Способ увеличения высоты отвода дымовых газов и устройство для его осуществления

(19) (1 Ц Ю)4 Г 23 Л 11/00 ГОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1044896, кл. Г 23 Л 11/00, 1983.Авторское свидетельство СССРУ 652411, кл, Г 23 3 11/00, 1979.(54) СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ ВЫСОТЫ ОТВОДАДЫМОВЫХ ГАЗОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ,(57) 1. Способ увеличения высотыотвода дымовых газов путем их подъемав верхние слои атмосферы в гибкой,суживающейся кверху. газоотводящейоболочке, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью снижения концентрации вредных веществ, уменьшенияэнерго- и капзатрат, оболочку приводят во вращение вокруг продольнойоси.117612Устройство для увеличения высоты отвода дымовых газов, содержащее дымовую трубу, гибкую суживающуюся . кверху газоотводящую оболочку, тросы и бандаж .крепления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью снижения концентрации вредных веществ, уменьшения энерго- и качзатрат, оно снабжено торообраэным корпусом, состоящим 44из двух частей, соединенных посредст- вом лабиринтного уплотнения и радиально-упорного подшипника, ось вращения которого совпадает с продольной осью дымовой трубы, причем нижняя часть корпуса смонтирована неподвижно на дымовой трубе, а верхняя - с воэможностью совместного вращения с оболочкой.1Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано во всех отраслях промышленности, где происходит загрязнение атмосАеры отходящими газами, 5.Цель изобретения - снижение концентрации вредных веществ, уменьшение энерго- и капзатрат.На фиг. 1 приведено устройство, реализующее способ, общий вид; на Фиг, 2 - разрез устройства вертикальной плоскостью, проходящей через продольную ось дымовой трубы (узел 1 на Фиг, 1), пунктиром показана оболочка в сложенном положении; на Ьиг, 3 в 15 сечение А-А на фиг. 2 по верхнему поясу прижимных роликов; на фиг, 4 - общая схема работы системы управления,Устройство состоит из дымовой трубы 1, бандажа 2, тросов 3 крепле- .20 ния тороидального корпуса 4, содержащего гибкую суженную кверху газо- отводящую оболочку 5. Корпус 4 состоит из нижней 6 и верхней 7 частей, соединенных друг с другом через ла биринтное уплотнение 8 с помощью радиально-упорного подшипника 9, ось вращения которого совпадает с продольной осью трубы 1. Центральное отверстие тороидального корпуса 30такое, что сквозь него беспрепятственно проходят отходящие газы.Нижняя часть 6 имеет цоколь 10, с помощью которого все устройство одевается сверху через кольцевое 35 уплотнение 11 на дымовую трубу 1, наружный диаметр цоколя 10 соответствует внутреннему диаметру трубы 1..Верхняя часть 7, приводимая во .вращение с помощью привода 12, имееттороидальную полость 13, куда укла 2дывается оболочка 5. Укладка производится с помощью упругого кольца 14к которому крепится. нижняя частьоболочки 5, и привода, состоящегоиз верхнего и нижнего поясов приводных роликов 15 и 16, прижимающихоболочку 5 к направляющим поверхностям 17 и подающих ее в тороидальную полость 13. Диаметр упругогокольца 14 подобран так, что поддействием упругих сил он стремитсяуменьшиться, когда оболочка 5 полностью выдвинута из корпуса 4.Кроме того,. в нижней неподвижнойчасти 6 корпуса 4 устройства расположен блок управления 18, датчики 19скорости ветра (пневмометрическиетрубки), расположенные радиальнопо окружности корпуса, и датчики 20и 21 температуры и скорости газовогопотока в стволе трубы 1,Устройство работает следующимобразом.При поступлении команды на выдвижение оболочки 5 от внешних источников, контролирующих газовый составатмосферы, в блоке управления 18,алгоритм рабс ты которого определяется заранее теоретическими и экспериментальными методами, анализируетсяинформация датчиков 19 скорости ветра и датчиков 20 и 21 состояниягазового потока в стволе трубы 1.По этой инйормации определяетсявысота выдвижения оболочки, и скорость ее вращения. После этого вклю- .чаются приводные ролики 15 и 16 ипривод 12 вращения. Выдвижение гибкой, .суженной кверху газоотводящейоболочки 5 происходит под действиемгазодинамических и аэростатическихсил.3 , 1176При достижении заданной высоты,которая может. быть определена, например, по угловому перемещению приводных роликов 15 и 16, привод,выдвигающий оболочку, выключается, 5при этом приводные ролики 15 и 16прижимают оболочку 5 к направляющимповерхностям 17 и Фиксируют ее,Отвод газов продолжается черезвращающуюся, гибкую, суживающуюся 10кверху газоотводящую оболочку 5,которая .под действием аэростатическихи газодинамических сил находится вустойчивом вертикальном положении.4При этом за счет увеличения высоты 15отвода газов снижается концентрациявредных веществ на местности.При смещении вращающейся оболочкипод действием ветра внутренние упругие силы ободочки, находящейся в сложном деформированном состоянии типа"изгиб + кручение", стремятсявернуть ее в вертикальное положение, так как это положение соответствует минимуму работы упругих сил,Кроме того, при отклонении вращающейся оболочки от вертикального положения под действием ветра в плоскости, перпендикулярной направлениюэтого отклонения, на нее действуют30гироскопические и аэродинамическиесилы, которые однако всегда .взаимнопротивоположны и поэтому компенсируют друг друга,При небольшом ветре или при отсут ствии его скорость вращения оболочкиможет быть уменьшена или даже сведенак нулю.С другой стороны, при соответствующих метеорологических условиях, нап ример при слабом ветре или при полномбезветрии в условиях смога: высотавыдвижения оболочки и скорость еевращения могут быть достаточно большими для того, чтобы уменьшить энергозатраты, необходимые для работыдутьевых вентиляторов дымовой трубы 1, вплоть до полного их отключения. Это возможно вследствие большего, по сравнению с известными спосо Обами отвода газов, разности давленийна поверхности Земли, на входе вдымовую трубу 1 и на высоте, на выходе иэ оболочки 5, Кроме того,вращение оболочки организует такойпоток газа, при котором уменьшаютсяпотери на их турбулентное движениев газоотводящем стволе. Аналогичный- длина оболочки 5;- радиус торообразной полости 13;г - радиус сечения упругогоккольца 14;Р - расстояние между соседними витками оболочки,характеризующее плотностьее укладки;Ф"- толщина оболочки ф = 3,14,дают, например, при не очень тонкойоболочке ( д"= 1 мм), не очень плотнойукладке ее (Р = 1 мм), для реальныхконструктивных размеров г = 50 ммки г = 500-750 мм значения Ь = 400800 м.При дальнейшем повышении ветра доштормового или при сильном уменьшении интенсивности отходящего потокагазов оболочка 5 полностью свертывается в корпусе 4 устройства и отвод газов происходит обычным образомчерез трубуи центральное отверстиетороидального корпуса 4,Использование изобретения позволяет увеличить высоту отвода отходящих газов и за счет этого снизитьконцентрацию вредных зеществ, причем особенно эФФективно в опасныхусловиях смога, при которых отсутствует ветер, Экономический эффектпри этом достигается за счет распределения вредных газообразных отходов на такую площадь поверхности Земли,которая бы обеспечивала уничтожение где Ь г144 4эффект возникает в природе в устойчивом атмосферном вихре-торнадо.При повышении скорости ветра или (и) при уменьшении интенсивности потока отходящих газов из блока управления 18 подается команда на уменьшение высоты выдвижения оболочки, при этом включаются приводные ролики 15 и 16 и оболочка 5 начинает складываться, поступая в тороидальную полость 13 верхней вращающейся части корпуса 7При этом упругое кольцо 14, с которым соединена нижняя часть оболочки 5, а также упругие силы самой оболочки заставляют сворачиваться ее в спиральную торообразную поверхность.Длина уложенной таким образом оболочки может быть достаточно большой. Оценки, проведенные по формулеа3(г -гк)-Р + .яРэтих загрязнений. природными поглотителями без их гибели или заметного качественного изменения, уменьшить энергозатраты, необходимые для работы дутьевых вентиляторов дымовых труб, вплоть до полного их отключе- ния при достаточно высоко выдвинутой оболочке и при достаточно высокой скорости ее вращения. Энергозатраты, необходимые для работы приводов устройства, описанного в данном изобретении, предполагаются существенно меньшими по сравнению с энергозатратами для мощных дутьевых вентиля" торов, являющихся в настоящее время основным средством повышения высоты выброса газов за счет повышения их скорости выброса. Однако с увеличением мощности вентиляторов растут потери энергии на турбулентное движение отходящих газов в газоотводящем стволе, В предлагаемом изобретении энергозатраты уменьшаются за счет большей разности давлений отходящего газа на уровне Земли и на высоте его выхода из газоотводящей оболочки и за счет организации вращательного восходящего движения газа, при котором уменьшаются потери на турбулентность.С помощью предлагаемого устройства возможно увеличить высоту выброса газов из многочисленных ныне дейст- .вующих дымовых труб, являющихся основным источником загрязнения воздухав городах, при этом не требуется ихдоработка и остановка технологического процесса, связанного с необходимостью отвода газа, установка устройства на дымовую трубу проста и И может быть выполнена, например, спомощьювертолета, уменьшить стоимость строительства новых дымовыхтруб за счет снижения их высоты, таккак для высот свыше 50 м стоимость 1 дымовой трубына каждыйметр увеличивается в 4 раза и снижение высоты на 50-200 мпозволяет .сэкономить 40- 160 тыс .руб.Кроме того, использование изобретения позволяет получить следующие 20 дополнительные преимущества: возможность сепарации и удаления твердых час;тиц (шлама) из потока отходящих газовза счет организации их вращательногодвижения, причем как при выдвинутой, 5 так и при сложенной гибкой гаэоотво .дящей оболочке, и возможность наб-людения и контроля загрязнения атмосферы в масштабах города за счетнаблюдения и анализа информации от эО датчиков состояния газового потока идатчиков направлений и скоростиветра,которые в нем используются.. 1.176144 4-А Фиг. 3 ми нова Редактор В. Ковт Тираж 526 9 Заказ одписн ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д 4/5 Филиал ППЯ "Патент город, ул. Проектна оставитель О. С рехред С.йовкий Корректор В. Синицкая