Способ очистки газа от аэрозоля, содержащего высокодисперсные твердые частицы с магнитной компонентой

(5)5 В 01 0 35/06 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН уменьш коа гуля На для реа стки газ Спо зом,Газ подают го слоя лительзоль, непрерывно псевдоожиженноую газораспредеоторой помещают, содержащии аэр (фиг. 1) в аппара 1 под непровэл ную решетку 2, на ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Киевский политехнический институтим, 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) Товстохатько В.М, Магнитные пылеуловители. - Киев, Вища школа, 1985, с, 89,(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ АЭРОЗОЛЯ, СОДЕРЖАЩЕГО ВЫСОКОДИСПЕРСНЫЕ ТВЕРДЫЕ ЧАСТИЦЫ С МАГНИТНОЙ КОМПОНЕНТОЙ(57) Изобретение относится к технике очиски газа (Г) от высокодисперсных твердых частиц аэрозоля (А) с помощью магнитного фильтра и позволяет обеспечить непоерывную эффективную очистку Г от высокодисперсных частиц, например сварочного А, и уменьшение энергозатрат на их магнитную коагуляцию, Для этого слой гранул непрерывно приводят в состояние спокойного Изобретение относится к области магнитного осаждения аэрозоля, содержащего высокодисперсные твердые частицы с магнитной компонентой, из газовой среды и может быть использовано в химической, металлургической и теплоэнергетической промышленностях и при очистке вентиляционных выбросов от сварочных аэрозолей,Цель изобретения - повышение эффективности непрерывной очистки газа от высокодисперсных частиц аэрозоля и, Я 21611396 А 1 псевдоожиженного слоя, пропуская через него очищаемый Г, Режим спокойного псевдоожижения устанавливают иэ условия начала псевдоожижения по достижении гидравлическим сопротивлением слоя гранул в процессе псевдоожижения максимального значения, Создают по всему объему псевдоожиженного слоя в зазорах между гранулами эоны высокой локальной напряженности магнитного поля путем осаждения на их поверхности слоя магнитных частиц. Укрупняют частицы А при их прохождении от газораспределительной решетки к поверхности псевдоожиженного слоя в зонах высокой локальной напряженности магнитного поля. Укрупненные частицы А непрерывно уносят с поверхности псевдоожиженного слоя восходящим потоком очищаемого Г в циклон, где осаждают под действием центробежных сил. Предлагаемый способ позволяет осуществить эффективную очистку Г от высокодисперсных частиц А, а так как отсутствует источник внешнего магнитного поля, то предлагаемый способ позволяет также уменьшить энергозатраты на магнитную коагуляцию частиц А. 1 ил 1 табл. ение энергозатрат на их магнитнуюцию, чертеже представлено устройстволизации предлагаемого способа очиа от аэрозоля. соб осуществляют следующим обраслой гранул 3. Под действием динамических сил очищаемого газового потока слой гранул 3 переводится в состояние псевдоожиженного слоя, При этом создают режим спокойного псевдоожижения, который определяют по достижению гидравлическим сопротивлением слоя максимальной величины перепада давления на микроманометре 4, в момент перехода слоя гранул в псевдоожиженное состояние. Удерживают режим спокойного псевдоожижения тем, что скорость псевдоожижения оставляют постоянной и соответствующей началу псевдоожижения слоя гранул, Непрерывно очищают газ от частиц высокодисперсного аэрозоля, содержащего магнитную компокенту. Для этого создают по всему объему псевдоожиженного слоя в зазорах между гранулами зоны высокой локальной напряженности магнитного поля путем осаждения на поверхность гранул слоя из улавливаемых магнитных частиц. Созданный на поверхности гранул тонкий слой первичной магнитной фильтрующей ткани - магнитный ворс, является фильтром для слабомагнитных и немагнитных частиц аэрозоля, Укрупняют улавливаемые частицы аэрозоля при их осаждении на поверхность магнитного ворса в зонах высокой , локальной напряженности магнитного по; ля, которую достигают за счет суперпози ции магнитных полей каждой отдельной гранулы, окружающей зазорчерез который следует частица аэрозоля. Далее непрерывно выносят с поверхности псевдоожиженного слоя восходящим потоком очищаемого газа укрупненные частицы, образовавшиеся при непрерывном очищении поверхности гранул от избыточного слоя осажденных укрупненных частиц аэрозоля за счет взаимных столкновений и перемешивания гранул, находящихся в состоянии спокойного псевдоожижения, Затем осаждают вынесенные из псевдоожиженного слоя укрупненные частицы аэрозоля под действием центробежных сил в циклоне 5,Использование режима спокойногопсевдоожижения позволяет повысить эффективность улавливания высокодисперсных частиц аэрозоля, содержащего магнитную компоненту, и уменьшить энергозатраты на их магнитную коагуляцию. Это связано со следущими обстоятельствами.Непосредственно после перехода в псевдоожиженное состояние слой гранул несколько расширяется, гранул ы имеют незначительные перемещения и минимальные зазоры между гранулами, что способствует созданию зон с высокой локальной напряженностью магнитного поля. С другой стороны, в режиме спокойного псеадоожижения ожижающий агент - очищаемый газ,равномерно распределен по сечению слоя,фильтруясь через него без образования га 5 зовых пузырей и каналов.Последнее также способствует повышению эффективности улавливания высокодисперсных частиц аэрозоля.При увеличении скорости ожижающего10 агента более скорости начала псевдоожижения на 10 - 2 Эграница существования режима спокойного псевдоожижениянарушается. Слой расширяется, зазорымежду гранулами увеличиваются, что ведет15 к проскоку газа и каналообразованию, а сдругой стороны, уменьшается напряженность магнитного поля в зоне коагуляции.Оба этих фактора ведут к уменьшению эффективности удавливания частиц аэрозоля.20 Отсутствие в предлагаемом способе очистки газа внешнего источника магнитного поля, требующего затрат электроэнергии,способствует уменьшению энергозатрат намагнитную коагуляцию частиц улавливаемо 25 го аэрозоля,К гранулам, используемым в предлагаемом способе, предьявляются два требования, С одной стороны, гранулы должныобладать удерживающими свойствами, т.е,30 задерживать и коагулировать частицы аэрозоля, содержащего магнитную компоненту.С другой стороны, гранулы должны легкоотдавать и сбрасывать со своей поверхности, при их соударениях, избыток осевших35 на их поверхности частиц аэрозоля, тем самым способствуя непрерывной регенерации псевдоожиженнго слоя, В случаеиспользования ферромагнитных гранул, например, стальных шаров из стали ШХ 15,40 осевшие на их поверхности магнитные частицы намагничиваются, что затрудняет последующее разьединение гранул ирегенерацию избытка магнитного ворса сукрупненными частицами аэрозоля с их по 45 верхности.Кроме того, ферромагнитные гранулыимеют значительную плотность. Энергозатраты же на создание псевдоожиженногослоя прямо пропорциональны плотности50 гранул его составляющих,Наилучшие результаты достигаются вслучае использования гранул из неметаллических материалов, например песка.П р и м е р . Осуществление предлагае 55 мого способа может быть продемонстрировано на примере очистки воздуха от твердыхчастиц сварочного аэрозоля, образующегосяпри производства сварочных работ.Способ осуществляется с помощью аппарата псевдоожиженного слоя диаметром161139620 мм и высотой 300 мм с непепровальнои ного перепада давления на слое зерен пес- газораспределительной решеткой, запол- ка узкой фракции размером 0,42 - 0,50 мм,ненного слоем гранул, и циклона типа ЦН 15 с диаметром ко п са 40 мм.Следует отметить, что размер укрупненр у . Входнои ных частиц аэрозоля, уносимых с поверхнопатрубокаппаратапсевдоожиженногослоя 5 сти псевдоожиженного слоя в циклон,соединен с газопроводом, отводящим воз- составляет 4 - 8 мкм. Величинаскоростиснодух со сварочным аэ оэолем от вар от сварочного са таких частиц, определенная расчетом, сопоста. Выходной патрубок циклона соеди" ставляет 0,4 м/с, что ниже скорости началанен с тканевым фильтром, На тканевой псевдоожижения зерен песка 0,42 - 0,50 мм,фильтр ведется улавливание частиц свароч равной 1,42 м/с,Последнее обстоятельство позволяетожиженный слой и циклон, Улавливание эффективно освобождать псевдоожиженведется на ткань Петрянова типа ФППДный слой граный слой гранул от укрупненных частицЭффективность улавливания частиц аэрозо- аэрозоля безля ез их накопления в псевдоожиля оценивают весовым методом на аналити женном слое, т,е, вести непрерывную регеПроизводительность по отсосу составляет Опыты также показали что начал1ьныимомент создания магнитного ворса на поСварочный аэрозоль создают в процес- верхности зерен песка высотой 80 мм эанисе сварки с помощью электрода УОНИ, Со мает промежуток времени порядка 60 - 80 с,держание магнитной компоненты В течение этого промежутка времени эфмасса(98 ) час- фективность улавливания частиц аэрозолятиц аэрозоля имеет размер 0,1-1,0 мкм., растет до постоянной величины.Ниже. приведены результаты наиболее Таким образом, предлагаемый способхарактерных опытов, подтверждающих 25 очистки газа позволяет эффективно и непрепредлагаемый спсоб очистки газа от высо- рывно очищать воздух, содержащий частикодисперсных частиц аэрозоля, содержа- цы сварочного аэрозоля, а также уменьшитьэнергозатраты на магнитную коагуляциюВ качестве гранул для создания псевдо- частиц, так как позволяет исключить источожиженного слоя используют неметалличе ник внешнего магнитного поля требуюе ранулы - зерна песка узкой фракцией подвода электроэнергии.у щии0,42-050 мм с вы80 мм.1 1сотой неподвижного слоя Кроме того, при использовании прредлагаемого способа отсутствует необходимостьПри движении очищаемого газа через во второй ступени очистки аэрозоля послеслой зерен песка создаются различные ре циклона.жимы его фильтрации: без псевдоожижеСпособ очистки газа от аэрозоля, содеррежим псевдоожижения с началом канало- жащего высокодисперсные твердые частиобразования. Расход отсасываемого газа цы с магнитной компонентой,составляет соответственно режимам: 1,3 40 заключающийся в пропускании потока газам ч;1,6 м /ч;1,9 м /ч,аскоростифильтра- через зону магнитной коагуляции, последуции газа составляет 1,1 м/с, 1,42 м/с, 1,75 ющем осаждении скоагулированных частицм/с соответственно, под действием центробежных сил, о т л и ч аерепад давления на слое зерен песка ю щ и й с я тем, что, сцелью повышенияв трех режимах составляет соответственно 45 эффективности непрерывной очистки газа900 1450 и 1300 П50 и 1300 Па, а эффективность улав- от высокодисперсных частиц аэрозоля иливания составляет соответственно 65, 98 и уменьшения энергозатрат на магнитную коа 84 о гуля цию, процесс коагуляции осуществляют вРезультаты опытов сведены в таблицу. слое гранул, который приводят в состояниеСравнение результатов опытов показы спокойного псевдоожижения потоком очищавает, что наиболее высокой эффективно- емого газа, приэтомскоростьначалапсевдостью при очистке газа от высокодисперсных ожижения гранул определяют по достижениичастиц аэрозоля обладает режим спокойно- гидравлическим сопротивлением слоя максиго псевдоожижения, соответствующий на- мального значения, а скорость потока газачалу создания псевдоожиженного слоя, что 55 устанавливают в пределах 1,0-1,1 отскоростиподтверждается достижением максималь- начала псевдоожижения,1 611396 Спокойное псевдоожижение Без псевдоожижения Характеристика гранул Размер гранул-зерен песка,мм0,42-0,50 0,42 - 0,50 0,42 - 0,50 0,42 - 0,50 Высота слоя гранул, мм 80 80 80 80 1,75 1,56 1,42 1,10 Скорость начала псевдоожижения гранул, м/с1,42 1,42 1,42 1,42 1,2 1,0 0,8 Гидравлическое сопротивление слоя гранул, Па1300 1415 1450 900 Размер частиц аэрозоля, мкм 0,1-1,0 0,1-1,0 0,1-1,0 0,1-1,0 Эффективность улавливания частиц аэрозоля, о84,0 97,5 98,0 65,0 Составитель О, Симоненко .Редактор Н, Лазаренко Техред М,Моргентал Корректор О. Кравцова Заказ 3786 Тираж 577 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Л(-35, Раушская наб 4/5 иэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Скорость фильтрации очищаемого газа через слой гранул, м/сСоотношение скорости фильтрации очищаемого газа в слое гранул к скорости начала псевдоожижения гранул