ВОЛНОВОЙ ЭЛЕКТРОФИЛЬТР Российский патент 2009 года по МПК B03C3/08 

Изобретение относится к электрической очистке газов от взвешенных твердых и(или) жидких частиц в различных отраслях промышленности, в частности в теплоэнергетике, металлургии, нефтехимии, промышленности строительных материалов и др.

Известен электрофильтр типа ЭГА (аналог) [1], включающий корпус, осадительные электроды и коронирующие элементы. Осадительные электроды в этих электрофильтрах представляют собой плоскости, имеющие гофры для придания жесткости. Коронирующие ленточно-кольчатые элементы выполнены из стальных лент с закругленными краями и иглами, выштампованными с противоположных сторон ленты. Электрическое поле в таком электрофильтре имеет относительно низкие параметры. Недостаток аналога - относительно низкая степень очистки газов, как правило не выше 99,9%, и повышенные габариты.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности, решаемой технической задаче и совокупности общих существенных признаков является электрофильтр [2], в котором применены осадительные электроды волнового профиля. Коронирующие элементы в этих электрофильтрах имеют одинаковую ориентацию коронирующих точек в обе стороны.

Шаг коронирующих элементов в этих электрофильтрах не согласован с шагом волны осадительного электрода. Следовательно, разрядный промежуток в электрофильтре пробивается при пониженном напряжении, что приводит к снижению степени очистки газов.

Техническая задача предлагаемого изобретения и достигаемый при ее решении технический результат заключаются в повышении степени очистки газов. Это возможно благодаря тому, что коронирующие элементы выполнены с расположением фиксированных точек коронирования в сторону углубления волнового профиля осадительного электрода и расположены в центре дуги радиуса R углубления осадительного электрода, а в другую сторону выступающей части волны коронирующий элемент образует гладкую поверхность, расположенную на одинаковом расстоянии от поверхности осадительного электрода, причем расстояние R больше, чем расстояние между гладкой поверхностью коронирующего элемента и осадительного электрода (А), и отношение R/A находится в диапазоне 1,05…1,50.

Указанный технический результат достигается тем, что электрическое поле коронного разряда в углублении осадительного электрода, где происходит зарядка и осаждение частиц, имеет более высокие ток и напряжение благодаря тому, что фиксированные точки коронирования расположены в центре дуги радиуса R и электрическое поле на площади всего углубления является повышенным и равнопрочным. Это увеличивает скорость осаждения частиц. А в противоположной стороне коронирующий элемент имеет гладкую поверхность, расположенную на одинаковом расстоянии А от выступающей части волны. Благодаря тому что расстояние А меньше R в 1,05…1,5 раза, в промежутке между выступающей частью волнового осадительного электрода и гладкой поверхностью коронирующего элемента напряженность поля увеличена в 1,05…1,5 раза, что увеличивает скорость осаждения частиц пыли также в 1,05…1,5 раза.

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

Возможность осуществления изобретения, охарактеризованного приведенной выше совокупностью признаков, а также возможность реализации изобретения может быть подтверждена описанием одного из вариантов конструкции устройства, выполненного в соответствии с изобретением, сущность которого поясняется чертежами.

На фиг.1 показан электрофильтр с расположенной внутри него электродной системой.

На фиг.2 показан один межэлектродный промежуток электрофильтра.

Предлагаемый электрофильтр включает:

1 - корпус;

2 - осадительный электрод;

3 - коронирующий элемент;

4 - фиксированные точки коронирования.

На фиг.1 в корпусе электрофильтра (1) расположены осадительные электроды волнового профиля (2), между которыми размещены коронирующие элементы (3), фиксированные точки которых направлены в сторону углубления осадительного электрода и расположены в центре дуги радиуса R профиля осадительного электрода. В сторону выступающей части волнового профиля коронирующий элемент образует гладкую поверхность, расположенную на одинаковом расстоянии от поверхности осадительного электрода. Расстояние R больше, чем расстояние А между гладкой поверхностью коронирующего элемента и осадительным электродом. К коронирующим электродам подключается высоковольтный источник (не показан). Запыленный газ поступает в пространство между электродами и выходит из электрофильтра после очистки от пыли (показан стрелками).

Функционирование предлагаемого электрофильтра, обеспечивающее повышение степени очистки газов, осуществляется следующим образом: запыленный газ поступает в пространство между фиксированными точками коронирования и углублениями осадительного электрода, где благодаря интенсивному коронному разряду происходит эффективная зарядка пылевых частиц и их осаждение. Повышенная интенсивность коронного разряда обусловлена тем, что поле в цилиндре, а в данном случае в полуцилиндре, обладает наибольшей равномерностью и, следовательно, в нем создается наибольшая напряженность электрического поля и повышенные токи по сравнению, например, с системой "провод-плоскость" и уж тем более по сравнению с системой в электрофильтре с волновым осадительным электродом, где шаг волны не согласован с шагом коронирующего элемента.

Повышенная напряженность электрического поля обеспечивает повышенный ток коронного разряда и более интенсивную зарядку частиц. В зоне коронного разряда кроме зарядки происходит также осаждение частиц (зона зарядка-осаждение). Далее заряженные частицы пыли поступают на участок между выступающей частью волны и гладкой поверхностью коронирующего элемента. В этом промежутке напряженность электрического поля в 1,05…1,5 раза выше, чем в углублении осадительного электрода. Очевидно, что осаждение частиц на этом участке (зоне осаждения) повышено.

По мере прохождения очищенного газа через межэлектродный промежуток он неоднократно (в современных электрофильтрах до 96 раз и более) будет проходить зоны зарядки-осаждения и зоны осаждения. В итоге общая степень очистки благодаря повышенной эффективности каждой зоны будет существенно повышена. Или, другими словами, для обеспечения требуемых выбросов габариты электрофильтра могут быть, как показывают расчеты, снижены более чем в два раза.

Предлагаемое изобретение применимо в промышленности. Для его изготовления не требуется специальной оснастки и новых технологий.

Описанная в данном примере и изображенная на чертежах конструкция устройства волнового электрофильтра 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, стр.4-7.

2. Русанов А.А., Урбах И.И., Анастасиади А.П. Очистка дымовых газов в промышленной энергетике. М., Энергия, 1969, стр.171.

Волновой электрофильтр для улавливания твердых и(или) жидких частиц из газа состоит из осадительных и коронирующих электродов. Осадительные электроды имеют волновой профиль, шаг которого согласован с шагом коронирующих элементов. Фиксированные точки коронирования односторонних коронирующих элементов направлены в стороны углубления осадительного электрода и расположены в центре дуги радиуса R. Другая сторона коронирующего элемента - гладкая и расположена на расстоянии А от осадительного электрода, меньшем, чем R. Отношение R/A=1,05…1,50. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Волновой электрофильтр, состоящий из корпуса, осадительных электродов и коронирующих элементов, отличающийся тем, что фиксированные точки коронирования односторонних коронирующих элементов направлены в сторону углубления осадительного электрода, имеющего волновой профиль, и расположены в центре дуги радиуса (R) профиля осадительного электрода, а в сторону выступающей части волнового профиля коронирующий элемент образует гладкую поверхность, расположенную на одинаковом расстоянии от поверхности осадительного электрода, причем расстояние R больше, чем расстояние (А) между гладкой поверхностью коронирующего элемента и осадительным электродом.

2. Электрофильтр по п.1, отличающийся тем, что отношение радиуса (R) дуги профиля к расстоянию (А) между гладкой поверхностью коронирующего элемента и осадительным электродом находится в диапазоне 1,05…1,50.