МНОГОСЕКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОФИЛЬТР Российский патент 2003 года по МПК B03C3/08 B03C3/12 

Изобретение относится к очистке промышленных выбросов в атмосферу и, в частности, к фильтру для улавливания мелкодисперсных загрязнений газового потока в металлургии, при производстве цемента и т.п.

Известен электрофильтр, содержащий корпус, имеющий входное и выходное отверстия, между которыми установлены вдоль корпуса осадительные электроды в виде плоских пластин, расположенных с зазором параллельно друг другу, между осадительными электродами параллельно им, но поперек корпуса расположены изолированные от осадительных электродов коронирующие электроды в виде стержней, при этом осадительные пластины и коронирующие стержни заряжены разноименными зарядами (патент США 4056372).

Недостатком данного электрофильтра является повышенный расход электроэнергии и низкая технологичность при изготовлении, затруднена также очистка осадительных электродов.

Также известен воздухоочиститель, в котором пылеосадительные пластинчатые электроды расположены параллельно друг другу с заданным интервалом, образуя каналы для потока воздуха, чередуясь с этими электродами между ними расположены дополнительные пластинчатые электроды, а параллельно торцам пластинчатых электродов с одной стороны установлены коронирующие проволочки, причем осадительные пластинчатые электроды выступают над дополнительными, а расстояния от проволочек до торцов пластин примерно равны. Разность потенциалов между разноименными пластинчатыми электродами составляет половину разности потенциалов между коронирующими проволочками и осадительными электродами (ЕВП 0114178). Недостатком данного воздухоочистителя является низкая эффективность, а также повышенный расход электроэнергии и низкая технологичность из-за большого числа коронирующих стержней.

Задача, положенная в основу изобретения, заключается в обеспечении высокой степени очистки газового потока при экономном расходовании электроэнергии.

Для решения поставленной задачи предлагается многосекционный электрофильтр для очистки газового потока, каждая секция которого состоит из, по меньшей мере, двух ступеней:
- первая ступень содержит две группы расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга параллельных металлических пластин, при этом одна группа пластин установлена со стороны входа газового потока и содержит, по меньшей мере, две пластины, а вторая группа содержит нечетное количество пластин, по меньшей мере, пять и установлена дальше по ходу потока на расстоянии от первой группы пластин, так что торцы пластин обеих групп, обращенные друг к другу, образуют окружность, в центре которой расположена продольная ось ионизирующего электрода,
- вторая ступень, входным потоком которой служит выходящий поток из первой ступени, содержит параллельно расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга металлические пластины, количество которых равно количеству пластин второй группы первой ступени, причем продольный размер указанных пластин выбран одинаковым,
- ширина l пластин первой и второй ступеней равна продольному размеру ионизирующего электрода и определяется условиями работы фильтра.

В многосекционном электрофильтре согласно изобретению пластины второй группы первой ступени электрически соединены с соответствующими пластинами второй ступени.

Расстояние между осью ионизирующего электрода и торцами пластин первой и второй групп первой ступени выбрано так, что величина напряженности электрического поля в промежутке (торец пластины - ионизирующий электрод) составляет 0,01 - 10,0 кВ/мм.

Расстояние между пластинами второй ступени одинаково и выбрано так, что величина напряженности электрического поля между пластинами составляет 0,01 - 10,0 кВ/мм.

Желательно, чтобы каждая секция многосекционного электрофильтра состояла из нескольких ступеней, в частности одной первой ступени и, по меньшей мере, двух вторых ступеней.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1, 2 показана схема заявляемого устройства.

Многосекционный электрофильтр состоит из двух ступеней. Первая ступень многосекционного электрофильтра содержит две группы параллельных металлических пластин. Первая группа металлических пластин 1 располагается на входе газового потока в электрофильтр. Вторая группа металлических пластин 2 располагается по ходу потока за первой группой. Между первой и второй группами металлических пластин располагается ионизирующий электрод 5. Торцы пластин обеих групп, обращенные к середине первой ступени, образуют окружность. В центре окружности расположена продольная ось ионизирующего электрода. Металлические пластины первой и второй групп электрически изолированы друг от друга и от ионизирующего электрода. Металлические пластины 1 первой группы электрически соединены друг с другом. Металлические пластины 2 второй группы электрически изолированы друг от друга. Вторая ступень многосекционного электрофильтра состоит из электрически изолированных друг от друга параллельных металлических пластин 6, пластины располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга и их количество равно количеству пластин второй группы первой ступени.

Пластины второй ступени электрически соединены с соответствующими им пластинами второй группы первой ступени.

Конструктивно пластины первой и второй ступеней электрофильтра могут быть закреплены на электрических шинах 3, 4. Шины 3, 4 могут быть выполнены из металла, в этом случае для электрической изоляции смежных металлических пластин второй ступени и второй группы первой ступени могут быть использованы диэлектрические материалы или пластины, которые выполняются с соответствующим воздушным зазором между пластиной и соответствующей ей шиной. Ионизирующий электрод и пластины первой группы первой ступени электрически связаны с источником питания V₁ таким образом, что ионизирующий электрод и пластины имеют разную полярность. Например, ионизирующий электрод электрически связан с "плюсовой" клеммой источника питания, а пластины - с "минусовой". Расстояние между осью ионизирующего электрода и торцами пластин первой и второй групп первой ступени выбрано так, что при подаче напряжения возникает напряженность электрического поля в промежутке между торцами пластин и ионизирующим электродом величиной 0,01 - 10 кВ/мм. Пластины второй ступени и пластины второй группы первой ступени электрически связаны с источником питания V₂ таким образом, что рядом стоящие пластины имеют разную полярность. Например, каждая четная пластина электрически связана с "плюсовой" клеммой электрического источника питания, а нечетные пластины - с "минусовой". Расстояние между пластинами выбрано из условия величины напряженности электрического поля между пластинами 0,01 -10,0 кВ/мм.

Процесс очистки газа в многосекционном электрофильтре протекает следующим образом. Запыленный газ, попадая в электрофильтр, проходит через первую ступень - ионизатор, представляющий собой ионизирующий электрод, соединенный с высоким напряжением (18 кВ), и параллельные металлические пластины, заземленные и подсоединенные к минусовому полюсу источника питания.

В первой ступени (ионизаторе) происходит интенсивный коронный разряд между ионизирующим электродом и металлическими пластинами, и взвешенные в газе частицы пыли, проходя через первую ступень электрофильтра, получают положительный или отрицательный заряды. Затем заряженные частицы пыли вносятся с потоком газа в равномерное электростатическое поле второй ступени, образованное большим числом чередующихся заземленных металлических пластин и пластин, присоединенных к плюсовому полюсу источника питания (7 кВ). Во второй ступени электрофильтра заряженные частицы пыли оседают на пластинах под действием электростатического поля.

Проведенные испытания электрофильтра согласно изобретению показали эффективность улавливания частиц аэрозолей, содержащихся в воздушном потоке, 99% при скорости потока 1,6 м/с.

Изобретение относится к многосекционному электрофильтру для очистки воздушного потока от аэрозолей и обеспечивает высокую степень очистки газового потока при экономном расходовании электроэнергии. Многосекционный электрофильтр состоит из двух ступеней. Первая ступень содержит две группы параллельных металлических пластин. Первая группа металлических пластин располагается на входе газового потока в электрофильтр. Вторая группа металлических пластин располагается по ходу потока за первой группой. Между первой и второй группами металлических пластин располагается ионизирующий электрод. Торцы пластин обеих групп, обращенные к середине первой ступени, образуют окружность, в центре которой расположена продольная ось ионизирующего электрода. Металлические пластины первой и второй групп электрически изолированы друг от друга и от ионизирующего электрода. Металлические пластины первой группы электрически соединены друг с другом, пластины второй группы электрически изолированы друг от друга. Вторая ступень электрофильтра состоит из электрически изолированных друг от друга параллельных металлических пластин. Пластины располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга и их количество равно количеству пластин второй группы первой ступени. Ионизирующий электрод и пластины первой группы первой ступени имеют разную полярность. Расстояние между осью ионизирующего электрода и торцами пластин первой и второй групп первой секции выбрано таким, что при подаче напряжения возникает напряженность электрического поля в промежутке между торцами пластин и ионизирующим электродом величиной 0,01-10,0 кВ/мм. Рядом стоящие пластины второй ступени и пластины второй группы первой ступени имеют разную полярность. Расстояние между пластинами выбрано из условия величины напряженности электрического поля между пластинами 0,01-10,0 кВ/мм. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Многосекционный электрофильтр для очистки газового потока, каждая секция которого состоит из по меньшей мере двух ступеней, при этом первая ступень содержит две группы параллельно расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга металлических пластин, причем одна группа пластин установлена со стороны входа газового потока и содержит по меньшей мере две пластины, а вторая группа содержит нечетное количество пластин, по меньшей мере пять, и установлена дальше по ходу потока на расстоянии от первой группы пластин так, что торцы пластин обеих групп, обращенные друг к другу, образуют окружность, в центре которой расположена продольная ось ионизирующего электрода, вторая ступень, входным потоком которой служит выходящий из первой ступени поток, содержит параллельно расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга металлические пластины, количество которых равно количеству пластин второй группы первой ступени, причем продольный размер указанных пластин выбран одинаковым, ширина l пластин первой и второй ступеней выбрана одинаковой и равна продольному размеру ионизирующего электрода. 2. Многосекционный электрофильтр по п.1, отличающийся тем, что пластины второй группы первой ступени электрически соединены с соответствующими им пластинами второй ступени. 3. Многосекционный электрофильтр по п.1, отличающийся тем, что расстояние между осью ионизирующего электрода и торцами пластин первой и второй групп первой ступени выбрано таким, что величина напряженности электрического поля в промежутке торец пластины -ионизирующий электрод составляет 0,01-10,0 кВ/мм, расстояние между пластинами второй ступени выбрано таким, что величина напряженности электрического поля между пластинами составляет 0,01-10,0 кВ/мм. 4. Многосекционный электрофильтр по п.1, отличающийся тем, что каждая его секция состоит из нескольких ступеней, в частности одной первой ступени и по меньшей мере двух вторых ступеней.