установка пылеулавливающая с жалюзийным циклоном

Формула изобретения

Установка пылеулавливающая, содержащая циклон в качестве первой ступени очистки газовоздушной смеси и рукавный фильтр, являющийся второй ступенью очистки, отличающаяся тем, что в качестве первой ступени очистки газовоздушной смеси служит жалюзийный циклон, выход которого соединен с рукавным фильтром, содержащим импульсную систему регенерации рукавного фильтра и систему обеспечения пожаровзрывобезопасности, при этом циклон содержит корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, крышку, спиральный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, пылевыпускное отверстие, жалюзийный сепаратор, установленный в цилиндрической части соосно ей, тарельчатую шайбу, установленную соосно конической части корпуса, и выхлопную трубу для выхода очищенного газа, соединенную воздуховодом с фильтрующей камерой рукавного фильтра, причем на одном конце выхлопной трубы закреплено днище жалюзийного сепаратора с отделительными пластинами, при этом фильтрующая камера рукавного фильтра имеет вид шкафа с боковыми дверями для выемки вертикально расположенных фильтроэлементов в виде фильтрующих рукавов, причем фланец для выхода очищенного газа расположен в камере очищенного газа, расположенной над фильтрующей камерой, и имеет размер поперечного сечения, равный размеру фланца для входа очищаемого газа в фильтр, при этом рукавный фильтр снабжен датчиком температуры, установленным в корпусе, в бункере для сбора пыли установлен аварийный датчик уровня пыли, в выходном коробе фильтровальной секции установлен тепловой автоматический датчик-извещатель, выходы с которых соединены с управляющим контроллером, причем в выходном коробе фильтровальной секции фильтра установлен коллектор с форсунками для подключения к системе пожаротушения, блок управления которой соединен с управляющим контроллером, при этом система регенерации фильтра включает в себя клапанные блоки, в которых смонтированы электромагнитные клапаны, вход которых соединен с выходом управляющего контроллера, дифманометр, подключенный через датчик давления к камере для выхода очищенного газа и через датчик давления - к фильтрующей камере, а также комплект арматуры для подвода сжатого воздуха к блокам клапанов, причем дифманометр соединен с управляющим контроллером, при этом отношение внутреннего диаметра D_BH цилиндрической части корпуса к диаметру выхлопной трубы D ₁ определяется как D_BH/D₁=1,67, отношение высоты конической части корпуса Н₂ к высоте цилиндрической части корпуса Н₁ до среза выхлопной трубы находится в оптимальном интервале величин H₂/H₁=1,39÷1,42, отношение разности внутреннего диаметра D_BH цилиндрической части корпуса и диаметра d пылевыпускного отверстия к высоте конической части корпуса H₂ находится в оптимальном интервале величин (D_BH-d)/H₂=0,25÷0,27.

Описание изобретения к патенту

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

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является циклон по патенту RU № 2256510, В04С 9/00 от 15.06.04, содержащий корпус, периферийный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, винтообразную крышку, бункер и выходной патрубок для выхода очищенного газа, причем ось входного патрубка направлена под углом к оси корпуса и по касательной к поверхности выходного патрубка, а на конце выходного патрубка очищенного газа закреплен фильтрующий элемент, материал которого обладает повышенными звукопоглощающими свойствами (прототип).

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания.

Это достигается тем, что в установке пылеулавливающий с жалюзийным циклоном, содержащей циклон в качестве первой ступени очистки газовоздушной смеси и рукавный фильтр, являющийся второй ступенью системы пылеулавливания, в качестве первой ступени очистки газовоздушной смеси служит жалюзийный циклон, выход которого соединен с рукавным фильтром, содержащим импульсную систему регенерации рукавного фильтра и систему обеспечения пожаровзрывобезопасности работы системы пылеулавливания, при этом циклон содержит корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, крышку, спиральный ввод газового потока, выполненный в виде входного патрубка, пылевыпускное отверстие диаметром d, жалюзийный сепаратор, установленный в цилиндрической части, соосно ей, тарельчатую шайбу, установленную соосно конической части корпуса, и выхлопную трубу для выхода очищенного газа, соединенную воздуховодом с фильтрующей камерой рукавного фильтра.

На фиг.1 изображен общий вид установки, на фиг.2 - вид сверху на цилиндрическую часть корпуса циклона, на фиг.3 - выносной элемент I, на фиг.4 - разрез А-А жалюзийного сепаратора, на фиг.5 - общий вид рукавного фильтра, на фиг.6 - профильная проекция фиг.5, фиг.7 - схема системы регенерации фильтра.

Установка пылеулавливающая с жалюзийным циклоном (фиг.1-4) содержит корпус, состоящий из цилиндрической 3 и конической 1 частей, крышку 5, спиральный ввод 4 газового потока, выполненный в виде входного патрубка, пылевыпускное отверстие диаметром d, жалюзийный сепаратор 2, установленный в цилиндрической части 3, соосно ей, тарельчатую шайбу (не показано), установленную соосно конической части 1 корпуса, и выхлопную трубу для выхода очищенного газа, соединенную воздуховодом 33 с фильтрующей камерой 7 рукавного фильтра. На одном конце выхлопной трубы закреплено днище сепаратора 2 с отделительными пластинами 6.

Рукавный фильтр (фиг.5-6) соединен с выходом выхлопной трубы жалюзийного циклона воздуховодом 33 через фланец 15 для входа очищаемого газа в фильтрующую камеру 7 рукавного фильтра, являющегося второй ступенью системы пылеулавливания и имеющего вид шкафа с удобной выемкой через боковые двери 12 вертикально расположенных фильтроэлементов 24 в виде фильтрующих рукавов. Фланец 13 для выхода очищенного газа расположен в камере 22 очищенного газа, расположенной над фильтрующей камерой 7, и имеет размеры поперечного сечения, равные с фланцем 15 для входа очищаемого газа в фильтр.

Камеры 7 и 22 фильтра образуют его корпус совместно с расположенным под ними коническим бункером 17 с пылевыгружным устройством типа "двойная мигалка" (не показано) или коническим бункером со шнеком 18 с пылевой задвижкой 19 с ручным приводом с пылевыгружным устройством типа шлюзовой ротационный затвор 21, а также местным пультом управления 20 шнеком и шлюзовым ротационным затвором. На бункере любого типа устанавливается датчик уровня пыли (не показано).

Корпус фильтра снабжен опорной эстакадой, выполненной в виде, по крайней мере, трех стоек 8, жестко связанных между собой горизонтальными тягами 9, и наклонными ребрами жесткости 10, один конец которых соединен со стойками 8 и тягами 9, а другой - с бункером 17 фильтра. На эстакаде жестко установлены и закреплены между собой и корпусом фильтра лестницы 23 и ограждения 11.

При этом отношение габаритных размеров фильтра с эстакадой: высоты Н и длины L лежит в оптимальном интервале величин H/L=1,0÷2,0;

отношение высоты Н фильтра к высоте В эстакады лежит в оптимальном интервале величин Н/В=1,0÷2,0;

отношение высоты М геометрического центра фланца 13 для выхода очищенного газа к высоте N геометрического центра фланца 15 для входа очищаемого газа в фильтрующую камеру 7 лежит в оптимальном интервале величин M/N=1,5÷2,0.

Фильтрующие рукава (не показано) компонуются в легкосъемные кассеты, по 6 штук в каждую кассету, вертикально (возможно по 4 шт. для легких пылей; картриджи - по 2 шт. в кассете для тонкодисперсной пыли и т.п.). Фильтрующие рукава имеют в поперечном сечении прямоугольную форму: 340×32 мм, высота 2 и 3 м (общая площадь фильтрации S_ф=1,4 м²). Фильтроэлемент подобной формы имеет следующие преимущества: высокая компактность; повышенная степень регенерации - это связано с тем, что у плоского рукава меньше внутренний объем, что увеличивает инжекцию.

В качестве материала фильтроэлементов рукавного фильтра может быть применен нетканый полиэстер, упрочненный внутренней каркасной сеткой; нетканый арамид, упрочненный внутренней каркасной сеткой; нетканый тонковолокнистый полиэстер, упрочненный внутренней каркасной сеткой, со специальным покрытием; влагостойкий нетканый полиэстер, упрочненный внутренней каркасной сеткой, со специальным покрытием; нетканый, упрочненный внутренней каркасной сеткой полиэстер, антистатический с масловлагоотталкивающей пропиткой с гладкой поверхностью; нетканый тонковолокнистый полиэстер, упрочненный внутренней каркасной сеткой, со специальным покрытием.

Картриджные фильтроэлементы имеют размеры: диаметр 327 мм, высота 1 м.

Фильтроэлементы выполнены из специального фильтрополотна и отличаются большей площадью фильтрации по сравнению с кассетой, оснащенной шестью рукавами. Тонковолокнистый состав фильтроэлемента позволяет получать очень низкие показатели по остаточной запыленности - не более 0,2 мг/м³.

Картриджные фильтроэлементы применяются в случае получения высокой степени очистки и малых габаритов фильтра. В фильтрах собираются по 2 штуки в кассету.

Фильтры могут также комплектоваться коническим, плоским либо специальным бункером, горизонтальным циклоном, позволяющим уменьшить входную пылевую нагрузку и обеспечить искрогашение; газовоздушным охладителем газа, уменьшающим температуру идущего в фильтр газа; клапаном подсоса атмосферного воздуха, а также отсечными и регулирующими клапанами для установки на газоходах; транспортным контейнером - пылесборным ящиком; пылевыгружными устройствами; аспирационным рукавом пылевыгрузки (не показано).

Область применения предлагаемой конструкции фильтра - фильтрация сухих пылегазовых сред малых расходов - от 1100 до 30000 м³/час при установке в стесненных условиях.

Работа с высоким начальным запылением и низким остаточным пылесодержанием (не превышающим 10 мг/м³ в стандартном исполнении; при использовании кассет с картриджными фильтроэлементами или фильтроматериалом "нетканый тонковолокнистый полиэстер" - до 0,2 мг/м³; очищенный воздух можно сбрасывать прямо в цех).

Универсальность фильтров: простая замена кассет с фильтроэлементами на кассеты другого типа позволяет использовать фильтр для фильтрации других типов пыли (например, фильтровать сначала тяжелые, а потом легкие пыли).

Импульсная система регенерации фильтрорукавов с соплами "Вентури" и плоскими прямоугольными фильтрорукавами позволяет эффективно работать с липкими комкующимися пылями.

Импульсная система регенерации рукавного фильтра (фиг.7) включает в себя клапанные блоки 26, в которых смонтированы электромагнитные клапаны 25, вход которых соединен с выходом управляющего контроллера 32; импульсные клапаны 27 с импульсными трубами и патрубками, сопла Вентури 23; дифманометр 31, подключенный через датчик давления 28 к камере 22 для выхода очищенного газа и через датчик давления 29 к фильтрующей камере 7 для входа очищаемого газа, а также комплект арматуры для подвода сжатого воздуха к блокам клапанов (не показано), причем дифманометр 31 соединен с управляющим контроллером 32.

Система обеспечения пожаровзрывобезопасности работы фильтра (не показано) содержит датчик температуры, установленный в корпусе фильтра, аварийный датчик уровня пыли, установленный в бункере для сбора пыли. В камере 22 для выхода очищенного газа установлен тепловой автоматический датчик-извещатель, причем входы и выходы датчиков соединены с управляющим контроллером 32, при этом в камере 22 для выхода очищенного газа установлен коллектор с форсунками для подключения к системе пожаротушения, блок управления которой также соединен с управляющим контроллером 32.

Установка пылеулавливающая с жалюзийным циклоном работает следующим образом.

Запыленный газовый поток поступает в жалюзийный циклон через входной патрубок 4, закручивается за счет спирального ввода и движется далее по нисходящей винтовой линии вдоль стенок 1 и 3 аппарата. В результате чего частицы пыли под действием центробежной силы движутся от центра аппарата к периферии и, достигая стенок аппарата, транспортируются вниз конической части 1 корпуса к бункеру (не показан). Очищенный воздух выводится из циклона через выхлопную трубу. При этом легкие мелкодисперсные фракции частиц пыли, не уловленные в коническую часть 1 корпуса, задерживаются на фильтрующем элементе 7 рукавного фильтра.

Затем запыленный газовый поток поступает через фланец 15 (фиг.5-6) для входа очищаемого газа в фильтрующую камеру 7 рукавного фильтра, являющегося второй ступенью системы пылеулавливания, внутрь фильтроэлементов 24 в виде фильтрующих рукавов, где на фильтрующем материале задерживается пыль, а очищенный воздух поступает в камеру очищенного газа 22. Фланец 13 служит для выхода очищенного газа и расположен в камере 22 очищенного газа, которая находится над фильтрующей камерой 7.

Процесс пылеулавливания протекает в оптимальном гидродинамическом режиме при следующих соотношениях основных конструктивных параметров предлагаемого устройства:

- отношение внутреннего диаметра D_BH цилиндрической части корпуса к диаметру выхлопной трубы D₁ находится в оптимальном интервале величин: D_BH/D₁=1,67;

- отношение высоты конической части корпуса Н₂ к высоте цилиндрической части корпуса H₁ до среза выхлопной трубы находится в оптимальном интервале величин: H₂ /H₁=1,39 1,42;

- отношение разности внутреннего диаметра D_BH цилиндрической части корпуса и диаметра d пылевыпускного отверстия к высоте конической части корпуса Н₂ находится в оптимальном интервале величин: (D_BH-d)/Н₂ =0,25 0,27;

- отношение разности внутреннего диаметра выхлопной трубы D₁ и диаметра d_T тарельчатой шайбы к высоте тарельчатой шайбы h_T находится в оптимальном интервале величин: (D₁-d_T)/h_T =0,6 0,92.

Импульсная система регенерации рукавного фильтра (фиг.7) работает в следующем порядке. При фильтрации газов на поверхности рукавов нарастает слой пыли, увеличивающий гидравлическое сопротивление фильтра, т.е. перепад давления между камерой 22 и фильтрующей камерой 7 (этот перепад давления задействован в системе регенерации как управляющий фактор). Дифманометр 31 постоянно измеряет перепад давления; при достижении установленного значения (по заданному положению на циферблате) выдается сигнал на контроллер 32, последний в соответствии со своей программой запускает работу импульсных клапанов 26. При срабатывании импульсного клапана 27 сжатый воздух из данного клапанного блока через импульсную трубу с патрубком выбрасывается в сопла Вентури 23 и, далее, внутрь рукавов 24 (или картриджей). Наличие импульсных патрубков и сопел Вентури повышает эффективность воздействия импульса сжатого воздуха и обеспечивает улучшенную очистку фильтроэлементов от пыли.

Все фильтры комплектуются системой подготовки сжатого воздуха (не показано) на входе в систему регенерации. Система подготовки допускает работу фильтра от сетевого сжатого воздуха практически при любых температурах окружающей среды. Система регенерации может устанавливаться с минимальной воздухоподготовкой: входной фильтр сжатого воздуха и влагоотделитель.

Система регенерации обеспечивает своевременную очистку рукавов от пыли и поддерживает номинальную газопроницаемость фильтроэлементов.

При недостаточной эффективности работы системы регенерации увеличивается гидравлическое сопротивление фильтра и падает расход очищаемого газа. В тоже время, при чрезмерном увеличении степени очистки рукавов в процессе фильтрации от осевшей пыли наблюдается повышенный проскок пыли через фильтрополотно, так как внешняя сторона рукава слишком "оголяется": с нее убирается фильтрующий слой.

Поэтому система регенерации содержит элементы, обеспечивающие настройку ее эффективности в различных эксплуатационных условиях за счет управляющего контроллера 32.

Система обеспечения пожаровзрывобезопасности работает следующим образом.

Тепловой датчик-извещатель и коллектор с форсунками системы пожаротушения установлены в камере 22 фильтра потому, что она является выходным звеном в предлагаемом устройстве, и чтобы предотвратить распространение пламени в случае возгорания дальше по вентиляционным каналам эти системы устанавливают именно здесь, что повысит надежность и безопасность всего устройства.

Работа коллектора с форсунками осуществляется по принципу открытия аварийного электромагнитного клапана подачи воды: при подаче на клапан управляющего сигнала от управляющего контроллера 32, обрабатывающего сигнал с теплового датчика-извещателя, который в свою очередь реагирует на увеличение температуры в камере 22 фильтра, вплоть до самовоспламенения пылевых аэрозолей и фильтрующих материалов фильтроэлемента.