Прямоточний циклон з нерухомим імпелером

1. Прямоточний циклон з нерухомим імпелером, складений із змонтованного в кожусі імпелера 30498 На мал. 6-2 (стор. 252) зображена конструкція прямоточного циклону з нерухомим імпелерем, який вибраний прототипом пристрою, що пропонується, т.я. він найбільш близький до нього по технічній суті. Цей циклон складається із змонтованного в циліндричному кожусі завіхрювача, в якості якого використаний двозаходний шнек, розташованій по ходу газу далі, пилеосаджувальної камери, створеної вільним від шнеку вихідним участком кожуха. Вздовж осі завіхрювача змонтована вставка з сепараційним циліндром по діаметру меншим діаметру кожуха завіхрювача. На сепараційному циліндрі змонтовано відбійне кільце, зовнішнім діаметром рівним діаметру кожуха заві хрювача і створюючим кільцевий канал виходу побічного потоку концентрованих домішок. Широке використання в техніці такого циклону визначається простотою його конструкції та експлуатації. Однак і цей циклон має певні недоліки. Один з цих недоліків - можливість зворотного підсосу в очищуваний потік вилучаємих з нього домішок. Справа у тому, що в пилеосаджувальній камері, розташованій за нерухомими лопатами, де в основному і відмічають перепад тиску створюється зона низького тиску порівняно з тиском газу, що підходить до імпелера. Таким чином, необхідно передбачати додатковий відсос в лінії концентрованих домішок. Це стабілізує показники очищування, однак ускладнює конструкцію і підвищує кошторис експлуатації прототипу. Крім цього, виявлені і другі недоліки. При експлуатації в умовах значних об'ємів очищуваного газу коефіцієнт очищування зменшується. Це спричиняється у зв'язку з підвищенням швидкості газового потоку в осаджувальній камері відносно швидкості потоку на вході пристрою. Так як осаджувальна камера конструктивно розташована в кожусі завіхрювача, від стінок цього кожуха спричиняється "відскок" частин в потік очищенного газу. На практиці цей ефект зменшують шля хом розбризкування води на вході запиленого газу в пристрій. Однак, ліквідація за рахунок цього "відскока" - позитивний ефект - значною мірою зменшується негативним ефектом, зростаючим впродовж процесу функціонування установки. Справа в тому, що підвищена адгезія лиш частками домішок призводить до їх осадження на поверхні газовідбивного кінця і сепараційного циліндра. Це зменшує прохідну площу поперечного розрізу кінцевого каналу для спрямування побічного потоку концентрованих домівок. Знижуються отупінь очищування газів, збільшується ерозія газоходів, лопатей вентилятора, розташованного за циклоном. Таким чином, основним недоліком прототипу є занижена продуктивність по очищуваному газу. Дійсно, занижена стабільність коефіцієнту очистки газів спричинена залипанням прохідної площі каналу відводу концентрованих домішок, а також зворотним потоком домішок в осаджувальній камері із-за "відскоку" частинок від її стінок. Інакше кажучи, основним недоліком прототипу є занижена стабільність експлуатаційних показників установки очищування газів та її продуктивності. Дійсно, зменшення ступеню очищення є наслідком "відскоку" частинок забруднених домішок в потік очищенного газу. Продуктивність установки зменшується внаслідок залипання прохідної площі каналу установки при водяному зрошенні оброблюваного газу на вході установки. В основу винаходу поставлена задача удосконалення прямоточного циклону в якому стабільність експлуатаційних показників забезпечується за рахунок ліквідації механізмів "відскоку" забруднених частинок в потік очищенного газу і подавлювання явищ залипання прохідної площі каналу установки. За рахунок цього збільшується період роботи установки між зупинками для промивання каналів, зростає продуктивність установки по газу, зменшується кошторис на експлуатацію. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому прямоточному циклоні з нерухомим імпелером складеним із змонтованного в кожусі імпелера шнекового типу і отвору виходу концентрованих домішок газового потоку, згідно даного винаходу отвори ви ходу концентрованих домішок виконані у вигляді повздовжних осі циклона вікон оболонки кожуха , а шнек змонтованими в віконних просвітах. Вікна та кромки шнека розміщені в вертикальній площині при цьому вхідні кромки в поперечному розрізі циклону орієнтовані до центру вікон. Між сукупністю суттєвих ознак пропонованого винаходу і досягаємим технічним результатам існує слідуючий причинно-наслідковий зв'язок. Обмежувальні ознаки і відрізняюча ознака "отвір ви ходу концентрованих домішок виконаний у вигляді повздовжних осі циклона вікон оболонки кожуха, а шнек змонтований у віконних просвітах" забезпечує ліквідацію "шкідливого" механізму "відскоку" брудних частинок від стінок кожуха в очищений потік, так як вказані брудні частинки через вікна залишають робочий об'єм циклону. Обмежувальні ознаки і відрізняючі ознаки "вікна та кромки шнеку розміщені у вертикальні площині, при цьому вхідні кромки, в поперечному розрізі циклону орієнтовані до центру вказаних вікон" забезпечують подавлення явища залипання площі поперечного розрізу прохідного каналу циклону, так як поверхня кожуха, де в прототипі локалізовувалось налипання концентрованих домішок замінена вікнами. Для доведення можливості промислового використання запропонованого циклону наводиться креслення, яке зображує слідуюче: на фігурі - загальний вигляд прямоточного циклону з нерухомим імпелером. Запропонований циклон складається із змонтованного в циліндричному кожусі 1 імпелера 2, закріпленного нерухомо. Імпелер 2 виконаний у вигляді циліндричної вісі 3 і шнеку 4, що спірально обгортує вісь 3. Циклон має отвір 5 для входу очищуваних газів (заштриховані стрілки на фігурі) і отвори 6 виходу концентрованих домішок (затушовані стрілки на фігурі). Отвори 6 виходу концентрованих домішок виконані у вигляді повздовжних осі циклона вікон 7 безпосередньо в оболонці кожуха 1. Шнек 4 змонтований в віконних просвітах, згаданих вікон 7. Це забезпечується тим, що довжина шнеку 4 коротше довжини вікон 7, а монтаж шнеку 4 забезпечує вільний виліт по спіральній траєкторії за межі кожуху 1 через отвори 6 частинок домішок очищуваного газу. Кромки вхідні 9 і 2 30498 вихідні 10 шнеку 4, а також вікна 7 розташовані у вертикальній площині, при цьому вхідні 9 кромки шнеку 4 орієнтовані до центру вікон 7. При функціонуванні, для підвищення загального споживання газу при очищенні, кожухи 1 циклонів закріпляють між задньою 11 і передньою 12 панелями приладу газоочистки за допомогою фланців 13 і 14. Конструкційні матеріали вузлів підібрані залежно від хімічного складу газу. Робота циклону полягає у слідуючому. Циклон за допомогою панелей передньої 12 і задньої 11 розміщують в каналі відсосу забрудненого газу (заштриховані стрілки) перед витяжним вентилятором (не зображений на фігурі). Проходячи через циклон забруднений газ (заштри ховані стрілки) отримують спіральну траєкторію, згідно геометричній формі шнеку 4. Захоплені центробіжною силою важкі частини домішків газу залишають порожнину кожуху 1 через вікна 7. Цьому сприяє те, що монтаж шнеку 4 виконаний в просвітах вікон 7. Очищений газ (світлі стрілки на фі гурі) залишає порожнину шнеку 4 по спіральній траєкторії через задній торець. Запропонований винахід випробуваний для першого етапу очистки димових газів при спалюванні високозольного західно-донбаського вугілля на Придніпровській ДРЕС в 1996¸1997 pp. Результати досліджень підтвердили розрахункові характеристики циклону, що дозволяє рекомендувати його для широкого використання в мережі Міненерго України, що зараз переорієнтується на доступне високозольне вугілля. Перша ступінь очищення з використанням опрацьованого циклону дозволяє досягнути: - коефіцієнт очистки по масі до 94,69%; - збільшити період часу між остановами пристрою очищування для промивки циклонів; - стабілізувати коефіцієнт очищення за рахунок ліквідації механізму "відскоку" і подавлення явища залипання площі прохідного перерізу каналу циклону; - розширити функціональні можливості за рахунок збільшення номенклатури очищуваних газів. Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3