Центробежный очиститель генераторного газа

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в химической, металлургической, топливно-энергетической и других отраслях промышленности для очистки газов генераторной установки. Очиститель содержит цилиндрический корпус с центральной трубкой, коническим днищем и герметичными торцевыми крышками. В нижней части корпуса образована отстойная ванна, заполненная жидкостью. В жидкости отстойной ванны соосно с центральной трубкой установлен конусообразный успокоитель из гидрофильного материала с направленной вверх вершиной. Вокруг центральной трубки уложена в виде архимедовой спирали металлическая лента. Внутренний конец архимедовой спирали соединен с центральной трубкой, а внешний ее конец герметично примыкает к стенке корпуса. Верхние торцы архимедовой спирали герметично соединены с поверхностью торцевой крышки, а нижняя часть архимедовой спирали и конец центральной трубки частично опущены в жидкость отстойной ванны. В верхней части корпуса тангенциально расположен входной патрубок, который соединен со щелью, выполненной на наружной поверхности архимедовой спирали и через которую газ поступает в спиральный канал. На образующей центральной трубки выполнена выходная щель, с которой соединен внутренний конец архимедовой спирали. Высота каждой щели составляет третью часть высоты архимедовой спирали. Конструкция очистителя обеспечивает повышенную эффективность очистки генераторного газа. 2 ил.

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а более точно - к очистке газов генераторной установки, и может найти применение в химической, металлургической, топливно-энергетической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для очистки воздуха - аэровинтовой циклон-сепаратор (патент РФ №2442662 «Аэровинтовой циклон-сепаратор». МПК B04C 5/103, опубл. 20.02.2012 г.), содержащий конусообразный корпус, в котором установлены входной тангенциальный патрубок, связанный с конусообразным корпусом, соосно расположенную в корпусе винтовую вставку, охватывающую центральную выхлопную трубу.

Винтовая вставка выполнена изменяемого диаметра, регулируемого шага и количества заходов с образованием внутри корпуса уменьшающегося винтового объема, достигающего нижнего торца выхлопной трубы с регулируемой винтовой воронкой. Верхний выпускной патрубок расположен над торцом выхлопной трубы, которая является вершиной усеченного конуса. Внутри усеченного конуса установлен стержень с винтовой поверхностью. Усеченный конус с винтовым стержнем и выпускной патрубок заключены в герметичную камеру. Боковая поверхность корпуса выполнена с регулируемой перфорацией и оборудована перекрывающими перфорацию герметичными контейнерами. Герметичные контейнеры служат для сбора и вывода фракций в выводное устройство конической формы.

Поток запыленного воздуха подается в аэровинтовой циклон-сепаратор, где под действием центробежных сил частицы загрязнений прижимаются к стенкам и, опускаясь с потоком, попадают в выводное устройство через перфорацию в корпусе. Устройство осуществляет дифференцированный отвод фракций через перфорацию из воздушного потока за счет винтового движения аэросмеси в уменьшающемся винтовом объеме и в усеченном конусе с винтовым стержнем на верхнем конце выхлопной трубы. Однако процесс очистки газа не является достаточно эффективным, так как отсутствует жидкостная ванна для задержания загрязнений, и движущийся поток газа может захватывать частицы. К тому же устройство имеет сложную конструкцию.

Известно изобретение, по совокупности признаков наиболее близкое к заявленному очистителю генераторного газа. Таким является масляный пылеуловитель, частично или полностью улавливающий частицы пыли, находящиеся в воздухе (патент РФ №2257487 «Масляный пылеуловитель для топливных резервуаров». МПК F02M 35/08, B01D 47/02, опубл. 27.07.2005 г.).

Пылеуловитель состоит из замкнутого цилиндрического корпуса с выходным патрубком, расположенным над масляной ванной. Подача загрязненного воздуха происходит сверху через входной патрубок в центральную трубку. Центральная трубка выполнена с отверстиями по ее образующей. Внутри корпуса расположена металлическая лента, уложенная в виде архимедовой спирали вокруг центральной трубки с образованием спирального канала для прохождения загрязненного воздуха. Верхние торцевые поверхности ленты герметично соединены с торцевой поверхностью крышки корпуса. Нижняя часть архимедовой спирали частично опущена в масляную ванну. Внутренний конец спирали соединен с центральной трубкой, а внешний примыкает к корпусу. При выходе из трубки через сквозные отверстия воздух и частицы пыли проходят по каналу архимедовой спирали, частицы пыли теряют свою кинетическую энергию и за счет гравитационного эффекта частицы загрязнений осаждаются на поверхности масляной ванны. Очищенный воздух от частиц пыли поступает в выходной патрубок.

Недостатками данного изобретения, принятого за прототип, является то, что при движении воздуха из внутренней трубки в архимедову спираль из-за увеличения радиуса витка снижается центростремительное ускорение, соответственно снижается эффективность очистки воздуха. Вследствие равномерного расположения отверстий в центральной трубке и расположения выходного патрубка, близкого к масляной ванне, нижняя часть очистителя используется не эффективно.

Задачей заявляемого изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков и повышение эффективности очистки генераторного газа. Технический результат заключается в отделении агломератов загрязнений и капель воды путем резкого изменения направления движения раскрученного по спирали газа при выходе его из спирального канала.

Задача решается следующим образом. Как и устройство по прототипу, заявляемый в качестве изобретения центробежный очиститель генераторного газа содержит цилиндрический корпус с коническим днищем и герметичными торцевыми крышками, входной и выходной патрубки. В нижней части корпуса образована отстойная ванна, заполненная жидкостью и снабженная сливным патрубком. Внутри корпуса расположены центральная трубка и металлическая лента, уложенная в виде архимедовой спирали вокруг центральной трубки с образованием спирального канала. Верхние торцы архимедовой спирали герметично соединены с поверхностью торцевой крышки корпуса, а нижняя часть архимедовой спирали и конец центральной трубки частично опущены в жидкость отстойной ванны. Внутренний конец архимедовой спирали соединен с центральной трубкой, а внешний ее конец герметично примыкает к стенке корпуса.

В отличие от прототипа выходной патрубок центробежного очистителя генераторного газа расположен в центре верхней торцевой крышки корпуса и непосредственно соединен с полостью центральной трубки. Входной патрубок центробежного очистителя расположен тангенциально в верхней части корпуса. В отличие от прототипа на наружной поверхности архимедовой спирали напротив входного патрубка выполнена входная щель высотой, равной 1/3 высоты архимедовой спирали от торцевой крышки корпуса. В нижней части центральной трубки на ее сплошной образующей выполнена выходная щель, высота которой составляет 1/3 высоты центральной трубки, при этом внутренний конец архимедовой спирали соединен с центральной трубкой до вершины щели. Размеры щели определены авторами экспериментально. Эксперименты показали высокую эффективность очистки газа при указанных размерах, свободный вход загрязненного газа и вывод очищенного газа.

Отстойная ванна снабжена конусообразным успокоителем, выполненным из гидрофильного материала, с направленной вверх вершиной, который установлен в жидкости отстойной ванны соосно с центральной трубкой. Конусообразный успокоитель позволяет предотвратить взбалтывание загрязнений, находящихся в жидкости, и попадание их в очищенный газ.

Указанный технический результат достигается тем, что предварительно задается направленное движение газового потока с помощью подающего патрубка через входную щель, расположенную в верхней части спиральной ленты, образующей архимедову спираль. Загрязнения и капли воды, находящиеся в газовом потоке, за счет центробежной силы, а также за счет удара о поверхность жидкости при изменении направления движения потока газа с помощью выходной щели отделяются и отводятся в отстойную ванну и накапливаются в жидкости. Очищенный газ, поступая внутрь центральной трубки, выводится через выходной патрубок.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен центробежный очиститель в продольном разрезе, на фиг. 2 - вид В-В фиг. 1.

Центробежный очиститель содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками. Внутри корпуса 1 выполнена центральная труба 7, вокруг которой уложена металлическая лента 4, образуя архимедову спираль. На наружной поверхности архимедовой спирали выполнена входная щель 5, которая расположена напротив патрубка 2. Щель имеет высоту 1/3 от высоты архимедовой спирали. В нижней части центральной трубки 7 выполнена выходная щель 6 на высоту 1/3 трубки. Внутренний конец архимедовой спирали соединен до вершины щели 6 с центральной трубкой 7. Внешний конец архимедовой спирали герметично примыкает к внутренней стенке корпуса 1. Корпус 1 закрыт сверху герметичной торцевой крышкой 8. В нижней части корпуса 1, выполненного с коническим днищем, образована отстойная ванна 9, заполненная жидкостью 10 и снабженная патрубком 11 с герметичной крышкой. Для удержания абсорбировавшихся в жидкости 10 загрязнений, исключения пенообразования установлен конусообразный успокоитель 12 из гидрофильного материала, например из металла или пластика. Нижняя часть ленты 4 архимедовой спирали и конец центральной трубки 7 частично опущены в жидкость 10 отстойной ванны 9.

Центробежный очиститель работает следующим образом.

Загрязненный газ через входной патрубок 2 и затем через входную щель 5 подается в спиральный канал, образуемый металлической лентой 4. В процессе винтового движения газа по спиральному каналу вода, смолы и другие жидкие и твердые капли и частицы, имеющие значительно более высокую плотность в сравнении с газом, под действием центробежного эффекта перемещаются к стенке спирального канала. При выходе частиц и капель в районе внутренней выходной щели 6, газ резко меняет направление движения. При этом агломераты загрязнений отделяются от газа и отводятся в отстойную ванну 9, накапливаясь в жидкости 10, заполняющей ванну. Загрязненная жидкость отводится через сливной патрубок 11.

Центробежный очиститель генераторного газа, содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем и герметичными торцевыми крышками, входной и выходной патрубки, отстойную ванну, образованную в нижней части корпуса, заполненную жидкостью и снабженную сливным патрубком, центральную трубку, расположенную внутри корпуса, металлическую ленту, уложенную в виде архимедовой спирали вокруг центральной трубки с образованием спирального канала, причем верхние торцы архимедовой спирали герметично соединены с поверхностью торцевой крышки, нижняя часть архимедовой спирали и конец центральной трубки частично опущены в жидкость отстойной ванны, внутренний конец архимедовой спирали соединен с центральной трубкой, а внешний ее конец герметично примыкает к стенке корпуса, отличающийся тем, что выходной патрубок расположен в центре верхней торцевой крышки корпуса и непосредственно соединен с полостью центральной трубки, а входной патрубок расположен тангенциально в верхней части корпуса, причем на наружной поверхности архимедовой спирали напротив входного патрубка выполнена входная щель высотой, равной 1/3 высоты архимедовой спирали от торцевой крышки корпуса, а в нижней части центральной трубки на ее сплошной образующей выполнена выходная щель, высота которой составляет 1/3 высоты центральной трубки, при этом внутренний конец архимедовой спирали соединен с центральной трубкой до вершины щели, кроме того, в жидкости отстойной ванны для предотвращения взбалтывания загрязнений и удержания жидкости соосно с центральной трубкой дополнительно установлен конусообразный успокоитель с направленной вверх вершиной, выполненный из гидрофильного материала.