ЭЛЕКТРОФИЛЬТР Российский патент 1996 года по МПК B03C3/08 

Изобретение относится к очистке газов в электрофильтрах и может быть использовано в энергетике, металлургии и других отраслях промышленности.

Наиболее близким к изобретению является электрофильтр, содержащий корпус с входным и выходным патрубками для очищаемого газа, коронирующие и осадительные электроды (ОЭ), при этом осадительные электроды образованы рядами профилированных пластинчатых элементов, выполненных в виде последовательно соединенных пластин, каждая из которых перпендикулярна предыдущей, при этом торцовые пластины выполнены одинаковой длины, пластинчатые элементы в ряду установлены с зазором между ними с образованием сквозных каналов для прохода газа.

Направление движения очищаемого газа перпендикулярно плоскостям торцовых пластин осадительных элементов, т. е. прототипом является электрофильтр с поперечным ходом газа. Последнее обуславливает недостаточную эффективность пылеулавливания и повышенные энергозатраты на очистку несмотря на оптимизацию определенным образом формы пластинчатых осадительных элементов по критерию повышения удельной эффективности осаждения ввиду, во-первых, уменьшения площади ОЭ, во-вторых, уменьшению времени пребывания пылегазового потока в приэлектродной области осадительного электрода (при поперечном движении пылегазового потока) и, в-третьих, за счет возрастания гидравлического сопротивления аппарата, характерного для электрофильтров с поперечным ходом газа. Все перечисленное снижает вероятность осаждения частиц пыли на электроды.

Задача предлагаемого изобретения повышение степени очистки газов в электрофильтре при сохранении профилированной поверхности осадительных электродов, обеспечивающей их жесткость и компактность.

Задача решается за счет оптимального размещения рядов коронирующих и газопроницаемых осадительных электродов относительно направления газового потока и профилированных элементов осадительного электрода.

В результате обеспечивается продольное движение пылегазового потока вдоль поверхности осадительных электродов с одновременным поступлением загрязненного газа в зазоры между профилированными элементами осаждения, от чего увеличивается время пребывания частиц в приэлектродной области как за счет возрастания протяженности траектории движения частиц вдоль ряда осадительных электродов, так и за счет одновременного снижения их скорости. Вследствие указанных причин возрастает вероятность осаждения частиц пыли и, соответственно, повышается эффективность пылеулавливания.

Для обеспечения эффективного поступления загрязненного газа в зазор между профилированными пластинчатыми элементами осаждения экспериментально выбраны следующие его параметры:
d (0,25 0,50)l (1)
c (0,75 1,50) d, (2) где d ширина зазора между элементами осаждения в плоскостях размещения торцовых пластин соседних пластинчатых элементов;
l длина торцовой пластины пластинчатых осадительных элементов;
с ширина каналов между начальными и конечными по ходу газа торцовыми пластинами соседних в ряду пластинчатых элементов.

Выполнение соотношения (1) обеспечивает эффективное проникновение и осаждение улавливаемых частиц внутри каналов между поверхностями двух соседних пластинчатых элементов за счет вихревого движения (или перетока) газа и частиц в нем, так как длина канала, ограниченная параллельными поверхностями торцовых пластин соседних пластинчатых элементов, в этом случае (в пределах 1,0-3,0) соизмерима с шириной щели, на границе которой образуется вихревое движение газа с характерным размером r вихря, равного ширине щели.

При запредельных значениях отношения d/e (d/e < 0,25 или d/e > 0,5), в первом случае (d/e < 0,25) образуется канал, длина которого значительно превышает характерный размер вихря, что обуславливает неэффективное использование поверхности осаждения внутри канала, так как вихрь проникает вовнутрь канала всего лишь на расстояние, соизмеримое с размером вихря, что приводит к неэффективному его использованию и к увеличению материалоемкости осадительного электрода, а во втором случае (d/e > 0,5) происходит снижение степени очистки за счет уменьшения поверхности осаждения (в результате увеличения зазора).

Предлагаемое значение соотношения ширины (с) каналов между начальными и конечными по ходу газа торцовыми пластинами соседних в ряду пластинчатых элементов к ширине зазора (d) (2) обеспечивает практически свободное прохождение очищаемого газа внутри канала и осаждение частиц в нем, т.к. его гидравлическое сопротивление движению газа, определяемое характерным размером ширины (с) канала, либо незначительно больше ( ≈ 1,5 раза, при с 0,75 d) гидравлического сопротивления прохождению газа через зазор (d), либо (при с 1,50) существенно ( ≈ 2,0-2,5 раза) меньше гидравлического сопротивления прохождению газа через зазор (d).

При запредельных значениях соотношения c/d (c/d < 0,75 или с/d > 1,5), в первом случае (с/d < 0,75) существенно (более 1,5 раза) возрастает сопротивление прохождению загрязненного газа внутри канала шириной (с) и тем самым в результате непоступления части газа в канал снижается степень очистки электрофильтра, а во втором случае (c/d > 1,50) уменьшается, с одной стороны, степень очистки газа за счет увеличения расстояния между стенками канала, на которых осаждаются частицы, содержащиеся в газе и, с другой стороны, увеличиваются габариты (ширина) осадительного электрода, что, при заданных значениях разрядного расстояния (h) и общей поверхности осаждения в электрофильтре, приводит к увеличению его габаритов и металлоемкости.

На фиг.1 изображен электрофильтр, вид сверху; на фиг.2 вариант размещения электродов.

Электрофильтр состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками для очищаемого газа, коронирующих 4 и газопроницаемых осадительных электродов, установленных между патрубками 2 и 3 параллельно газовому потоку. Осадительные электроды образованы рядами профилированных пластинчатых элементов 5.

Каждый из пластинчатых элементов 5 выполнен в виде последовательно соединенных пластин 6-8, каждая из которых перпендикулярна к предыдущей, при этом торцовые пластины 6 и 8 выполнены одинаковой длины l. Пластинчатые элементы 5 в ряду установлены с зазором между ними с образованием сквозных каналов для прохода газа. В "полотне" осадительных электродов торцовые пластины 6 и 8 размещены параллельно продольной плоскости симметрии S осадительного электрода на одинаковом расстоянии, равном c/2. Отношение ширины (d) зазора в плоскостях размещения торцовых пластин 6 и 8 соседних пластинчатых элементов 5 к длине l торцовой пластины (6=7=e) составляет d/е0,25 0,50, а отношение ширины (с) канала между начальными 6 и конечными 8 по ходу газа торцовыми пластинами соседних в ряду пластинчатых элементов к ширине (d) вышеупомянутого зазора составляет
с/d 0,75 1,5
Электрофильтр работает следующим образом.

Подлежащий очистке газ через входной патрубок 2 поступает на вход электрофильтра и далее в газовые каналы между газопроницаемыми осадительными электродами. В газовых каналах электрофильтра частицы, содержащиеся в газе, заряжаются в электрическом поле коронного разряда и под действием сил этого поля осаждаются на поверхности пластинчатых элементов 5, обращенных к коронирующим электродам 4. Часть частиц, не осевших на внешних поверхностях пластинчатых элементов 5, под действием аэродинамических сил газового потока, инициирующих вихревое движение газа в каналах между соседними пластинчатыми элементами 5, захватываются вихрем (r) и осаждаются на поверхностях пластинчатых элементов внутри каналов.

При организации продольно-поперечного (комбинированного) движения очищаемого газа в активной части электрофильтра путем установки заглушек 9 в шахматном порядке на входе и выходе газовых каналов (фиг.2) происходит перетекание газа из канала в канал при одновременном осаждении частиц как на внешних поверхностях пластинчатых элементов 5, так и на внутренних.

Слой пыли на поверхности пластинчатых элементов, образующийся из осевших частиц, благодаря высокой жесткости профилированных пластинчатых элементов достаточно эффективно удаляют в бункер, в том числе при повышенной длине (высоте) осадительных электродов, например, с помощью молоткового обстукивания.

Использование предлагаемого электрофильтра позволит осуществить эффективную очистку больших объемов газовых потоков.

Использование: очистка газов в электрофильтрах в энергетике, металлургии и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: электрофильтр содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками для очищаемого газа, коронирующие 4 и осадительные 5 электроды, образованные рядами профилированных пластинчатых элементов, выполненных в виде последовательно соединенных пластин (П). Каждая П перпендикулярна предыдущей. Торцовые П выполнены одинаковой длины, а пластинчатые элементы в ряду установлены с зазором между ними с образованием сквозных каналов для прохода газа. Коронирующие 4 и осадительные 5 электроды установлены между патрубками 2 и 3 параллельно газовому потоку. В рядах осадительных электродов торцовые П пластинчатых элементов размещены параллельно продольной плоскости симметрии осадительного электрода на одинаковом расстоянии от нее. Отношение ширины d зазоров в плоскостях размещения торцовых П соседних пластинчатых элементов к длине l торцовой П составляет 0,25 - 0,50, а отношение ширины c канала между начальными и конечными по ходу газа торцовыми П соседних в ряду пластинчатых элементов к ширине d зазора - 0,75 - 1,5. 2 ил.

ЭЛЕКТРОФИЛЬТР, содержащий корпус с входным и выходным патрубками для очищаемого газа, коронирующие и осадительные электроды, при этом осадительные электроды образованы рядами профилированных пластинчатых элементов, выполненных в виде последовательно соединенных пластин, каждая из которых перпендикулярна к предыдущей, причем торцевые пластины выполнены одинаковой длины, а пластинчатые элементы в ряду установлены с зазором между ними с образованием сквозных каналов для прохода газа, отличающийся тем, что коронирующие и осадительные электроды установлены между патрубками параллельно газовому потоку, при этом в рядах профилированных пластинчатых элементов осадительных электродов торцевые пластины пластинчатых элементов размещены параллельно продольной плоскости симметрии осадительного электрода и на одинаковом расстоянии от нее, причем отношение ширины d зазоров в плоскостях размещения торцевых пластин соседних пластинчатых элементов к длине l торцевой пластины составляет 0,25 - 0,50, а отношение ширины c канала между начальными и конечными по ходу газа торцевыми пластинами соседних в ряду пластинчатых элементов к ширине d зазора составляет 0,75 - 1,5.