Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ ПЫЛЕГАЗОВЫДЕЛЕНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ

Заявляемое изобретение относится к разновидностям вытяжных зонтов над технологическими агрегатами и может быть использовано в металлургической и других областях промышленности.

В частности, заявляемое изобретение может быть использовано для улавливания и отвода неорганизованных пылегазовыделений, образующихся при выплавке стали в среднетоннажных и крупнотоннажных электродуговых печах.

Пылегазовыделения, образующиеся при работе среднетоннажных и крупнотоннажных электродуговых печей, отводятся, как правило, двумя отдельными потоками. Отдельно отводятся организованные технологические печные газы из подсводового рабочего пространства печи, отдельно отводятся неорганизованные пылегазовыделения, выделяющиеся через неплотности в печи (например, через электродные зазоры в процессе плавки и кислородной продувки), а также при завалке печи, при сливе стали и на других этапах процесса плавки. Неорганизованные выбросы отходят от печи в виде вертикальной тепловой струи пылегазовыделений, поднимающейся вертикально под действием теплового напора горячих газов.

Наиболее известными и часто применяемыми устройствами для улавливания неорганизованных выбросов электродуговых печей являются крышные вытяжные зонты, устанавливаемые в конструкциях крыши электросталеплавильных цехов и соединенные газоходами с общей системой газоулавливания и газоочистки электродуговой печи.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является выбранное в качестве прототипа устройство для улавливания пылегазовыделений электропечи (Швец М.Н., Сталинский Д.В. Улавливание неорганизованных выбросов крупнотоннажных и среднетоннажных электросталеплавильных печей // Экология и промышленность. - 2006. - №1. - С.12-16), содержащее вытяжной зонт с вертикальными стенками, всасывающим проемом и газоотводящим патрубком.

Такое устройство имеет оптимальные размеры всасывающего проема в плане, соответствующие размерам потока неорганизованных выбросов на уровне всасывающего проема вытяжного зонта, что обеспечивает максимальную скорость всасывания газового потока и эффективное улавливание неорганизованных пылегазовыделений электропечи.

У заявляемого объекта и прототипа совпадают такие существенные признаки: оба устройства содержат вытяжной зонт с вертикальными стенками, всасывающим проемом и газоотводящим патрубком.

Анализ технических свойств прототипа, обусловленных его признаками, показывает, что достижению ожидаемого технического результата препятствуют такие причины. При "залповых" выбросах из электропечи неорганизованных потоков пылегазовыделений, происходящих при нарушениях технологических режимов плавки, а также вследствие "сквозняков" в цехе, вертикальный поток неорганизованных выбросов может смещаться в горизонтальной плоскости за габариты всасывающего проема вытяжного зонта и не улавливаться им, что снижает эффективность улавливания пылегазовыделений вытяжным зонтом.

В основу заявляемого изобретения поставлена задача создать такое устройство для улавливания пылегазовыделений, конструкция которого за счет усовершенствований путем введения новых элементов позволит обеспечить достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности улавливания пылегазовыделений.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для улавливания пылегазовыделений технологических агрегатов, которое содержит вытяжной зонт с вертикальными стенками, всасывающим проемом и газоотводящим патрубком, в соответствии с изобретением вытяжной зонт по периметру оборудован дополнительными вертикальными стенками и потолочными поверхностями, которые образуют газонакопительные емкости, при этом дополнительные вертикальные стенки установлены с внешней стороны вытяжного зонта на расстоянии 0,25-0,60 соответствующего размера ширины или длины всасывающего проема вытяжного зонта.

При использовании заявляемого изобретения обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности улавливания пылегазовыделений.

Между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом существует такая причинно-следственная связь.

При расчетных технологических режимах работы технологического агрегата потоки неорганизованных выбросов поступают в вытяжной зонт в пределах габаритов его всасывающего проема. Оптимальные размеры всасывающего проема вытяжного зонта обеспечивают максимальную сосредоточенную скорость всасывания потока неорганизованных выбросов, что обеспечивает максимальную эффективность газоулавливания вытяжным зонтом. Всасывающий проем и весь объем вытяжного зонта свободны от каких-либо препятствий и поэтому захвату и газоотводу тепловых потоков пылегазовыделений ничего не мешает. Направленная вертикально вверх кинетическая энергия и скорость теплового потока пылегазовыделений совпадают с направлением газоулавливания и газоотвода. Неорганизованные выбросы, смещающиеся за габариты всасывающего проема и не захватываемые всасывающим проемом вытяжного зонта, попадают в газонакопительные емкости, накапливаются в них, постепенно опускаются, засасываются во всасывающий проем вытяжного зонта и через газоотводящий патрубок вместе с основным потоком уловленных пылегазовыделений отводятся на газоочистку.

Размеры газонакопительных емкостей определены на основании наблюдений и исследований распространения и улавливания потоков пылегазовыделений неорганизованных выбросов технологических агрегатов.

Установка дополнительных вертикальных стенок с внешней стороны вытяжного зонта на расстоянии от его стенок, составляющем менее 0,25 соответствующего размера (ширины или длины) всасывающего проема вытяжного зонта, нецелесообразно, так как в этом случае неорганизованные выбросы, которые не захватываются всасывающим проемом вытяжного зонта и смещаются за его габариты, не полностью попадают в газонакопительные емкости. Часть этих потоков смещается за габариты газонакопительных емкостей и оказывается в свободном пространстве производственных помещений, что снижает эффективность улавливания пылегазовыделений вытяжным зонтом.

Установка дополнительных вертикальных стенок с внешней стороны вытяжного зонта на расстоянии от его стенок, составляющем более 0,60 соответствующего размера (ширины или длины) всасывающего проема вытяжного зонта, нецелесообразно, потому что неорганизованные выбросы, накапливающиеся в газонакопительных емкостях, будут не полностью засасываться во всасывающий проем вытяжного зонта и со стороны, противоположной всасывающему проему, будут частично выходить за габариты газонакопительных емкостей и попадать в свободный объем производственных помещений, что снижает эффективность улавливания пылегазовыделений вытяжным зонтом.

Сущность заявляемого устройства для улавливания пылегазовыделений технологических агрегатов поясняется чертежами, на которых изображено:

на фиг.1 - общий вид устройства, расположенного над электропечью;

на фиг.2 - вид на устройство в плане.

На чертежах приведены следующие обозначения:

1 - вертикальные стенки;

2 - всасывающий проем;

3 - газоотводящий патрубок;

4 - газонакопительные емкости;

5 - дополнительные вертикальные стенки;

6 - потолочные поверхности;

7 - электропечь;

8 - поток неорганизованных выбросов пылегазовыделений;

"а" - ширина всасывающего проема;

"b" - длина всасывающего проема;

"с" - расстояние между дополнительными стенками и стенками вытяжного зонта.

В конкретном примере выполнения заявляемое устройство для улавливания пылегазовыделений технологических агрегатов содержит прямоугольный вытяжной зонт, состоящий из четырех плоских вертикальных стенок 1 с открытым снизу всасывающим проемом 2 над технологическим агрегатом, с газоотводящим патрубком 3 в верхней части.

По периметру вытяжного зонта для образования газонакопительных емкостей 4 с его внешней стороны установлены на расстоянии от стенок 1 дополнительные вертикальные стенки 5 и потолочные поверхности 6. Газонакопительные емкости 4 образованы с одной стороны стенками 1 вытяжного зонта, с другой стороны дополнительными вертикальными стенками 5, а в верхней части потолочными поверхностями 6, которые плотно закрывают образованные газонакопительные емкости 4. Газонакопительные емкости 4 не соединены с газоотводящим патрубком 3 вытяжного зонта. При этом дополнительные стенки 5 установлены с внешней стороны вытяжного зонта на расстоянии "с" от стенок 1, причем расстояние "с" составляет 0,25-0,60 соответствующего размера ширины "а" или длины "b" всасывающего проема 2 вытяжного зонта.

Для улавливания пылегазовыделений, которые образуются при работе, например, 30-тонной электропечи 7, оптимальные размеры всасывающего проема 2 вытяжного зонта составляют: ширина "а" - 9,0 м, длина "b" - 9,0 м. Такие размеры обеспечивают максимальную сосредоточенную скорость всасывания потока неорганизованных выбросов 8 при всех расчетных режимах плавки в электропечи 7, что обеспечивает максимальную эффективность улавливания газов вытяжным зонтом. Дополнительные стенки 5 расположены от стенок 1 вытяжного зонта на расстоянии 3,0 м, что составляет 0,33 соответствующего размера ширины "а" и длины "b" всасывающего проема 2 вытяжного зонта.

Заявляемое устройство для улавливания выбросов технологических агрегатов работает следующим образом.

При всех расчетных режимах плавки электропечи 7 потоки пылегазовыделений неорганизованных выбросов 8 поступают во всасывающий проем 2 вытяжного зонта и по газоотводящему патрубку 3 отводятся на газоочистку. При нарушениях технологических режимов, "залповых" выбросах пылегазовыделений и других отступлениях от расчетных условий часть неорганизованных выбросов пылегазовыделений (выходящих за габариты всасывающего проема 2 и не захватывающихся вытяжным зонтом) заполняет газонакопительные емкости 4, которые образованы вертикальными стенками 1 вытяжного зонта, дополнительными вертикальными стенками 5 и потолочными поверхностями 6. Затем из этих газонакопительных емкостей 4 пылегазовыделения постепенно опускаются вниз, засасываются во всасывающий проем 2 вытяжного зонта и по газоотводящему патрубку 3 вместе с основным потоком уловленных пылегазовыделений отводятся на газоочистку.

Учитывая изложенное выше, можно утверждать, что в результате использования заявляемого изобретения достигается технический результат, заключающийся в повышении эффективности улавливания пылегазовыделений.