Батарейный циклон-теплообменник

Батарейный циклон-теплообменник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеоз Советских

Социалистических

Реслублик

< >997824 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.01.81 (21) 3272250/23-26 (51) М Кл с присоединением заявки №вЂ”

В 04 С 5/20

Гааударстаааамв каматат

СССР

Io дамам азебратааай н аткрмтнй (23) Приоритет—

Опубликовано 23.02.83. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 28.02.83 (53) УДК 621.928..37 (088.8) (72) Авторы изобретения

П. А.- Коузов и А. Д. Мальгин

Всесоюзный научно-исследовательский инсти охраны труда ВЦСПС (71) Заявитель (54) БАТАРЕЙНЫЙ ЦИКЛОН-ТЕПЛООБМЕННИК

Изобретение относится к технике очистки газов от пыли, может быть применено в газоочистных сооружениях, когда перед очисткой в рукавных фильтрах требуется предварительное охлаждение газа и удаление из него искр и угольков, например для очистки отходящих гаЗов от плавильных печей в металлургии- или от котельных агрегатов в теплоэнергетике.

Известен батарейный циклон, содержащий корпус с установленными внутри него циклонными элементами, расположенными наклонно к вертикали и имеющими тангенциальный подвод газа (1), Недостатком батарейного циклона является малая теплообменная площадь и вследствие этого плохое охлаждение газа.

Известен также батарейный циклон-теплообменник, содержащий корпус, разделенный трубной решеткой на камеру ввода запыленного газа, промежуточную камеру, камеру чистого газа, пылевую камеру и теплообменную камеру, патрубки ввода и вывода газа и теплоносителя, размещенные в теплообменной камере трубки с завихрителями и противоточные циклонные элементы (2) 2

Недостатки известного устройства — низкая степень очистки газа и недостаточный теплообмен между теплоносителем и очищаемым газом.

Цель изобретения — интенсификация теплообмена и повышение степени очистки газа.

Поставленная цель достигается тем, что в батарейном циклоне-теплообменнике, содержащем корпус, разделенный трубной решеткой на камеру ввода запыленного газа, промежуточную камеру, камеру очищенного газа, пылевую камеру и теплообменную камеру, патрубки ввода и вывода газа и теплоносителя, размещенные в теплообменной камере трубки с завихрителями и противоточные циклонные элементы, противоточные

ts циклонные.элементы расположены наклонно к вертикали, а трубки с завихрителями— наклонно к вертикали, к оси циклонных элементов и друг к другу и соединены с промежуточной камерой и камерой очищенного м Газа.

Кроме того, противоточные циклонные элементы и трубки с завихрителями подсоединены к промежуточной камере попарно, причем теплообменная камера собрана из из секций.

997824

На фиг. 1 изображен схематически батарейный циклон-теплообменник, разрез; на фиг. 2 — то же, вид сверху.

Батарейный циклон-теплообменник состо. ит из двух собирающих камер 1 очищенного газа, пылевых камер 2, секции теплообменных камер 3, промежуточных камер 4 чистого газа. Теплообменные камеры 3 состоят из противоточных трубчатых циклонных элементов 5, трубок 6 с завихрителями 7.

Циклонные элементы и трубки завихрителями соединяются между собой вертикальными стенками при помощи сварки. Установленные одна на другую секции теплообменных камер 3 образуют теплообменные камеры 8. Циклонные элементы 5 в секциях установлены под углом к вертикали, при этом входными патрубками 9 соединяются с камерой ввода запыленного газа 10, а выходными трубами 11 — с промежуточными камерами чистого газа 4. На каждые два вертикальных ряда циклонных элементов приходится одна промежуточная камера чистого газа. Со стороны обратной выхлопным трубам циклонные элементы соединены с пылевой камерой 2.

На каждые два вертикальных ряда циклонных элементов выполняется одна пылевая камера.

Трубки 6 с завихрителями расположены под тем же углом к вертикальной плоскости, что и циклонные элементы. В горизонтальной плоскости вихревые трубки с завихрителями расположены под углом к циклонным элементам. Со стороны завихрителей 7 трубки соединяются с промежуточной камерой 4 чистого газа. С противоположной стороны трубки выходят в камеру 1 очищенного газа. Для облегчения заводского изготовления, транспортировки и сборки, каждая секция имеет по вертикали не более 3 — 4 рядов циклонных противоточных элементов и

6 — 8 рядов трубок с завихрителями. При этом ниже каждого ряда циклонных элементов устанавливается один или два ряда трубок с завихрителями.

Вход газа в аппарат осуществляется через входной патрубок 12 в камеру 10 ввода запыленного газа. Выход очищенного газа осуществляется через два выходных патрубка 13, а выгрузка пыли через пылевыгрузные устройства 14. Противоточные циклонные элементы включают в себя также конусную вставку 15.

Устройство работает следующим образом.

Запыленный газовый поток под действием разности давления на входе и выходе из аппарата, создаваемых вентилятором или другим устройством, поступает через входной патрубок 12. Наиболее крупные фракции пыли под действием силы тяжести и инерции выделяются из потока и падают в бункерную часть камеры 10 ввода запыленного газа. Газ с оставшимися частицами пыли поступает через входные патрубки 9 в противоточные циклонные элементы 5.

Под действием центробежных сил частицы пыли отбрасываются к периферии и через кольцевую щель, образованную конусной вставкой 15 и корпусом циклона, вместе с частью газа поступают в пылевую камеру 2, откуда пыль периодически выгружается через пылевыгрузное устройство 14.

Из противоточных циклонных элементов через выходные трубки 11 очищенный газ поступает в промежуточную камеру 4 газа.

Из камеры 4 газ поступает в трубки 6, где закручивается лопастным завихрителем 7 в виде спирали проходит вдоль трубок и собирается в камерах очищенного газа 1, 15 откуда через патрубки 13 отсасывается дымососом или другим устройством и направляется в дымовую трубу или на следующую ступень очистки.

Воздух для подогрева подается в тепло20 обменную" камеру 8 снизу, омывая наружные стенки противоточных циклонных элементов и трубок с завихрителями, нагревается и выходит из верхней части теплообменных камер.

За счет турбулентного движения по спи2S рали нагретого газового потока, проходящего через циклонные элементы и трубки с завихрителями, достигается интенсивная передача тепла. В циклонных элементах передаче тепла способствует наличие в потоке нагретых частичек пыли, прижимающихся к стенкам.

Интенсивная передача тепла достигается также за счет расположения вихревых трубок под углом к циклонным элементам.

Благоприятные условия для передачи тепла создаются за счет того, что нисходящий врашающийся поток препятствует налипанию пыли на внутренних поверхностях противоточных циклонных элементов и трубок с завихрителями.

При передаче большого количества тепла, когда площади поверхности нагрева оказывается недостаточной, могут включаться две трубки с завихрителями на один противопоточный циклон, при этом диаметр трубок должен быть уменьшен. Чередование рядов противоточных циклонов с трубками и их положение под углом к горизонту дает возможность сократить габариты собирающих камер очищенного газа и пылевых камер, что благоприятно отражается на сокращении габаритов аппаратов и расходе металла на его изготовление.

В целях сокращения затрат труда на изготовление аппарата циклонные элементы и трубки выполняются из стандартных цилиндрических труб, а теплообменная камера собирается из теплообменных циклонных секций, изготавливаемых на заводе.

Блочная конструкция аппарата позволит значительно снизить стоимость монтажа.

997824

Формула изобретения

Фиг.1

Батарейный циклон-теплообменник предполагается использовать в котельных установках, работающих на мазуте, в первую очередь в тех случаях, когда зола содержит и енные компоненты и будет утилизироваться. Применение батарейного циклон-теплообменника позволит освободиться от регенеративных пластинчатых воздухоподогревателей, которые требуют частого ремонта и периодической чистки. В результате повысится эксплуатационная надежность котельной установки и будет обеспечиваться концентрация пыли в газах в пределах санитарных норм.

Батарейный циклон-теплообменник может быть также использован в установках очистки газов от электрических сталеплавильных и руднотермических печей плавки кремния и других цветных металлов, когда вместе с газом выделяется большое количество горящих угольков и когда для очистки в рукавных фильтрах газ долже быть охлажден.

Батарейный циклон-теплообменник может также использоваться в установках очистки газов вагранок. В этом случае в теплообменнике будет подогреваться воздух, подаваемый на дутье. Сократится расход кокса, уменьшится выделение сернистых газов, что благоприятно скажется на качестве выплавляемого металла и окружающей среде.

1. Батарейный циклон-теплообменник, 0держащий корпус, разделенный трубной решеткой на камеру ввода запыленного газа, промежуточную камеру, камеру очищенного газа, пылевую камеру и теплообменную камеру, патрубки ввода и вывода газа и теплоносителя, размещенные в теплообменной камере трубки с завихрителями и противоточные циклонные элементы, отличаюи ийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и повышения степени очистки газа, противоточные циклонные элементы расположены наклонно к вертикали, а трубки с завихрителями — наклонно к вертикали, к оси циклонных элементов и друг к другу и соединены с промежуточной камерой и камерой очищенного газа.

2. Циклон-теплообменник по п. 1, отличаюи1ийся тем, что противоточные циклонае ные элементы и трубки с завихрителями подсоединены к промежуточной камере попарно.

3. Циклон-теплообменник по п. 1, отличаюигийся тем, что теплообменная камера выполнена из секций.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 2854092, кл. 55 — 349 (В 04 с 3/04), опублик. 30.09.58.

2. Патент США № 2761526, кл. 55 — 269 (В 04 с 3/04), опублик. 14.08.53.

997824

° Составитель В. Апарин

Редактор Н. Пушненкова Техред И. Верес Корректор, И. Ватрушкина

Заказ 1002/11 Тираж 577 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4)5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4