Зернистый фильтр и способ его регенерации

 

Изобретение относится к сухой очистке газов от твердых частиц методом фильтрации и может быть использовано в технологии и конструкциях регенерации зернистых фильтров. Цель изобретения - повышение качества регенерации и экономии энергии за счет независимой продувки каждого из множества слоев (кассет) 14 и 15, подлежащих регенерации продувочным воздухом из сопл, перемещающихся под каждым регенерируемым слоем. При этом отработанный воздух над каждым из слоев отсасывают в общую выхлопнуютрубу путем зокэжекции, образованных над каждым слоем под соответствующим конфузором 5. Продувку регенерируемых слоев осуществляют в режиме псевдоожижения зерен в зонах над перемещающимися соплами. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s В 01 D 46/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

- З2

" Г

3агрягнгнный

ЮР.АУ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4768632/26 (22) 12.12.89 (46) 30.05,92, Бюл, N. 20, (71) Филиал Государственного союзного института по проектированию предприятий машиностроения (72) А.С. Гурбанович, В.В.Демидчик и В.С.Василенко (53) 66.067.324(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1433480, кл. В 01 D 46/36, 1986. (54) ЗЕРНИСТЫЙ ФИЛЬТР И СПОСОБ ЕГО

РЕГЕНЕРАЦИИ (57) Изобретение относится к сухой очистке газов от твердых частиц методом фильтрации и может быть использовано в технологии и конструкциях регенерации зернистых фильтров. Цель изобретения — повышение качества регенерации и зкономии энергии за счет независимой продувки каждого из множества слоев (кассет) 14 и 15, подлежащих регенерации продувочным воздухом из сопл, перемещающихся под каждым регенерируемым слоем. При этом отработанный воздух над каждым из слоев отсасывают в общую выхлопную трубу путем зон эжекции, образованных над каждым слоем под соответствующим конфузором 5. Продувку регенерируемых слоев осуществляют в режиме псевдоожижения зерен в зонах над перемещающимися соплами, 5 ил, 1736575

Изобретение относится к технике сухой очистки газов от твердых частиц методом фильтрации и может быть использовано в технологии и конструкциях регенерации зернистых фильтров. 5

Известен способ регенерации фильтрующих зерен в многослойных зернистых фильтрах путем последовательного воздействия струями воздуха по площади каждого слоя за счет относительного перемещения 10 струй воздуха и площади регенерируемого слоя зерен, Этот способ реализован в зернистом фильтре, содержащем корпус, имеющий зону фильтрации и регенерации, поворотные 15 секции, расположенные на общем приводном валу, заполненные фильтрующими слоями и снабженные патрубками подвода и отвода воздуха, а также механизм распределения продувки. 20

Недостатком известных способа и фильтра является низкое качество регенерации при неэкономном расходе энергии для побуждения продувочного воздуха.

Это обусловлено тем, что поток проду- 25 вочного воздуха, проходя через нижний фильтрующий слой и вынося из него пыль, гонит ее в промежуточную область между слоями, дополнительно забивая верхний слой пылью, и, теряя энергию; не может 30 качественно осуществлять регенерацию верхнего слоя.

Кроме того, такое выполнение зернистого фильтра не позволяет одновременно осуществлять фильтрацию и регенерацию 35 ввиду того, что поступающий на фильтрацию воздух встречает сопротивление воздуха продувки, поступающего в ту же камеру под существенным давлением.

Цель изобретения — улучшение качества 40 регенерации и обеспечение зкономии энергии.

На фиг. 1 изображен предлагаемый фильтр, общий вид; на фиг, 2 — вид по стрелке А на фиг, 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг, 45

2; на фиг, 4 — разрез B — В на фиг. 2; на фиг.

5 — сечение à — Г на фиг, 1, Предлагаемый фильтр содержит полый корпус 1, закрепленный на стойке 2. На корпусе 1 снизу прикреплены объемные каме- 50 ры 3 и 4, а сверху — конфузоры 5 и 6. В плане корпус 1 имеет круглую конфигурацию, условно разделенную на три зоны (фиг, 2); зону 7 фильтрации воздуха, зону 8 регенерации фильтрующих зерен и зону 9 ожида- 55 ния.

В корпусе 1 между конфузорами 5 и 6 и объемными камерами 3 и 4 расположена поворотная часть фильтра, установленная на оси 10 с возможностью вращения вокруг нее (фиг. 3), Ось 10 закреплена в подшипниковых узлах 11 корпуса 1. Поворотная часть фильтра по форме соответствует полости корпуса 1, но выполнена из двух слоев: верхнего 12 и нижнего 13. В каждом слое имеется три равномерно расположенные обечайки, ограничивающие цилиндрические отверстия, в каждую из которых вставлены по две кассеты, заполненные зернистым наполнителем (фильтрующими зернами). Верхние кассеты обозначены позицией 14, нижние — позицией 15. Каждая из кассет представляет собой цилиндрический сосуд с сетчатым дном и крышкой 16 (фиг. 2 и 3), заполненный зернистым наполнителем на 70 — 90, Кроме того, каждая кассета в центральной части имеет патрубок 17, который в зоне

7 (B зоне фильтрации воздуха) состыкован с шаровым клапаном (заглушкой) 18, а в зоне

8 (зона регенерации) — с патрубками 19.и 20 (фиг. 4). В зоне 8 регенерации фильтр снабжен также патрубками 21 — 23. Патрубки 21 и

22 предназначены для сообщения емкостей под кассетами с атмосферой или с источниками повышенного давления Рн (1,5 — 2 атм).

Патрубок 19 служит для подачи воздуха высокого давления Р> (3,5-5 атм) через патрубок 17 в штуцер 24, образующий.с конфузором 25 эжектор 26, а патрубок 20 вместе со штуцером 24 конфузора 6 образует эжектор 27.

В зоне 8 регенерации расположен механизм распределения продувочного воздуха в кассетах 14 и 15, выполненный в виде приводных дисков 28, расположенных под указанными кассетами и несущих щелевые продувочные сопла 29 (фиг, 4 и 5), предназначенные для продувки зернистого наполнителя последовательно по всей площади кассет 14 и 15 за счет вращения дисков 28.

Кассеты 14 и 15 в зоне регенерации отделены одна от другой неподвижным прикрепленным к корпусу 1 конфузором 25. Таким образом, в зоне 8 описанная конструкция имеет над каждой кассетой 14 и 15 свой конфузор (соответственно 6 и 25). Для регулирования работы эжекторов 26 и 27 штуцеры 24 имеют возможность осевого перемещения, а стыки патрубков 19 и 20 и патрубков 17 снабжены плавающими уплотнениями 30, В зоне 8 регенерации патрубок

23 предназначен для вывода обработанного воздуха из зоны. В зоне 7 фильтрации (фиг.

1 и 3) патрубок 31 на входе в объемную камеру 3 предназначен для подачи запыленного воздуха, подлежащего фильтрации. а патрубок 32 на выходе из конфузора 5 служит для выхода очищенного воздуха в атмосферу. Для поворота поворотной части

1736575 фильтра имеется привод 33, передающий вращение указанной поворотной части при помощи зубчатой передачи 34, а для привода дисков 28, несущих щелевые сопла 29, имеется привод 35 с зубчатыми передачами

36. Работа фильтра заключается в прохождении запыленного воздуха в зоне 7 фильтрации через кассеты 14 и 15 (фиг. 3), заполненные зернистым наполнителем.

По мере загрязнения зернистого наполнителя кассеты 14 и 15 из зоны 7 фильтрации переводят в зону 8 регенерации.

Регенерация происходит следующим образом (фиг, 4). Через патрубок 19 подают воздух высокогодавления Р>, включая одновременно привод 35 дисков 28 с соплами 29, При этом благодаря работе эжекторов 26 и

27 над кассетами 14 и 15 создается разрежение, а под ними — подпор атмосферного воздуха или воздуха, подаваемого принудительно с давлением Рн < P>. B результате перепада давлений воздух, проходя через сопла 29, создает псевдоожиженную зону зернистого наполнителя над ними, а в результате вращения дисков 28 эта зона перемещается последовательно по всей регенерируемой площади кассет 14 и 15, Из-за взаимного перемещения зерен относительно друг друга в восходящем потоке воздуха пыль уносится под конфузоры 25 и

6 и, попадая в зону пониженного давления, через патрубки 20 и 23 выносится из фильтра.

Для создания условий надежного и управляемого режима кипения фильтрующих зерен предусмотрена возможность подачи в патрубки 21 и 22 воздуха с давлением P

< P, но больше атмосферного.

После окончания регенерации кассеты

14 и 15 могут быть выведены из зоны регенерации в зону 9 ожидания и далее в зону 7 фильтрации. На их место вводятся соответствующие кассеты из зоны фильтрации.

Цикл повторяется.

Таким образом, предлагаемый способ включает следующие операции .и порядок их осуществления. Кассеты 14 и 15 с зернистым наполнителем, подлежащим регенерации, вводят в зону 8 регенерации, где создают над кассетами разрежение, а под кассетами — подпор, Используя перепад давления, пропускают воздух через щелевые сопла 29 с интенсивностью, обеспечивающей псевдоожиженное состояние над соплами, последовательно по всей пло цади кассет 14 и 15.

Пример 1. Кассеты с загрязненным зернистым наполнителем переводят в зону регенерации, где их фиксируют так, чтобы их центральные патрубки 17 были соосны с

55 патрубками 19 и 20. Через патрубок 19 подают воздух высокого давления (P> = 3,5-4,5 атм). При этом патрубки 21 и 22 сообщены с атмосферой. При прохождении воздуха через штуцеры 24 в верхней (конической) части конфузоров наблюдается эффект эжекции с созданием зоны пониженного давления над кассетами 14 и 15. Это давление может быть отрегулировано перемещением штуцера 24 относительно конфузора и редукции давления Р . Степень эжекции устанавливается с расчетом надежного "кипения" зернистого наполнителя над движущимся соплом 29. Процесс регенерации заключается в многократной поэтапной продувке атмосферным воздухом каждой кассеты. Атмосферный воздух может при необходимости подогреваться.

Пример 2. В то время, когда через патрубки 19 подают воздух высокого давления (P> = 4,5 — 5,0 атм), через патрубки 21 и 22 подают принудительно воздух под давлением PH = 1,5 — 2 атм, что расширяет возможность как регулировки режимов кипения, так и применения в качестве зернистого наполнителя материала большой плотности, например стеклянных шариков вместо плаCTMBCCOBblX.

Используя предлагаемый способ регенерации, обеспечивают непрерывность работы фильтра, удобство замены кассет в зоне 9 ожидания, их подсушки, а также повышают эффективность регенерации благодаря независимой продувке каждой кассеты и снижают расход энергии вследствие экономичной работы эжектора 27 за счет воздуха эжектора 26.

Формула изобpereíèÿ

1, Зернистый фильтр, содержащий корпус, многослойный фильтрующий элемент. установленный с возможностью вращения. и механизм распределения продувочного воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности регенерации фильтрующих зерен и осуществления регенерации в процессе эксплуатации фильтра, механизм распределения продувочного воздуха выполнен в виде приводных дисков с радиальными щелеeыми продувочными соплами, фильтр снабжен регенерирующими объемными камерами. расположенными под каждым слоем фильтрующего элемента, и конфузорами, установленными над каждым слоем, при этом каждый конфузор снабжен эжектором со штуцером, а фильтрующий элемент снабжен патрубками, размещенными в каждом слое и установленными с возможностью совмещения со штуцерами эжекторов, причем каждый приводной диск с радиальными ще1736575 — I

Г

I 1

"Ы

55 левыми продувочными соплами установлен в каждой объемной камере..

2. Способ регенерации зернистого фильтра за счет последовательного воздействия струями продувочного воздуха на каждый слой путем относительного перемещения струи воздуха и регенерируемого слоя с последующим отводом отработанного воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности регенерации и экономии энергии, продувочный воздух подают независимо под каждый регенерируемый слой со скоростью, приводя5 щей в псевдоожиженное состояние зерна регенерируемого слоя, а отвод отработанного воздуха осуществляют посредством вакуумирования зон над каждым слоем с помощью эжекции, 10

ВидА дана псгсне,апции

Зона ожидания

Фиг.2

Ю-Ю

ОщагЯтанниб

1736575

Г-Г

Составитель А.Гурбановиц

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор А,Огар

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1849 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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