ДВУХЗОННЫЙ ЭЛЕКТРОФИЛЬТР Российский патент 2002 года по МПК B03C3/00 B03C3/08 B03C3/12 

Изобретение относится к очистке воздуха путем отделения твердых частиц с помощью электростатического разделения материалов, например, с помощью электрофильтров.

Известно, что для очистки вентиляционного воздуха применяют, в основном, двухзонные электрофильтры [1, с. 279].

Известен двухзонный электрофильтр, в котором зарядка и осаждение частиц пыли производятся в двух последовательных конструктивных зонах - ионизаторе и осадителе [2, с. 148].

Известный двухзонный электрофильтр содержит заключенные в корпус ионизатор (так называемую зону зарядки), состоящий из коронирующих и установленных параллельно воздушному потоку пластинчатых некоронирующих электродов, и осадитель (так называемую зону осаждения), состоящий из набора установленных параллельно ходу воздушного потока пластин, соединенных через одну соответственно с высоковольтным и заземленным выводами источника высокого напряжения.

Для такого электрофильтра характерны низкое аэродинамическое сопротивление, способность улавливать частицы в широком диапазоне размеров, возможность комплексной обработки воздуха (очистки, ионизации и создания регулируемых концентраций озона).

Степень очистки воздуха в электрофильтре тем больше, чем больше электрический заряд, получаемый частицами пыли в поле коронного разряда ионизатора. Этот заряд зависит от тока коронного разряда: для увеличения заряда необходимо, при прочих равных условиях, увеличивать ток коронного разряда, например, путем уменьшения диаметра коронирующего электрода и/или уменьшения межэлектродного расстояния.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является двухзонный электрофильтр, содержащий заключенные в корпус ионизатор, состоящий из коронирующих и установленных параллельно воздушному потоку пластинчатых некоронирующих электродов, осадитель и металлическую сетку, установленную в ионизаторе со стороны осадителя перпендикулярно воздушному потоку и электрически связанную с некоронирующими электродами (см. патент RU 2144433, кл. В 03 С 3/08, 3/00).

Задача, решаемая заявленным изобретением, - повышение эффективности работы двухзонного электрофильтра путем увеличения тока коронного разряда при неизменных диаметре коронирующего электрода и межэлектродном расстоянии, а также уменьшение генерирования озона электрофильтром.

Это достигается тем, что в известном двухзонном электрофильтре, содержащем заключенные в корпус ионизатор, состоящий из коронирующих и установленных параллельно воздушному потоку пластинчатых некоронирующих электродов, осадитель и металлическую сетку, установленную в ионизаторе со стороны осадителя перпендикулярно воздушному потоку и электрически связанную с некоронирующими электродами, согласно изобретению на входе ионизатора перпендикулярно воздушному потоку установлена металлическая сетка, электрически связанная с некоронирующими электродами.

Предложенные нами отличительные признаки, такие, как наличие металлической сетки, установленной перпендикулярно воздушному потоку на входе ионизатора, электрически связанной с некоронирующими электродами, являются необходимыми и достаточными для достижения указанного технологического результата, что следует из проведенных нами исследований.

Установка сетки на входе в ионизатор способствует более равномерному распределению поля коронного разряда в пространстве и, в конечном счете, повышению тока коронного разряда
Cила тока коронного разряда при наличии сетки на выходе и отсутствии сетки на входе в ионизатор, мкА - 180±18
Cила тока коронного разряда при наличии сетки на выходе и сетки на входе в ионизатор, мкА - 234±15
Согласно существующим физическим представлениям о работе электрофильтра [1, с. 99], рост тока коронного разряда должен приводить к повышению степени очистки воздуха, т.е. к повышению эффективности работы электрофильтра. Для подтверждения положительного влияния сетки, установленной на входе в ионизатор, на степень очистки воздуха в электрофильтре был проведен эксперимент. Степень очистки воздуха в экспериментальном фильтре составила
При наличии сетки на выходе и отсутствии сетки на входе в ионизатор - 0,87±0,07
При наличии сетки на выходе и сетки на входе в ионизатор - 0,98±0,00
Эти результаты подтверждают положительное влияние сетки, установленной на входе в ионизатор, на эффективность работы электрофильтра.

Количественная оценка влияния сетки, установленной на входе в ионизатор, на озоновыделение производилась с помощью коэффициента α, определяющегося по формуле
α=С_с/С₀,
где С_с - концентрация озона на выходе из электрофильтра при наличии сетки на выходе и сетки на входе в ионизатор;
С₀ - концентрация озона на выходе из электрофильтра при наличии сетки на выходе и отсутствии сетки на входе в ионизатор при тех же значениях тока.

В результате:
Сила тока коронного разряда, мкА - Коэффициент α
50 - 0,95
70 - 0,80
100 - 0,70
Установка сетки на входе в ионизатор приводит к снижению выделения озона электрофильтром.

Таким образом, наличие каждого признака необходимо, а всех вместе - достаточно для осуществления технологического результата.

На чертеже представлен заявленный двухзонный электрофильтр.

Устройство состоит из ионизатора 1 с коронирующим электродом 3, подключенным к высоковольтному выводу источника высокого напряжения (не показан), и некоронирующими электродами 4, соединенными с заземленным выводом источника высокого напряжения, металлической сетки на входе в ионизатор 5, металлической сетки на выходе из ионизатора 6 и осадителя 2 с осадительными электродами 7, заключенных в корпус (не показан).

Устройство работает следующим образом.

Очищаемый воздух входит в электрофильтр, проходит через поле униполярного коронного разряда, создаваемого в ионизаторе (1) между коронирующим электродом (3), с одной стороны, и некоронирующими электродами (4), сеткой (6) на выходе из ионизатора и сеткой (5) на входе в ионизатор, с другой стороны. Взвешенные в воздухе частицы пыли заряжаются за счет ионной зарядки, при этом вследствие наличия сетки (5) на входе в ионизатор увеличивается ток короны из-за более равномерного распределения поля коронного разряда и соответственно возрастает заряд, приобретаемый частицами в ионизаторе. Далее воздух поступает в осадитель (2), где под действием электрических сил частицы пыли, несущие на себе заряд, осаждаются на его электродах (7). Поскольку за счет наличия сетки (5) заряд частиц увеличен, то степень очистки воздуха в электрофильтре также увеличивается.

Пример конкретного выполнения изобретения.

Длина электрофильтра 210 мм, входное сечение 140 х 140 мм. Коронирующий электрод выполнен из нихромовой проволоки диаметром 0,2 мм, размер некоронирующих электродов 140 х 60 мм. Ионизатор состоит из двух секций, установленных параллельно воздушному потоку (на фиг.1 показана одна секция ионизатора и соответствующая ей часть осадителя). Межэлектродное расстояние в ионизаторе 35 мм. Размер электродов осадителя 140 х 140 мм, межэлектродное расстояние в осадителе 15 мм. Сетки могут быть выполнены из алюминиевых проволок диаметром, например, 2 мм с размером ячейки сетки 15 - 50 мм. На электрофильтр подается напряжение 15 кВ отрицательной полярности.

Источники информации
1. Дымовые фильтры /В.И. Левитов, И.К. Решидов, В.М. Ткаченко и др.; Под общ. ред. В.И. Левитова. - М.: Энергия, 1980. - 448 с., ил.

2. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха. - М.: Стройиздат, 1981. - 296 с.

Изобретение относится к очистке воздуха путем отделения твердых частиц с помощью электростатического разделения материалов, например, с помощью электрофильтров и решает задачу повышения эффективности работы. Двухзонный электрофильтр содержит ионизатор, включающий коронирующие и установленные параллельно воздушному потоку пластинчатые некоронирующие электроды, осадитель и две металлические сетки, электрически связанные с некоронирующими электродами. Одна из сеток установлена в ионизаторе со стороны осадителя перпендикулярно воздушному потоку, а другая - на входе ионизатора. 1 ил.

Двухзонный электрофильтр, содержащий заключенные в корпус ионизатор, состоящий из коронирующих и установленных параллельно воздушному потоку пластинчатых некоронирующих электродов, осадитель и металлическую сетку, установленную в ионизаторе со стороны осадителя перпендикулярно воздушному потоку и электрически связанную с некоронирующими электродами, отличающийся тем, что на входе ионизатора перпендикулярно воздушному потоку установлена металлическая сетка, электрически связанная с некоронирующими электродами.