ЭЛЕКТРОФИЛЬТР Российский патент 2008 года по МПК B03C3/02 H02M1/14 

Изобретение относится к области электрической очистки газов в различных отраслях промышленности.

Известен электрофильтр, включающий корпус, токоподвод, агрегат питания, осадительные и коронирующие электроды [1].

К недостаткам этого оборудования относится недостаточная степень очистки пылей второй группы из-за больших пульсаций напряжения и соответственно низких средних напряженностей.

Известна конструкция электрофильтра [2], в которой для повышения степени очистки применяют высокочастотный агрегат питания с частотой выпрямляемого тока вместо 50 Гц - до 10-15 кГц. Средние напряжения будут максимальными, но этот агрегат в несколько раз дороже обычного агрегата с питанием от 50 Гц и из-за сложности агрегата снижается надежность.

Технической задачей заявленного изобретения и достижимый при ее решении технический и экономический результат заключается в достижении повышенной степени очистки и надежности электрофильтра без существенного увеличения стоимости.

Указанный технический результат достигается тем, что электрофильтр содержит корпус, агрегат питания, токоподвод, осадительные и коронирующие электроды, к осадительным электродам через корпус, а к коронирующим электродам через резистор и токоподвод подключен конденсатор, а агрегат питания минусом подключен между конденсатором и резистором, а плюсом - к корпусу электрофильтра. Отношение суммарной геометрической емкости электродной системы и емкости конденсатора к площади осадительных электродов, к которым подключен конденсатор, составляет (10^-2-10^-4)мкф/м², а резистор выполнен величиной (50-5000)Ом. Резистор может быть включен и между конденсатором и корпусом электрофильтра.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Возможность осуществления изобретения, охарактеризованного приведенной выше совокупностью признаков, а также возможность реализации назначения изобретения может быть подтверждена описанием возможной конструкции устройства, выполняемой в соответствии с изобретением, сущность которого поясняется графическими материалами.

На фиг.1 изображен схематический чертеж предлагаемого электрофильтра.

На фиг.2 показана схема электрических соединений в предлагаемом электрофильтре.

Предлагаемый электрофильтр включает корпус 1, агрегат питания 2, осадительные электроды 3, коронирующие электроды 4, токоподвод 5, резистор 6, конденсатор 7, соединительную шину 8.

При подаче напряжения фиг.2 от агрегата питания 2 на коронирующие электроды 4 через токоподвод 5 (без резистора 6 и конденсатора 7) геометрической емкости электрофильтра (на фиг.1 и 2 не показаны) между коронирующими и осадительными электродами недостаточно, чтобы сгладить пульсации напряжения на коронирующих электродах 4. Степень очистки электрофильтра определяется как

η=e^-w·f,

где w - скорость дрейфа частиц к осадительному электроду 4;

f - параметр, характеризующий геометрию электрофильтра и скорость газа в нем.

W=K·E_CPE_M=U_CP·U_A,

где U_A - амплитуда напряжения на электродах 3, 4, определяется уровнем пробивного напряжения между коронирующим 4 и осадительным 3 электродами;

U_cp - среднее напряжение на электродах 3, 4, определяется характеристикой промежутка между электродами 3, 4 и зарядом, накопленным на геометрической емкости электрофильтра, который переходит в бестоковую паузу, когда агрегат питания 2 отключен от электрофильтра выпрямительным мостом (на фиг.1, 2 не показан и находится внутри агрегата питания 2), в промежутках. Чем больше заряд можно накопить на электродах, тем дольше он стекает в промежуток между электродами 3, 4, тем меньше пульсация напряжения на электродах 3, 4, тем больше U_cp, соответственно больше скорость дрейфа W, тем выше степень очистки электрофильтра η.

Заряд на коронирующих электродах 4 можно увеличить, увеличив их площадь, но это повлечет увеличение металлоемкости, цены, веса, коронирующих электродов 4. Подключив конденсатор 7 к коронирующим электродам 4 с токоподводом 5 через резистор 6, величина которого 50-5000 Ом, обеспечивается стекание заряда с конденсатора 7 на геометрическую емкость электродов 3, 4 быстрее, чем с коронирующего электрода 4 в промежуток и конденсатор 7 определяет рост среднего напряжения на электродах 3, 4. Соотношение суммарной геометрической емкости электродов 3, 4, которая определяется прямым измерением на электрофильтре, и емкости конденсатора 7 к площади осаждения, определяемой как произведение длины осадительного 3 электрода а на высоту b (см. фиг.1) и на (2n-1), где n - количество осадительных электродов 3, в диапазоне (10^-2-10^-4)мкФ/м² достаточно, чтобы напряжение на электродах 3, 4 было близко к постоянному (пульсации составляют до 5% от амплитуды напряжения). Большие значения диапазона относятся к малым площадям осаждения (практически от 300 м² и выше), меньшие значения относятся к большим площадям осаждения, подключаемым к одному агрегату питания 4, - до 5000 м² и более.

Сопротивление резистора 50 Ом относится к случаю питания больших площадей осаждения 5000 м², а 5000 Ом к случаю питания от агрегата 4 площади осаждения около 300 м².

Емкость конденсатора 7 для питания большой площади осаждения до 5000 м² наибольшая, при электрическом пробое между электродами 3, 4 резистор 6 сопротивлением 50 Ом достаточен для ограничения амплитуды тока разряда емкости конденсатора 7, чтобы обеспечить надежную работу электродов 3, 4 и конденсатора 7.

Емкость конденсатора 7 для питания малой площади осаждения до 300 м² минимальная, и сопротивление резистора 6 величиной 5000 Ом тоже достаточно для обеспечения надежной работы электрофильтра.

Такое конструктивное исполнение электрофильтра позволяет повысить степень очистки электрофильтра при обеспечении высокой надежности и без существенного увеличения цены электрофильтра.

Настоящее изобретение промышленно применимо, так как для его изготовления не требуется специальной оснастки и новой технологии.

Описанная в данном примере и изображенная в графических материалах конструкция устройства «электрофильтр» не является единственно возможной для достижения вышеуказанного технического результата и не исключает других вариантов его изготовления, содержащих совокупность признаков, включенных в независимый пункт формулы изобретения.

Литература

1. Газоочистное оборудование. Каталог. Цинтихимнефтемаш, М., 1988 г., стр.4-7.

2. Переводчиков В.И., Щербаков А.В., Гусев С.И. и др. Униполярный высоковольтный источник с высокочастотной связью для питания электростатических фильтров / Юбилейный сборник трудов ВЭИ к 85-летию, 2006, с.189-195.

Изобретение относится к области электрической очистки газов. Электрофильтр включает корпус, агрегат питания, осадительные и коронирующие электроды, токоподвод, резистор, конденсатор и соединительную шину. При этом к осадительным электродам через корпус, а к коронирующим электродам через резистор и токоподвод подключен конденсатор, а агрегат питания минусом подключен между резистором и конденсатором, а плюсом - к корпусу электрофильтра. Отношение суммарной геометрической емкости электродной системы электрофильтра и емкости конденсатора к площади осадительных электродов, к которым подключен конденсатор, находится в диапазоне (10^-2-10^-4)мкФ/м², что обеспечивает напряжение на электродах, близкое к постоянному. Резистор выполнен величиной (50-5000)Ом. При этом стекание заряда с конденсатора на геометрическую емкость электродов происходит быстрее, чем с коронирующего электрода в промежуток, а конденсатор определяет рост среднего напряжения на электродах. Все это в совокупности приводит к повышению степени очистки газов при обеспечении высокой надежности электрофильтра и без существенного увеличения стоимости аппарата. 2 ил.

Электрофильтр, включающий корпус, агрегат питания, токоподвод, осадительные и коронирующие электроды, отличающийся тем, что к осадительным электродам через корпус, а к коронирующим электродам через резистор и токоподвод подключен конденсатор, при этом агрегат питания минусом подключен между резистором и конденсатором, а плюсом - к корпусу электрофильтра, при этом отношение суммарной геометрической емкости электродной системы электрофильтра и емкости конденсатора к площади осадительных электродов, к которым подключен конденсатор, находится в диапазоне 10^-2-10^-4 мкФ/м², а резистор выполнен величиной 50-5000 Ом.