Способ регенерации волокнистых фильтров и устройство для его осуществления

Способ регенерации волокнистых фильтров и устройство для его осуществления

Реферат

 

Изобретение относится к области очистки газов от твердых частиц и может быть использовано в металлургии, химической промышленности, машиностроении. Цель - сокращение расхода смывной жидкости. Способ включает обработку фильтрующего слоя, расположенного в наклонном положении перемещаемой плоской струей жидкости с поступательной скоростью, определяемой из соотношения: V=V_с/cos, где V_с - максимальная скорость свободного стекания жидкости в фильтрующем слое; - угол между поверхностью фильтрующего слоя и вертикальным направлением, и с объемной скоростью жидкости Q=V_сSsin, где S - площадь зоны орошения. Устройство содержит трубчатый плоскофакельный ороситель, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси, электропривод и механизм передачи движения, выполненный в виде жестко прикрепленной к оросителю винтовой кулисы с ползуном, установленным с возможностью перемещения по винту. При этом в любом положении кулисы угол между ее продольной осью и осью винта равен углу между поверхностью фильтрующего слоя и осевой плоскостью струи смывной жидкости. 2 с. п. ф-лы, 1 ил. , 1 табл.

Изобретение относится к области очистки газов от твердых частиц и может быть использовано в металлургии, химической промышленности, машиностроении. Указанных недостатков лишены способ и устройство, которые предусматривают наклонное расположение плоских фильтрующих слоев, а также применение подвижного смывного устройства, содержащего трубчатый ороситель с рядом параллельных сопл и приводимого в возвратно-вращательное движение кривошипно-коромысловым механизмом. Ороситель создает ряд параллельных струй смывной жидкости, оси которых лежат в одной плоскости. За счет перекрывания этих струй обеспечивается создание плоского факела с зоной орошения, имеющей форму полосы. При работе этого механизма плоскость факела смывной жидкости вращается синхронно с вращением оросителя, а зона орошения перемещается возвратно-поступательно по закону, близкому к синусоидальному. Основной недостаток описанного способа - повышенный расход смывной жидкости. Цель изобретения - сокращение расхода смывной жидкости. Цель достигается путем создания в фильтрующем материале постоянно обновляющейся порции жидкости с крутым передним фронтом, движущимся с максимальной скоростью свободного стекания, что достигается за счет обеспечения такой зависимости угла поворота оросителя от времени, чтобы скорость перемещения зоны орошения по поверхности фильтрующего слоя сверху вниз была постоянной и равной максимальной скорости свободного стекания жидкости в фильтрующем слое, деленной на косинус угла между поверхностью фильтрующего слоя и вертикальным направлением, а объемная скорость подачи смывной жидкости равнялась произведению максимальной скорости свободного стекания на площадь зоны орошения и на синус указанного угла. Эффективность смывания твердых частиц с волокон фильтрующего материала тем выше, чем больше скорость стекания жидкости, а последняя возрастает с увеличением содержания смывной жидкости в единице объема фильтрующего материала. Максимальная скорость свободного стекания достигается при полном насыщении фильтрующего материала жидкостью. Предлагаемый способ регенерации обеспечивает создание в толще фильтрующего материала движущейся под действием силы тяжести порции жидкости с насыщенным горизонтальным фронтом (см. чертеж). Эта порция постоянно обновляется за счет подаваемой на верхнюю поверхность фильтрующего элемента плоской струи чистой жидкости и стекания отработанной загрязненной - с нижней его поверхности. Для обеспечения постоянной подпитки зона орошения должна перемещаться синхронно с фронтом порции жидкости, что достигается при равенстве скорости движения фронта и вертикальной составляющей скорости движения зоны орошения по поверхности фильтрующего слоя. Условия, регламентирующие величину объемной скорости подачи смывной жидкости, вытекают из необходимости полной компенсации оттока жидкости с нижней поверхности фильтрующего слоя. Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве механизм передачи движения выполнен в виде кулисно-винтового механизма, содержащего жестко прикрепленную к оросителю 2 кулису 7, в пазу которой расположен ползун 8, установленный с возможностью перемещения по винту 9, установленному с возможностью вращения вокруг своей оси и присоединенному к электроприводу 11, причем геометрические соотношения системы ось винта - продольная ось кулисы подобны соотношениям системы верхняя поверхность фильтрующего слоя - осевая плоскость выходных отверстий оросителя. Это условие выполняется при установке винта в такое положение, при котором в любом положении оросителя угол между продольной осью кулисы и осью винта равен углу между верхней поверхностью фильтрующего слоя и осевой плоскостью выходных отверстий оросителя. На чертеже изображен общий вид фильтрующего слоя и устройство для его регенерации. П р и м е р. Экспериментальные исследования производили на модели, содержащей слой нетканого волокнистого материала 1 толщиной h = 4 см, с размерами 55 х 41 см. Угол наклона к вертикали = 41^o. Фильтрующий слой запыляли путем пропускания через него аэрозоля. Эффективность регенерации оценивали путем измерения воздухопроницаемости фильтрующего слоя. Подачу смывной воды осуществляли поворотным трубчатым оросителем 2, имеющим ряд отверстий 3. Плоская струя 4 воды попадала на фильтрующий слой в зоне орошения 5, которую перемещали вниз по его поверхности со скоростью v = 0,335 м/с. При этом в фильтрующем слое образовывалась порция жидкости с передним фронтом 6, движущимся с максимальной скоростью свободного стекания v_c = 0,253 м/с. Привод вращения оросителя 2 имеет ползун 8 с внутренней резьбой, находящейся в зацеплении с винтом 9. Винт установлен с возможностью вращения в неподвижных подшипниках 10 и присоединен к электроприводу 11. Ползун имеет штифт, входящий в паз кулисы 7, которая жестко скреплена с оросителем 2 и может совместно с ним свободно вращаться вокруг оси О. Взаимное пространственное расположение описанных элементов таково, что угол между верхней поверхностью фильтрующего слоя и осевой плоскостью струи равен углу ₁ между продольной осью кулисы и осью винта. До начала процесса регенерации ползун 8 находится в крайнем положении А₁. При этом ось отверстий оросителя проходит через верхнюю точку фильтрующего слоя. В начальный момент одновременно подают смывную жидкость и включают электропривод 11. При этом винт 9 приходит во вращение с постоянной скоростью, ползун 8 передвигается с постоянной скоростью и через кулису 7 вращает ороситель 2 вокруг оси 0; струя жидкости перемещается из точки А вниз по поверхности фильтрующего материала. Благодаря подобию треугольников АВО и А₁В₁О достигается постоянство скорости движения зоны орошения вниз по поверхности фильтрующего слоя. Скорость движения ползуна 8 и геометрические соотношения размеров элементов конструкции устройства выбраны такими, чтобы вертикальная составляющая скорости движения точки по поверхности фильтрующей перегородки равнялась максимальной скорости свободного стекания жидкости. Были проведены две серии опытов. В первой серии суммарный объем воды равнялся количеству, потребному для регенерации по предложенному способу. Во второй серии путем интерполяции определено количество воды, потребное для проведения регенерации с эффективностью, равной эффективности предлагаемого способа. Результаты этих экспериментов приведены в таблице. Как видно из таблицы, при заданной эффективности регенерации предлагаемый способ требует наименьшего количества воды. Применение предложенных способа и устройства позволит в несколько раз сократить расход промывной жидкости, сократить сбросы вредных веществ, облегчит решение задачи создания безотходных технологий. (56) Патент США N 3775950, кл. В 01 D 46/12, 1973.

Формула изобретения

СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ВОЛОКНИСТЫХ ФИЛЬТРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1. Способ pегенеpации волокнистых фильтpов, включающий обpаботку фильтpующего слоя, pасположенного в наклонном положении пеpемещаемой плоской стpуей жидкости, отличающийся тем, что, с целью уменьшения pасхода смывной жидкости, пеpемещение стpуи по веpхней повеpхности фильтpующего слоя осуществляют с поступательной скоpостью V, опpеделяемой из соотношения V = , где V_с - максимальная скорость свободного стекания жидкости в фильтрующем слое; - угол между поверхностью фильтрующего слоя и вертикальным направлением, и с объемной скоростью жидкости 0= V_cSsin, где S - площадь зоны орошения. 2. Устpойство для pегенеpации волокнистых фильтpов, содеpжащее тpубчатый плоскофакельный оpоситель, установленный с возможностью вpащения вокpуг своей оси, электpопpивод и механизм пеpедачи движения, отличающееся тем, что, с целью уменьшения pасхода смывной жидкости, механизм пеpедачи движения выполнен в виде жестко пpикpепленной к оpосителю винтовой кулисы с ползуном в ее пазу, установленным с возможностью пеpемещения по винту, установленному с возможностью вpащения вокpуг своей оси и пpисоединенному к электpопpиводу, пpи этом в любом положении кулисы угол между ее пpодольной осью и осью винта pавен углу между повеpхностью фильтpующего слоя и осевой плоскостью стpуи смывной жидкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2