СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ Российский патент 1999 года по МПК B03C3/00 B03C3/40 B01D35/06 

Изобретение относится к технике изготовления газоочистных и пылеулавливающих аппаратов и может быть использовано в цветной металлургии, химической, нефтехимической промышленности, в производстве минеральных удобрений и других отраслях для очистки газов в электрофильтрах.

Известно техническое решение, в котором осадительный электрод электрофильтра изготовлен путем формования многоканальных полимерных пластин. Пластины, расположенные вертикально, установлены с промежутками и собраны с грузами для натяжения. Последние закреплены с пластинами с помощью жгутов из полипропилена, которые помещены в крайние каналы каждой пластины (см. авт. свид. СССР N 1153989, кл. B 03 C 3/60, Бюл. N 17, 1985 г.).

Недостатками известного решения являются сложность изготовления, заключающаяся в необходимости протягивания жгутов в тонкие каналы полимерных пластин, большие нагрузки на жгуты, создаваемые грузами, приводящие к их частому обрыву и выходу осадительного электрода из строя, а также неравномерная нагрузка на соседние каналы полимерных пластин, т.к. груз воздействует через жгуты только на крайние каналы, в то время как средние не нагружены, что приводит к поперечной деформации полимерных пластин и уменьшению рабочего напряжения электрофильтра.

Наиболее близким предлагаемому техническому решению является способ изготовления электродов электрофильтров, который включает формование многоканальных модульных пластин для осадительных электродов методом экструзии с помощью плоскощелевой головки. После этого пластины подвергаются дополнительной локальной термообработке и затем собираются посредством соединительных элементов, изготовленных литьем под давлением. Соединительные элементы снабжены одной парой направляющих пластин и одной ограничительной и установлены по продольным краям модульных многоканальных пластин. Коронирующие электроды формуются литьем под давлением в виде отдельных элементов цилиндрической формы с фиксированными точками коронирования, которые затем собираются на несущем стержне круглого сечения и одновременно закрепляются на нем втулками. Осадительные и коронирующие электроды и соединительные элементы изготовлены из полимерных материалов (см. патент РФ N 2080001, кл. B 03 C 3/40, Бюл. N 14, 1997 г.).

Недостатками электродов электрофильтров, изготовленных данным способом, являются: в осадительных электродах - недостаточная компенсация поперечных внутренних напряжений полимерных многоканальных пластин только соединительными элементами, приводящая в короблению пластин, особенно в нижних частях, где собственного веса в каждой из пластин недостаточно для ее выравнивания; в коронирующих электродах - сборка на несущем стержне круглого сечения не обеспечивает пространственную ориентацию фиксированных точек коронирования относительно осадительных электродов. Указанные недостатки снижают пробивное напряжение электрофильтров, и вследствие этого уменьшается эффективность очистки газов при их работе.

Задача предлагаемого способа - стабилизация эффективной очистки газов в электрофильтрах.

Решение задачи достигается техническими результатами, которыми являются улучшение электрических показателей электрофильтров (пробивное напряжение) и их эксплуатационных характеристик за счет предотвращения коробления нижней части осадительных электродов и устранения образования на них шламовых отложений и тем самым сохранения заданной величины межэлектродных промежутков, обеспечение пространственной ориентации фиксированных точек коронирования относительно осадительных электродов, упрощение монтажа осадительных электродов в корпусе электрофильтров.

Для достижения технического результата в способе изготовления электродов электрофильтров, включающем формование многоканальных модульных пластин для осадительных электродов, соединительных элементов, несущих стержней коронирующих электродов и их отдельных элементов с фиксированными точками коронирования из полимерных материалов и последующую сборку электродов, согласно изобретению, осадительные электроды из многоканальных модульных пластин собирают с грузами, расположенными в карманах, образуемых многоканальными модульными пластинами, посредством их соединения локальной термообработкой при 220-250 град.C в течение 12 - 18 с, а коронирующие электроды собирают на несущих стержнях прямоугольного или овального сечения с соотношением длин перпендикулярных осей сечения, равным 1 : (2-10).

При этом несущие стержни коронирующих электродов выполняют из многоканальных модульных полимерных пластин соответствующего сечения или из свинцовой полосы, армированной, например, стальной проволокой, или лент, собранных в пакет, из химически стойких материалов, сплавов или композиций.

Кроме того, соединительные элементы для сборки осадительных электродов на несущих конструкциях электрофильтров формуют в виде петли.

Суть реализации способа в конструкции показана: на фиг.1 - осадительный электрод, общий вид;
на фиг.2 - осадительный электрод, вид по стрелке А на фиг.1;
на фиг.3 - коронирующий электрод, общий вид;
на фиг.4 и 5 - коронирующий электрод, сечение Б-Б прямоугольное или овальное, соответственно, на фиг. 3, где изображена многоканальная модульная пластина 1 (фиг.1,2), груз 2 (фиг.1), карман 3 (фиг.1,2), опора 4 для груза 2 (фиг.1), соединительный элемент 5 в виде петли с трапециевидным отверстием 6 (фиг.1, 2), крюк 7, несущая конструкция 8 электрофильтра (фиг.2), отдельные элементы 9 коронирующего электрода цилиндрической формы (фиг.3-5) с фиксированными точками коронирования 10, несущий стержень 11 (фиг.3-5) коронирующего электрода прямоугольного (фиг.4) или овального (фиг.5) сечения, шплинт 12.

Способ осуществляется следующим образом.

Композицию из полимерных материалов экстрагируют через плоскощелевую головку при температуре 183-193 град. C и давлении 6,5 - 11 МПа, получают многоканальную модульную пластину для осадительного электрода и пластин кармана. Для сборки осадительного электрода с грузом 2 первоначально в нижней части полимерной многоканальной модульной пластины 1 образуют карман 3 из двух отрезков многоканальной модульной пластины и опоры 4 для груза 2, для чего их соединяют локальной термообработкой при температуре 220 - 250 град. C в течение 12 - 18 с. Выбор температуры 220 - 250 град. C обусловлен тем, что при температуре ниже 220 град. C не происходит равномерного расплавления полимерного материала в точке термообработки и не обеспечивается необходимая прочность соединения. При температуре выше 250 град. C происходит деструктуризация полимерного материала в точке термообработки, а это приводит к образованию трещин и снижает прочность соединения. Продолжительность локальной термообработки выбрана 12 - 18 с, т.к. при времени термообработки менее 12 с место локальной термообработки имеет недостаточную площадь расплавления, а при более 18 с полимерный материал в месте термообработки проплавляется насквозь. После локальной термообработки место соединения отрезков пластины выдерживают до затравления полимерного материала. Дале груз 2 помещают в карман 3 и устанавливают на опору 4. Затем верхнюю часть многоканальной модульной пластины собирают с соединительным элементом 5 в виде петли с трапециевидным отверстием 6. Соединительный элемент 5 формуют литьем под давлением 70 - 100 МПа и при температуре 220 - 250 град.C. Далее при монтаже в электрофильтре осадительный электрод навешивают на крюк 7 несущей конструкции 8.

Груз своим весом воздействует на всю длину осадительного электрода равномерно по всей его ширине, что предотвращает его коробление, особенно в нижней части, в процессе эксплуатации. Поскольку поверхность груза с двух широких сторон защищена полимерными пластинами кармана, имеющими низкую адгезия к частицам, содержащимся в газе, и жидкости, осаждаемым на осадительном электроде, на нем не происходит образование шламовых отложений, что в процессе эксплуатации позволяет стабилизировать пробивное напряжение электрофильтра и эффективность очистки газов.

Коронирующий электрод (фиг. 3) формуют литьем под давлением 85 - 110 МПа и температуре 225 - 245 град.C в виде отдельных элементов 9 цилиндрической формы с фиксированными точками коронирования 10 и собирают на несущем стержне 11 прямоугольного (фиг.4) или овального (фиг.5) сечения с соотношением длин перпендикулярных осей сечения, равным 1 : (2-10). По ходу сборки коронирующего электрода нижний элемент 9 опирается на шплинт 12 (фиг.3), предотвращающий его сползание вниз по несущему стержню 11. Остальные вышерасположенные элементы 9 опираются друг на друга торцевыми частями.

Сборка отдельных элементов коронирующего электрода на несущих стержнях прямоугольного или овального сечения с соотношением длин перпендикулярных осей сечения, равным 1 : (2-10), предотвращает вращение элементов, тем самым острия зубцов фиксированных точек коронирования постоянно сориентированы в сторону многоканальных модульных пластин осадительных электродов, что позволяет поддерживать стабильность пробивного напряжения.

На несущем стержне прямоугольного или овального сечения с соотношением длин перпендикулярных осей сечения менее 1:2 имеет место проворачивание или заклинивание элементов 9 на несущем стержне 11. Это нарушает ориентацию фиксированных точек коронирования.

При соотношении длин перпендикулярных осей сечения более 1:10, даже при минимально допустимой толщине несущего стержня его ширина такова, что происходит снижение пробивного напряжения у верхнего и нижнего краев осадительного электрода (краевой эффект) и вследствие этого уменьшение эффективности очистки газов.

Пример 1. Из композиции полимерных материалов на основе полипропилена с теплоэлектропроводящими наполнителями экструдируют многоканальную модульную пластину при температуре 185 град.C и давлении 10 МПа через плоскощелевую головку. Полученная пластина имеет ширину 85 мм и содержит каналы, внутренний диаметр которых равен 2 мм, а толщина стенки 1 мм. Далее пластину разрезают на заготовки для осадительного электрода длиной 3250 мм и двух отрезков для кармана длиной 450 мм. Карман образуют соединением локальной термообработкой при температуре 240 град.C в течение 16 с из двух отрезков пластины и опоры груза. Образованный карман соединяют локальной термообработкой при температуре 240 град. C и времени 16 с с заготовкой осадительного электрода. После этого в карман помещают груз из свинца массой 2,5 кг и опускают его на опору.

Верхнюю часть пластины с грузом собирают с соединительным элементов, который формуют литьем под давлением 105 МПа при температуре 240 град.C в виде петли с трапециевидным отверстием.

При монтаже в электрофильтре изготовленные осадительные электроды навешивают на крюки несущей конструкции электрофильтра.

Коронирующий электрод формуют литьем под давлением 100 МПа и при температуре 245 град.C в виде отдельных элементов с наружным диаметром 27 мм, высотой 41 мм с фиксированными точками коронирования. Элементы собирают на несущем стержне прямоугольного сечения с длинами перпендикулярных осей 5,5 мм и 22,0 мм (соотношение 1:4). Несущий стержень выполняют из 5-ти лент толщиной 1,1 мм, собранных в пакет. Ленты изготавливают из полимерного материала на основе полипропилена с теплоэлектропроводящими наполнителями. При сборке нижний элемент опирают на шплинт, а все вышерасположенные опираются друг на друга торцевыми частями.

Пример 2. Изготовление осадительного электрода см. пример 1.

Коронирующий электрод формуют, как показано в примере 1. Отдельные элементы собирают на несущем стержне овального сечения с длинами перпендикулярных осей 9 мм и 22,5 мм (соотношение 1:2,5). Несущий стержень выполняют из свинца, армированного стальной проволокой диаметром 2 мм.

Предлагаемое техническое решение позволяет улучшить электрические и эксплуатационные характеристики электрофильтров вследствие стабильности пробивного напряжения, обеспечиваемого устранением коробления нижней части осадительных электродов, шламовых отложений на последних и стабильности межэлектродных промежутков, которая достигается способом сборки осадительных и коронирующих электродов, а также изготовлением осадительных электродов, коронирующих электродов и соединительных элементов.

Простота формы, изготовления и сборки электродов не требует при их монтаже в электрофильтрах дополнительных устройств и приспособлений.

Использование: очистка газов и пылеулавливания. В способе изготовления электродов электрофильтров, включающем формование многоканальных модульных пластин для осадительных электродов, соединительных элементов, несущих стержней коронирующих электродов и их отдельных элементов с фиксированными точками коронирования из полимерных материалов и сборку электродов, осадительные электроды собирают с грузами, расположенными в карманах, образуемых многоканальными модульными пластинами, посредством их соединения локальной термообработкой при 220-250^oС в течение 12-18 с, а коронирующие электроды собирают на несущих стержнях прямоугольного или овального сечения с соотношением длин перпендикулярных осей сечения 1 : (2-10). Изобретение обеспечивает стабильность пробивного напряжения и стабильность межэлектродных промежутков, улучшая тем самым электрические и эксплуатационные характеристики электрофильтров. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ изготовления электродов электрофильтров, включающий формование многоканальных модульных пластин для осадительных электродов, соединительных элементов, несущих стержней коронирующих электродов и их отдельных элементов с фиксированными точками коронирования из полимерных материалов и последующую сборку электродов, отличающийся тем, что осадительные электроды из многоканальных модульных пластин собирают с грузами, расположенными в карманах, образуемых многоканальными модульными пластинами, посредством их соединения локальной термообработкой при 220 - 250^oС в течение 12 - 18 с, а коронирующие электроды собирают на несущих стержнях прямоугольного или овального сечения с соотношением длин перпендикулярных осей сечения 1 : (2 - 10). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что несущие стержни коронирующих электродов выполняют из многоканальных модульных полимерных пластин. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что несущие стержни коронирующих электродов выполняют из армированной свинцовой полосы. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что несущие стержни коронирующих электродов выполняют из лент, собранных в пакет. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соединительные элементы для сборки осадительных электродов формуют в виде петли.