CS253055B1

CS253055B1 - Device for continuous separation of solid particles from gaseous mixtures

Info

Publication number: CS253055B1
Application number: CS843574A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Vitovec; Jan Cermak; Jiri Smolik
Original assignee: Jaroslav Vitovec; Jan Cermak; Jiri Smolik
Priority date: 1984-05-14
Filing date: 1984-05-14
Publication date: 1987-10-15
Also published as: CS357484A1

Abstract

Zařízení pro kontinuální odlučování částic tuhých látek z plynných směsí, zvláště tuhých látek vatovité struktury za přítomnosti polotuhých nebo dehtovítých látek, obsahuje temperovaný plášt s přívodem plynné směsi, válcovou kónusovitě zúženou nádobu, jímku odloučených částic, připojenou ke spodní části pláště a výstupy plynné směsi se zbytkem neodloučených částic. Válcová kónusovitě zúžená nádoba má dvojitěé děrované stěny potažené plynopropustnou vrstvou, mezi které ústí přívody čistého plynu, přičemž její horní válcová část, tvořící vstupní hrdlo odlučovače, je těsně připojena k horní vnitřní stěně temperovaného pláště a na její kónusové zúžení navazuje výstupní hrdlo, ústící do jímky připojené ke spodní části pláště. Nádoba je kónusovitě zúžena na 1/3 až 1/2 průměru pláště. K výstupům z mezikruhového prostoru mezi temperovaným pláštěm a výstupním hrdlem jsou přívody připojeny filtry s filtrační vrstvou z drátěného pletiva, opatřené výstupem plynné směsi a výstupem částic zachycených filtrační vrstvou.A device for continuous separation of solid particles from gaseous mixtures, especially solids of a cotton-like structure in the presence of semi-solid or tarry substances, comprises a tempered jacket with a gas mixture inlet, a cylindrical conically tapered vessel, a sump of separated particles connected to the lower part of the jacket and outlets of the gas mixture with the remainder of the non-separated particles. The cylindrical conically tapered vessel has double perforated walls coated with a gas-permeable layer, between which the pure gas inlets open, while its upper cylindrical part, forming the inlet neck of the separator, is tightly connected to the upper inner wall of the tempered jacket and its conical narrowing is followed by an outlet neck, opening into a sump connected to the lower part of the jacket. The vessel is conically tapered to 1/3 to 1/2 of the diameter of the jacket. The inlets are connected to the outputs from the inter-annular space between the tempered jacket and the outlet neck by filters with a filter layer made of wire mesh, equipped with an outlet for the gas mixture and an outlet for particles captured by the filter layer.

Description

Vynález se týká zařízení pro kontinuální odlučováni částic tuhých látek z plynných směsí, zvláště tuhých látek vatovité struktury za přítomnosti polotuhých nebo dehtovitých látek.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for the continuous separation of solid particles from gaseous mixtures, in particular solids of cotton-like structure in the presence of semi-solid or tar-like materials.

V literatuře je popsána a patentově chráněna řada zařízeni pro odlučování částic tuhých látek z plynných směsi. Jsou to různé filtrační systémy, cyklony, rukávové filtry apod. V některých přípaceh však nelze těchto běžně známých zařízeni používat, zvláště tam, kde jsou v plynných směsích přítomny polotuhé nebo dehtovité látky, které ulpívají na filtračních materiálech, a filtry se musí periodicky pracně čistit a v některých případech se už vůbec vyčistit nedají. Dále je to skupina látek vatovité struktury, které jsou v plynných směsích přítomny v chomáčcích a obtížně se oddělují například v cyklonech.A number of devices for separating solid particles from gaseous mixtures are described and patented in the literature. These are various filtration systems, cyclones, bag filters, etc. In some cases, however, these commonly known devices cannot be used, especially where semi-solid or tarry substances are present in the gas mixtures that adhere to the filter materials, and the filters must be periodically cleaned and in some cases they cannot be cleaned at all. Furthermore, it is a group of cotton-like substances which are present in gas mixtures in tufts and are difficult to separate, for example in cyclones.

V AO SSSR č. 611 646 je chráněn inerčni odlučovač, v němž se dosahuje vysokých účinnosti odlučování prachových částic v kónickém tělese s žaluziovými mřížkami, umístěnými pod úhlem k povrchu tohoto tělesa. Uvedený odlučovač je vhodný pro odlučováni suchých prachových částic, avšak nelze jej použit pro kontinuální odlučování částic tuhých látek vatovité struktury z plynných směsí, obsahujících navíc dehtovité látky, které se lepí na žaluzie a vatovité částice ulpívají mezi žaluziemi a po krátké době vyřadí odlučovač z provozu.In US Pat. No. 611,646, an inertial separator is protected in which high dust removal efficiency is achieved in a conical body with louver grids positioned at an angle to the surface of the body. The separator is suitable for separating dry dust particles, but it cannot be used for the continuous separation of solid particles of a cotton wool structure from gaseous mixtures containing, in addition, tars which adhere to blinds and cotton wool particles adhere between the blinds. .

Francouzský patent č. 74 41685 (FR PP č. 2 293 962) chrání odprašovací průmyslový filtr, jehož filtrační vrstvu tvoří kovové granulované částice s velikostí a tlouštkou vrstvy od několika mm do několika cm, s širokým použitím pro práci při vysokých teplotách, podle povahy tekutiny nebo prachů, vybavený ventilátory pro jejich cirkulaci a případně spojený s cyklonem. Toto, na pohled univerzální zařízení, má nevýhodu v tom, že celé množství tekutin s tuhými částicemi prochází filtrační vrstvou, která se brzy zalepí při odlučování vatovitých částic z plynů, obsahujících dehtovité látky, jako například při odlučování částic naftalenu, ftalanhydridu apod. z plynných směsi při jejich výrobě, a vyřadí filtr z provozu. Zařízení je navíc příliš složité a při dopravě, resp. cirkulaci pomocí ventilátorů a zachycování částic v cyklonech vyvstává nebezpečí výbuchu v důsledku tvorby elektrostatického náboje. Zvláště při výrobě některých látek jako naftalenu, ftalanhydridu apod. mají pro kontinuální provoz uvedené nevýhody popsaného filtru klíčový význam.French Patent No. 74 41685 (FR PP No. 2 293 962) protects a dust extraction industrial filter whose filter layer consists of metal granular particles with a layer size and thickness from a few mm to a few cm, widely used for working at high temperatures, depending on the nature liquid or dust, equipped with fans for their circulation and possibly associated with a cyclone. This, apparently universal device, has the disadvantage that the entire amount of particulate fluids passes through a filter layer which soon becomes sticky when separating cotton wool particles from tar-containing gases, such as the separation of naphthalene, phthalic anhydride and the like from gaseous particles. mixture during their production, and decommission the filter. Moreover, the device is too complicated and during transport, respectively. circulation by fans and trapping of particles in cyclones creates the risk of explosion due to the formation of electrostatic charges. Especially in the production of certain substances such as naphthalene, phthalic anhydride and the like, the disadvantages of the described filter are of key importance for continuous operation.

Podstatou vynálezu je zařízeni pro kontinuální odlučování částic tuhých látek z plynných směsí, zvláště tuhých látek vatovité struktury za přítomnosti polotuhých nebo dehtovitých látek, obsahující temperovaný plást v přívodem plynné směsi, válcovou, kónusovitě zúženou nádobu, jímku odloučených částic, připojenou ke spodní části pláště a výstupy plynné směsi se zbytkem neodloučených částic, u nějž válcová kónusovitě zúžená nádoba má dvojité děrované stěny, potažené plynopropustnou vrstvou, mezi které ústí přívody čistého plynu, přičemž její horní válcová část, tvořící vstupní hrdlo odlučovače je těsně připojena k horní vnitřní stěně temperovaného pláště a na její kónusové zúžení navazuje výstupní hrdlo, ústící do jímky, připojené ke spodní části pláště. Uvedená válcová nádoba je kónusovitě zúžena na 1/3 až 1/2 průměru pláště.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an apparatus for continuously separating particulate solids from gaseous mixtures, particularly cotton wool solids in the presence of semi-solid or tar-like materials, comprising a tempered sheath in the gas inlet, a cylindrical, conically tapered vessel. a gas mixture outlet with the remainder of the non-separated particles, wherein the cylindrical conically tapered vessel has double perforated walls coated with a gas-permeable layer between which a clean gas inlet opens, its upper cylindrical portion forming the inlet throat of the separator is closely connected to the upper inner wall of the tempered jacket; its conical narrowing is followed by an outlet throat leading to a sump connected to the bottom of the housing. Said cylindrical vessel is tapered conically to 1/3 to 1/2 of the shell diameter.

Dalším znakem zařízení podle vynálezu je, že k výstupům z mezikruhového prostoru mezi temperovaným pláštěm a výstupním hrdlem jsou přívody připojeny filtry s filtrační vrstvou z drátěného pletiva, opatřené výstupem plynné směsi a výstupem částic zachycených filtrační vrstvou.Another feature of the device according to the invention is that to the outlets from the annular space between the tempered jacket and the outlet throat, the inlets are connected with filters with a wire mesh filter layer provided with a gas mixture outlet and an outlet of particles trapped by the filter layer.

Hlavní podíl, až 95 % částic, se odloučí v jednoduchém zařízení, a to shlukováním a zhutňováním vatovitých chomáčků zvýšenou rychlostí a následným snížením rychlosti, a zbytek, kolem 5 %, se zachytí na drátěném pletivu v podstatě na vlastními částicemi tvořené vrstvě, která bud sama, nebo lehkým poklepem odpadne do jímky. Proces odlučování částic se podstatně zjednoduší, probíhá kontinuálně, protože dehtovité látky, přítomné v plynné směsi, ulpívají na vatovitých shlucích a s nimi se odloučí a podstatně se sníží nebezpečí výbuchu, protože velké shluky částic jsou méně náchylné ke tvorbě elektrostatického náboje.The major portion, up to 95% of the particles, is separated in a simple device by agglomerating and compacting cotton wool tufts at increased speed and subsequent speed reduction, and the remainder, about 5%, is retained on the wire mesh essentially on its own particle-formed layer. alone or by light tapping it falls into the pit. The particle separation process is substantially simplified, continuously, since the tars present in the gas mixture adhere to and dissociate with cotton wool clusters and substantially reduce the risk of explosion because large particle clusters are less susceptible to electrostatic charges.

Na připojeném obrázku je schematicky znázorněno jedno možné provedení zařízení pro kontinuální odlučováni částic tuhých látek z plynných směsí.The attached figure schematically depicts one possible embodiment of a device for continuously separating solid particles from gaseous mixtures.

Zařízení sestává z pláště JL, zevně tepelně izolovaného nebo vyhřívaného, opatřeného přívodem 2 plynu obsahujícího tuhé částice. Uvnitř pláště 1. je umístěna nádoba 4 těsně připojená k jeho vnitřní stěně u přívodu _2< dále pak kónusovitě zúžená na 1/3 až 2/3 průměru pláště podle charakteru (velikosti sypného úhlu) odlučovaných částic. Ke konci zúžení je připojeno výstupní hrdlo 3,, které ústí do jímky _6 odloučených částic, připojené k plášti 1_. Nádoba 4. může být dvojitá, její vnitřní, popřípadě i vnější část může být opatřena po celé ploše otvory a potažena plynopropustnou vrstvou 7_ ze skleněné, hustě tkané tkaniny nebo ze syntetických materiálů v případě, že tuhá látka ulpívá na stěnách nádoby 4_.The apparatus consists of a jacket 11, externally thermally insulated or heated, provided with a gas inlet 2 containing solid particles. Inside the housing 1 is a container 4 tightly connected to its inner wall at the inlet 2, further conically tapered to 1/3 to 2/3 of the diameter of the housing according to the nature (size of the angle of repose) of the particles to be separated. At the end of the constriction there is attached an outlet orifice 3 which opens into a particle separator 6 connected to the housing 7. The container 4 may be double, its inner or outer part may be provided with openings over the entire surface and coated with a gas-permeable layer 7 of glass, densely woven fabric or synthetic materials if the solid adheres to the walls of the container 4.

Vnější část nádoby 4 je v tom případě opatřena přívody 8 plynu. K výstupům 2 ^na plášti _1 v místě připojení nádoby 4_ jsou připojeny filtry 10. Jsou to nádoby opatřené přívody 11 plynné směsi, v celém průřezu jejich výstupní části je umístěna filtrační vrstva 12 a za ní výstup 13 plynu ze zařízení. Výstup 14 odloučených částic může být připojen k jímceThe outer part of the container 4 is in this case provided with gas inlets 8. Filters 10 are connected to the outlets 2 ^{on the} housing 1 at the point of attachment of the container 4. These are containers provided with inlets 11 of the gaseous mixture; The outlet 14 of the separated particles can be connected to a sump

V případě, že odloučené částice jsou tavitelné, může se jejich vrstva periodicky z filtrů odtavovat. Filtrační vrstva 12 je vyrobena z pletiva kovového nebo z jiných, například syntetických materiálů, s otvory 0,1 až 10 mm, podle vlastnosti (tvaru a velikosti) odlučovaných částic.If the separated particles are fusible, their layer can be periodically melted from the filters. The filter layer 12 is made of metal mesh or other, for example synthetic materials, with openings of 0.1 to 10 mm, depending on the characteristics (shape and size) of the particles to be separated.

Zařízení podle předloženého vynálezu pracuje tak, že plynná směs obsahující tuhé částice se přivádí přívodem 2 do nádoby _4, kde se větší podíl tuhých částic ze směsi oddělí a padá do jímky _6. V případě, když částice tuhé látky ulpívají na stěnách nádoby 4, je tato opatřena přívody J3 plynu, kterými se bud přivádí kontinuálně menší množství čistého plynu, aby se zabránilo tvorbě nánosů na plynopropustné vrstvě Ί_, nebo se usazená vrstva periodicky odfukuje proudem čistého plynu a padá do jímky j5.The apparatus according to the present invention operates by feeding the gaseous mixture containing the solid particles through the inlet 2 into the vessel 4, where a larger proportion of the solid particles is separated from the mixture and falls into the sump 6. If the solid particles adhere to the walls of the vessel 4, it is provided with gas inlets 13 which either continuously feed a smaller amount of pure gas to prevent deposits on the gas-permeable layer 7 or the deposited layer is periodically blown off by a stream of pure gas and falls into the sump j5.

Plynná směs s menším podílem stržených tuhých částic odchází mezikruhovým prostorem 5^ mezi pláštěm 1_ a výstupním hrdlem 2 kónusovitě nádoby 4. a výstupy _9 do filtrů 10, kde se na filtrační vrstvě 12 zachytí prakticky veškeré částice a plyn odchází výstupem 13 ze zařízení. Vrstva částic zachycených na filtrační vrstvě 12 zvyšuje významně filtrační účinky a po určité době v případě, že klade větší odpor průchodu plynu, se oklepne, nebo se přiváděná plynná směs přepojí na druhý filtr. V případě, že odlučované částice jsou tavitelné, může se zachycená vrstva periodicky odtavovat, přičemž filtry 10 mohou být obráceny filtrační vrstvou 12 dolů.The gaseous mixture with less entrained solids flows through the annular space 5 between the shell 7 and the outlet neck 2 of the conical container 4 and the outlets 9 into the filters 10 where virtually all particles are trapped on the filter layer 12 and the gas leaves the outlet 13 from the device. The layer of particles retained on the filter layer 12 significantly increases the filtering effects and after a certain time, if it imposes greater resistance to the gas passage, it is shaken off or the supplied gas mixture is transferred to a second filter. If the particles to be separated are fusible, the entrapped layer may be periodically melted, and the filters 10 may be turned downward by the filter layer 12.

Chod zařízení byl zkušebně ověřován při odlučování tuhých částic ftalanhydridu a naftalenu z jejich horkých směsí se vzduchem. Koncentrace tuhých částic ve vzduchu se pohybovala v rozmezí 40 až 400 g částic v 1 in vzduchu, rychlost směsi v zařízení 0,5 až 5 m/s. V nádobě zúžené na 2/3 průměru pláště .1, se odloučilo 50 až 80 %, při zúžení na 1/3 průměru pláště JL se odloučilo 85 až 95 % tuhých částic. Ve filtru 10 byla filtrační vrstva zhotovena z drátěného pletiva s otvory ok 0,1 mm, 1 mm a 6 mm. Částicé naftalenu se zachytily totálně na pletivu s otvory ok 0,1 mm a z 99,5 % na pletivu s otvory 1 mm. Částice ftalanhydridu se odloučily na vrstvě s otvory 6 mm z 99,2 až 99,9 %. Ve všech případech se vrstva částic poklepem uvolnila z filtrační vrstvy, takže zařízení pracovalo kontinuálně. Po 3denním provozu se na vnitřní straně nádoby £ usazovala tenká vrstva desublimované látky, která se však snadno odfoukla proudem čistého vzduchu, přiváděným nárazově přívodem JL·The operation of the equipment was verified by testing during the separation of solid particles of phthalic anhydride and naphthalene from their hot mixtures with air. The solids concentration in the air was in the range of 40 to 400 g of particles in 1 in air, the mixture speed in the apparatus 0.5 to 5 m / s. In a vessel tapered to 2/3 of the diameter of the jacket 11, 50 to 80% of the particles were separated, while narrowing to 1/3 of the diameter of the jacket 11, 85 to 95% of the solid particles were separated. In the filter 10, the filter layer was made of wire mesh with 0.1 mm, 1 mm and 6 mm mesh apertures. Naphthalene particles were trapped totally on a 0.1 mm mesh and 99.5% on a 1 mm mesh. The phthalic anhydride particles separated from 99.2 to 99.9% on a 6 mm hole layer. In all cases, the particle layer was knocked out of the filter layer so that the device operated continuously. After a 3-day operation, a thin layer of desublimated material settled on the inside of the vessel 5, but was easily blown off by a stream of clean air supplied by the inlet JL.

Claims

An apparatus for continuously separating particulate solids from gaseous mixtures, in particular cotton-like solids in the presence of semi-solid or tar-like substances, comprising a tempered jacket with a gas inlet, a cylindrical conical tapered vessel, a trapped particle trap connected to the bottom of the jacket; outlets of the gas mixture with the remainder of the non-separated particles, characterized in that the cylindrical, conically tapered vessel (4) has double perforated walls coated with a gas-permeable layer (7) between which a clean gas inlet (8) opens. The separator is tightly connected to the upper inner wall of the tempered jacket (1) and its conical taper is connected to the outlet throat (3) opening into a sump (6) connected to the lower part of the jacket (1).

Device according to claim 1, characterized in that the container (4) is tapered conically to 1/3 to 1/2 of the diameter of the housing (1).

Device according to Claims 1 and 2, characterized in that the inlets (11) are connected to the outlets (9) from the annular space between the tempered jacket (1) and the outlet neck (3) by filters (10) with a filter layer (12) of wire. a mesh (13) having a gaseous mixture outlet (13) and an outlet (14) of particles trapped by the filter layer (12).