ЭЛЕКТРОФИЛЬТР Российский патент 1995 года по МПК B03C3/16 

Изобретение предназначено для улавливания летучей золы, сажи, других мелкодисперсных примесей и газообразных компонентов, растворимых в воде, поэтому он может быть использован для очистки газовых выбросов промышленных предприятий.

Прототипом электрофильтра является электрофильтр [1], состоящий из вертикальной системы орошающих электродов, источника высокого напряжения и емкостей-накопителей электролита.

Цель - повышение производительности и степени очистки.

Система орошающих электродов выполнена в виде скрещенных под углом 90^о многорядных трубопроводов с выводными патрубками вертикально вверх и вниз, размещенных в шахматном порядке на смежных рядах трубопроводов, которые поочередно соединены с источником высокого напряжения и через электроизолирующий гидроузел с емкостями-накопителями электролита, например отстойниками системы гидрозолоудаления.

На фиг. 1 показан электрофильтр, вертикальный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

На чертежах условно буквами обозначены:
V_д, V₂ - направления входящих и очищенных газов;
V₁, V₂ - направления потоков электролита;
V₃ - направления осаждения конденсата;
U_раб - рабочее напряжение на электродах.

Электрофильтр состоит из вертикального газохода 1, внутри которого в горизонтальных плоскостях чередующимися рядами выполнены две скрещенные под 90^о системы трубопроводов 2 и 3 с решетчатыми распределителями 4 и 5 в каждой плоскости трубопроводов, имеющих в узлах решеток водопроводные патрубки 6, направленные вверх и вниз, образующих шахматный порядок выводов 6 смежных плоскостей с распределителями 4 и 5.

Системы трубопроводов 2 и 3 укреплены в стенках газохода 1 с помощью электроизолирующих пробок 7, соединены через одну к разноименным полюсам источника высокого напряжения (на чертежах не показан как типовой). Системы трубопроводов 2 и 3 с помощью соединительных патрубков 8 соединены между собой параллельно через одну и подключены к двум гидролиниям от двух электроизолированных друг от друга емкостей-накопителей электролита (на чертежах не показаны как типовые).

Внизу газохода 1 выполнены ввод 9 дымохода и вывод 10 трубопровода системы гидрозолоудаления.

Число плоскостей с распределителями 4 и 5 системы чередующихся трубопроводов 2 и 3 может быть произвольным и определяется высотой газохода по конкретному применению электрофильтра и величиной рабочего напряжения. Материалом газохода может быть любой строительный материал, например керамика, железобетон, металлические сплавы и др. Материалом трубопроводов 2 и 3 системы, распределителей 4 и 5, водовыводов 6 может быть керамика, фарфор, полимеры, металлические сплавы. При выполнении водопроводов, например, стальными целесообразно их антикоррозийное покрытие изнутри и термозащитное покрытие снаружи.

Для управления работой электрофильтра необходима типовая коммутационная аппаратура и гидравлическая арматура, применяемая по своему прямому назначению.

Электрическое соединение трубопроводов 2 и 3 с источником высокого напряжения осуществляется, например, путем сварки токоподводов с концами труб. При выполнении трубопроводов 2 и 3 из электроизолирующего материала токоподвод осуществляется с помощью типовых металлических электродов в виде пробок-заглушек в глухих концах трубопроводов 2 и 3. Пробки-заглушки 11 условно показаны по месту их выполнения.

В качестве электролита для электрофильтра может быть использована вода из отстойников ГЗУ, в которых содержатся растворы солей и кислот, обеспечивающие высокую электропроводность стоков. Для предотвращения короткого замыкания источника электропитания фильтра через системы ГЗУ гидравлическая система снабжена электролитом систем трубопроводов 2 и 3 с распределителями 4 и 5, выполнена раздельной по электрическим полюсам, т.е. к разноименным полюсам источника электропитания подсоединены гидролинии от различных накопительных емкостей, электроизолированных друг от друга и соединенных с соответствующими емкостями гидравлического снабжения систем трубопроводов 2 и 3. Сменные резервуары-накопители соединяют с помощью, например, трубного коллектора (на чертежах не показан как типовой) с отстойником ГЗУ после их электрического отключения от трубопроводов 2 и 3, т.е. в нерабочем состоянии.

Работает электрофильтр следующим образом.

С помощью насосных установок (на чертежах не показаны как типовые) в трубопроводы 2 и 3 подается электролит из питательных емкостей-накопителей. С помощью гидравлической арматуры (на чертежах не показана) в распределителях 4 и 5 поддерживается заданное рабочее давление, под действием которого из водовыводов 6 вверх и вниз истекают струи, высота фонтанов которых вверх устанавливается по расстоянию между смежными плоскостями с распределителями 4 и 5. В результате разбрызгивания фонтанов все пространство канала газохода 1 заполняется мелкими каплями-брызгами, обладающими общей значительной площадью поверхности.

При включении высокого электрического напряжения между струями-фонтанами образуется коронирующий разряд, в процессе которого весь газопылевой состав в канале газохода ионизируется и электризуется. По мере подъема газов к выходу из газохода 1 насыщение паров достигает критического значения для данной температуры, после чего на заданной высоте наступает интенсивная конденсация на центрах конденсации в виде ионизированных молекул и электризованных микрочастиц дыма, приводя к осаждению всех твердых мелкодисперсных и газообразных компонент, чем и осуществляется очистка дымовых газов.

При расходовании электролита в накопительной емкости они переключаются на заполнение от отстойника ГЗУ, а в работу включаются сменные емкости-накопители по описанному. Осадки со дна фильтра подаются в отстойник ГЗУ, откуда могут быть использованы для заполнения сменных емкостей-накопителей.

Так как в результате конденсации паров выходные очищенные газы поглощают теплосодержание паров, то температура выходящих газов практически равна температуре входного дыма, обеспечивая повышение высоты рассеивания газовых выбросов промпредприятий, очищенных от газообразных и мелкодисперсных компонент.

Так как канал электрофильтра обладает низким гидравлическим сопротивлением, то это обстоятельство позволяет с помощью насосных установок создать высокую производительность фильтра.

Эффективность электрофильтра определяется его габаритами, числом систем трубопроводов с распределителями, количеством водовыводов в распределителях, величиной рабочего напряжения и мощностью источника электропитания, выполняемых по конкретному применению фильтра.

Использование: техника очистки газов. Сущность изобретения: электрофильтр состоит из вертикального газохода постоянного сечения. По горизонтальным сечениям выполнены скрещенные под углом 90° трубные распределители с водовыпускными патрубками вверх и вниз, соединенными с двумя электроизолированными друг от друга системами труб, к которым подключено высокое электрическое напряжение. Распределители с водовыпускными патрубками размещены поочередно в плоскостях горизонтальных сечений газохода. Водовыпускные патрубки смежных распределителей выполнены в шахматном порядке. Электроизолированные друг от друга две системы трубопроводов с распределителями соединены с соответствующими электроизолированными друг от друга емкостями, питаемыми от сменных электроизолированных друг от друга резервуаров-накопителей электролита. 2 ил.

ЭЛЕКТРОФИЛЬТР, состоящий из вертикального газохода, системы орошающих электродов, источника высокого напряжения и емкостей-накопителей электролита, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и степени очистки, система орошающих электродов выполнена в виде скрещенных под углом 90^o многорядных трубопроводов-распределителей с выводными патрубками вверх и вниз, размещенных в шахматном порядке на смежных распределителях, которые поочередно соединены с источником высокого напряжения и через электроизоляцию с емкостями-накопителями электролита.