Аппарат для обработки газа

САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТВУ кое бю- горному СССР76,видетельств24 Р 3/14,1 ф ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Специальное конструкторро по подземному самоходномуоборудованию(56) Авторское соУ 688783, кл. Р 1 Авторское свидетельство СССР У 1059363, кл. Г 24 Р 3/14, 1982, 1)4 В 01 1) 46/26, 45/08 Р 24,Р 3/14(54) АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГАЗА(57) Изобретение относится к газоочистке и пыпеулавливанию, можетбыть использовано для очистки. газовот пыли и утилизации их тепла и позволяет сократить расход жидкости наиспарение и повысить степень утилизации тепла очищаемых газов при увеличении их расхода за счет выполнения.ротора в виде теплообменных трубок,закрепленных консольно веером со свободными изогнутыми концами и снабженных отверстиями, с размещенными вних закручивателями, а также расши 1368005рить функциональные возможности аппа- с отверстиями 14 и кольцевым конфузората. Аппарат содержит корпус 1, во-, ром 15. Проходя через устройство, дяную камеру 4, пустотелую крыльчат- газ очищается от пыли и одновременно ку 21 с накопителем 20, на котором происходит процесс утилизации тепла закреплены теплообменные трубки 17, очищаемых газов, который усиливается сверху свободно расположен сетчатый при увеличении расхода газа за фильтрующий элемент 19. В нижней час- счет одновременного увеличения ти сборника жидкости 5 размещен ци- проходящего через устройство колиндр 12, по периметру которого зак- личества жидкости . 1 э. и. ф-лы. реплен газораспределительный диск 13 3 ил.В центральной части конуса 6 размещен цилиндр 12, по периметру которого закреплен газораспределительный диск 13 с отверстиями 14 и кольцевым конфузором 15, Внутри цилиндрическо 40 Изобретение относится к газоочистке и пылеулавливанию и может быть использовано для очистки высокотемпературных газов от пыли и утилизации со 5держащегося в них тепла, а также вустройствах для охлаждения газов жидкостью (теплообменниках),Цель изобретения - сокращение расхода жидкости на испарение, повышение степени утилизации тепла очищаемых газов при увеличении их расхода,расширение функциональных возможностей аппарата (очистка газа от пыли).На фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства;на фиг,2 - загнутый конец теплообменной трубки; на фиг.3 - вид А нафиг1,Устройство содержит корпус 1, в 20верхней части которого коаксиальноразмещены цилиндрическая вставка 2,снабженная кольцевой щелью 3 и образующая с корпусом 1 зазор в виде водяной камеры 4, В нижней части корпуса 1 размещен сборник 5 жидкости,внутри которого размещен конус 6 свходным патрубком 7, проходящим через сборник 5 жидкости. В нижней части цилиндрического корпуса 1 размещена водоотводящая трубка 8, в верхней - переливная труба 9. В нижнейчасти сборника 5 жидкости размещенаводоподающая трубка 10, а в верхней -переливная труба 11. Го корпуса расположен ротор 16, выполненный из консольно веером закрепленных теплообменных трубок 17 с загнутыми в сторону вращения нижними концами, заглубленными под поверхность жидкости, находящейся в сборнике 5 жидкости, и снабженными входными отверстиями 18, На теплообменных трубках 17 свободно размещен сетчатый фильтрующий элемент 19 с образованием провисающих участков между ними, прикрепленный своей нижней частью к теплообменным трубкам 17. Верхние концы теплообменных трубок 17 сообщаются с накопителем 20, расположенным в центральной части пустотелой крыльчатки 21, концы которой снабжены трубками 22, свободно опирающимися на поплавок 23, выполненный в виде гофрированного трубчатого кольца.1К сетчатому фильрующему элементу 19 примыкает регенерационный трубопровод 24 с продольной щелью 25, выполненной со стороны сетчатого фильтрующего элемента 19. Входные отверстия 18 теплообменных трубок 17 снабжены закручивателями 26 потока.Аппарат работает следующим образом.Перед началом работы через переливную трубу 9 и водоподающую трубку 10 в водяную камеру 4 и сборник 5 жидкости заливается жидкость до . определенного уровня. Поплавок 23 всплывает и приподнимает трубки 22, пустотелую крыльчатку 21 с накопителем 20, сетчатым фильтрующим элементом 19 с теплообменными трубками 17, 13 б 800545 10 при этом их входные отверстия 18 с закручивателями 26 потока погружены в жидкость, При включении вентилятора (не показан) или при создании естественной тяги за счет перепада температуры очищаемого газа и атмосферного воздуха очищаемый газ поступает через входной патрубок 7 и, закручиваясь вокруг цилиндра 12, равномерно выходит через отверстия 14 газораспределительного диска 13 и.конфузор 15 в полость, образованную сетчатым фильтрующим элементом 19. Проникая сквозь последний, газ воздействует на пустотелую крыльчатку 21, приводя ее во вращение, а вместе с ней и накопитель 20, теплообменные трубки 7 и сетчатый фильтрующий элемент 19.При этом происходит очистка газов от пыли, которая оседает на внутренней поверхности сетчатого фильтрующего элемента 19 и постоянно сдувается сжатым воздухом, подаваемым через трубопровод 24 и выходящим через щель 25, осуществляя постоянную регенерацию вращающегося сетчатого фильтрующего элемента 19.Сдутая сжатым воздухом уловленная пыль попадает во внутреннюю часть закрученного потока очищаемого газа, под воздействием сил тяжести выпадает в цилиндр 12 и по мере его наполнения выводится из него. При этом омывающие наружную стенку цилиндра 12 горячие газы отдают свое тепло слою пыли, находящейся в цилиндре 12, температура которой ниже температуры очищаемых газов. В то же время жидкость, омывающая нижнюю часть цилиндра 12, отбирает тепло от слоя пыли, что обеспечивает теплообмен и утилизацию не только тепла очищаемых газов, но и утилизацию тепла уловленной пыли, что повышает экономичность установки, этому же способствует вращение жидкости в сборнике 5 жидкости.В это время загнутые в сторону вращения концы вращаюддхся теплообменных трубок 17 захватывают через входные отверстия 18 жидкость, которая, проходя через закручиватели 2 б потока, поступает во внутреннюю полость теплообменных трубок 17, совершая при этом винтообразное движение в их верхнюю часть за счет скоростного напора жидкости, возникающего при вращении загнутых по ходу вращения теплообменных трубок 17 в жидкости,15 20 25 30 35 40 45 50 55 а также за счет последующего уменьшения объемного . веса жидкости в связис ее нагревом и возникающих центробежных сил в пустотелой крыльчатке21, способствующих ускорению движения жидкости в теплообменных трубках17. Интенсификации теплообменногопроцесса способствует вращение теплообменных трубок 17, при которомобеспечивается больший контакт последних с очищаемым газом за счет турбулизации потока, а также за счет теплопередачи от сетчатого фильтрую- щего элемента 19 к теплообменным " трубкам 17. Нагретая таким образом жидкость через трубки 22 поступает в водяную камеру 4, откуда через водоотводящую трубку 8 удаляется через устройство в систему отопления (не показана). Для поддержания необходимого уровня жидкости в водяной камере 4 служит переливная труба 9. При увеличении количества проходящих через устройство газов увеличивается частота вращения пустотелой крыльчатки 21, а следовательно, и величина центробежных сил, обеспечивающая проход большего количества жидкости через теплообменные трубки 17 и повышение степени утилизации тепла очищаемых газов. При этом за счет распрямления провисающих участков поверхности сетчатого фильтрующего элемента 19 увеличивается и площадь фильтрации, а расходящиеся загнутые концы теплообменных трубок 17 описывают большую окружность, что также обеспечивает увеличение количества проходящей через них жидкости и, в связи с этим, повышение степени утилизации тепла очищаемых газов.Технико-экономическая эффективность аппарата по сравнению с известным заключается в уменьшении расхода жидкости на испарение и возможности саморегулирования процесса теплообмена при изменении расхода газов.Для движения жидкости по теплообменным трубкам не требуется установка насоса, а винтообразное движение жидкости в последних увеличивает степень утилизации тепла очищаемых газов, следовательно, повышает экономичность устройства. Повышению степени утилизации тепла отходящих газов способствует постоянное вращение и перемешивание жидкости, находящейся в водяной камере и сборнике5 10 15 чатого кольца. жидкости, с помощью поплавка, выполненного в виде гофрированноготрубчатого кольца, и загнутых концов теплообменных трубок. Контактирование сетчатого фильтрующего элемента с теплообменными .трубками уменьшает .его температуру по сравнению стемпературой очищаемых газов, чемобеспечивается повышение долговечности сетчатого фильтрующего элемента.Кроме того, выполнение теплообменных трубок со свободными концамии их консольное закрепление, а такжеконтактирование их с сетчатым фильтрующим элементом, размещенным свободно сверху последних, позволяет приувеличении оборотов пустотелой крыльчатки и возрастании при этом центробежных сил увеличить площадь фильтрации путем распрямления провисающихучастков сетчатого фильтрующего элемента за счет расхождения концов теплообменных трубок. При этом упомянутьге концы описывают окружность большей длины, что обеспечивает увеличение напора в теплообменных трубках иобъема поступающей в них жидкости,а также скорости ее прохождения подлине трубок, что приводит к увеличению процесса теплообмена и повышению эффективности работы устройства,причем происходит саморегулированиепроцесса теплообмена в зависимостиот изменения объема очищаемых и утилизируемых газов. Устройство можетработать и при естественном побуждении движения газов, что делает ненужным применение тягодутьевого оборудования.Кроме того, обтекание горячими газами уловленной пыли, скапливающейсяв цилиндре, и одновременное омываниеего нижней части жидкостью способствуют дополнительной утилизации тепла.Выполнение поплавка в виде гофрированного кольца со свободно опирающимися на него трубками позволяетпри вращении крыльчатки обеспечитьсвободное волнообразное скольжениетрубок по гофрированной поверхностипоплавка за счет более медленноговращения последнего, обусловленногосопротивлением жидкости. При этомналичие гофр на поплавке не толькоувеличивает сопротивление его вращению в жидкости, но и обеспечиваетпопутное вращение всей толщи жидкос 20 25 30 35 40 45 50 55 ти, находящейся в водяной камере, атакже обеспечивает знакопеременноеперемещение теплообменных трубок ввертикальной плоскости, в результатекоторого происходит периодическоевстряхивание сетчатого фильтрующегоэлемента за счет его периодическогоотрыва от теплообменных трубок, атакже схлопывания участков сетчатогофильтрующего элемента, образующихсвободную провисающую поверхность,что в конечном итоге обеспечиваетэффективную регенерацию.Формула изобретения 1. Аппарат для обработки газа, содержащий корпус, внутри которого размещены крыльчатка и ротор с конусообразной поверхностью, сетчатый элемент, водоподающие и водоотводные трубки, сборник жидкости, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения расхода жидкости, повышения степени утилизации тепла и расширения функциональных возможностей аппарата за счет выполнения функции пылеулавлнвания наряду с функцией теплообмена, он размещен вертикально и снабжен цилиндрической вставкой, расположенной в верхней части корпуса с зазором к нему, заполненным жидкостью в верхней части корпуса, и выполненной с кольцевой щелью в верхней части, поплавком, размещенным в зазоре, трубками, размещенными на поплавке и сообщенными с крыльчаткой, цилиндром, размещенным в нижней части сборника жидкости, и газораспределительным диском с кольцевым конфузором и отверстиями, расположенным по периметру цилиндра, при этом крыльчатка выполнена с накопителем жидкости в центральной части, ротор выполнен в виде теплообменных трубок, верхние концы которых сообщены с накопителем и закреплены в нем консоль- но, нижние выполнены изогнутыми с отверстиями, снабженными закручивателями и заглублены в жидкость сборника, а сетчатый элемент расположен на теплообменных трубках, причем нижняя часть его закреплена на них.2. Аппарат по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности аппарата, поплавок выполнен в виде гофрированного труб1368005 Фиг.2 Составитель О.БеккерТехред Л.Сердюкова Корректор И.Эрдейи Редактор Н.Тупица Заказ 131/7 Тираж 642 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4