Устройство для разделения твердых частиц и газа

 

Использование: отделение твердых веществ от газа в теплоэнергетике, металлургической, строительной, химической и других отраслях промышленности. Устройство содержит сепаратор, выполненный в виде корпуса с камерой 1 и днищем 2, патрубком 3 входа смешанного потока с периферийной стенкой 4 и расширяющейся частью 5, в которой установлен коагулятор-концентратор с электродами 6 и коронирующими элементами 7, патрубком 8 выхода газа, расположенным под углом 180° к направлению входа потока, основным 9 и дополнительным 10 патрубками выхода твердых частиц, пылеуловители 11, вентилятор 12, трубопровод 13, который вверху соединен с расширяющейся частью 5 патрубка 3 входа смешанного потока. Имеются варианты выполнения коагулятора-концентратора, перекрывающего отверстие 15 в камере 1, и с перекрытием дополнительного входного отверстия 16 патрубка выхода газа. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для отделения твердых веществ от газа и может быть использовано в теплоэнергетике, металлургической, строительной, химической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для разделения твердых частиц, содержащее два сепаратора, первый из которых выполнен в виде корпуса с камерой, патрубком входа смешанного потока, патрубком выхода газа, расположенным под углом 180^о к направлению входа потока, и патрубком выхода твердых частиц, расположенным внизу и в противоположной стороне камеры относительно входа смешанного потока, причем последний снабжен коагулятором-концентратором, корпус снабжен дополнительным патрубком выхода твердых частиц, расположенным по ходу смешанного потока при повороте газа на 90^о, и золоуловителем, соединенным с основным патрубком выхода твердых частиц, через второй сепаратор с дополнительным патрубком выхода твердых частиц и через дополнительный трубопровод с вентилятором с патрубком выхода газа. Кроме того, коагулятор-концентратор снабжен чередующимися по полярности перфорированными электродами, выполненными, например, в виде металлической сетки и установленными в патрубке входа смешанного потока, а их коронирующие электроды направлены в сторону периферийной стенки патрубка, и само устройство снабжено аппаратом электроочистки, установленным в виде магнитного сепаратора.

Недостатком такого устройства являются возможность проскока мелкодисперсной пыли в патрубок выхода газа, что снижает эффективность очистки газа, низкая надежность элементов коагулятора-концентратора в связи с расположением в основном пылегазовом потоке, что при высоких скоростях приводит к абразивному износу электродов и коронирующих элементов.

Цель изобретения повышение эффективности разделения с дифференциацией твердых частиц по электрофизическим свойствам для последующей утилизации и повышение надежности.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для разделения твердых частиц и газа, включающем сепаратор, выполненный в виде корпуса с камерой, патрубком входа смешанного потока с размещенным внутри него коагулятором-концентратором, содержащим перфорирован- ные электроды, установленные с перекрытием входа в камеру, патрубком выхода газа, расположенным под углом 180^о к направлению входа потока, основной и дополнительный патрубки выхода твердых частиц, пылеуловители и вентилятор с трубопроводом, патрубок входа смешанного потока выполнен ступенчатым, а коагулятор-концентратор установлен в его расширяющейся части, причем вентилятор через трубопровод соединен вверху с расширяющейся частью патрубка смешанного потока.

Кроме того, электроды коагулятора-концентратора перекрывают вход камеры своей нижней частью, а каждый электрод коагулятора-концентратора снабжен дополнительным электродом, соединенным с нижней частью перпендикулярно к ней и размещенным в камере с перекрытием входного отверстия в патрубок выхода газа.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг.2 вариант схемы устройства с коагулятором-концентратором, перекрывающим отверстие камеры; на фиг. 3 вариант схемы устройства с коагулятором-концентратором, перекрывающим входные отверстия в камеру и патрубок выхода газа.

Устройство содержит сепаратор, который выполнен в виде корпуса с камерой 1 и днищем 2, патрубком 3 входа смешанного потока, выполненного ступенчатым, с периферийной стенкой 4 и расширяющейся частью 5, в которой установлен коагулятор-концентратор с чередующимися по полярности перфорированными электродами 6, выполненными, например, в виде металлической сетки, а их коронирующие элементы 7 направлены в сторону периферийной стенки 4 патрубка 3, патрубком 8 выхода газа, расположенным под углом 180^о к направлению входа потока, основным патрубком 9 выхода твердых частиц, расположенным по ходу смешанного потока при повороте его на 90^о, пылеуловители 11, вентилятор 12 и трубопровод 13, который вверху соединен с расширяющейся частью 5 патрубка 3 входа смешанного потока.

В устройстве перфорированные электроды 6 коагулятора-концентратора могут быть снабжены дополнительными электродами 14, расположенными в камере 1 так, что перекрывают отверстие 15 в камере 1, расположенное под углом 90^о к патрубку 3 входа смешанного потока, или еще перекрывают входное отверстие 16 патрубка выхода газа.

Устройство работает следующим образом.

Смешанный поток газа поступает в патрубок 3 и далее в его расширяющуюся часть 5, в котором крупнодисперсные частицы под действием инерционных сил движутся по вертикали вниз и не отклоняются от прямолинейного движения, а мелкодисперсные частицы под действием сил расширяющегося потока отклоняются в сторону коагулятора-концентратора с электродами 6, где под действием электрических сил тормозятся, коагулируются и, приобретая заряд, под действием электрического поля смещаются через перфорированные электроды 6 и коронирующие элементы 7 в сторону периферийной стенки 4. Таким образом происходит концентрация твердых частиц в периферийной зоне патрубка 3, которые под действием инерционных сил при повороте газа на 90^о сепарируются и отводятся через дополнительный патрубок 10 в пылеуловитель 11. Частично отсепарированный газ после поворота на 90^о проходит через отверстие 15 в камеру 1, где дополнительно очищается от скоагулированных твердых частиц, и при повороте на 180^о отводится через отверстие 16 в патрубок 8 выхода газа, а твердые частицы через основной патрубок 9 отводятся в пылеуловитель 11.

Для повышения эффективности отвода отсепарированных твердых частиц через патрубки 9 и 10 пылеуловители 11 снабжены системой отсоса газа, осуществляемого с помощью вентилятора 12, по трубопроводу 13 запыленный поток поступает вверху в расширяющуюся часть 5 патрубка 3 входа смешанного потока, при этом вводимый газ срывает образование вихря в зоне ступенчатого расширения, уменьшая тем самым транспортировку мелкодисперсных частиц в зону коагулятора-концентратора. Частично запыленный поток газа, отсасываемой из пылеуловителей 11, проходя между электродами 6 коагулятора-концентратора, заряжается и двигается в сторону периферийной стенки 4, то есть концентрируется в отдельной части потока, что позволяет повысить общую эффективность пылеулавливания.

При повышенном содержании мелкодисперсной фракции (частиц) в смешанном пылегазовом потоке при его повороте на 90^о в сепараторе газ проходит через перфорированные электроды 6 коагулятора-концентратора, мелкодисперсные отсепарирован- ные частицы пыли, приобретая заряд под действием электростатических сил изменяют свою траекторию движения и двигаются, приближаясь к днищу 2 камеры 1. Из-за наличия разноименных зарядов мелкодисперсные частицы при движении через электродную часть, выполняющую также роль турбулизатора, коагулируются между собой,укрупняясь и дополнительно под действием инерционных сил сепарируются на днище 2 камеры 1, а далее отводятся через патрубок 9 в пылеуловитель 11.

При высоком удельном электрическом сопротивлении твердых частиц очищаемого газа для улавливания их мелкодисперсной фракции после поворота газового потока на 90^о неуспевшие зарядиться частицы, проходя между электродными промежутками, дозаряжаются и под действием электростатических сил транспортируются к днищу 2 камеры 1. Неуспевшие осесть частицы при повороте газа на 180^о перед отверстием 15 тормозятся, сталкиваются с частицами противоположного знака, коагулируются, отклоняются при этом к боковой стенке камеры 1, сепарируются и отводятся в пылеуловитель 11.

Выполнение патрубка 3 ступенчатым с расширяющейся частью 5, в которой и в теневой стороне потока газа расположены электроды 6 коагулятора-концентратора, позволяет исключить абразивный износ элементов коагулятора-концентратора, так как основная масса твердых частиц, обладающих абразивными свойствами, под действием инерционных сил не проходит электродную часть, а мелкодисперсная пыль попадает в коагулятор-концентратор с более низкими скоростям, что практически на абразивный износ не сказывается.

Таким образом, использование схем с различным вариантом исполнения коагулятора-концентратора позволяет выполнять очистку пылегазового потока для всего спектра физико-химических и электрохимических свойств твердых частиц.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ И ГАЗА, включающее сепаратор, выполненный в виде корпуса с камерой, патрубком входа смешанного потока с размещенным внутри него коагулятором-концентратором, содержащим перфорированные электроды, установленные с перекрытием входа в камеру, патрубком выхода газа, расположенным под углом 180^o к направлению входа потока, основной и дополнительный патрубки выхода твердых частиц, пылеуловители и вентилятор с трубопроводом, отличающееся тем, что патрубок входа смешанного потока выполнен ступенчатым, а коагулятор- концентратор установлен в его расширяющейся части, причем вентилятор через трубопровод соединен вверху с расширяющейся частью патрубка смешанного потока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электроды коагулятора-концентратора перекрывают вход камеры каждой своей нижней частью.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый электрод коагулятора-концентратора снабжен дополнительным электродом, соединенным с нижней частью перпендикулярно к ней и размещенным в камере с перекрытием входного отверстия в патрубок выхода газа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3