Циклон



Циклон
Циклон

 


Владельцы патента RU 2426600:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) (RU)

Изобретение предназначено для очистки газов от пыли в поле действия центробежных сил и сил электрического взаимодействия и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, топливно-энергетической и других отраслях промышленности. Циклон содержит вертикальный цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженным патрубком для удаления пыли, патрубок для подачи в аппарат запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу, крышку, выхлопную трубу, верхняя часть которой выполнена в виде бункера для сбора уловленной пыли, снабженного патрубком для ввода очищаемого газа и патрубком для удаления очищенного газа, электрофильтр, выполненный в виде барабана с закрепленными на нем лопастями, каждая из которых представляет собой рамку с последовательно установленными коронирующим и осадительными электродами, и размещенный внутри бункера для сбора пыли с возможностью перекрытия газового потока, встряхивающий механизм в виде механического ударника, закрепленного на внутренней стороне бункера для сбора пыли. Технический результат: повышение степени очистки газового потока за счет удаления мелкой дисперсной фракции без прерывания процесса очистки. 2 ил.

 

Изобретение предназначено для очистки газов от пыли в поле действия центробежных сил и сил электрического взаимодействия, может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, топливно-энергетической и других отраслях промышленности.

Проблема, существующая в очистке дымовых газов от дисперсных частиц пыли, заключается в охране окружающей среды от загрязнения пылевыми частицами. Известные циклоны, решающие эту проблему, позволяют очищать дымовые газы от крупных и средних дисперсных частиц, но не улавливают частицы мелкой дисперсной фазы и вредные компоненты выброса.

Известен циклон ЦН-15 [Касаткин А.Г. «Основные процессы и аппараты химической технологии». Изд-е 8, перер., М.: Химия, 1971, 241 с]. Циклон содержит цилиндрический корпус с тангенциальным входным патрубком и коническим днищем, осевую выхлопную трубу, бункер для удаления пыли.

Циклон работает следующим образом: пылегазовый поток по штуцеру, установленному тангенциально к корпусу циклона, попадает внутрь. Запыленный газовый поток проходит по окружности вокруг выхлопной трубы и движется спирально вниз, обеспечивая отделение крупных частиц дисперсной фазы от дисперсионной среды (газа). В нижней части корпуса поток теряет скорость и меняет свое направление, вследствие чего происходит выпадение взвешенных частиц. Очищенные газы движутся по восходящей спирали к выхлопной трубе, через которую выводятся из циклона. Удаление уловленных частиц происходит через штуцер.

Известный циклон позволяет удалять из запыленного газового потока крупные и средние дисперсные частицы.

Недостатком известного циклона является низкая его эффективность при очистке запыленного газового потока от частиц мелкой дисперсной фазы из-за недостаточной их массы.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является циклон [патент РФ №2331481, B04C 9/00, опубл. 20.08.2008].

Циклон состоит из вертикального цилиндрического корпуса с коническим днищем и крышкой, входного патрубка, установленного тангенциально в верхней части корпуса, выхлопной трубы, установленной осесимметрично с цилиндрическим корпусом на крышке, патрубка для отвода уловленной пыли в нижней части конического днища, электрофильтра, состоящего из осадительного электрода, являющегося продолжением выхлопной трубы, закрепленного на кольце из диэлектрического материала, установленного с возможностью свободного вертикального перемещения, присоединенного к механизму встряхивания, и коронирующего электрода, установленного осесимметрично с трубчатым осадительным электродом.

Циклон работает следующим образом. На трубчатый осадительный и коронирующий электрод подают высокое напряжение, образующее коронный разряд в зазоре между этими электродами.

Во входной патрубок попадают очищаемый или дымовой газ. Так как входной патрубок установлен тангенциально в верхней части вертикального корпуса, то очищаемый воздух закручивается в зазоре между вертикальным цилиндрическим корпусом и внешней стенкой выхлопной трубы. Под действием центробежной силы крупные и средние частицы и капли дисперсных фракций отбрасываются к стенке вертикального цилиндрического корпуса и опускаются вниз в коническое днище к патрубку для отвода уловленной пыли.

Очищаемый таким образом воздух или дымовой газ с частицами или каплями мелкой дисперсной фракции поднимаются вверх между стенкой трубчатого осадительного электрода и коронирующего электрода. Электроны и ионы газового потока, образующиеся в коронном разряде, сталкиваются с частицами и капельками мелкой дисперсной фракции, заряжают их и заставляют под действием электрического поля оседать на трубчатом осадительном электроде.

После накопления уловленных частиц и капель мелкой дисперсной фракции на трубчатом осадительном электроде и крупных и средних частиц и капель дисперсной фракции в коническом днище подачу очищаемого воздуха или дымового газа во входной патрубок прекращают, открывают крышку патрубка для отвода уловленной пыли и удаляют частицы крупных и средних фракций, уловленных в цилиндрическом корпусе и его конической части в отдельную емкость. Затем включают механизм встряхивания, который передает колебания по штанге на трубчатый осадительный электрод. Под действием этих колебаний уловленные частицы и капли мелкой дисперсной фракции сбрасываются со стенки трубчатого осадительного электрода в коническое днище к патрубку для отвода уловленной пыли и все уловленные частицы и капли мелкой дисперсной фракции удаляют из конического днища в другую емкость.

Циклон позволяет удалять из запыленного газового потока крупные, средние и мелкие дисперсные частицы.

Недостатком циклона является то, что при накоплении пыли в циклоне для его очистки необходимо прекращение подачи в него пылегазового потока, что приводит к прерыванию процесса очистки. В результате для обеспечения непрерывности очистки требуется установка дополнительного аппарата, что приводит к повышению стоимости очистки газа.

Задачей изобретения является создание циклона, позволяющего повысить степень очистки дымовых газов за счет удаления мелкой дисперсной фракции без прерывания процесса очистки и снизить стоимость очистки газа.

Для решения поставленной задачи в циклоне, содержащем вертикальный цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженным патрубком для удаления пыли, патрубком для подачи запыленного газового потока, расположенным тангенциально к корпусу, крышку, выхлопную трубу, электрофильтр, встряхивающий механизм, верхняя часть выхлопной трубы, расположенная над крышкой циклона, выполнена в виде бункера для сбора уловленной пыли с патрубком для ввода очищаемого газа, соединенного с нижней часть выхлопной трубы, и патрубком для удаления очищенного газа, а электрофильтр расположен внутри бункера для сбора пыли с возможностью перекрытия газового потока и выполнен в виде барабана с закрепленными на нем лопастями, каждая из которых представляет собой рамку с последовательно установленными коронирующим и осадительными электродами, при этом встряхивающий механизм выполнен в виде механического ударника, закрепленного на внутренней стороне бункера для сбора пыли.

Признаками, отличающими заявляемый циклон от прототипа, являются выполнение выхлопной трубы в виде бункера для сбора уловленной пыли, снабженного патрубком для ввода очищаемого газа и патрубком для удаления очищенного газа, выполнение электрофильтра в виде барабана с закрепленными на нем лопастями, каждая из которых представляет собой рамку с последовательно установленными коронирующим и осадительными электродами, и размещение его внутри бункера для сбора пыли с возможностью перекрытия газового потока, выполнение встряхивающего механизма в виде механического ударника, закрепленного на внутренней стороне бункера для сбора пыли.

Наличие существенных отличительных признаков свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию патентоспособности «новизна».

Благодаря отличительным признакам повышается степень очистки газа без прерывания процесса очистки для регенерации. Это обусловлено тем, что пылегазовый поток, предварительно очищенный в цилиндроконическом корпусе циклонного аппарата, проходит через лопасти электрофильтра, где электроны и ионы газового потока, образующиеся в коронном разряде между коронирующими и осадительными электродами, сталкиваются с частицами и капельками мелкой дисперсной фракции, заряжают их и заставляют под действием электрического поля оседать на осадительных электродах. Очищенный от пыли газовый поток приводит во вращение барабан электрофильтра и удаляется через патрубок для удаления очищенного газа. Вследствие вращения барабана лопасть, загрязненная осевшей на ней мелкой дисперсной фракцией пыли или жидкости, поворачивается и уходит из области движения газового потока, а ее место занимает незагрязненная. При дальнейшем вращении лопасть взаимодействует со встряхивающим механизмом. При этом взаимодействии на рамку передается вибрация от встряхивающего механизма. Мелкая фракция пыли и жидкости, осевшая на осадительных электродах рамки, отделяется от последних и попадает в нижнюю часть бункера для сбора пыли. Очищенный от крупной, средней, мелкой дисперсной фракции газовый поток удаляется через патрубок для удаления очищенного газа.

Неожиданным эффектом при работе заявляемого циклона является то, что частицы пыли, скапливающиеся в нижней части бункера для сбора пыли, за счет электрического заряда слипаются, что препятствует их вторичному уносу восходящим потоком газа. Это повышает степень очистки загрязненного газового потока. Следовательно, заявляемое решение соответствует критерию охраноспособности «изобретательский уровень».

Предлагаемый циклон для очистки газов иллюстрируется чертежами. На фиг.1 показан вертикальный разрез циклона, на фиг.2 - лопасть в виде рамки с последовательно закрепленными на ней коронирующими и осадительным электродами.

Циклон содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с коническим днищем 2, снабженным патрубком 3 для удаления пыли, патрубок 4 для подачи в аппарат запыленного газового потока, расположенный тангенциально к корпусу 1, крышку 5, выхлопную трубу 6, верхняя часть которой выполнена в виде бункера 7 для сбора уловленной пыли, снабженного патрубком 8 для ввода очищаемого газа и патрубком 9 для удаления очищенного газа, электрофильтр 10, выполненный в виде барабана 11 с закрепленными на нем лопастями 12, каждая из которых представляет собой рамку 13 с последовательно установленными коронирующим 14 и осадительными 15 электродами, встряхивающий механизм 16 в виде механического ударника, закрепленного на внутренней стороне бункера для сбора пыли 7.

Циклон работает следующим образом. Пылегазовый поток по тангенциальному входному патрубку 4 попадает внутрь цилиндроконического корпуса 1, движется по спирали вниз. Под действием центробежных сил крупные и средние дисперсные частицы пыли отбрасываются к стенкам корпуса, соударяются с ними и скатываются вниз. Пылегазовый поток в нижней точке конической части корпуса 2 под действием разности давления разворачивается и устремляется восходящим вихревым потоком в выхлопную трубу 6. В момент смены направления движения пылегазового потока из него выделяются пылевые частицы средней и крупной дисперсной фракции. Пылевые частицы средней и крупной дисперсной фракции удаляются через патрубок для удаления пыли 3.

Пылегазовый поток, очищенный от крупной и средней дисперсной фракции пыли, поднимается вверх по выхлопной трубе 6 и патрубку 8 для подачи очищаемого газа, проходит сквозь лопасти 12 электрофильтра 10. Электроны и ионы газового потока, образующиеся в коронном разряде между коронирующими 14 и осадительными электродами 15, сталкиваются с частицами и капельками мелкой дисперсной фракции, заряжают их и заставляют под действием электрического поля оседать на осадительных электродах 15. В то же время очищаемый газовый поток приводит во вращение барабан 11 электрофильтра. При вращении барабана 11 электрофильтра лопасть 12, загрязненная осевшей на ней мелкой дисперсной фракцией пыли или жидкости, поворачивается и уходит из области движения газового потока, а ее место занимает незагрязненная. При дальнейшем вращении лопасть 12 взаимодействует со встряхивающим механизмом 16. При этом взаимодействии на рамку 13 передается вибрация от встряхивающего механизма 16. Мелкая фракция пыли и жидкости, осевшая на осадительных электродах 15 рамки 13, отделяется от последних и попадает в нижнюю часть бункера для сбора пыли 7. Очищенный от крупной, средней, мелкой дисперсной фракции газовый поток удаляется через патрубок для удаления очищенного газа 9.

Циклон, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженным патрубком для удаления пыли, патрубком для подачи запыленного газового потока, расположенным тангенциально к корпусу, крышку, выхлопную трубу, электрофильтр, встряхивающий механизм, отличающийся тем, что верхняя часть выхлопной трубы, расположенная над крышкой циклона, выполнена в виде бункера для сбора уловленной пыли с патрубком для ввода очищаемого газа, соединенного с нижней частью выхлопной трубы, и патрубком для удаления очищенного газа, а электрофильтр расположен внутри бункера для сбора пыли с возможностью перекрытия газового потока и выполнен в виде барабана с закрепленными на нем лопастями, каждая из которых представляет собой рамку с последовательно установленными коронирующим и осадительными электродами, при этом встряхивающий механизм выполнен в виде механического ударника, закрепленного на внутренней стороне бункера для сбора пыли.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике очистки запыленных газов и может быть использовано в химической, металлургической и пищевой промышленности, а так же в производстве строительных материалов.

Изобретение относится к технике пылеулавливания. .

Изобретение относится к технике пылеулавливания. .

Изобретение относится к технике пылеулавливания. .

Изобретение относится к технике пылеулавливания. .

Изобретение относится к технике пылеулавливания. .

Изобретение относится к области устройств, предназначенных для отделения механических примесей и капельной жидкости (влаги, масла и т.п.) из газового потока, и может найти применение в энергетике, машиностроении, химии, фармацевтике, нефтегазовой промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к технике пылеулавливания и может применяться в химической, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов. .

Изобретение относится к устройствам для разделения жидких неоднородных систем под действием центробежных сил и может найти применение в химической, нефтеперерабатывающей промышленности, а также для очистки нефтесодержащих жидкостей и сточных вод.

Изобретение относится к технике пылеулавливания

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий и предназначено для извлечения из сточных вод взвешенных веществ на животноводческих предприятиях

Изобретение относится к технике пылеулавливания

Изобретение предназначено для очистки пылегазовой среды. Устройство включает корпус с технологическими патрубками, фильтр, завихритель, камеру сбора осаждаемых примесей, нагреватель, находящийся на корпусе фильтра, пористые фильтрующие элементы, расположенные в вертикальном положении во внутренней полости фильтра, верхние полые концы которых закреплены в трубной решетке, размещенной в верхней части внутренней полости фильтра и герметично разделяющей полость очистки потока пылегазовой среды и полость очищенного газа. Завихритель находится на наружной стороне цилиндрической обечайки фильтра и расположен между ней и корпусом. Способ регенерации устройства осуществляют путем подачи через фильтр обратного высоконапорного потока газа. Высоконапорный поток создается за счет резкой подачи газа, находящегося под давлением в ресивере, через пористые фильтрующие элементы в предварительно отвакуумированные рабочие полости фильтра, при этом в его рабочих полостях не происходит повышение давления выше атмосферного. Технический результат: обеспечение эффективной фильтрации, низкого аэродинамического сопротивления, повышение ресурса фильтра. 2 н.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к промышленной очистке и обеззараживанию воды и может быть использовано в области хозяйственно-бытового водоснабжения для удаления примесей из природных, преимущественно подземных, вод. Установка безреагентной очистки и обеззараживания воды содержит два гидроциклона 20, 21, бак-реактор 1 с аэрационной колонной 2, в верхней части которой размещены два эжектора 3, 4, камеры смешения которых направлены навстречу друг другу. Над камерами смешения расположен отражающий экран 5 куполообразной формы, над которым расположен фильтр-картридж 8. Бак-реактор 1 двумя вертикальными перфорированными перегородками 9, 10 разделен на два отсека. В первом отсеке 12 бака-реактора 1 содержится отстойник 15, связанный с дренажной системой. Второй отсек 13 бака-реактора 1 оборудован датчиками верхнего 17 и нижнего 18 уровня воды. Выход бака-реактора 1 связан с подающей линией обрабатываемой воды и трубопроводом подачи воды потребителю. Гидроциклоны 20, 21 соединены с подающей линией обрабатываемой воды и дренажной системой, а через сетчатые фильтры 22, 23 со входами приемных камер эжекторов 3, 4. Изобретение позволяет увеличить площадь контактирования воды и воздуха и обеспечить дополнительное диспергирование, кавитацию, турбулизацию, аэрацию и дегазацию обрабатываемой воды. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к химической промышленности, энергетике и может быть использовано для очистки промышленных и бытовых стоков. Аппарат вихревого слоя содержит сменный картридж (2) из немагнитного материала со вставками из ферромагнитного материала, установленный в активной зоне трубы (4). Картридж (2) представляет собой цилиндр, закрытый с торцов вихревыми диффузорами с лопастями (7), перекрывающими друг друга, внутри которого установлен стержень (9). В реакционной камере (6) находятся ферромагнитные частицы. Электромагнитный индуктор (1) создает в рабочей зоне вращающееся магнитное поле. Изобретение позволяет повысить эффективность и качество обработки жидкости, а также упростить эксплуатацию аппарата. 3 ил.

Изобретение относится к области очистки газов от пыли или других дисперсных частиц и может быть использовано в бытовой технике, металлургической, химической, строительной промышленности, автомобилестроении, сельском хозяйстве и других отраслях. Устройство содержит циклон, состоящий из вертикального цилиндрического корпуса с конической нижней частью, снабженной патрубком для удаления шлама, патрубка для подачи запыленного газового потока, расположенного тангенциально к корпусу, крышки с патрубком для отвода очищенного газового потока; электрофильтр, состоящий из коронирующих электродов внутри патрубка для подачи запыленного газового потока, коронирующих электродов и (или) электродов-форсунок, установленных на конической нижней части или цилиндрическом корпусе циклона, конусообразного сетчатого фильтра, установленного на патрубке для отвода очищенного газового потока, являющегося коронирующим электродом и снабженного коронирующими иглами; высоковольтный источник питания, отрицательный полюс которого подключен к коронирующему электроду внутри патрубка для подачи запыленного газового потока и к конусообразному сетчатому фильтру, а положительный полюс - к коронирующим электродам, электродам-форсункам, установленным на конической нижней части или цилиндрическом корпусе циклона. Технический результат: повышение качества очистки негорючих газов. 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для разделения неоднородных жидких сред. Устройство водоочистки включает гидроциклон с питающим и сливным патрубками, фильтрующий элемент, расположенный во внутренней части гидроциклона, нижний конец которого заглушен, а на верхнем, посредством резьбы, смонтирован устойчивый к коррозии сливной патрубок с фланцем, прифланцованный к выходному патрубку гидроциклона, входной, выходной и промывной трубопроводы с соответствующими патрубками и задвижками, позволяющие периодически изменять режим работы: фильтрация водной суспензии гидроциклоном и фильтрующим элементом; промывка фильтрующего элемента и сборника отходов очистки обратным током водной суспензии в сбросную систему, сборник отходов очистки с быстросъемной крышкой и трубопроводным краном. Фильтрующий элемент выполнен из цилиндрической и конической частей, сопряженных в плоскости совмещения цилиндрической и конической частей гидроциклона. Стороны конической части фильтрующего элемента параллельны сторонам конической части гидроциклона. Выходное отверстие питающего патрубка гидроциклона выполнено в форме сегмента с длиной дуги l ≈ 3,1r, где r - радиус входного отверстия питающего патрубка гидроциклона, и под углом наклона φ = arctg0,32(0,12÷0,4) к перпендикуляру оси гидроциклона. Технический результат: повышение надежности и достижение высокого качества технологического процесса водоочистки. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к устройствам для разделения неоднородных жидких сред в поле центробежных сил, в частности к гидроциклонам. Устройство водоочистки включает гидроциклон с питающим и сливным патрубками, входной, выходной и промывной трубопроводы с соответствующими патрубками и задвижками, сборник отходов очистки с быстросъемной крышкой и трубопроводным краном, и трубофильтр, расположенный во внутренней части гидроциклона, нижний конец которого заглушен, а на верхнем, посредством резьбы, смонтирован устойчивый к коррозии сливной патрубок с фланцем, прифланцованный к выходному патрубку гидроциклона. Устройство дополнительно снабжено резервуаром, который соединяет выходной и промывной трубопроводы. Промывной трубопровод укомплектован насосом промывки, что позволяет периодически изменять режим работы. Выходное отверстие питающего патрубка гидроциклона выполнено в форме сегмента с длиной дуги l ≈ 1,55d, где d - диаметр входного отверстия питающего патрубка гидроциклона, и под углом наклона φ = arctg0,32(0,12÷0,4) к перпендикуляру оси гидроциклона. Затопление трубофильтра и смонтированного на нем сливного патрубка происходит до плоскости сопряжения цилиндрической и конической частей гидроциклона. Технический результат: интенсификация технологического процесса водоочистки, увеличение межпромывочного периода трубофильтра, повышение качества промывки трубофильтра. 3 ил., 1 табл.
Наверх