Способ очистки пылегазового потока и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области техники акустической очистки газов от пыли и аэрозолей, выделяющихся при технологических процессах в цементной, металлургической , химической и других отраслях промышленности, и позволяет достигнуть интенсификации процесса очистки пылегазовой смеси путем образования подвижных поверхностей разрыва в газовой среде. Генерируют п ударных волн для круговой траектории , по которой движется пылегазовый поток. Отражают ударную волну от жесткой поверхности и циклически изменяют угол отражения ударной волны. Устройство для очистки пылегазового потока дополнительно содержит генератор ударных волн, выполненный в виде привода, на быстроходном валу которого смонтирован ротор. На периферии ротора 5 закреплены тела обтекания. При вращении ротора тела обтекания движутся со сверхзвуковой скоростью , что приводит к образованию ударных волн, движущихся по круговой траектории. Прохождение ударной волны через пылегазовый поток интенсифицирует процесс осаждения пыли. 2 с. и 3 з. п. ф-лы, 4 ил сл с

СОК)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИНЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 01 0 51/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4738152/26 (22) 18.09.89 (46) 07,09.91. Бюл. М 33 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Физико-механического института им, Г. В. Карпенко (72) Б. П. Сорока, С. А. Сорока, И. В. Куэьо, В. А. Пашистый и В. С, Платонов (53) 628,16.084(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 837377, кл. В 01 0 51/08, 1981, (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПЫЛЕГАЗОВОГО

ПОТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области техники акустической очистки газов от пыли и аэрозолей, выделяющихся при технологических процессах в цементной, металлургической. химической и других отраслях промышленности, и позволяет достигнуть

Изобретение относится к технике очистки газов от пыли и аэрозолей, выделяющихся в ходе технологических процессов в металлургическои, цементной, химической и ряде других отраслей промышленности, преимущественно при использова ии высоконапорных аппаратов.

Целью изобретения является интенсификация процесса очистки пылегазового потока путем образования подвижных поверхностей разрыва в газовой среде.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема устройства для осуществления данного способа; на фиг 2 — разрез А-А на фиг. 1 (форма входного патрубка в агломерацион„„SU „„1674927 А1 интенсификации процесса очистки пылегазовой смеси путем образования подвижных поверхностей разрыва в газовой среде. Генерируют п ударных волн для круговой траектории, по которой движется пылегазовый поток. Отражают ударную волну от жесткой поверхности и циклически изменяют угол отражения ударной волны. Устройство для очистки пылегаэового потока дополнительно содержит генератор ударных волн, выполненный в виде привода, на быстроходном валу которого смонтирован ротор. На периферии ротора 5 закреплены тела обтекания. При вращении ротора тела обтекания движутся со сверхзвуковой скоростью, что приводит.к образованию ударных волн, движущихся по круговой траектории, Прохождение ударной волны через пылегазовый поток интенсифицирует процесс осаждения пыли. 2 с. и 3 з. и. ф-лы, 4 ил.

0 ную камеру); на фиг. 3 — схема падающего и 4 отраженного фронтов ударной волны для ф, тела, находящегося в верхней точке круго- с ) вой траектории; на фиг. 4 - те же параметры 1 для тела, находящегося в нижней точке траектории.

Способ очистки пылегаэового потока реализуется устройством, содержащим цилиндрическую камеру 1 звуковой агломерации, которая выполнена в виде сопла

Вентури. Вход пылегазового потока в камеру осуществляется через патрубок 2, установленный касательно к цилиндрической части камеры 1. Соосно с геометрической осью камеры 1 размел(ен быстроходный вал

1674927

3 привода 4. На валу 3 смонтирован ротор

5, на периферии которого в данном примере закреплено два обтекаемых тела 6 и 7. Количество обтекаемых тел на роторе 5 выбирают в зависимости от требуемой частоты озвучивания, которая определяется выражением

f=-k f1

I где К вЂ” количество тел обтекания, закрепленных на роторе 5;

f< — частота вращения быстроходного вала 3 привода 4.

Торцовая ча-.ть входной секции камеры

1 закрыта стенкой 8. располо>кенной под острым углом к плоскости вращения ротора

5. В стенке 8 имеется отверстие, соединяющееся с дросселем 9, который имеет регулируемое проходное сечение канала. На противоположном торце агломерационной камеры 1 посредством двух кронштейнов 10 смонтирован рефлектор 11. Отражающая поверхность рефлектора 11 выполнена плоской и расположена параллельно внутренней поверхности торцовой стенки 8, Расстояние между этими поверхностями выбрано таким. чтобы между ними укладывалось целое число длин акустической волны.

Проем между торцом камеры 1 и рефлектором 11 формирует канал для отвода очищенного газа в атмосферу. Сбор эгломерированных частиц пыли осуществляется в накопителе 12. установленном в нижней части проема.

Для предотвращения образования отложений пыли и шлама на стенках трубы

Вентури корпус 1 наклонен к горизонту так, что угол между образующей конфузора трубы в наиболее низком сечении и горизонтом превышает или равен углу естественного откоса для данного видя агломерирующего сыпучего вещества в газе.

При работе устройство для очистки пылегазового потока помещают в корпус, обладающии высокими звукопоглощэющими свойствами (не изображен).

Работа устройства для осуществления способа очистки пылегязово о потока заключается в следующем, Запыленный гээ из технологической установки поступает в патрубок 2 и, направляясь цилиндрической частью камеры 1, преобразуется в спиралеобразный поток.

Привод 4 обеспе ивэет плавный запуск и последующее вращательное движение быстроходного вала 3 и закрепленного на нем ротора 5. Круговую «3c о1у вращения

«> ротора 5 и рядиус R рясположения ня нем обтекаемых 1ел Г> и 7 выбиряют такими, чтобы

55удовлетворялось условие o)h ) с, т. е. обеспечивалась сверхзвуковая линейная скорость перемещения обтекаемых тел 6 и 7 по круговой траектории. При этом перед головной частью каждого-обтекаемого тела образуется фронт ударной волны, который в зависимости от выбранной окружной скорости характеризуется заданными давлением, плотностью и температурой, значительно превышающими аналогичные параметры окружающей среды, Так как ось вращения ротора 5 совпадает с осью спиралеобразного потока, то каждая ударная волна, перемещаясь в ту же сторону, что и пылегазовый поток, многократно пересекает его вследствие значительного превышения скорости ударной вол lbl нэд скоростью потока (примерно на два порядка), Фронты ударных волн, являясь квазижесткими поверхностями для частиц пыли, передают им импульс силы, а центробе>кное ускорение создает условия для переноса этих частиц на периферию цилиндрической части агломерационной камеры 1.

Каждая ударная волна является мощным генератором звука, Спектр излучаемого сигнала такого генератора характеризуется наличием дискретных и шумовых составляющих, причем основная часть энергии переносится дискретными составляющими. При сверхзвуковой линейной скорости ротора 5 в спектре, кроме основной частоты, появляются высшие гармоники, амплитуда звукового давления которых равна или даже превышает амплитуду первой гармоники. При циклической деформации ударной волны, т. е. при превышении теля 6 или 7 вдоль наклонно установленной поверхности стенки 8, количество таких гармоник можно довести до 10-15. Поэтому в камере 1 с учетом того, что расстояние между стенкой 8 и о1рэжятелем 11 выбрано кря1ным длине волны первой гармоники, образуется и стоячих волн, количество которых равно числу гярмоник. В такое же число раз увеличится чягтотэ расположения пучностей этик волн, увеличивая густоту "сита", в котором происходит агломерация частиц под действием акустического поля.

Так как в общем случае пылегэзовый г1оток является полидисперсным, то наиболее оптимально агломерация (коагуляция) частиц будет происходить тогда, когда часть взвешенных частиц не прини лэет участия в колебаниях потока гязя. в то время как дру ие более или оленев сильно колеблются. B результате этого происходит сиудярение колеблющихся частиц с теми которые не прини ляют участия в колебаниях. При

Г) увеличении рлдиусл э< лг.<f>;>;,IK «B<. тиц аналогичный прг)ц )сс досT(1(;3< )гя н->

ДРУГаИ Мпi«<(ЗВУКГ)ВПИ r!(><>t.л >1л(.сл лг<10глерираг<;» «ых <лг,<иц I<(. < Г;)н<)т кригичг ск()й и (и<и Г>од дейс>вием собст в> .нна(г> веса t

плдут нл внутренн>ок. по>>ерхность лгломериру>ощеи камеры 1. Зг> счет скольжения iio нлклон><ай поверхi мерьi 1, и< .регле,цлчсь В зоне r)orpBI«t

Гэк(<м обрл 30М, дэнн«>й сг>особ поэво. 15> ляет одновременна обьединить три видл

ВОЗДЕИСтВИЯ НЛ ЧЛСTL1lght ПЫЛИ г Газ»: МЕХаническое переда <,i > . Г!ульсл с.1>>ы фронтом ударно и Boл н ы: акустическое агломерация (к )агуляция) в стоя<ем интер- ?0 ференционнам акус(и >еcком поле: поличлстогное пост< пенное увеличение размеров лгламерирующих частиц под Воо деиствием гармоник рлзличной (но крлтнои

oc>Iolil) частоты. 25

Все эти воздействия генерируются одним и тем же источником - поверхностью разрыва B газе, и позволя>от интенсифицировать про(;егс ачигтки пылегэзового потока. 80

Наклонная поверхносгь стенки 8 позволяет изменять угол отражения ударной волны. Угол падения (г падл>ащей удэрнии волны изменяется ээ адин оборот в пределах 1 ° (Гк — 3<4 -а +/3 где Гк угол между стенкой 8 и плоскостью вращения ротора 5; угол мР.жду плоскостью «эдак)щеи ударной волны и нормальной к плоскости 1Г> вращения ротор,>.

Угол Г>лдения для удэрнь>х волн не дo статочно точно совпадает с углом ОТра рния, но приблизи Гельно г.<ажно при><ять. рл 5 двл отрлженнь>х <1>р >(<тл уд->рных волн скэнир,ют сечение аглоглерлцип.<нои лмеры 1. > е давая обрэзовэт! г.я злстойн>ггл Веретенообразныгл палерхна<.гям, т, е об»с<>ечивэется 50 равномер><ля 0(«lcTKB г"-,3 ) длже на оси спиралеобразного г;отокт>, Для т(:>га, <тобы >3г)личить поГ>Ррх ность фра ITOB удЛГ)Н>,!х «0ЛН И уСИЛИтЬ Во йСтВие ударной Fioii(it l нл п>,<лг газовый;>с>OK, 55 производят факусир<>Г>э>су«!..ствляется направлением кажд "< II < 1 p!»i эв нл наклон ><ую поверх> .:т! в; c (»и <г<гти (конфуэора) тру.

t>l, В< нтури К(,Гдл r.лд:>ю«(лч у t;>f>i«;(I n<);>t<;>

ri!)II>(0д(. пп>3ерхносT<< конфузе>р,i Г «1,>.

1! I<;i. т<.я п()аст >я Bont<л сжл1 ич, i:! >ходя>цлч

<1з To I ки Вст ()Рчи как из исто < > II>K(3 вазл1у(цг)I«l<>. При длльнеишем движении обгекле>ло.

<о гела б или 7 по круговой трлектории

I>poI>cxog«r дополнительный малый поворот cB! .ðõ 3BQKoBof о потока, что ведет к образа«лни>о> новой прocтой Bалны сжатия, Г>ы ходя щpй иэ I<ОВОЁ1 Toчки вс) рРчи и р()сГ>а ла,кеннай левее первой волны (r)o ti;3riponne>< и >о В >р д щ Р н и я p o T o p R 5) . О д н 3 к 0 (3 сверхзвуковом по оке волны не могут рлспрастраняться ВРРрх по течени>о, поэтому

Вторля волна будет сноситься по наклонной поверхности конфуэорэ до совпадения с

1»рвай. При этом образуется более интен сивнB<3 волна, которая 3>lлчительно усиливл ется при дальнейшем повороте ротора

11ро>)еденное фокусирование энергии удар ных волн позволяет повысить уровень звукового давления на 6 д h. т. е. увеличи)ь

КПД генератора звука.

Понижение стлтическо(о длвлен<1я пылеглзового потока в наиболее узком сечении трубы Вентури позволяет создать градиендлвления между этим и входным сечением лгломерационной камеры 1. Это позволяет у=;»личить площадь фронтон удлрных волн и

I »Iï сэг<ым расширить r)n",«!лдь взаимодействия между фронтом и пылеглэовым пота

vo . что адекватное yBpnv(<åíè>o врем(зни

>з(у иплния это<о г>(>т()к».

П IHc YQE;Tb Вр;>!дения ро r(>p3 5 рлэглг: Ill(i !

<;) в><е входл Г!ылР<азавого потока в клг<еру обьясняется тем, что ротор 5, врлщл

t0 U 3 и и с с О с г< Р Р х 3 B <>< к 0 f30 и О K ((<< ж > < О 11 с к 0 Р 0 стью V, при BcTpe.е с и irIpBoI< част(<цей

l5)I0pB T Поэтому l)pl< задан><ой члстоге р;>>!!0><ия ротор". > подг)!" рлют сечение »;

il lf)i Э>кЕктиравэ><И".. ЧИСТГ Г 0 I!(>ЭДУл I l13 ОКРУЖ 3<01>(РГ0

Г>()астра нст Bэ и < Г 0 00слpду>ОЩE. е Отбрлсыглние нэ перифери > л счет дзиствия ц< ><тробежных сил а лы«лла обтекэ< глы<1 To<)E> и (0.1 ><< К ЛГ(0 B 7P(Чи РОТОРа .> C Г> ЫЛР В>((Г1И ч;>с> и<(;>гли

Кроме того, г дастаинг:т(>лм устройст«л следует отнести Г> р.)стату конструкции, отсугствие вспог<аглтельнпго стационарного

o-r1)opypoBBíèÿ, л TBV)Kp, низкую стоиглость э=<трат на изгoToBë»>«10, Оорглулл изобретения

1, Способ о <Г г. Г (1 пыл<-.гл>эового потока, Г) > Л Ю < Л Ю«(ИИ Н Л П PBI I(I Е << (1". <1Ь> Л(3 ГE>30BOI Il o;oI B f10 спирл< l,> (>, rp«(, <арии íBëo>(åitèo (<ГI негО акусти <-: к;<о и >(Isi и ко><центрлцию ..нергии экусти «.,:..(<(; II< я В з(>данном направлен,,l1, 0 т л, < 3 ° .:! . и с

„»ль>о интенс. <. :.. пр >цесса о, IcTI и

1674977 путем образования подвижных поверхностей разрыва в аэовой среде, генерируют вдоль круговой траектории и ударных волн, отражают фронт каждой ударной волны от жесткой поверхности, циклически изменя- 5 ют угол отражения ударной волны, понижают давление в направлении, перпендикулярном плоскости круговой граектории, и в эгом направлении фокусируют фронты ударных волн, 10

2. Устройство для очистки пылегаэового потока содержащее агломерационную камеру с тангенциально расположенным входным патрубком и акустический рефлектор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что агломера- 15 ционная камера снабжена генератором ударных волн, выполненным в виде привода с ротором, снабженным закрепленными на его периферии обтекаемыми телами, причем ось ротора совпадает с осью симметрии 20 цилиндрической части камеры, а торцовая стенка камеры расположена прд острым у лом к плоскости вращения ротора.

3. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что агломерационная камера выпол нена в виде сопла Вентури, 4, Устройство поп.2, о тл ича ю щее с я тем, что торцовые стен ..и агломераци онной камеры установленьi параллельно одна другой, а отражающая плоскость рефлектора совмещена с одной иэ торцовых стенок.

5. Устройс во по и. 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что радиус расположения обтекаемых тел на роторе и угловую частоту их вращения и определяют по зависимости

o>h >с, где с — скорость распространения звука в газе.

1674927

Рроюл

ЖЕННО