие при поперечном пересечении двух скоростных потоков: запыленного газа и экрана из зернистых тел. With the shutter 6 closed, all volumes above the grate 4, including the heat exchanger 21 and the hopper 19, must be filled with balls. When the gate 6 is opened to the required size, the filter material from the hopper 19 through the heat exchanger 21 enters the failed grate 4 and through its grooves 5 flows down into the booster chamber 7, enters the inclined guide rails 8, along their channels, gaining speed, rolls into filter chamber and, forming compact falling gas-permeable curtains 9, crossing the high-speed gas flow, it is cleaned. It follows that the operation of the filter is based on aerodynamic processes that occur during the transverse intersection of two high-speed flows: dusty gas and a screen of granular bodies.

Известно, что при полете маленького шара в газовой среде за ним образуется разряженная зона, своего рода микровакуумная камера-ловушка. Это явление не исчезает и при массовом полете шаров. It is known that during the flight of a small ball in a gaseous medium, a discharged zone forms behind it, a kind of micro-vacuum chamber-trap. This phenomenon does not disappear during mass flight of balls.

В результате соударного воздействия падающих или летящих шаров и наличия разреженных зон, возникающих при обтекании, частицы пыли получают направленное ускорение в сторону движения шаров. Они захватываются и уносятся скоростным потоком шаров, как бы вымываются из газового потока. Этот процесс протекает в камере за очень короткое время (доли секунды). As a result of the collision effect of falling or flying balls and the presence of rarefied zones that occur during flow around, dust particles receive directional acceleration in the direction of movement of the balls. They are captured and carried away by a high-speed flow of balls, as if washed out of a gas stream. This process takes place in the chamber in a very short time (fractions of a second).

Поток шаров и увлекаемые им частицы пыли проходят раструб 10 и поступают на роторный движитель 11, приводят его во вращение. The flow of balls and the dust particles carried away by it pass through the bell 10 and enter the rotary mover 11, and rotate it.

При вращении ротора шарики сбрасываются на вибросито 12 и под действием вибрации, вызванной вибровозбудителем 22, скатываются на вертикальный цепной транспортер 16 и далее по наклонной поверхности 18 в бункер 19. Просеянная на вибросите пыль падает в пылесборник 13 и удаляется. When the rotor rotates, the balls are dumped onto the vibrating screen 12 and, under the action of vibration caused by the vibration exciter 22, roll onto the vertical chain conveyor 16 and then along the inclined surface 18 into the hopper 19. The dust sifted on the vibrating screen falls into the dust collector 13 and is removed.

Наличие провальной колосниковой решетки с продольными пазами в сочетании с шибером, имеющем продольные пазы, позволяют создавать экономически целесообразный поток шаров, а следовательно необходимую толщину штор, достаточную для достижения удовлетворительной степени очистки, дает возможность механизировать и даже автоматизировать этот процесс. The presence of a failed grate with longitudinal grooves in combination with a gate having longitudinal grooves allows creating an economically feasible flow of balls, and therefore the necessary thickness of the curtains, sufficient to achieve a satisfactory degree of cleaning, makes it possible to mechanize and even automate this process.

Использование скоростных пересекающихся потоков шаров и газа и возникающих при этом аэродинамических явлений при обтекании способствуют эффективности очистки, позволяют значительно уменьшить сопротивление приходу газа и многократно поднять скорость фильтрования за счет уменьшения толщины слоя и хорошей обтекаемости фильтровального материала. The use of high-speed intersecting flows of balls and gas and the resulting aerodynamic phenomena during flow contribute to cleaning efficiency, can significantly reduce the resistance to gas entry and significantly increase the filtration rate by reducing the layer thickness and good streamlining of the filter material.

Разгонные короба, устанавливаемые с некоторым уклоном против движения газа в разгонной камере, служат для увеличения скорости шаров, сохранения компактности слоя шаров, противодействуют искажению штор под напором потока газа, дают возможность повысить скорость газа в камере, обеспечивают эффект очистки. Accelerating ducts, installed with a certain bias against the movement of gas in the accelerating chamber, serve to increase the speed of the balls, maintain the compactness of the layer of balls, counteract the distortion of the curtains under the pressure of the gas flow, make it possible to increase the gas velocity in the chamber, and provide a cleaning effect.

Наличие нескольких штор необходимо для ступенчатого срабатывания напора газа, уменьшает искажающее воздействие на шторы, способствует более интенсивной очистке газа. Возникающая турбулентность в пространстве между шторами также способствует повышению эффективности очистки. The presence of several curtains is necessary for the stepwise operation of the gas pressure, reduces the distortion effect on the curtains, and contributes to a more intensive gas purification. The resulting turbulence in the space between the curtains also contributes to an increase in cleaning efficiency.

Энергия движения массы шаров в фильтре используется для вращения роторного движителя, который плавно и порционно сбрасывает шары на сито и одновременно приводит во вращение вибровозбудитель, создающий вибрацию ситу без внешнего привода и затрат энергии. The energy of movement of the mass of balls in the filter is used to rotate the rotary mover, which smoothly and portionwise drops the balls onto the sieve and at the same time drives the vibration exciter, which creates a vibration sieve without an external drive and energy costs.

Важнейшим положительным качеством предложенного фильтра, имеющее самостоятельное значение, отличающее его от всех других фильтров, применяемых в технологических линиях газоочистных устройств в металлургии и теплоэнергетике, является его способность поглощать и выносить тепло отходящих газов очень теплоемкими металлическими шарами, пронизывающими поток газа и с помощью многооборотного поверхностного типа теплообменника возвращать это тепло для использования. The most important positive quality of the proposed filter, which has independent value, distinguishes it from all other filters used in the technological lines of gas cleaning devices in metallurgy and heat power engineering, is its ability to absorb and carry out the heat of the exhaust gases with very heat-resistant metal balls penetrating the gas flow and using multi-turn surface type of heat exchanger to return this heat for use.

Этот фильтр одновременно является конкретной установкой сухого способа охлаждения высокотемпературных газов, которая позволит коренным образом видоизменить технологию и расстановку очистных устройств, позволит увеличить применение и поднять эффективность работы электрофильтров. This filter is at the same time a specific installation of a dry method for cooling high-temperature gases, which will radically modify the technology and arrangement of treatment devices, and will increase the use and increase the efficiency of electrostatic precipitators.

Claims (3)

1. ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ, содержащий фильтровальную камеру с патрубками подвода загрязненного и отвода очищенного газа, устройство для подачи фильтровального материала, вибросито, пылесборник и систему возврата фильтровального материала, отличающийся тем, что, с целью снижения гидравлического сопротивления проходу отходящих газов, устройство для подачи фильтровального материала выполнено в виде решетки с продольными пазами, ширина которых больше размера частиц фильтровального материала, и снабжено разгонной камерой, размещенной над фильтровальной камерой. 1. FILTER FOR CLEANING GASES, containing a filter chamber with nozzles for supplying contaminated and exhausting purified gas, a device for supplying filter material, a vibrating screen, a dust collector and a system for returning filter material, characterized in that, in order to reduce hydraulic resistance to the passage of exhaust gases, a device for the supply of filter material is made in the form of a lattice with longitudinal grooves, the width of which is larger than the particle size of the filter material, and is equipped with an accelerating chamber placed on hell filter chamber. 2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что устройство для подачи фильтровального материала снабжено приспособлением для регулирования ширины продольных пазов решетки и выполнено в виде шибера. 2. The filter according to claim 1, characterized in that the device for supplying filter material is equipped with a device for regulating the width of the longitudinal grooves of the lattice and is made in the form of a gate. 3. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что он снабжен роторным движителем, соединенным с вибратором. 3. The filter according to claim 1, characterized in that it is equipped with a rotary mover connected to a vibrator.

Images