СПОСОБ ФИЛЬТРАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ Российский патент 1999 года по МПК B03C3/00 B03C3/12 B01D35/06 

Изобретение относится к области пылеулавливания и предназначено для очистки газов от высокодисперсных примесей на промышленных предприятиях в различных отраслях промышленности.

Известен способ фильтрационной очистки газов в переменном электрическом поле, создаваемом в объеме фильтрующего элемента при помощи пары ионизирующих электродов, расположенных в направленных плоскостях перпендикулярно потоку аэрозоля.

Поток очищаемого газа проходит последовательно через электрическое поле коронного разряда переменного тока в зазоре между коронирующим электродом и поверхностью фильтрующего элемента, наложенного на заземленный сетчатый электрод, а затем через электрическое поле в самом фильтрующем элементе /SU, авторское свидетельство N 256731, М. кл. B 01 D 35/06, 1969 г./.

Недостатком данного способа является недостаточно высокая коагуляция аэрозолей в фильтрующем элементе, что не позволяет эффективно осуществлять очистку от высокодисперсных аэрозолей.

Задачей, решаемой описываемым изобретением, является повышение экономичности и эффективности очистки газов от высокодисперсных аэрозолей.

Для решения поставленной задачи согласно способу фильтрационной очистки газов в знакопеременном электрическом поле, создаваемом в объеме фильтрующего элемента при помощи ионизируемых электродов, расположенных в параллельных плоскостях перпендикулярно потоку аэрозоля, поток газа последовательно пропускают через следующие друг за другом в чередующемся порядке области плазмы барьерного разряда и фильтрующего элемента.

Области плазмы барьерного разряда создают между парами плоскопараллельных перфорированных электродов, покрытых диэлектриком, при достижении напряженности электрического поля между ними в интервале /10-50/•10⁵ В/м, при этом поля областей плазмы барьерного разряда питают параллельно от источника знакопеременного электрического тока.

Осуществление очистки газа от высокодисперсных аэрозолей в чередующихся областях плазмы барьерного разряда и фильтрующего элемента позволяет за счет повышения эффективности коагуляции частиц увеличить степень их осаждения в фильтрующем элементе.

На чертеже приведена принципиальная схема электрофильтра для реализации предлагаемого способа.

Электрофильтр состоит из пластинчатых перфорированных электродов 1 и 2, покрытых диэлектриком 3, размещенных в газоходе 4 в следующих друг за другом параллельных плоскостях. Электроды 1 и 2 являются ионизирующими, служат для получения плазмы барьерного разряда 5 и к ним подводят переменное высокое напряжение. В свободном пространстве между областями плазмы барьерного разряда расположены области фильтрующего элемента 6. Газоход выполнен из диэлектрика или имеет с внутренней стороны такое покрытие.

Электрофильтр работает следующим образом:
При подаче на ионизирующие электроды переменного высокого напряжения между ними возникает плазма барьерного разряда. Запыленный газ, проходя через отверстия перфорации, попадает в область плазмы барьерного заряда, где аэрозоли заряжаются, а затем поступают в область фильтрующего элемента, в котором происходит дополнительная зарядка аэрозолей ионами противоположных знаков, извлекаемых из областей плазмы в различные полупериоды напряжения. Взаимодействие биполярно заряженных частиц при их поступлении в фильтрующий слой обуславливается коагуляция частиц и их лучшее осаждение в фильтрующем элементе.

Кроме того, в фильтрующем слое присутствуют встречные потоки разноименно заряженных ионов от противоположных областей плазмы разряда, что дополнительно способствует коагуляции аэрозолей за счет из перезарядки и изменения направления движения.

Распределение областей плазмы разряда и фильтрующего элемента в чередующемся порядке позволяет достигнуть высокой степени очистки газа от субмикроскопических частиц при надлежащем выборе природы фильтрующего материала.

В зоне плазмы разряда за счет активации химических реакций и высокой концентрации озона эффективно осуществляются плазмохимические процессы по окислению вредных примесей, например окислов углерода, азота и сернистого ангидрида, которые выделяют в виде кислот в стандартном кондиционере, а избыточный озон удаляют разложением на катализаторе /активированный уголь, никель-серебряный катализатор/.

Выполнение способа фильтрационной очистки газов осуществляли на следующем примере.

В экспериментальный электрофильтр, содержащий пары плоскопараллельных перфорированных электродов, покрытых стеклом, и между которыми размещали области фильтрующего элемента, подавалась смесь воздуха и высокоомной летучей золы дымовых газов ТЭС. Газоход выполнен из диэлектрика с площадью активного сечения 0,2 м². Ширина зоны плазмообразования - 0,02 м, а зоны фильтрующего элемента - 0,1 м, число секций фильтрующего элемента - 3. Материал фильтрующего элемента - волокна стеклоткани.

В результате опыта получено, что при переменном напряжении - 30 кВ, скорости потока газа 1 м/сек, среднем диаметре аэрозоля 0,1 мкм эффективность улавливания составила 90% по сравнения с 70%, когда в качестве ионизирующего электрода использовался коронирующий электрод переменного напряжения при той же общей длине фильтрующего слоя.

Преимущество предлагаемого способа фильтрационной очистки газов состоит в том, что он позволяет осуществлять эффективную тонкую очистку газов от высокодисперсных аэрозолей со средним диаметром частиц менее 0,1 мкм при высоких концентрациях запыленностей газовых потоков, при этом, изменяя число секций фильтрующего слоя и их длину, получают производительные режимы очистки газов, обладающих заданными физическими параметрами.

Характеристики очистных аппаратов по предложенному способу не имеют недостатков, присущих известным устройствам подобного типа с коронирующими электродами /искровые пробои, запирание тока короны/.

Использование: очистка газов. Поток газа, запыленный высокодисперсной аэрозолью, последовательно пропускают через следующие друг за другом в чередующемся порядке области плазмы барьерного разряда и фильтрующего элемента. Области плазмы барьерного разряда получают между парами плоскопараллельных перфорированных электродов, покрытых диэлектриком, и питают параллельно от источника знакопеременного электрического тока при напряженности электрического поля в зоне разряда (10-50) •10⁵ В/м. Способ позволяет за счет эффективной коагуляции частиц в фильтрующем элементе осуществлять тонкую очистку газов от высокодисперсных аэрозолей при высоких концентрациях запыленности газового потока частицами со средним диаметром не менее 0,1 мкм, а также уменьшить содержание вредных примесей окислов углерода, азота и сернистого ангидрида окислением их озоном. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ фильтрационной очистки газов, включающий обработку газа знакопеременным электрическим полем, создаваемым в объеме фильтующего элемента при помощи ионизирующих электродов, расположенных в параллельных плоскостях перпендикулярно потоку аэрозоля, отличающийся тем, что поток газа последовательно пропускают через следующие друг за другом в чередующемся порядке области плазмы барьерного разряда и фильтрующего элемента. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что области плазмы барьерного разряда получают между парами плоскопараллельных перфорированных электродов, покрытых диэлектриком, при достижении напряженности электрического поля в интервале (10 - 50) • 10⁵ В/м. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что поля областей плазмы барьерного разряда питают параллельно от источника знакопеременного электрического тока.