Способ фильтрации газа через вращающийся зернистый фильтрующий элемент

ИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Изобретение отн от пыли устройства тым материалом и м в промышленцости лов, металлургическо горнорудной и др ного хозяйства. Цель изобретен тивности регенера мента.осится к очистке газов ми с сыпучим зернисожет быть использовано строительных материай, машиностроительной, угих отраслях народия - повышение эффекции фильтрующего элеазан фильтрующий элефиг. 2 - фрагмент мента в вертикальном иг. 3 - графическая ти фильтрующего элеменГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Краснодарский политехнический институт(54) СПОСОБ ФИЛЬТРАЦИИ ГАЗА ЧЕРЕЗ ВРАЩАЮЩИЙСЯ ЗЕРНИСТЫЙФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ(57) Изобретение касается очистки газовот пыли устройствами с сыпучим зернистым материалом и может быть использовано в промышленности строительного На фиг. 1 нокмент, разрез; нафильтрующего элеположении; на фзависимость скороста от его минимального радиуса,Способ реализуется следующим образом.После заполнения барабана 1 зернистого фильтрующего элемента зернистым фильтрующим материалом 2 его приводят во вращение с постоянной угловой скоматериала, металлургическои, машиностроительной, горнорудной и других отраслях народного хозяйства. Цель - повышение эффективности регенерации фильтрующего элемента. Способ, заключается в пропускании запыленного газа через фильтрующцй элемент, После окончания фильтрации производят ворОшение зернистого фильтрую- щего материала путем постепенного увеличения скорости вращения фильтрукццего элемента от скорости в ащения при фильтрации до аъ.кс=-удй , где д -- ускорение силы тяжести, х - минимальный радиус фильтрующего элемента, с пос. ледующим снижением скорости фильтрую- щего элемента до скорости вращения фи.1 ьтрующего элемента при фильтрации и последующую импульсную регенерацию. 3 ил,ростью - скоростью вращения прц фц,.ьтрации. При вращении барабана 1 происходит некоторое уплотнение зернистого материала 2. Вследствие этого внутри бар- бана 1 между зернистым материалом 2 и корпусом барабана 1 появляются небольшие (3 - 5%) свободные полости 3 и 4, которые располагаются всегда выше зернистого материала 2. При прохождении запыленного газа через фильтрующий эле. мент часть пыли задерживается, оседая на гранулах зернистого материала 2. В совокупности процессы адгезии и уплот. нения зернистого материала 2 ухудшают все показатели работы фильтрующего эл. - мента, довольно быстро вызывая цеобхо димость проведения регенерации зернистого материала 2. По мере накапливания пыли между гранулами появляются и начицаю 1 расти силы аутогезии. Это единственные силы взаимного действия (сцепления) между143гранулами, и именно они приводят к образованию конгломераций гранул, которые характеризуются повышением аэродинамическим сопротивлением и находятся обычно в центральной области зернистого материала 2. В результате на отдельную гранулу фильтрующего зернистого материала 2 в рабочем режиме действуют три силы: тяжести Р, аутогезии Ри центробежная Е (фиг. 2), При вращении барабана взаимное расположение сил меняется: в крайнем нижнем положении силы тяжести и центробежная согласны по направлению, а в крайнем верхнем - противоположны. Сила аутогезии между двумя гранулами направлена противоположно центробежной силе. При скорости вращения при фильтрации превалирующей по величине над двумя другими является сила тяжести. Именно собственный вес каждой гранулы прижимает ее к остальным, вызывая тем самым уплотнение зернистого материала 2. Под действием этой силы фильтрующий зернистый материал 2 целиком совершает циклические перемещения из верхнего положения в нижнее внутри сектора (фиг. 1). При этом свободная полость 3 или 4 всегда находится выше массы зернистого материала 2. Действие данного способа основано на послойном заполнении свободной верхней полости 3 зернистым материалом 2. На фиг, 1 показано, что в секторе, занимающем крайнее верхнее положение, верхний слой гранул заполняет собой часгь свободной полости 4 и соприкасается с внешней цилиндрической образующей 5 барабана 1. Относительно сектора или образующей 5 он расположен точно так же, как в нижнем крайнем положении сектора. Оба положения сектора отличаются лишь направлением действия силы тяжести и центробежной силы, которая приложена к грану. лам. В нижнем положении обе силы, складываясь, прижимают гранулы друг к другу и к внешней цилиндрической образующей 5 барабана 1. В верхнем положении сила тяжести, действует точно так же, но прижимает зернистый материал 2 к внутренней цилиндрической образующей 6 барабана 1. Напротив центробежная сила стремится оторвать гранулы от внутренней цилиндрической образующей 6 и прижать к ьнешней цилиндрической образующей 5 барабана 1. Но если сила тяжести одинакова для всех гранул по величине, то центробежная сила меняет свое значение от слоя и слою при изменении радиуса. Величина центробежной силы Е зависит от массы п гранулы, расстояния К ее от оси вращения (т. е. радиуса вращения) и угловой скорости о, с которой вращается барабан 1, и равна 1=гпКоР. Из формулы следует, что наибольшая центробежная сила действует на70316 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4самый удаленный слой от оси вращения. Этот слой первым отрывается от всей массы зернистого материала 2. Но при этом центробежная сила должна удовлетворять условию Г=Р+Е, т. е, центробежная сила по величине должна быть больше суммы сил тяжести и аутогезии. Только при этом условии происходит отрыв гранул от основной массы зернистого материала 2 и прижатие их к внешней образующей 5 барабана 1. Сказанное поясняется фиг. 2, на которой показан фрагмент фильтрующей перегородки. Первая гранула 7 лежит в верхнем, наиболее удаленном слое от оси врашечия, а гранула 8 лежит в смежном с ним слое. На обе гранулы действует одинаковая сила тяжести, равная Р=-гпту, где гп масса гранулы. К первой грануле 7 приложена центробежная сила Е, =п 1 К ы, а ко второй грануле 8 - Г=гпКь-, где К и К - радиусы вращения гранул. Если считать, что гранулы представляют собой шарики, радиус которых Ко, то К=2 Ко+К . Кроме того, между гранулами действует сила тяготения Г,. В отличие от центробежной силы и силы тяжести она не поддается предварительному расчету и определяется экспериментально, Связано это прежде всего с тем, что сила аутогезии является функцией времени и измеряется от нуля до некоторого значения, которое зависит от физических свойств улавливаемой фильтром пыли. Из сказанного следует, что сумма сил аутогезии и тяжести является величиной постоянной для данного типоразмера ротора фильтра и для всего фильтруюшего элемента в целом, для любого ее слоя или отдельной гранулы. Но при переходе от одного слоя к другому вглубь фильтрую- щего элемента величина центробежной силы уменьшается с уменьшением радиуса, так как более глубокий слой находится ближе к оси вращения. Это значит, что условие Р, )Г,+Р, выполняемое для самого верхнего слоя, не выполняется для смежного с ним, но более глубокого слоя при той же угловой скорости вращения барабана со 1, так как К)К и, зна.ц, -- гпК ) )Г, =п 1 К ) и Гц, -- Р+Гд. Поэтому после отделения первого (самого верхнего слоя) от перегородки необходимо увеличить угловую скорость настолько, чтобы компенсировать уменьшение радиуса и выполнить условие Рч, ) )Р+Гл при угловой скорости ю. Тогда произойдет отделение второго слоя от перегородки и прижатие его к первому. Для того, чтооы отделигь о фильтр,ю щей перегородки третий слой, необходимо снова увеличить угловую скоро ть от ь до значения оз, чтобы отделить чегвертый, необходимо увеличить скорость барабана до угловой скорости ь:, и т. д.5до последнего и-го слоя. Если зернистый фильтр используется для очистки газов, содержащих неслипаюшуюся или слабослипаюшуюся пыль, то силы аутогезии отсутствуют. В этом случае условие, при котором начинает работать инерцион 5 ное ворошение наполнителя, несколько упрошается и имеет вид Р.)Р или вйоР)тд, где К - минимальный радиус фильтрую- щего элемента. Исходя из сказанного, зависимость имеет вид ь-с=/дй ои гра фически изображена на фиг. 3, Эта кривая представляет собой границу, которая делит плоскость на две половины. Первая, заключенная между кривой и осями координат, представляет область, каждая точка которой подчиняется неравенству Г (Р. Вторая область, находящаяся уже над кривой, содержит точки, удовлетворяющие главному условию Г)Р, при котором действует механизм ворошения слоя. Зависимость юнак = /яйпоказывает, как нужно изменять скорость вращения барабана, чтобы ворошение проходило в строгой последовательности, слой за слоем. Уменьшать скорость вращения барабана следует в той же последовательности, в которой производят ее увеличение, При уменьше нии скорости до скорости врашения фильтрующего элемента при фильтрации действует механизм послойного ворошения. Каждый цикл ворошения предшествует непосредственно импульсной регенерации. Поскольку связи между гранулами постоянно разрушены перемещением гранул, ударная волна легко, почти без сопротивления. проникает вглубь зернистого материала 2, сбивая с гранул уловленную пыль. Следуюшим импульсом она также легко выводится из сектора в пылесборник.формула изобретенияСпособ фильтрации газа через вращаюгцийся зернистый фильтруюший элемент с последуюшей импульсной регенерацией, отлинаюиийея тем. что, с целью повышения эффективности регенерации фильтруюшего элемента, после окончания фильтрации производят ворошение зернистого фильтрую- щего материала путем постепенного увеличения скорости вращения фильтруюшего элемента от скорости вращения при фильтра/ =О,эции до аь";=-удК , где д - ускорение силы тяжести, К - минимальныи радиус фильтруюшего элемента, с последуюшим снижением скорости фильтруюшего элемента до скорости вращения фильтрую- щего элемента пои фильтрации.1470316 Фиг,2 И а.34 аИ ПЮ О.ВМ 0 Ое. Юыг. 3 Составеь И. ДыбовскаяРедактор С. Патрушева Техред И. Верес Корректор С. Черн Заказ 1378/6 Тираж 600 Подписное ГКНТ ССС рственного комитета по изобретени 13035, Москва, Ж - 35, Раушск о-издательский комбинат Патент НИИПИ ГосудПроизводстве ое ЕБ м и открытиям прия на 6., д. 4/5г. Ужгород, ул. Гагарина, 0