Аппарат для обработки газа

 

Изобретение относится к газоочистке и пылеулавливанию, может быть использовано для очистки газов от пыли и утилизации их тепла и позволяет сократить расход жидкости иа испарение и повысить степень утилизации тепла очищаемых газов при увеличении их расхода за счет выполнения ротора в виде теплообменных трубок, закрепленных консольно веером со свобрдными изогнутыми концами и снабженных отверстиями, с размещенными в них закручивателями, а также расши

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 В 01 D 46/26, 45/08, F 24 F 3/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4079117/22-26 (22) 11 ° 05.86 (46) 23.01.88. Бюл. N 3 (71) Специальное конструкторское бюро по подземному самоходному горному оборудованию (72) Э.В.Датчиков (53) 621.565.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 688783, кл. F 24 F 3/14, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1059363, кл. F 24 F 3/14, 1982. (54) АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГАЗА (57) Изобретение относится к газоочистке и пыпеулавливанию, может быть использовано для очистки. газов от пыли и утилизации их тепла и позволяет сократить расход жидкости на испарение 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 в них закручивателями, а также расши1368005 рить 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 цилиндрическо40

Изобретение относится к газоочистке и пылеулавливанию и может быть использовано для очистки высокотемпературных газов от пыли и утилизации со5 держащегося в них тепла, а также в устройствах для охлаждения газов жидкостью (теплообменниках) .

Цель изобретения — сокращение расхода жидкости на испарение, повыше- 1ð ние степени утилизации тепла очищаемых газов при увеличении их расхода, расширение функциональных возможностей аппарата (очистка газа от пыли).

На фиг.1 изображена принципиаль- 16 ная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — загнутый конец теплообменной трубки; на фиг.3 — вид А на фиг ° 1.

Устройство содержит корпус 1, в 2р верхней части которого коаксиально размещены цилиндрическая вставка 2, снабженная кольцевой щелью 3 и образующая с корпусом 1 зазор в виде водяной камеры 4. В нижней части корпу- 2б са 1 размещен сборник 5 жидкости, внутри которого размещен конус 6 с входным патрубком 7, проходящим через сборник 5 жидкости. В нижней части цилиндрического корпуса 1 разме- 30 щена водоотводящая трубка 8, в верхней — переливная труба 9. В нижней части сборника 5 жидкости размещена водоподающая трубка 10, а в верхнейпереливная 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.

К 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, 1368005

Е0 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 вращаюлдхся теплообменных трубок 17 захватывают через входнЪ|е отверстия 18 жидкость, которая, проходя через закручиватели 26 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

55 а также за счет последующего уменьшения объемного . веса жидкости в связис ее нагревом и возникающих центробежных сил в пустотелой крыльчатке

21, способствующих ускорению движения жидкости в теплообменных трубках

17. Интенсификации теплообменного процесса способствует вращение теплообменных трубок 17 при котором обеспечивается больший контакт последних с очищаемым газом за счет турбулизации потока, а также за счет теплопередачи от сетчатого фильтрующего 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 сборнике

1368005

15 чатого кольца. жидкости, с помощью поплавка, выполненного в виде гофрированного трубчатого кольца, и загнутых концов теплообменных трубок. Контактирование сетчатого фильтрующего элемента с теплообменными .трубками уменьшает .его температуру по сравнению с температурой очищаемых газов, чем обеспечивается повышение долговечности сетчатого фильтрующего элемента.

Кроме того, выполнение теплообменных трубок со свободными концами и их консольное закрепление, а также контактирование их с сетчатым фильтрующим элементом, размещенным свободно сверху последних, позволяет при увеличении оборотов пустотелой крыльчатки и возрастании при этом центробежных сил увеличить площадь фильтрации путем распрямления провисающих участков сетчатого фильтрующего элемента за счет расхождения концов теплообменных трубок. При этом упомянутьге концы описывают окружность большей длины, что обеспечивает увеличение напора в теплообменных трубках и объема поступающей в них жидкости, а также скорости ее прохождения по длине трубок, что приводит к увеличению процесса теплообмена и повышению эффективности работы устройства, причем происходит саморегулирование .процесса теплообмена в зависимости от изменения объема очищаемых и утилизируемых газов. Устройство может работать и при естественном побуждении движения газов, что делает не нужным применение тягодутьевого оборудования.

Кроме того, обтекание горячими га— зами уловленной пыли, скапливающейся в цилиндре, и одновременное омывание его нижней части жидкостью способствуют дополнительной утилизации тепла.

Выполнение поплавка в виде гофрированного кольца со свободно опирающимися на него трубками позволяет при вращении крыльчатки обеспечить свободное волнообразное скольжение трубок по гофрированной поверхности поплавка за счет более медленного вращения последнего, обусловленного сопротивлением жидкости. При этом наличие гофр на поплавке не только увеличивает сопротивление его вращению в жидкости, но и обеспечивает попутное вращение всей толщи жидкос20

55 ти, находящейся в водяной камере, а также обеспечивает знакопеременное перемещение теплообменных трубок в вертикальной плоскости, в результате которого происходит периодическое встряхивание сетчатого фильтрующего элемента за счет его периодического отрыва от теплообменных трубок, а также схлопывания участков сетчатого фильтрующего элемента, образующих свободную провисающую поверхность, что в конечном итоге обеспечивает эффективную 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 шийся 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 консольно, 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 юшийся тем, что, с целью повышения экономичности аппарата, поплавок выполнен в виде гофрированного труб1368005

Фиг. 2

Составитель О.Беккер

Техред Л.Сердюкова Корректор H.Ýðäåéè

Редактор Н.Тупица

Заказ 131/7

Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4