Фильтр

(515 В 01 О 47/06 ОМИТЕТОТКРЫТИЯ ГОСУДАРСТВЕННПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР ОБР Е ИСАНИЕ Л ЬСТВУ СВИ АВТО РСК ильной иирова А.И.Плуняков и поступаи отходя- газового ерсные и перера(21) 4890012/26(71) Ленинградский институт текстлегкой промышленности им. С,М,К(56) Авторское свидетельство СССРМ 345937, кл, В 01 О 47/06, 1969.Авторское свидетельство СССМ 1438829, кл. В 01 О 47/06, 1986(57) Использование: фильтрованиеющего на технологический цикл, илщего от технологических операцийпотока, несущего в себе тонкодиспаэрозольные частицы - продукть Изобретение относится конструкциям фильтров, предназначенных для очистки газового потока от включенных в него частиц пыли, влаги в виде тонких фракций и аэрозольных фаз и предназначено для использования в и ылевыделяющих отраслях промышленности в методах мокрой очистки утилизируемых газов.В настоящее время известны несколько направлений развития этих технических решений, наиболее представительным из которых можно считать фильтр для очистки потока шлама от твердых мелких фракций и разделения его на газ и твердые включения, содержащий цилиндрический корпус с входным и отводным патрубками, вихревую камеру в виде пневмоциклона. ботки и обработки сырья. Сущность изобретения; фильтр выполнен в виде корпуса (1) с введенным тангенциально патрубком,в полости которого размещены оросительные форсунки и выводной патрубок. В нижней части выводного патрубка имеется винтовой завихритель (12), размещенный на уровне кольцевого сборного желоба (18) с торообразным дном (19) и выполненный с газораспределительной двояковыпуклой крышкой с нижней (14) и верхней (13) частями, В нижней части выводного патрубка имеется раструб (16), сообщенный через кольцевое сопло (17) с желобом (18), Для эффективной работы фильтра при изменении характеристик поступающего газа выводной патрубок снабжен сильфоном, расположенным над завихрителем (12), 2 ил. Такая конструкция фильтра имеет существенные и очевидные недостатки, заключающееся в высокой энерго- и трудоемкости процесса разделения ввиду многократного повторного цикла, низкой эффективности ЬЗ очистки и значительном уносе мелких часгиц и частиц рабочеи жидкости, учасвунэ- К) щей в процессе,Наиболее близким по технической сущности является фильтр для очистки потокаюаЪ газов методом мокрого разделения сред, содержащий вертикально ориентированный корпус с входным тангенциальным патрубком. оросительными форсунками, центральный выводной патрубок, закрепленный в нижней части корпуса, с сепарационными криволинейными лопатками в нижней егочасти, погруженными частично в рабочую жидкость шламосборника.В этом устройстве производится разделение пылегазового потока методом контакта динамического потока с жидкостью.Фил ьтр имеет существен н ые недостатки, заключающиеся в низкой эффективности очистки газа ввиду нерационального процесса взаимодействия потока с поверхностью жидкости при любом расходе и неэффективного отделения капель от газа при выносе, что ведет к перерасходу рабочей жидкости, что ухудшает показатели по ПДК выбрасываемого газа после обработки в фильтре и снижает характеристики экологических показателей процесса, превращая его в малоиспользуемый и нерентабельный.Целью изобретения является повышение эффективности и степени очистки потока при колебаниях его давления и переменных расходах фильтруемого потока и снижение брызгоуноса рабочей жидкости.Это достигается за счет выполнения фильтра, содержащего вертикально ориентированный корпус с входным тангенциальным патрубком, оросительными форсунками, центральный выводной патрубок, снабженный снаружи в нижней части сепарационными криволинейными лопатками, погруженным частично в рабочую жидкость шламосборника, с усовершенствованием, при котором центральный выводной патрубок снабжен в своей нижней части, у шламосборника, винтовым завихрителем, имеющим верхнюю газораспределительную двояковыпуклую, в вертикальном сечении, крышку, а над завихрителем стенка выходного патрубка имеет врезанный в нее гофрированный цилиндр(сильфон), при этом нижняя часть стенок выводного патрубка выполнена с раструбом, соединенным посредством кольцевого сопла с кольцевым, сборным желобом, дно которого представляет собой торообразный с отводными в шламосборник трубками, при этом завихритель размещен на уровне желоба,На фиг.1 показан общий вид фильтра с сечением по оси; на фиг.2 - узел на фиг.1.Фильтр, как показано на чертежах, выполнен с вертикально ориентированным корпусом 1, имеет входной тангенциальный патрубок 2, оросительные форсунки 3 под ним, центральный выводной патрубок (канал) 4, соединенный с вытяжной шахтой 5, В нижней части 6 патрубка 4 закреплены сепарационные криволинейные лопатки 7 с отгибами 8 навстречу потоку и вертикальными вырезами 9, нижние концы которых по 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 гружены в рабочую жидкость шламосборника 11.Для существенного повышения эффективности очистки потока газа и повышенияхарактеристик по ПДК - пыли при различных колебаниях потока, фильтр снабжен всвоей нижней части 6, у шламосборника 11,винтовым завихрителем 12, имеющим верхнюю двояковыпуклую с верхней 13 и нижней 14 частями (фиг,2) крышку, служащуюгазонаправляющим газораспределяющимрабочим органом завихрителя 12 для создания максимального условия контакта частицпыли с микрочастицами жидкости и образования таких микрочастиц методом закручивания и взаимного соударения встречныхмикропотоков при использовании различных скоростей частиц и коагулирующихгрупп частиц пыли в микрочастицах жидкости.Над завихрителем 12 в стенку патрубка4 врезана гофрированная вставка (сильфон)15 для обеспечения возможности подъема иопускания завихрителя 12 и концов 10 пооси корпуса в зависимости от характеристикпоступающего потока и степени заданнойочистки потока пылегаза,Для усиления положительного эффектавнутренняя поверхность нижней части стенок выводного патрубка выполнена в видераструба 16 с кольцевыми (в горизонтальном сечении) соплом 17 и нижней развитойтупиковой камерой, представляющей собойнижний кольцевой сборный желоб 18 влагис пылью и токообразным дном 19, отводныетрубки 20 в шламосборник 11,Завихритель 12 имеет газоповоротноераспределительное устройство 21 в видесходящихся кривых в центре(по оси 1, а надверхней частью 13 крышки имеется криволинейный дефлектор 22, установленныйсвободно на оси 23 вращения, Этот узелслужит для активного разделения: шлам -газ потока пыле-газо-жидкостного, поступающего в выходной патрубок 4.Фильтр работает следующим образом,Первоначально устанавливают оптимальный уровень жидкости к среднему потокугаза, поступающего на очистку через патрубок 2 (задается от конкретного технологического процесса и по нему тарируют данныйфильтр), Далее работа осуществляется в автоматическом автономном режиме, при котором пылегазовый поток орошают изфорсунок 3, под действием центробежныхсил часть капель отбрасывается на стенкикорпуса 1 и в виде пленки стекает вниз,большая же часть потока входит в зону лопаток 7, где плавно меняет направление наобратное вертикальное (для ввода в патру 1761229бок), При ударе о поверхность жидкости часть капель (более крупные) оседают (вместе с захваченной пылью) в объеме жидкости, при этом поток срывает капли жидкости и уносит с собой вверх (в виде пены и брызговой фазы) в винтовой завихритель 12, где осуществляется более тонкое разделение сред(отделение пыли и влаги от очищенного газа) за счет того, что поток газа активно завихряется и приобретает свойства антициклона, т,к. винтовыми лопатками завихрителя 12 поток постоянно ориентируют к оси, в то время, как поступающий поток и отводимый стараются отбросить его из центра к периферии, - именно это новое свойство, заложенное в принцип работы фильтра, позволяет исключить любое проскакивание необработанной частицы пыли микрочастицами жидкости, т,е. гарантирует полную коагуляцию частиц с капельной фазой потока и между собой через взаимодействие с капельной частью этого аэрозольного потока,Сходящиеся к оси потоки вверху под частью 14 крышки посредством газораспределительного устройства 21 отводятся к сечению сопла 17 - в виде очищенного газа, а капельная дисперсная часть потока оседает по оси и задерживается в тупиковой камере, стекая в сборный желоб 18 и по трубкам 20 отводится в шламосборник 11, Если часть потока с каплями. пройдя сопло 17 все же выходит в полость патрубка 4, то, как показано экспериментами (на 1/4 натур, величины опытно-лабораторной модели фильтра, где в поток над соплом уходило около 8% жидкости в общем потоке газа), мгновенное расширение потока за соплом заставляет капельные частицы отбрасываться к стенке раструба 16 и по криволинейной части 13 выпуклой крышки к криволинейному дефлектору 22, в то время как более легкие частицы газа легко уносятся в восходящем свободном потоке по оси патрубка 4, Частицы капельной фазы со стенок раструба 16 стекают вниз в сборный желоб 18. а частицы влаги от свободно вращающегося этим же потоком криволинейного дефлектора отбрасываются на стенки раструба 16 и также стекают вниз в сборный желоб 18, предупреждая вынос капель из рабочей части (на фиг.2) данного фильтра, при такой сепарации газа,При изменении характеристик поступающего потока (расход, плотность, температура, концентрация и т,п., заложенных при тарировке данного устройства на стенде), например, при снижении расхода, снижается антициклонный эффект завихрителя 12 и уменьшается давление на газораспредели 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тельное устройство 21; чтобы избежать неполноценной обработки пылегазового потока и очистки газа от пыли и влаги, рабочая часть (фиг,2) за счет упругости сильфона 15 опускается глубже в жидкость, уменьшая щели между патрубком 4 и поверхностью жидкости, что приводит к поддержанию скорости потока на заданном уровне, а это и обеспечивает работу по эффективному контакту частиц пыли с микрокапельной фазой жидкости, коагуляцию пыли с жидкостью и выпадение осадка в шламосборник 11 фильтра,При увеличении расхода газа повышается антициклонный эффект и давление на газораспределительное устройство 21 под крышкой, что заставляет сжиматься сильфон и поднимает нижнюю часть 6 патрубка 4 над жидкостью с увеличением зазора между поверхностью жидкости и рабочей частью фильтра и приводит к сохранению характеристики потока по скорости и давлению, используя при этом и более активную работу винтового завихрителя потока, распределительного газоповоротного устройства 21 нижней части 14 крышки и более активную работу криволинейного свободновращающегося дефлектора 22, что и позволяет отделить пыль от газа и очистить газ от пылежидкостного включения в осадок,Таким образом, технико-экономические преимущества фильтра, заключаются в улучшении организации физико-технического процесса взаимодействия частиц потока и микрочастиц жидкости и фракционного и фазового отделения составляющих единый процесс взаимодействия сред: частиц пыли (механическая часть), частиц жидкости (флюид) и частиц газа, на составляющие, которые и отводятся по данной технологии в виде отходящего очищенного потока газа (на утилизацию) и влагопылевой фазы - в шламосборник фильтра,Это приводит к улучшению, по данным экспериментов, экологических характеристик по ЦДК - пыли, которая доведена до 0,03 г/кг газа, что в 3 раза ниже самых низких ПДК пыльных цехов индустрии, что невозможно достичь известными фильтрами, особенно при колебаниях характеристик поступающего пылегазового потока на обработку в данный фильтр, снижение затрат на использование фильтра достигнуто на 23,0 руб на 100 кг обработанного пылегазового потока при концентрации пыли 10-25 г/кг газа.Формула изобретения Фильтр, содержащий вертикальный корпус, частично заполненный жидкостью, с шламосборником и входным тангенциаль 1761229ным патрубком, оросительные форсунки, центральный выводной патрубок, снабженный снаружи в нижней части сепарационными криволинейными лопатками, частично погруженными в жидкость шламосборника, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности и степени очистки при колебаниях давления и переменных расходах фильтруемого потока и снижения брызгоуноса, центральный выводной патрубок в нижней части снабжен кольцевым сборным желобом с торообразным дном, соединенным отводными трубками со шламосборником и винтовым завихрителем, установленным на уровне сборного желоба 5 и снабженным газораспределительной двояковыпуклой крышкой, при этом стенка выводного патрубка в нижней части снабжена сильфоном, расположенным над завихрителем и выполнена на внутренней поверхно сти с раструбом, сообщенным посредствомкольцевого сопла со сборным желобом,1761229Составитель А,Плугин Редактор Техред М.Моргенал Корректор И,муск аказ 3207 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101