ЭЛЕКТРОФИЛЬТР Российский патент 1999 года по МПК B03C3/40 

Изобретение относится к области пылеулавливания и предназначено для очистки газопылевых выбросов в различных отраслях промышленности.

Известно устройство для обеспылевания газов, включающее канал из разделяющих осадительных электродов, внутри которого расположены ионизирующие и диэлектрические электроды в виде плоских пластин, параллельных осадительным электродам и следующих друг за другом в чередующемся порядке /DE, Патент N 4339611, М.Кл. B 03 C 3/45, 1993 г./
Недостатками известного устройства является невысокая эффективность пылеулавливания.

Известно также устройство, реализующее способ очистки газа, в котором поток газа, прошедший через электрическое поле между коронирующим и осадительным электродами, дополнительно пропускают через бегущее относительно осадительного электрода электрическое поле, направленное навстречу потоку газа, при этом скорость бегущего электрического поля устанавливают с превышением скорости потока газа.

Бегущее электрическое поле, образованное между дополнительными электродами и осадительным электродом, воздействует на прорвавшиеся через основное электрическое поле частицы аэрозоля и возвращает их в зону осадительного электрода /SU, авторское свидетельство N 874195, М. Кл. B 03 C 3/08, B 01 D 35/06, 1981 г./.

Недостаток известного устройства заключается в том, что с помощью дополнительных электродов бегущего электрического поля осуществляется слабое воздействие электрических сил на частицы аэрозоля, не обеспечивающее получение необходимой скорости их перемещения назад к осадительному электроду. Это вызвано отсутствием высокой степени заряда на неуловленных в основном электрическом поле частицах аэрозоля и наличием вихревых линий тока газа на выходе из зоны осаждения, повышающих роль сил вязкости и сопротивления среды в рассматриваемом обратном движении частиц.

Задачей, решаемой описываемым изобретением, является повышение эффективности пылеулавливания, достигаемого за счет увеличения скорости движения частиц аэрозоля к осадительным электродам, повышения плотности ионов в рабочем промежутке, снижения газодинамического сопротивления электрофильтра.

Для решения поставленной задачи в электрофильтре, содержащем корпус, пластинчатые осадительные электроды, коронирующие электроды, электроды бегущего электрического поля и источники питания, коронирующие электроды выполнены в виде лопаток крылового профиля с острой задней кромкой, за которыми устанавливают электроды бегущего электрического поля, выполненные в виде пластин со слоем однородного диэлектрика также в форме крылового профиля, при этом осадительный электрод имеет диэлектрическое покрытие, а коронирующие электроды и электроды бегущего электрического поля распределены в рабочем объеме в виде решетки профилей с трансляционной симметрией в направлении осадительного электрода.

Это направление трансляционной симметрии для решетки из коронирующих электродов и электродов бегущего электрического поля задают по углу установки профилей между выбранным направлениям и хордой профиля, который выбирают в интервале 0-90^o.

Коронирующие электроды и электроды бегущего электрического поля располагают под углом атаки между вектором скорости набегающего потока газа и хордой профиля, который выбирают в интервале 0-40^o.

Коронирующие электроды подключены к одному из выводов однофазного источника переменного тока, а электроды бегущего электрического поля подключены по порядку следования от коронирующего электрода к началам фазовых обмоток A, B, C источника трехфазного тока, соединенных звездой, а выведенную нейтраль трехфазного источника переменного тока и свободный вывод однофазного источника переменного тока подключают к осадительному электроду, при этом допускается циклическая перестановка подключения электродов бегущего электрического поля к фазовым обмоткам трехфазного источника переменного тока.

На чертеже схематично изображен электрофильтр.

Электрофильтр содержит корпус /не показан/, в котором расположены система коронирующих электродов 1 в виде лопаток крылового профиля с острой задней кромкой 2 и система электродов бегущего электрического поля 3, выполненных в виде пластин со слоем однородного диэлектрика 4 также в форме крылового профиля с острой задней кромкой 5.

Системы коронирующих электродов и электродов бегущего электрического поля распределены в рабочем объеме электрофильтра в виде решетки профилей с трансляционной симметрией в направлении осадительного электрода 6, покрытого слоем однородного диэлектрика 7.

Направление трансляционной симметрии задают по углу установки профилей α между выбранным направлением и хордой профиля.

Профили коронирующих электродов и электродов бегущего электрического поля располагают под углом атаки β между вектором скорости набегающего потока и хордой профиля.

Электрофильтр работает следующим образом.

При подаче высокого переменного напряжения на систему коронирующих электродов 1 на острой задней кромке 2 создаются условия для возникновения коронного разряда.

Обтекание коронирующего электрода пылегазовым потоком улучшает истечение носителей заряда с его острой задней кромки и способствует увеличению плотности объемного заряда в межэлектродном промежутке. Частицы пыли, попадая в область объемного заряда, эффективно заряжаются в течение полуволны напряжения зарядами соответствующего знака и под действием бегущего электрического поля устремляются к осадительному электроду. Действие решетки профилей приводит к повороту набегающего потока газа в сторону осадительного электрода. Совместное воздействие на частицы пыли газодинамических сил, сил электрического поля коронного разряда и бегущего электрического поля способствует увеличению скорости движения частиц аэрозоля к осадительному электроду.

При изменении полярности электрического поля на коронирующем электроде возникает корона противоположного знака, поступающие с потоком газа новые частицы аэрозоля приобретают заряды противоположного знака и осаждение частиц продолжается.

Оптимальный выбор значений угла установки профиля α и угла атаки β в зависимости от физических свойств пылегазового потока обеспечивает безотрывное обтекание газом крыловых профилей с плавным сходом струй с острых задних кромок 2 и 5, что уменьшает унос пыли с осадительного электрода.

Осаждение пыли осуществляется также и в пространстве между электродами бегущего поля. Обтекание профилей электродов бегущего поля газовым потоком способствует, при невысокой адгезии применяемых диэлектрических покрытий /например, стекло, фторопласт/, сходу конгломератов частиц пыли с поверхности электродов и осаждению их под действием электрического поля, создаваемого последующей системой электродов.

Описанный электрофильтр с использованием знакопеременного электрического поля коронного разряда и бегущего электрического поля позволяет повысить эффективность пылеулавливания. Изготовление коронирующих электродов и электродов бегущего электрического поля в виде лопаток крылового профиля и распределение их в плоскости, проходящей вдоль потока газа перпендикулярно осадительным электродам в виде плоской решетки профилей, способствуют увеличению электрического сопротивления рабочего промежутка и снижению сопротивления газового потока, что дополнительно повышает эффективность пылеулавливания.

Изобретение может использоваться для очистки газопылевых выбросов. Электрофильтр включает корпус, пластинчатые осадительные электроды с диэлектрическим покрытием, коронирующие электроды, электроды бегущего электрического поля и источники питания. Коронирующие электроды выполнены в виде лопаток крылового профиля с острой задней кромкой. Электроды бегущего электрического поля выполнены в виде пластин со слоем однородного диэлектрика также в форме крылового профиля. Электроды распределены в активной зоне электрофильтра так, что образуют в плоскости, проходящей вдоль газового потока перпендикулярно осадительному электроду, плоскую решетку. Коронирующие электроды подключены к однофазному источнику переменного электрического тока, а электроды бегущего электрического поля подключены по порядку следования от коронирующего электрода к началам фазовых обмоток трехфазного источника переменного электрического тока. Технический результат состоит в снижении сопротивления газовому потоку. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Электрофильтр, содержащий корпус, пластинчатые осадительные электроды, коронирующие электроды, электроды бегущего электрического поля и источники питания, отличающийся тем, что коронирующие электроды выполнены в виде лопаток крылового профиля с острой задней кромкой, за которыми устанавливают электроды бегущего электрического поля, выполненные в виде пластин со слоем однородного диэлектрика, также в форме крылового профиля, при этом осадительный электрод имеет диэлектрическое покрытие, а коронирующие электроды и электроды бегущего электрического поля распределены в рабочем объеме в виде решетки профилей с трансляционной симметрией в направлении осадительного электрода. 2. Электрофильтр по п. 1, отличающийся тем, что направление трансляционной симметрии для решетки из коронирующих электродов и электродов бегущего электрического поля задают по углу установки профилей между выбранным направлением и хордой профиля, который выбирают в интервале 0-90^o. 3. Электрофильтр по п. 1, отличающийся тем, что коронирующие электроды и электроды бегущего электрического поля располагают под углом атаки между вектором скорости набегающего потока газа и хордой профиля, который выбирают в интервале 0-40^o. 4. Электрофильтр по п. 1, отличающийся тем, что коронирующие электроды подключены к одному из выводов однофазного источника переменного тока, а электроды бегущего электрического поля подключены по порядку следования от коронирующего электрода к началам фазовых обмоток А,B,С источника трехфазного переменного тока, соединенных звездой, а выведенную нейтраль трехфазного источника переменного тока и свободный вывод однофазного источника переменного тока подключают к осадительному электроду, при этом допускается циклическая перестановка подключения электродов бегущего электрического поля к фазовым обмоткам трехфазного источника переменного тока.