Способ очистки газов



Способ очистки газов
Способ очистки газов
Способ очистки газов

 


Владельцы патента RU 2630789:

Павловец Виктор Михайлович (RU)

Изобретение относится к технологии очистки газов от пыли в теплоэнергетике, черной и цветной металлургии. Способ очистки газов от пыли включает ввод в циклон с верхним осевым выхлопным патрубком очищаемого газа, очистку газа от пыли в цилиндрическом корпусе за счет действия центробежных сил при поступательном движении вращающегося потока сверху вниз с разворотом очищенного потока вверх, сбор потока уловленной пыли, распыление вспомогательной коагулирующей жидкости в форме струй, ориентированных на поток уловленной пыли, с образованием смеси уловленной пыли и вспомогательной коагулирующей жидкости, подачу в верхнюю часть корпуса циклона увлажненных вспомогательной коагулирующей жидкостью порообразующих добавок, брикетирование смеси уловленной пыли, порообразующих добавок и вспомогательной коагулирующей жидкости на вальцовом прессе с получением брикетов. При этом в качестве порообразующих добавок для брикетов используют трубчатые частицы растительного происхождения или отходы сельскохозяйственного производства с длиной частиц, равной 0,11,0 диаметра брикета, и толщиной частиц, равной 0,010,2 диаметра брикета, в количестве 110 г/м3 очищаемого газа. Техническим результатом изобретения является повышение степени очистки газов от пыли и улучшение потребительских свойств брикетов. 1 табл., 1 пр., 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 разворота очищенного газа (см. Пылеулавливание в металлургии. Справочник / В.М. Алешина, А.Ю. Вальдберг, Г.М. Гордон и др., М.: Металлургия, 1984, с. 48-52). Недостатком известного способа очистки газов является низкая эффективность процесса 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 в цилиндрическом корпусе за счет действия центробежных сил при поступательном движении вращающегося потока сверху вниз с разворотом очищенного потока вверх, сбор потока уловленной пыли, распыление вспомогательной коагулирующей жидкости в форме струй, ориентированных на поток уловленной пыли, с образованием смеси уловленной пыли и вспомогательной коагулирующей жидкости, подачу в верхнюю часть корпуса циклона увлажненных вспомогательной коагулирующей жидкостью порообразующих добавок, в качестве которых используют древесные опилки, брикетирование смеси уловленной пыли, порообразующих добавок и вспомогательной коагулирующей жидкости на вальцовом прессе с получением брикетов (см. Патент №2567310, Россия, МПК8 В04С 5/18, заявлено 30.05.14, опубликовано 10.11.15, Бюл. №31).

Недостатками известного способа очистки газов от пыли являются низкая эффективность очистки газов от пыли и невысокие потребительские характеристики брикетов. Низкая эффективность очистки газов от пыли обусловлена малой удельной поверхностью древесных опилок, т.к. они не обладают трубчатой структурой. Невысокие потребительские характеристики брикетов связаны с тем, что в процессе брикетирования сырой массы, содержащей в качестве порообразующих добавок древесные частицы, формируются преимущественно закрытые (непроницаемые для газов) поры. При формировании рудных, топливных и ряда других брикетов, напротив, требуется создание открытых (проницаемых) пор, которые необходимы для фильтрации через их структуру восстановительных, окислительных (в зависимости от технологии переработки) газов и теплоносителей, способных быстро и эффективно выполнить физико-химические превращения (например, металлизацию руд или окисление топлива) равномерно по всей структуре брикета. При этом необходимо, чтобы порообразующие добавки одновременно участвовали в процессе очистки газов от пыли, повышая его эффективность.

Задача изобретения - повышение степени очистки газов от пыли и улучшение потребительских свойств брикетов.

Поставленная задача достигается в способе очистки газов от пыли, включающем ввод в циклон с верхним осевым выхлопным патрубком очищаемого газа, очистку газа от пыли в цилиндрическом корпусе за счет действия центробежных сил при поступательном движении вращающегося потока сверху вниз с разворотом очищенного потока вверх, сбор потока уловленной пыли, распыление вспомогательной коагулирующей жидкости в форме струй, ориентированных на поток уловленной пыли, с образованием смеси уловленной пыли и вспомогательной коагулирующей жидкости, подачу в верхнюю часть корпуса циклона увлажненных вспомогательной коагулирующей жидкостью порообразующих добавок, брикетирование смеси уловленной пыли, порообразующих добавок и вспомогательной коагулирующей жидкости на вальцовом прессе с получением брикетов, причем в качестве порообразующих добавок для брикетов используют трубчатые частицы растительного происхождения или отходы сельскохозяйственного производства с длиной частиц, равной 0,1-1,0 диаметра брикета, и толщиной частиц, равной 0,01-0,2 диаметра брикета, в количестве 1-10 г/м3 очищаемого газа.

Сущность изобретения заключается в следующем. Для повышения эффективности пылеулавливания и улучшения потребительских свойств брикетов предложено в качестве порообразующих добавок для брикетов использовать трубчатые частицы растительного происхождения или отходы сельскохозяйственного производства с длиной частиц, равной 0,1-1,0 диаметра брикета, и толщиной частиц, равной 0,01-0,2 диаметра брикета, в количестве 1-5 г/м3 очищаемого газа. Трубчатые частицы, полученные из растений или отходов сельскохозяйственного производства механической обработкой, обладают развитой (шероховатой) древовидной поверхностью, способной в процессе очистки эффективно улавливать частицы пыли из запыленного потока. Механическая обработка (измельчение, разрезание, обмолот и другие известные методы) высушенных растений и отходов сельскохозяйственного производства проводится барабанным или фрезерным разделением сырья на заданные фрагменты. В отличие, например, от древесных частиц, не имеющих трубчатой структуры, у частиц растительного происхождения трубчатая структура формируется естественным путем в процессе роста. Трубчатые частицы растительного происхождения обладают более высокой удельной поверхностью, которая способна улавливать частицы пыли как наружной, так и внутренней поверхностью, что существенно повышает эффективность пылеулавливания. Поскольку длина частиц многократно превышает их толщину, то при движении они испытывают, по сравнению с частицами другой формы, повышенное аэродинамическое сопротивление и потому более длительное время находятся в корпусе циклона, ускоряя процесс очистки газов от пыли. После насыщения поверхности растительных трубчатых частиц уловленными частицами пыли, внедренными в тонкую поверхностную пленку коагулирующей жидкости, частицы с пылью осаждаются на рабочие поверхности вальцов пресса. После брикетирования смеси уловленной пыли, коагулирующей жидкости и трубчатых частиц, последние выполняют роль порообразующей добавки, формирующей открытые поры в структуре брикета. Достоинством трубчатых частиц растительного происхождения является их высокая жесткость и малый излом. Таким требованиям удовлетворяют высушенные трубчатые стебли травяного покрова (сено, солома, растительные стебли), произрастающего на территории РФ в большом количестве, а также отходы сельхозпроизводства (растительный жмых, обмолоченные стебли зерновых и злаковых структур и др.). При механической обработке растительных материалов образуются жесткие трубчатые частицы, пригодные для порообразующих добавок в брикетах. На завершающей стадии подготовки брикетов к промышленному использованию в процессе термообработки трубчатые частицы растительного происхождения выполняют функцию порообразующего материала и источника тепловой энергии. Дополнительным достоинством трубчатых частиц является их минимальная себестоимость, что дополнительно удешевляет процесс очистки газов и снижает затраты на производство брикетов.

Способ очистки газов от пыли эффективно осуществляется, если в качестве порообразующих добавок для брикетов используют трубчатые частицы растительного происхождения или отходы сельскохозяйственного производства с длиной частиц, равной 0,1-1,0 диаметра брикета, и толщиной частиц, равной 0,01-0,2 диаметра брикета, в количестве 1-10 г/м3 очищаемого газа. Если длина трубчатых частиц будет менее 0,1 диаметра брикета, то коагулирующая способность пленки жидкости на поверхности частиц малой длины будет недостаточной и эффективность пылеулавливания будет близка уровню прототипа, а формирование открытой пористости становится невозможным. Если длина трубчатых частиц будет более 1,0 диаметра брикета, то размер частиц будет превышать геометрические размеры брикета, что является нерациональным. В промышленности выпускают брикеты правильной формы, у которых диаметр, как правило, близок высоте тела. Если толщина трубчатых частиц будет менее 0,01 диаметра брикета, то коагулирующая способность жидкости на поверхности частиц такой толщины будет недостаточной и эффективность пылеулавливания будет близка уровню прототипа, а формирование открытой пористости будет затруднено. Если толщина трубчатых частиц будет более 0,2 диаметра брикета, то в этом случае снижается прочность брикетов из-за большого диаметра открытых пор, что противоречит задаче изобретения. Если количество трубчатых частиц будет менее 1 г/м3 очищаемого газа, то эффективность пылеулавливания будет близка уровню прототипа, а формирование открытой пористости в брикетах будет затруднено. Если количество трубчатых частиц будет более 10 г/м3 очищаемого газа, то из-за повышенной пористости (более 50%) снизится прочность брикетов, что противоречит задаче изобретения.

Таким образом, за счет отличительных от прототипа признаков заявленный способ приобретает новые свойства: многофункциональное назначение трубчатых частиц растительного происхождения или отходов сельскохозяйственного производства - эффективного коагулянта в рабочем пространстве циклона и порообразующей добавки в брикетах, существенно увеличивающих долю открытых (проницаемых) пор и реакционную способность брикетов, что улучшает потребительские свойства брикетируемого сырья; выполнение функций дополнительного источника тепловой энергии при термообработке брикетов; повышение коагулирующей способности растительных частиц из-за предварительной механической обработки и благоприятной трубчатой формы отходов сельскохозяйственного производства для пылеулавливания и формирования брикетов. Считаем, что в результате предложенных отличительных признаков у способа очистки газов от пыли формируются новые свойства, удовлетворяющие критериям изобретения: новизне, промышленной применимости и изобретательскому уровню.

Способ очистки газов от пыли реализуется с помощью циклона, представленного на чертеже. Циклон содержит подводящий патрубок 1, цилиндрический корпус 2, выхлопной патрубок 3, пылесборник 4, трубопровод 5 для подачи вспомогательной коагулирующей жидкости, вальцовый пресс 6. Устройство снабжено механическим делителем 7 барабанного типа для получения трубчатых частиц растительного происхождения. Для накопления трубчатых частиц сооружен бункер 8. Для дозированной подачи трубчатых частиц в корпус циклона в нижней части бункера 8 установлены питатели, снабженные направляющими ребрами. Бункер 8 примыкает к корпусу аэратора 9, по оси которого установлено сопло 10 для подачи сжатого воздуха. Для предварительно увлажнения трубчатых частиц, находящихся в бункере 8, вспомогательной коагулирующей жидкостью предусмотрены форсунки 11. В процессе работы устройства в циклоне формируются струи 12 вспомогательной коагулирующей жидкости, смесь уловленной пыли, вспомогательной коагулирующей жидкости и трубчатых частиц 13, брикеты 14. Для регулирования расхода коагулирующей жидкости служит запорная арматура 15. Для производства трубчатых частиц 13 растительного происхождения служат стебли травяного покрова или отходы сельхозпроизводства 16.

Способ очистки газов от пыли осуществляется следующим образом. Поток запыленного газа тангенциально подается через подводящий патрубок 1 в цилиндрический корпус 2 циклона. Спутно потоку запыленного газа в корпус циклона в виде аэросмеси дополнительно подаются трубчатые частицы, предварительно увлажненные вспомогательной коагулирующей жидкостью. Трубчатые частицы получают в механическом делителе 7 барабанного типа, в который загружают стебли травяного покрова или отходы сельхозпроизводства 16. После этого трубчатые частицы поступают в бункер 8, где предварительно увлажняются с помощью форсунок 11, и дозировано подаются питателем в корпус аэратора 9, где аэрируются сжатым воздухом, подаваемым через сопло 10. В процессе очистки газов от пыли запыленный поток и увлажненные трубчатые частицы за счет действия центробежных сил совершают поступательное вращательное движение сверху вниз, в ходе которого за счет инерционной коагуляции происходит улавливание пыли. Увлажненные трубчатые частицы, насыщенные пылью, поступают в зону орошения вспомогательной коагулирующей жидкости, подаваемой через трубопровод 5 в виде струй 12. Образующаяся смесь уловленной пыли, жидкости и трубчатых частиц 13 поступает на вращающиеся рабочие поверхности вальцового пресса 6. Затем смесь 13 транспортируется вальцами в загрузочный узел пресса 6, где брикетируется с получением брикетов 14, которые поступают в пылесборник 4, выполняющий функцию накопителя брикетов, и затем направляются на утилизацию потребителям. При необходимости вальцы пресса очищаются очистителем (на схеме не показано) любой известной конструкции, применяемой в промышленности. Регулирование расхода коагулирующей жидкости, подаваемой в бункер 8 и в нижнюю часть корпуса 2 циклона, осуществляется с помощью запорной арматуры 15. Очищенный поток газа выходит в окружающую среду через выхлопной патрубок 3.

Пример. Отработку способа очистки газов от пыли осуществляли на лабораторном центробежном пылеуловителе диаметром 300 мм, изготовленном согласно приведенной технической схеме. Он был снабжен системой подачи вспомогательной коагулирующей жидкости, механическим делителем барабанного типа, бункером для трубчатых частиц, форсунками для их увлажнения, аэратором, предназначенным для подачи трубчатых частиц в верхнюю часть корпуса циклона, вальцовым прессом, расположенным в нижней части корпуса циклона. Трубчатые частицы получали из высушенных стеблей злаковых культур, подбирая для этого стебли различной толщины. Длину трубчатых частиц меняли, регулируя расстояние между режущими ребрами механического делителя барабанного типа. В качестве вспомогательных коагулирующих жидкостей использовали сульфитдрожжевую бражку (СДБ), 50%-ный раствор жидкого стекла (водный раствор силикатов натрия и калия K2O⋅Na2O⋅n SiO2) и известковое молоко (взвесь гашеной извести Ca(OH)2 в известковой воде). Подводящий поток газов от вентилятора был запылен шламовыми железосодержащими частицами размером 0-0,2 мм. Аэратор цилиндрической формы имел диаметр 100 мм и длину 200 мм. Сжатый воздух подавали в аэратор под давлением 0,2 МПа через сопло 10 мм. В работе меняли расход трубчатых частиц, который относили к расходу запыленного газа. Эффективность пылеулавливания способа очистки газов от пыли определяли по методу внешней фильтрации. Потребительские свойства брикетов определяли по массовому выходу кондиционных брикетов размером (диаметром D) 15×15 мм, величине их прочности на сжатие и количеству открытых пор. Результаты экспериментов представлены в таблице.

В результате экспериментов установили, что задача изобретения достигается при использовании в качестве порообразующих добавок для брикетов трубчатых частиц растительного происхождения или отходов сельскохозяйственного производства с длиной частиц, равной 0,1-1,0 диаметра брикета, и толщиной частиц, равной 0,01-0,2 диаметра брикета, в количестве 1-10 г/м3 очищаемого газа, что позволяет повысить эффективность очистки газов от пыли на 0,3-4,3% (абс.) и улучшить потребительские свойства брикетов по увеличению их прочности на сжатие на 0,5-4,1% (отн.) и по росту количества открытых пор на 2,0-22,0% (абс.).

Способ очистки газов от пыли, включающий ввод в циклон с верхним осевым выхлопным патрубком очищаемого газа, очистку газа от пыли в цилиндрическом корпусе за счет действия центробежных сил при поступательном движении вращающегося потока сверху вниз с разворотом очищенного потока вверх, сбор потока уловленной пыли, распыление вспомогательной коагулирующей жидкости в форме струй, ориентированных на поток уловленной пыли, с образованием смеси уловленной пыли и вспомогательной коагулирующей жидкости, подачу в верхнюю часть корпуса циклона увлажненных вспомогательной коагулирующей жидкостью порообразующих добавок, брикетирование смеси уловленной пыли, порообразующих добавок и вспомогательной коагулирующей жидкости на вальцовом прессе с получением брикетов, отличающийся тем, что в качестве порообразующих добавок для брикетов используют трубчатые частицы растительного происхождения или отходы сельскохозяйственного производства с длиной частиц, равной 0,11,0 диаметра брикета, и толщиной частиц, равной 0,010,2 диаметра брикета, в количестве 110 г/м3 очищаемого газа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к машинным ротационным пылеуловителям, и предназначено для очистки газов от пыли динамическим способом. Вентилятор-пылеуловитель содержит корпус с входным и выходным патрубками, соответственно, для подачи и отвода газа, разделенный поперечными кольцевыми перегородками по меньшей мере на две кольцевые камеры.

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

Изобретение предназначено для классификации горных пород, строительных и других материалов. Сетчатый пневмоклассификатор содержит цилиндрический корпус (10), вентилятор (1), загрузочное (4) и разгрузочные устройства.

Изобретение предназначено для очистки моющих растворов и сточной воды. Устройство содержит корпус с устройством подвода очищаемого моющего раствора (сточной воды) и отвода разделенных фаз и блок разделения.

Изобретение относится к газодобывающей промышленности и предназначено для очистки природного газа от механических примесей, выносимых с углеводородной продукцией из скважин эксплуатационного фонда.

Изобретение относится к технологии очистки газов от пыли в теплоэнергетике, в черной и цветной металлургии. Способ очистки газов от пыли включает 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, сбор потока уловленной пыли в пылесборнике с пылевыпускным отверстием диаметром В, распыление в пылесборнике вспомогательной коагулирующей жидкости плотностью ρж в форме струй, ориентированных на поток уловленной пыли, с образованием смеси уловленной пыли и жидкости, брикетирование смеси уловленной пыли и жидкости на вальцовом прессе с получением брикетов плотностью ρб и размерами L.

Изобретение относится к устройствам для непрерывной обработки и разделения по удельным весам веществ, находящихся в промышленных, бытовых и других отходящих газах, и может найти применение в химической, энергетической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в коммунальном хозяйстве при обработке воздушных сред очистных сооружений.

Изобретение относится к устройствам для непрерывной обработки и разделения по удельным весам веществ, находящихся в промышленных, бытовых и других отходящих газах, и может найти применение в химической, энергетической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в коммунальном хозяйстве при обработке воздушных сред очистных сооружений.

Изобретение относится к устройствам для непрерывной обработки и разделения по удельным весам веществ, находящихся в промышленных, бытовых и других отходящих газах, и может найти применение в химической, энергетической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в коммунальном хозяйстве при обработке воздушных сред очистных сооружений.

Изобретение относится к системам очистки газов от пыли. Система включает трубопроводы подачи газа, первый и второй вихревые пылеуловители со встречными закрученными потоками, два вытяжных вентилятора для удаления очищенного газа из каждого пылеуловителя отдельно, разделители-концентраторы для подачи очищаемого газа в пылеуловители двумя потоками: с большей концентрацией пыли - на верхний тангенциальный ввод вторичного потока; с меньшей концентрацией пыли - на нижний осевой ввод первичного потока.

Изобретение относится к устройствам для мокрой очистки газовых выбросов и может быть использовано в химической, нефтяной и других отраслях промышленности. Барботажно-вихревой аппарат с параболическим завихрителем для мокрой очистки газа содержит цилиндрическую камеру с входной трубой, трубу перетока шлама в шламосборник, осевой ороситель, перфорированный по всей длине отверстиями малого диаметра и заглушенный с выходного конца.

Изобретение относится к устройствам для мокрой очистки газовых выбросов и может быть использовано в химической, нефтяной и других отраслях промышленности. Барботажно-вихревой аппарат мокрого пылеулавливания содержит цилиндрическую камеру с входной трубой, трубу перетока шлама в шламосборник, осевой ороситель, перфорированный по всей длине отверстиями малого диаметра и заглушенный с выходного конца, цилиндрическая камера снабжена парой завихрителей, установленных последовательно, первый по ходу газа завихритель жестко скреплен с осевым оросителем, а второй по ходу газа завихритель выполнен с центральным отверстием и соединен со стенками цилиндрической камеры, образуя зазор для прохождения газового потока к центральной зоне аппарата, при этом завихрители выполнены в форме эллиптического параболоида, направляющие лопасти которого изогнуты по винтовой поверхности и образуют криволинейные конфузорные каналы, при этом цилиндрическая камера присоединена с наклоном к циклону с помощью фланцев и патрубка тангенциального ввода в циклон, при этом отвод дисперсных частиц осуществляется при помощи трубы перетока шлама в шламосборник аппарата, циклон выполнен в виде аппарата мокрого пылеулавливания, а в патрубке тангенциального ввода в циклон установлен ввод жидкости с форсункой для смыва образующейся от вращающегося газожидкостного потока подвижной пены, а в циклоне в верхней части корпуса установлен кольцевой ороситель с по крайней мере тремя форсунками, соединенный трубопроводом с вводом жидкости для смыва образующейся подвижной пены, при этом очищенный газ поступает через выхлопную трубу циклона, а шлам - в бункер для его сбора из циклона, а затем в общий шламосборник.

Изобретение относится к способам очистки внутреннего пространства различного технологического оборудования, применяемого в газовой промышленности, в частности к способам очистки внутреннего пространства пылеуловителя мультициклонного типа от загрязнений, представляющих собой уплотненную тонкодисперсную фракцию с минеральными, полимерными и металлическими включениями.

Изобретение предназначено для очистки газа. Золоуловитель содержит соосные вертикальный корпус и газоотводную трубу, патрубок тангенциального ввода дымовых газов и регулирующее приспособление для регулирования характеристик на входе в газоотводную трубу.

Изобретение относится к устройствам для мокрой очистки газов от механических и газообразных примесей и может быть использовано в химической, нефтяной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к аппаратам для мокрой очистки газов от мелкодисперсных твердых частиц и вредных газообразных примесей в различных отраслях промышленности.

Циклон // 2242290

Изобретение относится к аппаратам для мокрой очистки газов от мелкодисперсных твердых частиц и вредных газообразных примесей в различных отраслях промышленности.

Скруббер // 2630110
Изобретение относится к технике газоочистки «мокрым» способом. Cкруббер содержит корпус с установленной в нем решеткой, устройство ввода газа в подрешетчатое пространство, устройство подачи жидкости на решетку, каплеуловитель, устройство вывода очищенного газа и устройство слива жидкости.
Наверх