ЭЛЕКТРОФИЛЬТР Российский патент 1999 года по МПК B03C3/36 B03C3/41 B01D35/06 

Изобретение относится к устройствам для очистки запыленных газов в электрофильтрах и может быть применено на предприятиях металлургической, химической, нефтеперерабатывающей промышленности и других производствах для повышения степени очистки отходящих газов.

Известно устройство для обеспыливания воздуха, в котором коронирующий электрод выполнен в виде иглы и обдувается очищаемый воздухом, способствуя увеличению насыщения его ионами, истекающими из коронирующего электрода. Повышение плотности объемного заряда способствует более эффективной очистке воздуха от загрязняющих примесей.

/US, патент N 5332425, B 03 C 3/41, 1994г./.

Недостатком известного устройства является невысокая производительность процесса очистки.

Известно также устройство для очистки запыленных газов в электрофильтрах, включающее каналы из пластинчатых осадительных электродов, между которыми расположены друг за другом коронирующие электроды и защитные элементы из пластин со спаренными передними кромками.

/US, патент США N 4381927, гл. 55-138, 1983 г./.

Недостатками указанного устройства являются срывы потока газа с поверхности защитных элементов и образование завихрений, которые снижают эффективность осаждения пыли.

Задачей, решаемой описываемым изобретением, является повышение эффективности пылеулавливания в электрофильтре, достигаемого за счет увеличения скорости дрейфа частиц аэрозоля к осадительным электродам; повышения плотности потока ионов, истекающих с коронирующего электрода; снижения газодинамического сопротивления электрофильтра.

Для решения поставленной задачи в электрофильтре, содержащем корпус, систему коронирующих электродов с защитными элементами и систему пластинчатых осадительных электродов, коронирующие электроды и защитные элементы выполнены в виде одинаковых лопаток крылового профиля с острой задней кромкой и образуют в плоскости, проходящей вдоль газового потока перпендикулярно осадительным электродам, плоскую решетку крыловых профилей, в которой расположение профилей от защитных элементов получается из профиля от коронирующего электрода параллельным переносом на целое число шагов в направлении осадительного электрода, задаваемого по углу установки профиля между выбранным направлением и хордой профиля. Профили устанавливают под углом атаки между вектором скорости набегающего пылегазового потока газа и хордой профиля.

Угол установки крылового профиля между хордой профиля и направлением построения решетки профилей выбирают в интервале 0-90^o, угол атаки между вектором скорости набегающего потока газа и направлением хорды профиля выбирают в интервале 0-40^o.

Числовые значения углов зависят от физических свойств пылегазового потока, скорости его движения, природы и концентрации аэрозоля.

Защитные элементы крылового профиля выполнены из диэлектрика /например, фторопласта/.

На чертеже схематично изображен электрофильтр.

Электрофильтр содержит корпус /не показан/, в котором расположены системы коронирующих электродов в виде лопаток крылового профиля 1 с острой задней кромкой 2 и пластинчатых осадительных электродов 3. Система защитных элементов в виде одинаковых лопаток крылового профиля 4 образует вместе с коронирующим электродом в плоскости, проходящей вдоль газового потока перпендикулярно осадительным электродам, плоскую решетку профилей, в которой расположение профилей от защитных элементов получается из профиля от коронирующего электрода параллельным переносом на целое число шагов в направлении оси решетки к осадительному электроду, задаваемое по углу установки профилей α между выбранным направлением и хордой профиля. Профили располагают под углом атаки β между вектором скорости набегающего потока и хордой профиля.

Оптимальный выбор значений угла установки профиля и угла атаки в зависимости от физических свойств газового потока обеспечивает безотрывное обтекание газом крыловых профилей с плавным сходом струй с острых задних кромок 5 и 2.

Электрофильтр работает следующим образом.

При подаче высокого постоянного напряжения на коронирующий электрод 1 на его острой задней кромке 2 создаются условия для возникновения коронного разряда. Пылегазовый поток, обтекая коронирующий электрод, способствует выравниванию распределения плотности объемного заряда в зоне ионизации вблизи острой задней кромки электрода и, увлекая за собой заряды, увеличивает их плотность в межэлектродном промежутке. Частицы пыли, попадая в области между коронирующим и осадительным электродом 3, заряжаются и под действием электрических сил движутся к осадительному электроду.

Действие решетки профилей 1 и 4 приводит к увеличению скорости набегающего потока за решеткой и повороту потока в сторону осадительного электрода. При этом снижается статическое давление газа вблизи коронирующего электрода и увеличивается у осадительного. Это положительно отражается на истечении ионов с кромки коронирующего профиля и формировании слоя пыли на осадительном электроде. Слой получается более плотный.

Таким образом, решетка крыловых профилей, расположенная в набегающем пылегазовом потоке под углом установки профилей α и углом атаки β, способствует возникновению дополнительных сил, воздействующих совместно с электрической на частицы аэрозоля и увеличивающих скорость их дрейфа к осадительному электроду.

Изготовление коронирующих электродов в виде лопаток крылового профиля с острой задней кромкой приводит к выравниванию напряженности электрического поля в активной зоне электрофильтра при той же величине подводимого напряжения, а расположение коронирующих электродов и защитных элементов в плоскости, проходящей вдоль потока газа перпендикулярно осадительным электродам, в виде плоской решетки крыловых профилей способствует увеличению электрического сопротивления рабочего промежутка.

Применение коронирующих электродов и защитных элементов в виде лопаток крылового профиля снижает сопротивление газовому потоку, увеличивает его пропускную способность и обеспечивает эффективную очистку газов от пыли.

Использование: очистка газа от пыли. Электрофильтр включает корпус, систему коронирующих электродов и защитных элементов, выполненных в виде одинаковых лопаток крылового профиля, и систему пластинчатых осадительных электродов. Крыловые лопатки с острой задней кромкой распределены в активной зоне электрофильтра так, что образуют в плоскости, проходящей вдоль газового потока перпендикулярно осадительным электродам, плоскую решетку профилей, положение которой задается по углу установки профиля и углу атаки профиля. Изготовление коронирующих электродов в форме крылового профиля приводит к более равномерному распределению напряженности в активной зоне электрофильтра, а выполнение защитных элементов из диэлектрика (например, фторопласт) и распределение в виде решетки профилей в межэлектродном промежутке способствует увеличению его электрического сопротивления. Применение коронирующих электродов и защитных элементов в форме крылового профиля с острой задней кромкой снижает сопротивление газовому потоку, увеличивает его пропускную способность и обеспечивает эффективную очистку газов от пыли. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Электрофильтр, содержащий корпус, систему коронирующих электродов с защитными элементами и систему пластинчатых осадительных электродов, отличающийся тем, что коронирующие электроды и защитные элементы выполнены в виде одинаковых лопаток крылового профиля с острой задней кромкой и образуют в плоскости, проходящей вдоль газового потока перпендикулярно осадительным электродам, плоскую решетку крыловых профилей, в которой расположение профилей защитных элементов получают путем параллельного переноса профиля коронирующего электрода на целое число шагов в направлении осадительного электрода, задаваемого по углу установки профиля между выбранным направлением и хордой профиля, при этом профили располагают под углом атаки между вектором скорости набегающего пылегазового потока и хордой профиля. 2. Электрофильтр по п.1, отличающийся тем, что значение угла установки профиля выбирают в интервале 0 - 90^o, значение угла атаки - в интервале 0 - 40^o. 3. Электрофильтр по п.1, отличающийся тем, что защитные элементы выполнены из диэлектрика.