RU2326718C1

RU2326718C1 - Gas purification plant

Info

Publication number: RU2326718C1
Application number: RU2007103660/15A
Authority: RU
Inventors: Леонид Анатольевич Ярыгин (RU); Леонид Анатольевич Ярыгин
Original assignee: Леонид Анатольевич Ярыгин
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-06-20

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: plant incorporates a filter chamber with branch pipes to intake contaminated gas and to discharge purified gas, a device to create the filter material vertical flows, a hopper for fresh filter material, a collector for waste filter material and a device for returning the filter material. Inclined flat plates are arranged in two vertical rows inside the said chamber. Each of the said first row plates is set with a 150-300 mm gap at an angle of α=30-60° to the chamber horizontal axis, while the second row plates are set in pairs at an angle of β=90° to each other and with a gap between them of 150-300 mm. The device to create the filter material vertical flows is made up of two branch pipes, two plate gates, two rectangular section diffusers with the distribution flat plates arranged inside the said diffuser at an angle of γ=0-70° to the device vertical axis. The contaminated gas intake branch pipe is open to the contaminated gas duct, the purified gas discharge branch pipe in open to the gas duct, the fan and the branch pipe discharging purified gas into atmosphere.

EFFECT: higher efficiency of gas purification and higher reliability of the plant operation.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области очистки газов от пыли и различных вредных газовых соединений посредством пропускания подлежащего очистке газа сквозь поток гравитационного движущегося фильтрующего сыпучего материала и может быть использовано в металлургической, химической и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of gas purification from dust and various harmful gas compounds by passing the gas to be cleaned through a stream of gravitational moving filter bulk material and can be used in metallurgical, chemical and other industries.

Известно устройство для очистки газов, содержащее корпус, с входящими и отходящими патрубками зернистого фильтрующего материала и штуцера подвода паров реакционного вещества, пылеотводящими патрубками и сеткой для обеспыливания зернистого материала в виде вибросита, вертикальные системы жалюзийных элементов, набранных из плоских параллельных пластин, размещенных в корпусе, причем каждая система жалюзийных элементов выполнена с возможностью обеспечения волнообразного перемещения зернистого материала в вертикальном направлении /Патент РФ №2132219, МПК В01D 46/32, 1999 г./.A device for cleaning gases, comprising a housing, with incoming and outgoing nozzles of a granular filter material and a fitting for supplying vapors of a reaction substance, dust extraction nozzles and a mesh for dedusting a granular material in the form of a vibrating screen, vertical systems of louvered elements assembled from flat parallel plates placed in a housing and each system of louvre elements is configured to provide wave-like movement of the granular material in the vertical direction / Pa tent of the Russian Federation No. 2132219, IPC B01D 46/32, 1999 /.

В процессе эксплуатации этого устройства происходит зарастание твердыми отложениями зазоров в системах жалюзийных элементов со стороны входа загрязненных газов внутрь корпуса устройства, что снижает газопроницаемость жалюзийных элементов и повышает гидравлическое сопротивление. Кроме того, при очистке газов от пыли и смолистых загрязнений возможно зависание зернистого фильтрующего материала внутри систем жалюзийных элементов, газопроницаемость которых резко падает и гидравлическое сопротивление возрастает, что приводит к падению производительности фильтра по очистке газов, вплоть до нулевой.During operation of this device, gaps in the louvre element systems are overgrown with solid deposits from the side of the inlet of contaminated gases into the device case, which reduces the gas permeability of the louvre elements and increases the hydraulic resistance. In addition, when cleaning gases from dust and resinous contaminants, it is possible that the granular filter material hangs inside the systems of louvre elements, the gas permeability of which decreases sharply and the hydraulic resistance increases, which leads to a decrease in the filter performance for gas cleaning, up to zero.

Наиболее близким техническим решением является фильтр для очистки газов, содержащий фильтровальную камеру с патрубком для подвода загрязненных и отвода очищенных газов, устройство для создания вертикальных потоков фильтрующего материала в виде сочетания провальной, колосниковой решетки с продольными пазами и установленных на выходе каждого продольного паза вертикального разгонного направляющего канала, бункер свежего фильтрующего материала, пылесборник и систему возврата фильтрующего материала /Патент РФ №2022621, М.кл. В01D 46/34, 1994 г./.The closest technical solution is a filter for gas purification, containing a filter chamber with a nozzle for supplying polluted and discharging purified gases, a device for creating vertical flows of filter material in the form of a combination of a grate, grate with longitudinal grooves and a vertical accelerating guide installed at the output of each longitudinal groove channel, a hopper of fresh filter material, a dust collector and a filter material return system / RF Patent No. 2022621, M.cl. B01D 46/34, 1994.

Недостатками известного устройства являются низкая эффективность очистки газов и большой расход фильтрующего материала для создания вертикальных свободно падающих потоков.The disadvantages of the known device are the low efficiency of gas purification and the high consumption of filter material to create vertical free-falling flows.

Большие расходы фильтрующего материала для создания вертикальных свободно падающих потоков внутри фильтра, которые необходимо компенсировать использованием многократной рециркуляции фильтрующего материала с помощью системы его возврата. Большие расходы, свободное падение падающего потока и многократная рециркуляция фильтрующего материала ведут к механическому разрушению частиц фильтрующего материала, пылеобразованию и вторичному загрязнению пылью газов, очищенных в фильтре.High costs of the filter material to create vertical free-falling flows inside the filter, which must be compensated by using multiple recirculation of the filter material using its return system. High costs, free fall of the incident stream and repeated recirculation of the filter material lead to mechanical destruction of the particles of the filter material, dust formation and secondary pollution by dust of the gases purified in the filter.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности очистки газов и надежности работы установки для очистки газов путем предотвращения зависания фильтрующего материала в виде пыли и смолистых отложений внутри фильтра при минимальном расходе фильтрующего материала.The objective of the invention is to increase the efficiency of gas purification and the reliability of the installation for gas purification by preventing the filter material from hanging in the form of dust and tar deposits inside the filter with a minimum consumption of filter material.

Поставленная задача достигается тем, что в установке для очистки газов, содержащей фильтровальную камеру с патрубками подвода загрязненных и отвода очищенных газов, устройство для создания вертикальных потоков фильтрующего материала, бункер свежего фильтрующего материала, сборник отработанного фильтрующего материала, устройство возврата фильтрующего материала, новым является то, что внутри фильтровальной камеры установлены наклонные плоские пластины, расположенные в два вертикальных ряда, в первом ряду каждая из пластин установлена с зазором 150-300 мм под углом α=30-60° к горизонтальной оси камеры, а во втором ряду пластины установлены попарно под углом β=90° друг к другу с высотой зазора между пластинами равной 150-300 мм, а устройство для создания вертикальных потоков фильтрующего материала выполнено в виде двух патрубков, двух пластинчатых шиберов, двух диффузоров прямоугольного сечения, с установленными внутри распределительными плоскими пластинами, расположенными под углом γ=0-70° относительно вертикальной оси устройства, при этом вход патрубка подвода загрязненных газов соединен с газоходом загрязненных газов, патрубок отвода очищенных газов соединен с газоходом, вентилятором и трубой выброса очищенных газов в атмосферу.This object is achieved in that in a gas purification installation comprising a filter chamber with contaminated and purged gas inlets, a device for creating vertical flows of filter material, a hopper for fresh filter material, a collection of spent filter material, a filter material return device, is new that inclined flat plates are installed inside the filter chamber located in two vertical rows, in the first row each of the plates is installed and with a gap of 150-300 mm at an angle α = 30-60 ° to the horizontal axis of the chamber, and in the second row, the plates are installed in pairs at an angle β = 90 ° to each other with a height of the gap between the plates equal to 150-300 mm, and the device for creating vertical flows of filtering material is made in the form of two nozzles, two plate gates, two rectangular diffusers, with distribution flat plates installed inside, located at an angle γ = 0-70 ° relative to the vertical axis of the device, while the input of the supply pipe for contaminated ha the call is connected to the flue gas duct, the cleaned gas outlet pipe is connected to the flue duct, the fan and the exhaust gas exhaust pipe.

Распределительные плоские пластины, вставленные внутри корпуса диффузора прямоугольного сечения, обеспечивают быструю замену при их абразивном износе под действием частиц фильтрующего материала.Distribution flat plates inserted inside the rectangular diffuser case provide quick replacement during abrasive wear under the influence of particles of filtering material.

Наличие двух вертикальных рядов пластин внутри камеры обеспечивает сначала грубую - в первом ряду, а затем тонкую очистку газа - во втором ряду пластин.The presence of two vertical rows of plates inside the chamber provides first coarse - in the first row, and then fine gas purification - in the second row of plates.

В первом ряду фильтрующий материал пересыпается с пластины на пластину без изменения направления своего движения, при этом загрязненные газы контактируют преимущественно только с частицами фильтрующего материала вертикального потока, вследствие чего пыль и смолистые компоненты газа не осаждаются на поверхностях пластин этого ряда.In the first row, the filter material is poured from plate to plate without changing the direction of its movement, while the contaminated gases come into contact mainly with the particles of the filter material of the vertical flow, as a result of which dust and resinous gas components do not settle on the surfaces of the plates of this series.

В первом ряду пластин происходит грубая очистка газов, при которой основное количество пыли, смолистых и масляных загрязнений оседает на частицах вертикального потока фильтрующего материала, пластинах и удаляется с этих поверхностей движущими частицами фильтрующего материала в сборник отработанного фильтрующего материала, в результате чего зарастание пластин и зазоров первого ряда твердыми отложениями не происходит.Coarse gas cleaning occurs in the first row of plates, in which the main amount of dust, tar and oil contaminants settles on the particles of the vertical flow of filter material, the plates and is removed from these surfaces by moving particles of the filter material into the collection of spent filter material, resulting in overgrowing of the plates and gaps the first row of solid deposits does not occur.

Во втором ряду фильтрующий материал пересыпается с пластины на пластину с изменением направления своего движения на угол, равный β=90°, благодаря чему увеличивается время и удлиняется траектория движения частиц фильтрующего материала в этом ряду. На частицах фильтрующего материала потока второго ряда происходит тонкая доочистка загрязненных газов от масляных и смолистых паров и от мелкодисперсных фракций пыли.In the second row, the filter material is poured from plate to plate with a change in the direction of its movement by an angle equal to β = 90 °, due to which time increases and the trajectory of the particles of filter material in this row is lengthened. On the particles of the filter material of the second row stream, fine purification of contaminated gases from oil and tar vapors and from fine dust fractions takes place.

Угол наклона пластин α=30-60° к горизонтальной оси фильтра определяется углом естественного откоса частиц в движении у разных фильтрующих материалов - адсорбентов.The angle of inclination of the plates α = 30-60 ° to the horizontal axis of the filter is determined by the angle of repose of particles in motion for different filter materials - adsorbents.

Например, при использовании «песчаного» глинозема в качестве адсорбента оптимальный угол наклона пластин к горизонтальной оси фильтра равен α=60°, при использовании известковой крупки - α=45°, при использовании коксовой крупки - α=30°.For example, when using “sandy” alumina as an adsorbent, the optimal angle of inclination of the plates to the horizontal axis of the filter is α = 60 °, when using lime grains, α = 45 °, and when using coke grains, α = 30 °.

Зазор между пластинами в 150-300 мм является оптимальным для минимизации гидравлического сопротивления фильтра и одновременно для повышения эффективности очистки газов.The gap between the plates of 150-300 mm is optimal to minimize the hydraulic resistance of the filter and at the same time to increase the efficiency of gas purification.

Например, при зазоре между пластинами в 300 мм, имеющими оптимальный угол наклона пластин α=30° к горизонтальной оси фильтра при использовании коксовой крупки в качестве адсорбента и соответствующей скорости воздуха в нем, равной v=5 м/сек, оптимальное гидравлическое сопротивление первого ряда пластин равно ρ=30 Па, при зазоре между пластинами в 150 мм, имеющими оптимальный угол наклона пластин α=60° к горизонтальной оси фильтра при использовании песчаного глинозема в качестве адсорбента и соответствующей скорости воздуха в нем, равной v=10 м/сек, оптимальное гидравлическое сопротивление первого ряда равно ρ=845 Па, а при зазоре между пластинами в 200 мм, имеющими оптимальный угол наклона пластин α=45° к горизонтальной оси фильтра при использовании известковой крупки в качестве адсорбента и соответствующей скорости воздуха в нем, равной v=7,5 м/сек, оптимальное гидравлическое сопротивление первого ряда пластин равно ρ=185 Па.For example, when the gap between the plates is 300 mm, having an optimal angle of inclination of the plates α = 30 ° to the horizontal axis of the filter when using coke grains as an adsorbent and the corresponding air velocity in it equal to v = 5 m / s, the optimal hydraulic resistance of the first row of the plates is ρ = 30 Pa, with a gap between the plates of 150 mm having an optimal angle of inclination of the plates α = 60 ° to the horizontal axis of the filter when using sand alumina as an adsorbent and the corresponding air velocity in it equal to v = 10 m / s,the optimal hydraulic resistance of the first row is ρ = 845 Pa, and with a gap between the plates of 200 mm having an optimal angle of inclination of the plates α = 45 ° to the horizontal axis of the filter when using lime grains as an adsorbent and the corresponding air velocity in it equal to v = 7.5 m / s, the optimal hydraulic resistance of the first row of plates is ρ = 185 Pa.

На фиг.1 показан общий вид установки для очистки газов с фильтровальной камерой, на фиг.2 - диффузор устройства для создания вертикальных потоков фильтрующего материала в фильтровальной камере.Figure 1 shows a General view of the installation for gas purification with a filter chamber, figure 2 - diffuser device for creating vertical flows of filter material in the filter chamber.

Установка включает в себя установленные в технологической последовательности газоход 1 загрязненных газов, фильтровальную камеру 2 с патрубком 3 подвода загрязненных газов, патрубком 4 отвода очищенных газов, газохода 5, вентилятора 6, трубы 7 выброса очищенных газов, бункера 8 свежего фильтрующего материала, устройство для создания вертикальных потоков фильтрующего материала, выполненное в виде двух патрубков 9 и 10, двух пластинчатых шиберов 11 и 12, двух диффузоров 13 и 14 прямоугольного сечения с установленными внутри распределительными плоскими пластинами 15 и 16, расположенными под углом γ=0-70° относительно вертикальной оси устройства, внутри фильтровальной камеры 2 расположены два вертикальных ряда 17 и 18 плоских наклонных пластин, в первом ряду 17 каждая из пластин установлена с зазором 150-300 мм под углом α=30-60° к горизонтальной оси камеры 2, а во втором ряду 18 пластины установлены попарно под углом β=90° друг к другу с высотой зазора между пластинами, равной 150-300 мм, устройство для удаления фильтрующего материала из камеры 2 в виде сборника 19 отработанного фильтрующего материала с переходными патрубками 20 и 21, роторными движителями 22 и 23, разгрузочными течками 24 и 25 отработанного фильтрующего материала, устройство возврата фильтрующего материала в камеру 2 в виде перекидных шиберов 26 и 27, течек 28 и 29 возврата фильтрующего материала, элеваторного конвейера 30, течки разгрузочной 31.The installation includes a flue gas duct 1 installed in the technological sequence, a filter chamber 2 with a nozzle 3 for supplying polluted gases, a nozzle 4 for exhausting purified gases, a duct 5, fan 6, a pipe 7 for emitting purified gases, a hopper 8 for fresh filter material, a device for creating vertical flows of filter material, made in the form of two nozzles 9 and 10, two plate gates 11 and 12, two diffusers 13 and 14 of rectangular cross section with distribution plates installed inside plates 15 and 16, located at an angle γ = 0-70 ° relative to the vertical axis of the device, inside the filter chamber 2 are two vertical rows 17 and 18 of flat inclined plates, in the first row 17 each of the plates is installed with a gap of 150-300 mm under the angle α = 30-60 ° to the horizontal axis of the chamber 2, and in the second row 18 of the plate are installed in pairs at an angle β = 90 ° to each other with a height of the gap between the plates equal to 150-300 mm, a device for removing filter material from the chamber 2 in the form of a collection 19 of spent filter material with transitional nozzles 20 and 21, rotary propellers 22 and 23, discharge chutes 24 and 25 of spent filter material, a device for returning filter material to the chamber 2 in the form of flapper shafts 26 and 27, leaks 28 and 29 for returning filter material, elevator conveyor 30, unloading chute 31.

Устройство для очистки газов работает следующим образом. В фильтровальную камеру 2 из бункера 8 свежего фильтрующего материала через патрубки 9 и 10, пластинчатые шибера 11 и 12, диффузоры 13 и 14 с распределительными плоскими пластинами 15 и 16 поступает свежий фильтрующий материал одновременно на первый 17 и второй 18 ряды пластин, на которых посредством пересыпания материала создаются два вертикальных потока из фильтрующего материала на пути загрязненных газов, поступающих внутрь камеры 2 через газоход 1 и патрубок 3 подвода загрязненных газов, которые очищаются посредством взаимодействия с фильтрующим материалом, затем газы удаляется из камеры 2 через патрубок 4 отвода очищенных газов, газоход 5, вентилятор 6 и трубу 7 выброса очищенных газов в атмосферу.A device for cleaning gases works as follows. Fresh filter medium enters the filter chamber 2 from the hopper 8 of the fresh filter material through nozzles 9 and 10, plate gates 11 and 12, diffusers 13 and 14 with distribution flat plates 15 and 16, simultaneously on the first 17 and second 18 rows of plates, on which Material spillage creates two vertical flows from the filter material in the path of contaminated gases entering the chamber 2 through the duct 1 and the pipe 3 for supplying contaminated gases, which are cleaned by interacting with the filter m material gases are then removed from the chamber 2 via conduit 4 removing purified gas flue 5, fan 6 and the discharge conduit 7 purified gas into the atmosphere.

Фильтрующий материал, пройдя через два ряда 17 и 18 пластин, собирается в сборнике 19 отработанного фильтрующего материала откуда через переходные патрубки 20 и 21, роторные движители 22 и 23, разгрузочные течки 24 и 25 удаляется или через перекидные шибера 26 и 27, течки 28 и 29 поступает в элеваторный конвейер 30 для рециркуляции фильтрующего материала и через течку 31 разгрузочную поступает в бункер 8 свежего фильтрующего материала на повторное использование в камере 2.The filter material, passing through two rows of 17 and 18 plates, is collected in a collection box 19 of spent filter material from where through adapter pipes 20 and 21, rotary movers 22 and 23, discharge chutes 24 and 25 are removed or through flapper shafts 26 and 27, chutes 28 and 29 enters the elevator conveyor 30 to recycle the filter material and through the chute 31, the discharge enters the hopper 8 of fresh filter material for reuse in the chamber 2.

Отработанный фильтрующий материал через 10-20 циклов рециркуляции в зависимости от состава, концентрации загрязнений газов и от сорбционной емкости фильтрующего материала удаляется из установки очистки газов.Spent filter material after 10-20 cycles of recirculation, depending on the composition, concentration of gas contaminants and the sorption capacity of the filter material, is removed from the gas treatment unit.

Предлагаемая установка позволяет производить очистку газов с эффективностью 90-93% при гидравлическом сопротивлении, не превышающем 200 Па, и при пониженном расходе фильтрующего материала.The proposed installation allows the purification of gases with an efficiency of 90-93% with a hydraulic resistance not exceeding 200 Pa, and with a reduced consumption of filter material.

Claims

Installation for gas purification, comprising a filter chamber with nozzles for supplying contaminated and exhausting purified gases, a device for creating vertical flows of filter material, a hopper of fresh filter material, a collection of spent filter material and a filter material return device, characterized in that inclined flat filters are installed inside the filter chamber plates located in two vertical rows, in the first row each of the plates is installed with a gap of 150-300 mm, at an angle α = 30-60 ° to the horizontal ntal axis of the chamber, and in the second row of the plate are installed in pairs at an angle β = 90 ° to each other with a gap height between the plates equal to 150-300 mm, and the device for creating vertical flows of filter material is made in the form of two nozzles, two plate gates, two rectangular diffusers with internal distribution flat plates located at an angle γ = 0-70 ° relative to the vertical axis of the device, while the input of the supply pipe for contaminated gases is connected to the flue gas duct s, the outlet pipe for cleaned gases is connected to the gas duct, fan and exhaust pipe for the cleaned gases into the atmosphere.