ЭЛЕКТРОФИЛЬТР Российский патент 2008 года по МПК B01D35/06 B03C3/40 

Изобретение относится к электрофильтрам - аппаратам для очистки газов от взвешенных частиц в различных отраслях промышленности, в частности цветной металлургии, в электродном и других производствах.

Известны электрофильтры (аналог) типа ПГ-8, С-7,2 и др., состоящие из корпуса, трубчатых осадительных электродов и коронирующих электродов [1]. В этих электрофильтрах активная зона состоит из цилиндрических осадительных электродов и проволочных коронирующих электродов.

Отрицательной стороной аналога является недостаточная степень очистки газов, в результате чего приходится увеличивать длину активной зоны и ее сечение (количество электродов), что удорожает аппарат. Недостаточная степень очистки газов в этих аппаратах обусловлена тем, что величина напряженности электрического поля в них ограничена - находится в пределах 3,3...3,8 кВ/см, что не позволяет получить высокую эффективность.

Известны также электрофильтры (прототип), активная зона которых оснащена коронирующими электродами типа БВК (без влияния кромок). В этих электрофильтрах производительность может быть увеличена по сравнению с электрофильтрами-аналогами [2].

Недостатком прототипа является малый межэлектродный промежуток. Этот аппарат может применяться для жидких частиц, не образующих отложений, однако требует тщательного проведения монтажных работ. В связи с этим он не нашел практического применения в промышленности.

Предлагаемый электрофильтр лишен недостатков аналога и прототипа.

Технической задачей заявленного изобретения и достигаемый при ее решении технический результат заключаются в повышении степени очистки газов.

Электрофильтр состоит из корпуса, трубчатых осадительных и коронирующих электродов, состоящих из участков двух типов.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом электрофильтре коронирующие электроды представляют собой соединенные последовательно и чередующиеся два вида участков, выполненных в виде прямолинейных элементов (со стороны входа газа) и элементов, представляющих собой цилиндрическую пружину, причем общая длина элементов L, диаметр спирали d, расстояние между витками спирали δ зависят от параметров очищаемого пылегазового потока и находятся в диапазонах: L₁=0,1...0,5 м, L₂=0,1...0,5 м; d=0,1...0,5 D, δ=10...20d, где D - внутренний диаметр осадительного электрода, d₁ - диаметр прямолинейного участка коронирующего электрода.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности признаков, достаточных для получения существенного повышения эффективности пылеулавливания. Возможность осуществления изобретения, охарактеризованного приведенной выше совокупностью признаков, а также возможность реализации изобретения подтверждается описанием конструкции электрофильтра, которая показана на чертежах.

Фигура 1 - общий вид электрофильтра.

Фигура 2 - коронирующий элемент.

Перечень обозначений:

Фигура 1:

1 - корпус электрофильтра;

2 - осадительный электрод;

3 - коронирующие элементы;

4 - прямолинейный участок коронирующего элемента;

5 - участок коронирующего элемента - цилиндрическая пружина;

6 - груз для натяжения коронирующего элемента.

Фигура 2:

D - внутренний диаметр осадительного электрода;

L - общая длина коронирующих элементов;

L₂ - длина прямолинейного участка коронирующего элемента;

L₁ - длина участка коронирующего элемента - цилиндрическая пружина;

d - диаметр цилиндрической пружины;

d₁ - диаметр прямолинейного участка коронирующего элемента;

δ - расстояние между витками цилиндрической пружины.

Функционирование предлагаемого электрофильтра происходит следующим образом:

газ, содержащий частицы, поступает в корпус электрофильтра (1) и далее проходит через систему коронирующих и трубчатых осадительных электродов. На входе в осадительные электроды на прямолинейном участке коронирующего электрода при подаче высокого напряжения возникает коронный разряд, благодаря которому проходящие частицы приобретают заряд и частично осаждаются в зоне данного участка. Далее частицы вместе с газом поступают в зону участка коронирующего электрода в виде цилиндрической пружины. В связи с тем, что диаметр цилиндрической пружины может составлять 0,1...0,5D, где D - внутренний диаметр осадительного электрода, а витки пружины расположены близко друг к другу, коронный заряд здесь отсутствует, а напряженность электрического поля будет значительно выше. При повышенной напряженности эффективность пылеулавливания возрастает. По мере прохождения пылегазовым потоком участка цилиндрической пружины (5) кроме улавливания частиц может происходить частичная рекомбинация заряженных частиц. При этом они укрупняются, но теряют заряд - нейтрализуются. Поэтому для подзарядки частиц пылегазовый поток поступает снова в зону прямолинейного участка (4) коронирующего электрода, где происходит подзарядка частиц. Далее процесс неоднократно повторяется. В итоге происходит более эффективное осаждение заряженных частиц пыли, так как примерно половину пути в электрофильтре частицы подвержены действию электрического тока повышенной напряженности.

Известно, что время зарядки пылевых частиц в поле коронного разряда электрофильтров составляет примерно 0,1 с. За это время частицы заряжаются в среднем на 90%, что позволяет осуществлять эффективное улавливание пыли.

Если скорость в электрофильтрах находится в диапазоне 0,8...1,5 м/с, длина прямолинейного участка определяется временем зарядки 0,1 с и составляет величину до 0,15 м. При улавливании пыли с высокой концентрацией частиц время зарядки будет увеличиваться примерно до 0,3 с и длина L₂ также будет увеличиваться и составит примерно 0,24...0,45 м.

В электрофильтрах с трубчатыми осадительными электродами применяют в качестве коронирующих электродов провод. При этом напряжение зажигания короны находится на уровне 25 кВ. При скручивании этого провода в цилиндрическую пружину с близко расположенными витками δ=10...20 d₁ происходит, как показывают эксперименты, взаимное экранирование витков и коронирование прекращается. Электрическое поле в районе расположения спирали становится электростатическим. Такое поле пробивается при более высоком напряжении, и, следовательно, из-за увеличения пробивной напряженности расстояние между цилиндрической пружиной и осадительным электродом может быть уменьшено, что и позволяет получить повышение степени очистки газов.

Промышленное производство предлагаемого электрофильтра не требует разработки новых технологий, так как навивка пружины может быть выполнена известными средствами.

Необходимо отметить, что указанное техническое решение не является единственно возможным 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. 1988 г., с. 16-17.

2. Биргер М.И., Вальдберг А.Ю., Мягков Б.И. и др. Справочник по пылезолоулавливанию. 2-е издание. М., Энергия, 1983 г., с.206.

Изобретение относится к электрофильтрам - аппаратам для очистки газов от взвешенных частиц в различных отраслях промышленности, в частности цветной металлургии, в электродном и других производствах. Электрофильтр состоит из корпуса, осадительных электродов, изготовленных из труб, и коронирующих электродов. Коронирующие электроды состоят из чередующихся участков, выполненных в виде прямолинейных участков L₂ и участков L₁ выполненных в виде цилиндрической пружины, причем общая длина коронирующих элементов L, диаметр спирали d, расстояние между витками спирали δ зависят от параметров очищаемого пылегазового потока и находятся в диапазонах: L₁=0,1...0,5 м; L₂=0,1...0,5 м; d=0,1...0,5 D; δ=10...20 d, где D - внутренний диаметр осадительного электрода, d₁ - диаметр прямолинейного участка коронирующего электрода. Цель изобретения - повышение степени очистки газов. 2ил.

Электрофильтр, состоящий из корпуса, осадительных электродов, изготовленных из труб, и коронирующих электродов, отличающийся тем, что коронирующие электроды состоят из чередующихся участков, выполненных в виде прямолинейных участков L₂ и участков L₁, выполненных в виде цилиндрической пружины, причем общая длина коронирующих элементов L, диаметр спирали d, расстояние между витками спирали δ зависят от параметров очищаемого пылегазового потока и находятся в диапазонах: L₁=0,1...0,5 м; L₂=0,1...0,5 м; d=0,1...0,5 D; δ=10...20 d₁, где D - внутренний диаметр осадительного электрода, d₁ - диаметр прямолинейного участка коронирующего электрода.