Устройство для очистки сажи

Устройство для очистки сажи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 04 С 5/ОО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4777141/26 (21) 03.01,90 (46) 15.02,92. Бюл. М 6 .P1) Всесоюзный научно-исследовательский институт технического углерода (72) И,Г.Ззйдман, Г.П;Щетинин и Ю,В.ГимаутдинОВ (53) 628,511.4 (088.8) . (56) йатент США М 3042202, кл. 202-144,.1966.

Авторское свидетельство СССР

М 956060, кл. В 07 В 7/083, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ САЖИ (57) Изобретение относится к устройствам для классификации зернистых и пылевидных материалов по размеру частиц и удельному весу, может быть использовано для очистки сажи от частиц посторонних включений:и.грита в производстве технического

Изобретение относится к устройствам для классификации зернистых и пылевидных материалов по размеру частиц и удельному весу и может быть использовано, в частности, для очистки сажи от частиц посторонних включений и грита в производстве технического углерода, а также в других отраслях промышленности;

Цель изобретения — повышение эффективности очистки сажи за счет уменьшения вторичного уноса посторонних включений и уменьшения содержания сажи в отходах.

На чертеже изображено устройство, об.щий вид.

Устройство содержит корпус 1, выполненный в виде двух усеченных конусов 1а и

1б, соедийенных большими основаниями по диаметру О, разделитель 2 потоков, выпол<„ рц„„1711979 А1 углерода и позволяет достигнуть повышения эффективности очистки сажи, уменьшения вторичного уноса частиц посторонних включений и уменьшения содержания сажи в отходах. Устройство для очистки сажи содержит корпус с коническим днищем, 1.ангенциальные входной и выходной патрубки.

Корпус выполнен в виде двух усеченных конусов, соединенных большими основаниями, и снабжен установленным соосно разделителем потоков, выполненным в виде полого цилиндра, причем отношение площадей большего основания конуса и поперечного сечения,разделителя составляет

3-5:1 соответственно, а выходной конец разделителя потоков расположен от патрубка выгрузки отходов на расстоянии, равном

0,6-0,9 высоты конического днища. 1 э,п.флы, 1 табл., 1 ил. ненный в виде полого цилиндра и.установленный соосно корпусу 1, патрубок 3 выгрузки отходов, расположенный в нижнем @, конусе 1б корпуса, входной тангенциальный патрубок 4 и выходной тангенциальный пат- ) .рубок 5. Входной тангенциальный патрубок 4 .. расположен в верхней части. разделителя 2

" потоков, а выходной тангенциальный патрубок 5- над усеченным конусом 1а корпуса 1.

Устройство для очистки сажи работает . следующим образом. ° пввй

Поток сажевого аэрозоля, содержащий . частицы посторонних включений, поступает в устройство через входной тангенциаль: . ный патрубок 4. Закрученный вокруг вертикальной оси в патрубок 4 поток опускается по полости разделителя 2 потоков. При вы-ходе иэ последнего происходит резкое па1711979. дение скорости вращени вращения потока и измене- цы посторонних включений и способствуюwe аксиального направления его движения щие их.осаждению, непрерывно увеличивана противоположное (вверх). При этом под ются. При этом аксиальная составляющая действием инерционных ц онных сил иэ аэрозоля скорости восходящего потока не превышает происходит выделение ч е ение частиц посторонних 5 скорости витания частиц посторонних вклюГ включени, которые й, е осаждаются и скапли- чений,.но выше скорости витания сажевых ваются у патрубка 3 выгрузки отходов и пе- частиц. Благодаря этому резко сокращается и аляются из аппарата. После вторичный унос частиц посторонних вклюизменения аксиаль ния аксиального направления дви- чений и одновременно уменьшается осажжения на противоположное образуется врс- 10 дение частиц и попадание их в отходы. ходящий поток аэрозоля, вращающийся в При уменьшении отношения площади полости биконического корпуса 1, 3ахеа- большего основания конуса корпуса к плоценные частицы посторонних включений щади сечения разделителя потоков менее (вторичныйунос)поддействиемцентробеж- 3:1 объем между разделителем и внутренных сил, непрерывно увеличивающихся rto 15 ней поверхностью корпуса уменьшается и, мере продвижения жения потока saepx прижима- следовательно, аксиальная скорость восхоются к внутренним енним стенкам корпуса и опу- дящего потока аэрозоля при его постоянном скаются в коническое днище к патрубку 3 расходе увеличивается, Увеличение аксиотводов. Очищенный аэрозоль удаляется с альной скорости потока, которая начинает устройства через выходной тангенциаль- 20 превышать скорость витания частиц постоный патрубок 5. Благодаря установке разде- ронних включений, соответственно приволителя 2 потоков восходящий поток не дит к увеличению вторичного уноса контактирует с нисходящим и проникнове-, посторонних частиц, которые проскакивания частиц посторонних включений из ни- IQT через верхнюю коническую часть корпусходящегопотокавочищенныйвосходящий 25 са. Концентрация частиц посторонних включений .размером более 0,5 мм в саже.

02Принцип действия предлагаемого уст- после устройства возрастает до 0,0 ройства для очистки сажи от частиц посто- 0,0021$„количество. выделенных частиц ронних включений основан на применении снижается до 0,216-0,119 кг/ч, гидравличеаэродинамического способа, использующе-. 30 ское сопротивление устройства повышаетгодляразделениядисперсныхсистеминер- ся до 1;51-1,56 кйа, а эффективность ционные и центробежные силы, а также очисткиснижаетсядо 85,7- 5,0%. различие скоростей витания.частиц посто- При увеличении отношения площади ронних включений и сажи. Частицы посто- большего основания конуса корпуса к плоронних включений являются продуктами 35 щади сечения разделителя потоков объем различных побочных процессов, протекаю- между ними увеличивается. а аксиальная щих одновременно с основным процессом скорость восходящего потока уменьшается получения сажи: коксования сырья и грито- и становится меньше скорости витания часобраэования, эрозии футеровки и коррозии тиц сажи-. В связи с этим количество сажи в оборудования, Эти частицы обладают раз- 40 отходахувеличивается до 1,64-1,59кг/ч. Соличными плотностью, размерами иформой,, держание частиц посторонних включений отличными, как правило, от соответствую- размерами более 0,5 мм в саже после устщих показателей сажевых частиц. ройства составляет 0,001$, гидравлическое

Источником появления инерционных и . сопротивление устройства — 0,71-0,73 кПа; центробежных сил является кинетическая 45. количество частиц посторонних включений энергия закрученного вокруг вертикальной в отходах —. 0,234-0,130 кг/ч, а эффективоси нисходящего потока аэрозоля сажи. ность очистки -92.9 . Возрастание количеПри резком изменении скорости и направ- ства сажи в отходах приводит к потерям ления движения потока возникают инерци- целевого продукта и значительно осложняет онные силы, которые приводят к осаждению 50 решение задач по утилизации отходов в свячастиц посторонних включений, более мас- зи с ужесточением экологических требовасивных по сравнению с частицами сажи. ний.

Однако из-за неравномерности скоростей Увеличение расстояния от выходного потока по сечению, из-за различных его воз- конца разделителя потоков до патрубка вымущений осаждения всех частиц посторон- 55 грузки отходов более 0,9 высоты коническоних включений не происходит и часть их го днища (нижней конусной части корпуса) уносится восходящим потоком. В восходя- приводит: к уменьшению эффективности . щем потоке непрерывно уменьшается ради- очистки и увеличению содержания сажи в ус его вращения, поэтому центробежные отходах. Это связано стем, что поток аэросилы, де ствующие н и щие на захваченные части- золя после разделителя потоков практиче1711979 ски сразу попадает в верхний конус и его скорость быстро начинает возрастать при движении потока вверх. В этом случае частицы посторонних включений не успевают полностью выделиться из потока и выносят- 5 ся из аппарата. Содержание частиц посторонних включений размером более 0,5 мм после устройства составляет 0,00310,0030%; количество частиц посторонних включений в отходах — 0,196-0,110 кг/ч, эф- 10 фективность очистки — 77,9-78,6%; гидравлическое сопротивление устройства —

0,70-0,72 кПа, Одновременно с вторичным уносом частиц посторонних включений сажевые частицы, вынесенные завихрениями 15 в коническое днище, уже не захватываются восходящим потоком и, оседая, попадают в отходы. Количество сажи в отходах в этом случае возрастает до 1,73-1,59 кг/ч.

Уменьшение расстояния от выходного 20 конца разделителя потоков до патрубка выгрузки отходов менее 0,6 высоты конического днища приводит к тому, что площадь сечения конического днища в плоскости выходного конца разделителя приближается к 25 площади сечения разделителя. В этом случае скорость аэрозоля после выхода из разделителя потоков изменяется незначительно. Процесс выделения частиц посторонних включений протекает не пол- 30 ностью, так как амплитуда инерционных сил, возникающих при перепаде скоростей потока аэрозоля и действующих на частицы посторонних включений, в этом случае также незначительна и некоторое количество 35 частиц уносится совместно с восходящим . потоком, снижая тем самым эффективность очистки. Содержание частиц посторонних . включений в саже после устройства составляет 0,0022-0,0021%, что более чем в два 40 раза превышает допускаемый уровень их содержания согласно требованиям норм

ГОСТ 7885-86 на сажу. Количество частиц в отходах составляет 0,212-0,119 кг/ч, а количество сажи — 0,230-0,190 кг/ч, Зффектив- 45 ность очистки 84,3-85,0%, а гидравлическое сопротивление устройства 1,42-1,44 кПа (примеры 5 и 13).

П р им е р 2(по предлагаемому устройству). Аэрозоль сажи, содержащей 0,014% 50 частиц посторонних включений размерами более 0,5 мм, с температурой 300 С поступает в предлагаемое устройство для очистки сажи через входной тангенциальный патрубок 4 с расходом 6400 м /ч. Расход сажи в 55 поступающем аэрозоле составляет 1800 кг/ч.

Диаметр О большего основания конусов 1а и

1б корпуса устройства составляет 1000 Mi4, диаметр разделителя 2 потоков — 577 мм, Отношение площади большего основания конуса к площади сечения разделителя потоков составляет 3,0. Высота Н конического днища 1б устройства 430 мм, а расстояние от выходного конца разделителя 2 потоков до патрубка выгрузки 3 отходов 365 мм. Отношение расстояния от выходного конца разделителя потоков до патрубка выгрузки отходов к высоте конического днища составляет 0,85. Гидравлическое сопротивление устройства 1,10 кПа. В результате очистки содержание частиц посторонних включений в саже снижается до 0,0003%, что более чем втрое ниже норм ГОСТ 7885-86, согласно которому массовая доля остатка после просева через сито с сеткой 05К не должна превышать 0,001%. Из сажевого аэрозоля выделено в отходы 0,248 кг/ч частиц посторонних включений и 0,350 кг/ч сажи. Эффективность очистки, определяемая как отношение массы выделенных частиц включений к массе поступивших в устройство частиц составляет 97,9%.

В таблице приведены полученные данные.

Изданных таблицы следует, что предлагаемое устройство для очистки сажи повышает эффективность ее очистки на

37,3-41,9%, снижает количество сажи в отходах в 7,5-36,4 раза и обеспечивает получение чистого готового продукта, показатели которого соответствуют требованиям ГОСТ

7885-86.

Формула изобретения

1. Устройство для очистки сажи от посторонних включений, содержащее корпус с коническим днищем, тангенциальные входной и выходной патрубки и патрубок выгрузки отходов, о т л и ч э ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности очистки сажи зэ счет уменьшения вторичного уносэ посторонних включений и уменьшения содержания сажи в отходах, корпус выполнен в виде двух усечен н ых. конусов, соединенных большими основаниями, и снабжен установленным соосно с ним разделителем потоков, выполненным в виде полого цилиндра, причем отношение площадей большего основания конуса и поперечного сечения разделителя равно 3-5:1 соответственно, 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что выходной конец разделителя потоков расположен от патрубка выгрузки отходов на расстоянии, равном 0,6-0,9 высоты конического днища.

1711979

Очистка саян по устройству

Наименование

Расход сакевого аэрозоля, поступающего в устройство, мз/ч

Расход саки, кг/ч

6400

6400

1000

360О

lOOO

6400

6466 6406

1866 1800

6400 !

800

1800

1860

1806

1806

1800

1066 1660 1000 1000

1600

750

750

1006

1606

1000

500, 500 566

445

435 560

433

447

59О 577

2,88

4,6

4,6

4 ° О

4,6

2,85

5,28

5,0

3iO

3,6

Оысота конического днища (Н), нн

- 430

436

436

430

430

436

436

430

296

290

Расстояние от выходного конца разделителя до натрубив выгрузки (Ь), w

365 365. 365 365 250 258 387 396 246 246

0,58

0.6

6>85

0,85

0,85

0,85

6,85

6,85

0,9

0,92

" Гидравлическое сопротивление устройства, кйа 1,51

6;78

1,16

1,56

I,42

0,76

0,71

0,76

1,65

1,15

Сюдеркание частиц посторонних включений размером более 0,5 ии а саке, Ф

0,014

0,0603

0,014

6,0031

0,0Г4

0,002!

О, 014

О, 661

0,014

0,6622

0,014

0,6004

0,014

0,0061

0,614

0,003

0,0!4

0,002

6,014

0,002 перед устройством после устройства

0,248 0,196

Количество частиц посторонних включений в отходах, кг/ч

О,!19

6,234

0,246

0,249

0,216 0,248

0,212

0,139

Количество саки в отходах, кг/ч

Зфрективность cwscTees 8

0,330

О, 350

97,9

1,64

0,286 .

97,1

О, 230

84,3

О, 766

98,6

6,240

85,7

0,920

97.9

0,226

85,6

Э -"

1,73

77,9

92,9

99,3

Продолкение таблицы

Очистка

Известному сами по устройству

Наименование, Расход сакееого аэрозоля, поступаюцего а устройство, мз/ч

3666

1000

3666 3660

1000 1660

3666

1666

6400

3666

1060

3666

1800

1600

Расход саки, кг/ч

1606

Диаиетр болькего основания конусов (р) мм

Диаметр разделителя потоков (4), we!

50 . 756 335 327

756 756

750

756

756

1060

375

375

Отнсюение пламадн больаего основания конуса к плсщади сечения разделителя потоков

4,0

4,6

4,0

4,0

5,0 5,26

296 296

Омсота конического дница (Н) ° мм

290 43Î

2960

290

290

Расстояние от выходного конца разделителя до патрубка выгрузки (te), we

174 261 267

246 246 168

Отновение расстояния от выхоцного конца разделителя до патрубка выгрузки к высоте конического дммцз (4/Н) 6,6 о,85 о,85

6,82 0.73

0,5) 0,92

0е9

1,12 6,77

Гидравлическое сопротивление устройства, кпа

1,44

1,68

0,72

1,71

Диаметр больвего осноеамия конусов, (D)e им

Диаметр разделителя потоков (а) ° ртноеемие площади боль" пего основания конуса к площади сечения разделителя потоков

Отноыение расстояния от выходного конца разделителя до патрубка выгрузки к высоте конического днища .

/Н/Н) . Предлагаемому

| )- ) Т (! ) ) °

1711979

Ррололжение таблицы

Pu rxs сажи ло устрейству

l2 113 Ill

Известному

Наименование

j16 1 ) г

Содержание частиц посторонних включений разиерсн более 0,9 ни в саже, Ф перед устройствои

0,014

О ° 0002

0,014

О ° 001

0,014.

О, 002,1

0,014

О ° 0003

О, 014

О,ООО2.0,014

0,0030

0,014

0,0041

О, 014

О ° 0042

0,138 0,130

О;137 . 0,138

О, 119

0,178

0,110

0,098. Количество сажи в отходах, кл/ч

0,210

97, Ч

l,99

О ° 740

98,6

1,68

78,6

6,92

70,7

6 ° 88

70,0

О, 190

89,0

0,880

Эффективность очистки,,t

92,9

98,6

Редактор М;Петрова Техред М.Моргентал рр р

Заказ 489 Тираж Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС и ГКНТ СССР

133035, Москва, Ж-%, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина. 101 после устройства

Количество частиц посторонних вклзчений ° отходах, кг/ч

t!

Составитель Л.К)лдашева

Ко екто Н.Ревская