Способ очистки газов от пыли

 

Изобретение предназначено для очистки газов и может использоваться в теплоэнергетике, а также в черной и цветной металлургии. Способ включает ввод в циклон с верхним осевым выхлопным патрубком очищаемого газа, очистку газа от пыли под действием центробежных сил при поступательном движении вращающегося потока сверху вниз с разворотом очищенного потока вверх, подачу в циклон потока вспомогательного увлажненного сжатого газа, при этом в поток сжатого газа вводят твердый коагулянт, в качестве которого используют сыпучие стружчатые отходы деревообрабатывающего производства с расходом 0,2-0,4 кг/м³ сжатого газа, размер частиц которых составляет 2-50 мм, а сжатый газ подают тангенциально в верхнюю часть циклона спутно очищаемому газу. Способ позволяет повысить степень очистки газов от пыли. 1 ил.

Изобретение относится к технологии очистки газов от пыли в теплоэнергетике, черной и цветной металлургии.

Известен способ очистки газов от пыли, заключающийся в тангенциальном подводе запыленного газа, очистке газа от пыли за счет действия центробежных сил, отделения пыли от газа в зоне поворота очищенного газа (В.М. Алешина, А. Ю. Вальдберг, Г.М. Гордон и др., Пылеулавливание в металлургии. Справочник. - М.: Металлургия, 1984, с. 48-52).

Недостатком известного способа является невысокая эффективность пылеулавливания.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки газов от пыли, включающий ввод в циклон с верхним осевым выхлопным патрубком очищаемого газа, очистку газа от пыли за счет действия центробежных сил при поступательном движении вращающегося потока сверху вниз с разворотом очищенного потока вверх, подачу в зону разворота потока вспомогательного увлажненного сжатого газа, при этом в поток сжатого газа вводят твердый коагулянт (патент 2091175, МПК 6 В 04 С 5/18, 1997 г.).

Недостатком данного способа очистки газов являются невысокая степень очистки газов от пыли. Это обусловлено тем, что поверхность твердых минеральных частиц имеет малую удельную поверхность, отсутствуют поры, выступы, зацепы, что снижает коагулирующую способность твердых частиц. При этом затруднена утилизация образующихся шламов.

Задача изобретения - повышение степени очистки газов от пыли.

Поставленная задача достигается в способе очистки газов от пыли, включающем ввод в циклон с верхним осевым выхлопным патрубком очищаемого газа, очистку газа от пыли за счет действия центробежных сил при поступательном движении вращающегося потока сверху вниз с разворотом очищенного потока вверх, подачу в циклон потока вспомогательного увлажненного сжатого газа, при этом в поток сжатого газа вводят твердый коагулянт, в качестве которого используют сыпучие стружчатые отходы деревообрабатывающего производства расходом 0,2-4,0 кг/м³ сжатого газа, размер частиц которых составляет 2-50 мм, а сжатый газ подают тангенциально в верхнюю часть циклона спутно очищаемому газу.

Сущность изобретения заключается в использовании в качестве коагулянта стружчатых отходов деревообрабатывающего производства. Стружки, образующиеся при обработке древесины, составляют до 20% от массы исходного материала. Утилизация этих отходов осуществляется нерационально и преимущественно путем сжигания. Однако для технологии пылеулавливания стружки представляют определенную ценность, т.к. они являются эффективным коагулянтом. Стружки обладают очень развитой и высокой удельной поверхностью. Форма стружек очень разнообразна: винтовая, спиральная, скрученная, лопастная, листовая и т.д. Поверхность стружек изобилует неровностями, шероховатостями, выступами, порами, нитевидными включениями и т.д., которые представляют собой своеобразную сетку (фильтр) или ловушку для улавливаемой пыли. Неровностями поверхности пыль цепляется за дефекты макроструктуры стружек и коагулируется в крупные агломераты на поверхности стружек. Они увеличивают массу сгустков (коагулянтов) частиц, облегчается их выпадение из запыленного потока, что повышает эффективность пылеулавливания. Предлагаемый способ особенно эффективен для горючих пылей (сажи, угля), которые легко утилизировать путем последующего сжигания, например, в котлах парогенераторов. Для негорючих пылей добавка стружчатых древесных отходов повышает их сыпучесть и последующую транспортировку на утилизацию.

Способ очистки газов эффективно осуществляется, если размер стружек составляет 2-50 мм. Повышение степени очистки газов происходит на 19% (отн.). Если размер частиц коагулянта будет менее 2 мм, то в этом случае формируется вторичный пылеунос, представленный пылью и стружками, что противоречит задаче изобретения. Если размер частиц коагулянта будет более 50 мм, то в этом случае массивные стружки трудно разогнать до высокой скорости; при скорости менее 0,5 м/с они не участвуют в коагуляции пыли. Задача изобретения не будет решена. Кроме этого, затрудняется пневмотранспорт стружек и их распыление в корпусе циклона.

Оптимальным количеством стружек в потоке сжатого газа является интервал 0,2-4,0 кг/м³ сжатого газа. Если расход стружек будет менее 0,2 кг/м³ сжатого газа, то концентрация коагулянта в рабочем пространстве циклона будет незначительной и пылеулавливание будет близко к уровню прототипа. Если расход коагулянта будет более 4,0 кг/м³ сжатого газа, то в этом случае энергии сжатого газа будет недостаточно для эффективного распыления стружек и формирования оптимальной скорости движения частиц в рабочем пространстве циклона. Повышения эффективности пылеулавливания не происходит, что противоречит задаче изобретения.

Таким образом, за счет отличительных от прототипа признаков заявленный способ приобретает новые свойства: высокая коагулирующая способность стружчатых отходов производства за счет механического захвата пыли, за счет усиления капиллярного взаимодействия частиц пыли и влаги на поверхности стружек и за счет частичной фильтрации запыленного газа через поры и криволинейные каналы стружчатого коагулянта; повышение эффективности пылеулавливания; возможность рациональной утилизации уловленной пыли и отработанного коагулянта.

Предлагаемый способ очистки газов от пыли реализуется с помощью устройства, изображенного на чертеже. Оно содержит входной патрубок 1, цилиндрический корпус 2, в нижней части которого расположен конический пылесборник 3 с системой пневмотранспорта 4. По оси корпуса установлена осевая выхлопная труба 5. Для повышения эффективности работы в верхней части корпуса тангенциально установлен патрубок 6 для подачи увлажненного сжатого газа. С помощью бункера 7 в поток сжатого газа подаются сыпучие стружчатые отходы деревообрабатывающего производства. Работа устройства характеризуется потоками пыли 8 и коагулянта 9. Устройство, с помощью которого реализуется предлагаемый способ очистки газов, технологически скомбинировано с котлоагрегатом 10.

Способ очистки газов от пыли реализуется следующим образом. Запыленный газовый поток из котла 10 поступает через патрубок 1 в корпус 2 циклона, в котором происходит отделение пыли от газа за счет действия центробежных сил. Стружчатые отходы деревообрабатывающего производства, используемые в качестве коагулянта, повышающего эффективность пылеулавливания, из бункера 7 подаются в верхнюю часть корпуса 2 тангенциально и спутно запыленному газовому потоку. Сжатый газ, поступающий из патрубка 6, придает стружкам необходимую скорость и заданную траекторию движения. Потоки пыли 8 интенсивно коагулируют на поверхности стружек 9, их масса увеличивается и они поступают в пылесборник 3. Из пылесборника смесь пыли и коагулянта направляется в систему пневмотранспорта 4 для последующей утилизации (сжигания) в котлоагрегате 10. Очищенный поток газа удаляется в атмосферу через выхлопную трубу 5.

Экспериментальную отработку способа очистки газов осуществляли на огневом лабораторном котлоагрегате, на дымовом тракте которого установлен центробежный пылеуловитель диаметром 0,20 м. В верхней части корпуса тангенциально и спутно запыленному потоку газа установлен пневматический распылитель стружчатых отходов деревообрабатывающего производства. Стружки подавали через бункер-питатель и транспортировали с помощью сжатого воздуха давлением 0,2 МПа и расходом 0,6 м³/мин. Коагулянт в процессе распыления приобретал скорость более 2 м/с и двигался спутно очищаемому потоку запыленного газа по спиралеобразной траектории к пылесборнику. В качестве топлива в котлоагрегате использовали каменный уголь ш. Абашевской с расходом до 20 кг/ч. Образующиеся продукты горения насыщались пылевидными вредностями (зола, сажа, несгоревший уголь). Их концентрация (запыленность газов) достигала на выходе из топки котла 1,1-1,4 г/м³. Запыленные продукты горения по дымоходу направляли в центробежный пылеуловитель, где происходила очистка газов от пыли по предлагаемому техническому решению. Замеры запыленности газов на дымовом тракте осуществляли с помощью метода внешней фильтрации. Эффективность пылеулавливания определяли по известной методике. В экспериментах отрабатывали оптимальное количество стружчатых отходов, подаваемых в рабочее пространство циклона для коагуляции пыли, а также оптимальный размер стружек.

Установили, что задача изобретения достигается при расходе стружчатых отходов деревообрабатывающего производства в пределах 0,2-4,0 кг/м³ сжатого газа и при размере стружек в пределах 2-50 мм. Эти параметры позволяют повысить степень очистки газов до 19% (отн.). При работе способа на параметрах, отличных от заявляемых, задача изобретения не достигается и близка эффективности прототипа.

Формула изобретения

Способ очистки газов от пыли, включающий ввод в циклон с верхним осевым выхлопным патрубком очищаемого газа, очистку газа от пыли за счет действия центробежных сил при поступательном движении вращающегося потока сверху вниз с разворотом очищенного потока вверх, подачу в циклон потока вспомогательного увлажненного сжатого газа, при этом в поток сжатого газа вводят твердый коагулянт, отличающийся тем, что в качестве коагулянта используют сыпучие стружчатые отходы деревообрабатывающего производства с расходом 0,2-4,0 кг/м³ сжатого газа, размер частиц которых составляет 2-50 мм, а сжатый газ подают тангенциально в верхнюю часть циклона спутно очищаемому газу.

РИСУНКИ

Рисунок 1