СИСТЕМА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ, ПРИСУТСТВУЮЩИХ В ДЫМАХ И ВЫХЛОПНЫХ ГАЗАХ ПРОЦЕССОВ СГОРАНИЯ Российский патент 2024 года по МПК B03C3/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе для удаления твердых частиц, присутствующих с высокой плотностью в дымах и выхлопных газах процессов сгорания. В частности, система согласно настоящему изобретению имеет целью повысить эффективность снижения концентрации твердых частиц особенно в дымах и выхлопных газах, полученных в процессах сгорания. Предлагаемое здесь техническое решение направлено главным образом на фильтрацию выхлопных газов или дымов, полученных в процессах сгорания, при высоких температурах дыма.

Уровень техники

В технике известны многочисленные технические решения для удаления частиц, присутствующих в дыме и в выхлопных газах. Однако известные технические решения не позволяют получать хорошие результаты в случаях, когда имеет место высокая плотность частиц.

В известных технических решениях, использующих две пластины, одна из которых заряжена положительным потенциалом, а другая отрицательным потенциалом, эффективность снижения концентрации частиц ограничена величиной прикладываемого электрического поля. Эта величина ограничена максимально величиной, при которой еще не происходит электрический разряд между этими двумя пластинами. Это связано с тем, что в области электрического разряда происходит образование озона, что является исключительно нежелательным явлением и чего следует избегать.

В техническом решении, раскрытом в US 2025360233 A1 (опубл. 17.12.2015), твердые частицы в потоке очищаемого газа получают отрицательный заряд при прохождении через перфорированную пластину с эмиттерами электронов, находящуюся под отрицательным электрическим потенциалом. Далее поток газа с отрицательно заряженными частицами проходит через параллельные каналы, каждый из которых образован собирающей, положительно заряженной пластиной и отклоняющей, отрицательно заряженной пластиной. В такой конструкции также сохраняются ограничения на величину разности потенциалов, для предотвращения электрического газового разряда, что снижает эффективность очистки газов с высокой концентрацией твердых частиц.

Поэтому ощущается необходимость в поиске и предложении технических решений, способных преодолеть и решить проблемы, присущие доступным сегодня техническим решениям, и преодолеть недостатки, присущие сегодняшним техническим решениям.

Раскрытие сущности изобретения

Настоящее изобретение относится к техническим решениям, направленным на повышение эффективности уменьшения количества твердых частиц, особенно в отношении дымов и выхлопных газов процессов сгорания.

Поэтому в настоящей заявке на выдачу патента предложена система, варианты осуществления которой позволяют решить упомянутые выше и другие недостатки известных ранее технических решений.

Описываемая система для удаления твердых частиц, присутствующих в дымах и в выхлопных газах, образованных в процессах сгорания, содержит ионизирующий компонент и коллекторный компонент. Ионизирующий компонент (Ionizing Part (PI)), содержит перфорированный участок по меньшей мере с одним эмиттером электронов в отверстиях, эмиттер электронов содержит один или более игольчатых элементов, на которые подают высокий отрицательный потенциал для создания облака электронов. Отрицательный потенциал обеспечивается генератором постоянного напряжения. Дымы и выхлопные газы проходят сквозь ионизирующий компонент для передачи отрицательного заряда частицам, присутствующим в потоке дымов и выхлопных газов. Коллекторный компонент (Collection Part), предназначенный для того, чтобы собирать твердые частицы, получившие перед этим компонентом отрицательный заряд, содержит множество положительно заряженных пластин, расположенных напротив друг друга и разделенных промежутками, и множество экранирующих пластин, расположенных между заряженными пластинами, на которые не подается напряжение и которые не соединены с заземлением.

В частности, в иллюстрируемом варианте коллекторный компонент содержит два зубчатых элемента, входящих один в другой.

Более подробно, первый зубчатый элемент содержит боковую несущую часть и множество экранирующих пластин, отходящих от боковой несущей части, и второй зубчатый элемент содержит боковую несущую часть и множество пластин, отходящих от боковой несущей части, при этом каждая экранирующая пластина первого зубчатого элемента расположена между двумя пластинами второго зубчатого элемента.

Предпочтительно, на второй зубчатый элемент подается высокий положительный потенциал, а на первый зубчатый элемент с экранирующими пластинами электрическое напряжение не подается и экранирующие пластины не заземлены.

Положительно заряженные пластины и промежуточные пластины, которые не подключены к источнику напряжения или даже не заземлены, могут также быть прикреплены к общим боковым несущим пластинам, где на коллекторные пластины подается положительный потенциал.

В различных вариантах, перфорированная часть ионизирующего компонента изготовлена из перфорированной пластины, где в каждом отверстии расположен по меньшей мере один эмиттер электронов, образованный одним или более игольчатыми элементами, на которые подается отрицательный потенциал для эмиссии электронов.

В некоторых вариантах, отверстия являются круглыми, и каждое отверстие имеет диаметральное ребро, которое поддерживает по меньшей мере один эмиттер электронов, образованный одним или более игольчатыми элементами.

В альтернативных вариантах, круглые отверстия имеют по два диаметральных ребра, ортогональных одно другому, при этом каждое ребро поддерживает по меньшей мере один эмиттер электронов, образованный одним или более игольчатыми элементами.

В различных вариантах, каждое ребро поддерживает по меньшей мере один эмиттер электронов, образованный по меньшей мере одним пучком (в виде кисточки) игольчатых элементов, составленным из нескольких нитей различной длины, свободные концы которых образуют игольчатые элементы, при этом пучки выступают с обеих сторон ребра, так что эти игольчатые элементы находятся как перед входом (выше по потоку) в отверстие пластины, так и после выхода (ниже по потоку) из отверстия.

В альтернативных вариантах, каждое ребро поддерживает по меньшей мере один эмиттер электронов, образованный пучком игольчатых элементов, составленным из нескольких нитей одинаковой длины, свободные концы которых образуют игольчатые элементы, и эти нити выступают с обеих сторон от соответствующего ребра, так что эти игольчатые элементы находятся как перед входом (выше по потоку) в отверстие пластины, так и после выхода (ниже по потоку) из отверстия.

В альтернативных вариантах, перфорированная часть ионизирующего компонента выполнена из решетки с квадратными или прямоугольными отверстиями, причем в каждом отверстии расположен по меньшей мере один эмиттер электронов, образованный одним или более игольчатыми элементами, на которые подают отрицательный потекциал для эмиссии электронов.

В некоторых вариантах указанный по меньшей мере один эмиттер электронов расположен на пересечении ветвей, образующих решетку, и/или вдоль сторон квадратных отверстий.

В разнообразных вариантах, каждая ветвь или каждое пересечение ветвей решетки поддерживает по меньшей мере один эмиттер электронов, образованный пучком игольчатых элементов, составленным из нескольких нитей различной длины, свободные концы которых образуют игольчатые элементы, так что эти игольчатые элементы находятся как перед входом (выше по потоку) в отверстие, так и после выхода (ниже по потоку) из этих отверстий, окружая решетку.

В альтернативных вариантах, каждая ветвь или каждое пересечение ветвей решетки поддерживает по меньшей мере один эмиттер электронов, образованный пучком игольчатых элементов, составленным из нескольких нитей одинаковой длины, свободные концы которых образуют игольчатые элементы, так что эти игольчатые элементы находятся и со стороны входа (выше по потоку) в отверстия, и со стороны выхода (ниже по потоку) из этих отверстий, окружая решетку.

Генератор постоянного напряжения имеет любое входное напряжение, а на выходных клеммах генератора напряжение составляет между 4 кВ и 30 кВ.

В качестве альтернативы, на перфорированную часть ионизирующего компонента подается отрицательный потенциал от второго генератора постоянного напряжения.

Краткое описание чертежей

Дальнейшие признаки и преимущества настоящего изобретения станут понятными после прочтения следующего описания, представленного посредством неисчерпывающего примера, с использованием прилагаемых чертежей, на которых:

фиг. 1 показывает пример варианта системы согласно настоящему изобретению,

фиг. 2A, 2B, 2C и 2D показывают некоторые примеры ионизирующего компонента системы с перфорированной пластиной,

фиг. 3A, 3B, 3C и 3D показывают некоторые примеры ионизирующего компонента системы с сеткой или решеткой,

фиг. 4 и фиг. 5 представляют примеры вариантов системы согласно настоящему изобретению.

Элементы, соответствующие настоящему описанию, представлены на чертежах, где это приемлемо, с традиционными обозначениями, где эти чертежи показывают только те конкретные подробности, которые являются релевантными для понимания вариантов настоящего изобретения, чтобы не подчеркивать подробности, которые будут легко понятны специалисту в рассматриваемой области со ссылками на приведенное здесь описание.

Подробное описание чертежей

Настоящее изобретение может быть применено во всех тех случаях, когда имеет место высокая плотность твердых частиц.

Описываемое здесь техническое решение посвящено главным образом фильтрации дымов и выхлопных газов, полученных в процессе сгорания.

Безусловно, система может быть применена в гражданской области, в любом помещении, где требуется очистка воздуха.

Описываемое здесь техническое решение проявляет существенные новационные признаки по сравнению с техническими решениями предшествующего уровня техники, предложенными к настоящему времени.

Предлагаемая здесь система очистки состоит из двух компонентов, как показано на фиг. 1.

Первый компонент, называемый ионизирующим компонентом (PI), создает облако электронов, в ответ на поступление отрицательного потенциала от источника питания.

Дым или выхлопные газы, содержащие частицы, который требуется удалить, пересекают ионизирующий компонент (PI).

Задачей ионизирующего компонента (PI) является передача отрицательного заряда частицам, присутствующим в потоке дымов или выхлопных газов, проходящем сквозь этот компонент.

В частности, загрязняющие твердые частицы ионизируются и приобретают отрицательный заряд под воздействием облака электронов, сквозь которое пролетают эти частицы. Поэтому, при прохождении потока дымов и выхлопных газов электроны, испускаемые ионизирующим компонентом (PI), связываются с загрязняющими частицами и превращают их отрицательно заряженные.

Поток дымов и выхлопных газов, содержащий «отрицательно заряженные» твердые частицы, проходит через второй компонент, составляющий систему очистки и называемый коллекторным компонентом (Collection Part (PR)), причем коллекторный компонент специально предназначен для сбора твердых частиц.

В частности, назначением коллекторного компонента (PR) является сбор и захват ионизированных твердых частиц с целью очистки воздуха от этих частиц.

На коллекторный компонент (PR) подается положительная полярность, и твердые частицы, ранее отрицательно заряженные в ионизирующем компоненте (PI), осаждаются на этом коллекторном компоненте.

Поэтому фильтрующая система выполнена из ионизирующего компонента (PI) и коллекторного компонента (PR).

Ионизирующий компонент (PI) состоит из источников эмиссии электронов, которые могут иметь различные формы. Конкретнее, источники эмиссии электронов передают отрицательный заряд частицам, присутствующим в дымах, проходящем сквозь ионизирующий компонент.

Напротив, коллекторный компонент (PR) имеет конструкцию, пересекаемую дымом, содержащим частицы, которые были отрицательно заряжены при прохождении сквозь ионизирующий компонент (PI).

Положительный потенциал, подаваемый на коллекторный компонент, создается тем же самым источником питания, который питает ионизирующий компонент PI и определяет электрическое поле, чтобы притягивать отрицательно заряженные ионизированные частицы к коллекторному компоненту (PR).

Более конкретно, первый компонент, или ионизирующий компонент (PI), содержит перфорированную пластину или перфорированную решетку. В центре каждого отверстия располагается эмиттер электронов, содержащий один или несколько игольчатых элементов P, на которые подается отрицательный потенциал.

Опорный участок, на который опираются игольчатые элементы P, эмитирующие электроны, может быть выполнен из различных материалов и может иметь различные формы, такие как проволочная сетка с квадратными отверстиями или отверстиями другой формы, где игольчатые элементы расположены в углах квадратов или в местах пересечения ветвей.

Второй компонент или коллекторный компонент (PR) образован конструкцией, составленной из ряда параллельных пластин, помещенных на подходящем расстоянии, на которые подается положительный потенциал, генерируемый источником питания.

Конкретнее, конструкция коллекторного компонента (PR) содержит множество пластин, расположенных напротив друг друга и разделенных промежутками. Приходящий от ионизирующего компонента (PI) поток дыма или выхлопного газа с отрицательно заряженными частицами проходит далее по проходным трубкам или через внутренние участки, закрытые между пластинами, обращенными одна к другой.

В частности, в иллюстрируемых на чертежах вариантах коллекторный компонент (PR) содержит два зубчатых элемента 20 и 22, входящих один в другой. В частности, первый зубчатый элемент 20 содержит боковую несущую часть 20a и множество пластин 20b, отходящих от боковой несущей части 20a. Второй зубчатый элемент 22 также содержит боковую несущую часть 22a и множество пластин 22b, отходящих от боковой несущей части 22a.

Второй зубчатый элемент 22 подключен к положительному потенциалу, генерируемому источником питания.

В частности, коллекторный компонент (PR), таким образом, содержит элемент 22 с положительно заряженными пластинами и элемент 20 с экранирующими пластинами, соединенными или не соединенными друг с другом, на которые не подается никакое напряжение, и эти экранирующие пластины не соединены с заземлением.

Безусловно, материалы, из которых выполнены компоненты этой фильтрующей системы, должны быть подходящими, чтобы выдерживать воздействие дымов и выхлопных газов, проходящих через эту систему. В частности, ионизирующий компонент (PI) и коллекторный компонент (PR) должны выдерживать высокие температуры, до каких доходит система, когда через нее проходит поток дымов или выхлопных газов.

Кроме того, для оптимизации результатов можно разместить несколько таких фильтрующих систем, как только что описанная система, параллельно, чтобы обрабатывать большие объемы дыма, который нужно очищать, или последовательно для получения более высоких коэффициентов уменьшения количества загрязняющих частиц.

В известных технических решениях, система очистки была сделана из двух пластин, одна из которых заряжается положительным потенциалов и одна заряжается отрицательным потенциалом, и при этом эффективность уменьшения количества частиц была ограничена максимальной величиной электрического поля. В частности, максимальная достижимая величина электрического поля была ограничена максимально приемлемой величиной, возможной без возникновения электрического разряда между двумя пластинами с соответствующей генерацией озона. Такой ситуации, естественно, следует избегать.

Описываемое здесь техническое решение позволяет устранить отрицательно заряженные частицы, присутствующие в дымах и в выхлопных газах, с использованием множества пластин, на которые подают положительный потенциал.

Система очистки была разработана и оптимизирована для достижения высокой степени уменьшения содержания частиц.

В альтернативном варианте, потенциал источника питания выше потенциала заземления. Положительная клемма (+) питает коллекторные пластины 22b, тогда как вторая клемма (-) соединена с заземлением T электрической системы.

На пластину 40 ионизирующего компонента (PI) подают отрицательный потенциал от второго источника питания, соединенного с тем же самым заземлением T (земля).

Эти два варианта позволяют применять высокие напряжения, создающие сильные электрические поля, что позволяет добиться высоких коэффициентов уменьшения количества частиц.

Далее некоторые возможные варианты ионизирующего компонента (PI) будут описаны со ссылками на фиг. 2A, 2B, 2C и 2D.

В частности, ионизирующая часть (PI) может быть изготовлена из перфорированной пластины 40, при этом в каждом отверстии 42 находятся один или более игольчатых элементов P, на которые подают более или менее высокое отрицательной потенциал для эмиссии электронов или нулевой потенциал. В этих вариантах, отверстия 42 являются круглыми и в них могут быть созданы структуры с различной геометрией. Более подробно, на фиг. 2A и 2B в круглом отверстии 42 имеются два диаметральных ребра 44, ортогональных одно другому, тогда как на фиг. 2C и 2D в круглом отверстии 42 имеется единственное диаметральное ребро 44.

На фиг. 2, в верхней части изображен вид отверстия 42 в пластине 40 спереди, тогда как в нижней части находится вид сбоку сечения вдоль горизонтального ребра 44.

На фиг. 2A имеются по три пучка игольчатых элементов P для каждого ребра 44, расположенных на одинаковых расстояниях один от другого. В частности, центральный пучок совместно используется двумя ребрами. Более того, эти пучки выполнены из нескольких нитей разной длины, свободные концы которых образуют игольчатые элементы P. В иллюстрируемом варианте, пучки выступают в обе стороны относительно ребра 44, т.е. они выполнены из нитей разной длины, которые проходят через отверстия в ребре 44 и свободные концы которых образуют игольчатые элементы P. В такой конфигурации игольчатые элементы P присутствуют и перед входом (выше по потоку) в отверстие 42 в пластине 40, и после выхода (ниже по потоку) из отверстия 42.

Безусловно, термины «перед входом» (выше по потоку) и «после выхода» (ниже по потоку), используемые в настоящем описании, означают участки, расположенные «перед» и «после» в направлении потока дымов или газов.

В варианте, показанном на фиг. 2B, имеются по три пучка (в виде жгутов) игольчатых элементов P для каждого ребра 44, расположенных на одинаковом расстоянии один от другого. В частности, центральный пучок совместно используется двумя ребрами. Эти пучки составлены из нескольких нитей одинаковой длины, свободные концы которых образуют игольчатые элементы P. В иллюстрируемом варианте, пучки выполнены из нитей одинаковой длины, проходящих в одном направлении, начиная от отверстий в ребре 44, а свободные концы этих нитей образуют игольчатые элементы P. В результате игольчатые элементы P присутствуют только после (ниже по потоку) отверстия 42 в пластине 40. Возможны здесь также другие варианты, в которых игольчатые элементы P присутствуют только перед (выше по потоку) отверстия 42, или как перед, так и после.

На фиг. 2C показан один пучок игольчатых элементов P на единственном ребре 44. В частности, этот пучок расположен в центре ребра 44 и вследствие этого в центре отверстия 42. Такие пучки составлены из нескольких нитей различной длины, свободные концы которых образуют игольчатые элементы P. В иллюстрируемом варианте, пучок выступает в обе стороны относительно ребра 44, т.е. этот пучок собран из нитей разной длины, вставленных в отверстие в ребре 44, а свободные концы этих нитей образуют игольчатые элементы P. В результате, игольчатые элементы P присутствуют с обеих сторон – и перед, и после отверстия 42 в пластине 40. Можно также создать другие варианты, в которых игольчатые элементы P находятся только перед или только после отверстия 42.

В варианте, показанном на фиг. 2D, имеется единственный пучок игольчатых элементов P на ребре 44, в частности, этот пучок расположен в центре ребра 44 и потому в центре отверстия 42. Этот пучок составлен из нескольких нитей одинаковой длины, свободные концы которых образуют игольчатые элементы P. В иллюстрируемом варианте, пучок собран из нитей одинаковой длины, которые отходят в одном направлении, начиная от центрального отверстия, выполненного в ребре 44, и свободные концы которых образуют игольчатые элементы P. При таком подходе, игольчатые элементы P присутствуют только после (ниже по потоку) отверстия 42 в пластине 40. Возможны также другие варианты, в которых игольчатые элементы P присутствуют только перед (выше по потоку) отверстия 42, или как перед, так и после отверстия.

Возможны также другие варианты, в которых созданы несколько ребер, разделяющих отверстие 42, или в качестве альтернативы пучки игольчатых элементов P могут быть построены и расположены по-другому по сравнению с примерами, иллюстрируемыми на чертежах, либо возможны смешанные решения, в которых чередуются пучки в виде кисточки и пучки в виде жгута. Кроме того, можно представить себе отверстия другой геометрии (например, овальные).

Альтернативный вариант предлагает решетку 50 вместо пластины 40 и квадратные или прямоугольные отверстия 52 вместо круглых отверстий 42.

Как показано на фиг. 3A, 3B, 3C и 3D, ионизирующий компонент PI может быть изготовлен из различных материалов и в различных формах, таких как проволочная сетка с квадратными отверстиями и отверстиями другой формы, игольчатый элемент или элементы P созданы на пересечениях ветвей, образующих сетку или решетку (фиг. 3C и фиг. 3D), и/или на сторонах квадратов и в местах пересечений ветвей (фиг. 3A и фиг. 3B). В любом случае, на решетку 50 подают опорный потенциал (отрицательный или нулевой) с конкретной целью - создать эмиссию электронов от игольчатых элементов P, присутствующих на решетке.

На фиг. 3, в верхней части изображен вид спереди сетки или решетки 50, имеющей квадратные отверстия 52, тогда как в нижней части находится вид сбоку сечения вдоль ветви решетки 50.

На фиг. 3A, на каждой ветви решетки 50 созданы несколько пучков в виде кисточки игольчатых элементов P. В частности, на каждом сегменте ветви решетки 50, образующей квадратное отверстие 52, или на каждой стороне отверстия 52, по три пучка расположены на одинаковом расстоянии один от другого. В частности, пучки, расположенные на пересечениях, совместно используются двумя ветвями, ортогональными одна другой. Пучки составлены из нескольких нитей разной длины, свободные концы которых образуют игольчатые элементы P. В вариантах, показанных на фиг. 3A, пучки отходят в обе стороны от ветви, т.е. они выполнены из нитей разной длины, проходящих через отверстия в ветвях решетки 50, а свободные концы нитей образуют игольчатые элементы P. В такой конструкции, игольчатые элементы P присутствуют и перед, и после отверстий 52 решетки 50. Можно также создать другие варианты, в которых игольчатые элементы P присутствуют только перед или только после отверстий 52.

В варианте, иллюстрируемом на фиг. 3B, имеются несколько пучков, в виде жгутов, игольчатых элементов P для каждой ветви решетки 50. Пучки игольчатых элементов P расположены на одинаковых расстояниях один от другого. В частности, пучок, находящийся на пересечении двух ветвей, совместно используется этими двумя пересекающимися ортогональными ветвями. Пучки выполнены из нескольких нитей одинаковой длины, свободные концы которых образуют игольчатые элементы P. В варианте, показанном на фиг. 3B, пучки изготовлены из нитей одинаковой длины, которые отходят в обоих направлениях, начинаясь от отверстий в ветвях, и свободные концы которых образуют игольчатые элементы P. В такой конструкции игольчатые элементы P присутствуют и со стороны, обращенной навстречу потоку дымов и газов, (перед), и со стороны, куда выходит этот поток (после) четырех смежных отверстий 52, от пересечения двух ветвей решетки 50. Возможны также другие варианты, в которых игольчатые элементы P присутствуют только перед или только после отверстий 52.

На фиг. 3C показаны пучки, в виде кисточки, игольчатых элементов P, расположенных на пересечениях двух ортогональных ветвей решетки 50. В частности, каждый пучок расположен в точке пересечения двух ветвей, образующих решетку 50. Более того, каждый пучок составлен из нескольких нитей разной длины, свободные концы которых образуют игольчатые элементы P. В варианте, иллюстрируемом на фиг. 3C, каждый пучок выступает в обе стороны от точки пересечения ветвей. Кроме того, каждый пучок выполнен из нитей разной длины, которые проходят через отверстие в точке пересечения двух ветвей, образующих решетку 50, и свободные концы которых образуют игольчатые элементы P. В такой конструкции игольчатые элементы P присутствуют и со стороны, находящейся перед, и со стороны, находящейся после четырех отверстий 52 решетки 50, которые окружают пучок. Возможны также другие варианты, в которых игольчатые элементы P присутствуют только перед или только после отверстий 52.

В варианте, иллюстрируемом на фиг. 3D, пучки, в виде жгутов, расположены на пересечениях двух ортогональных ветвей решетки 50. В частности, каждый пучок расположен в точке пересечения двух ветвей, образующих решетку 50. Каждый пучок составлен из нескольких нитей одинаковой длины, свободные концы которых образуют игольчатые элементы P. В варианте, показанном на фиг. 3D, пучок выполнен из нитей равной длины, отходящих в обоих направлениях, начиная от центрального отверстия в точке пересечения двух ветвей, образующих решетку 50, а свободные концы нитей образуют игольчатые элементы P. В такой конструкции игольчатые элементы P присутствуют и со стороны, находящейся перед (выше по потоку), и со стороны, находящейся после (ниже по потоку) четырех смежных отверстий 52 решетки 50. Возможны также другие варианты, в которых игольчатые элементы P присутствуют только перед или только после четырех отверстий 52 рядом с пучком.

Можно также создать другие варианты, в которых пучки, в виде кисточки или жгута, игольчатых элементов P распределены по-другому по сравнению с примерами, иллюстрируемыми на фиг. 3. Кроме того, можно представить себе отверстия 52 различной геометрии (например, прямоугольные, треугольные, круглые, овальные).

Как уже отмечено, материалы, из которых изготавливают такие фильтрующие системы, должны быть способны выдерживать воздействие дымов и выхлопных газов, проходящих через эти системы.

Безусловно, без предубеждения в отношении принципов настоящего изобретения, подробности конструкции и вариантов могут варьироваться в широких пределах относительно того, что было здесь описано и иллюстрировано только в качестве примеров, не отклоняясь от объема настоящего изобретения.

Изобретение относится к устройствам для удаления твердых частиц из дымов и выхлопных газов процессов сгорания. Система содержит ионизирующий компонент и коллекторный компонент. Ионизирующий компонент содержит перфорированную часть по меньшей мере с одним эмиттером электронов внутри отверстий. Эмиттер электронов содержит один или более игольчатых элементов, на которые подается отрицательный потенциал для создания облака электронов. Подача отрицательного потенциала обеспечивается генератором постоянного напряжения. Дым и выхлопной газ проходят сквозь ионизирующий компонент для передачи отрицательного заряда твердым частицам. Коллекторный компонент содержит два зубчатых элемента, которые входят один в другой. Первый зубчатый элемент содержит боковую несущую часть и множество экранирующих пластин, отходящих от боковой несущей части. Второй зубчатый элемент содержит боковую несущую часть и множество пластин, отходящих от боковой несущей части. Каждая экранирующая пластина первого зубчатого элемента расположена между двумя пластинами второго зубчатого элемента. На второй зубчатый элемент подается положительный потенциал. На первый зубчатый элемент с экранирующими пластинами не подается электрическое напряжение, и экранирующие пластины не заземлены. Повышается эффективность очистки газа от твердых частиц. 11 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Система для удаления твердых частиц, присутствующих в дымах и выхлопных газах, полученных в процессах сгорания, содержащая ионизирующий компонент (PI) и коллекторный компонент (PR), причем ионизирующий компонент (PI) содержит перфорированную часть (40, 50) по меньшей мере с одним эмиттером электронов внутри отверстий (42, 52), эмиттер электронов содержит один или более игольчатых элементов (P), на которые подается отрицательный потенциал для создания облака электронов, при этом указанная подача отрицательного потенциала обеспечивается генератором постоянного напряжения, причем дым и выхлопной газ проходят сквозь ионизирующий компонент (PI) для передачи отрицательного заряда твердым частицам, присутствующим в потоке дыма и выхлопного газа, при этом коллекторный компонент (PR) содержит

два зубчатых элемента (20, 22), которые входят один в другой,

первый зубчатый элемент (20) содержит боковую несущую часть (20a) и множество экранирующих пластин (20b), отходящих от боковой несущей части (20a), при этом второй зубчатый элемент (22) содержит боковую несущую часть (22a) и множество пластин (22b), отходящих от боковой несущей части (22a), причем каждая экранирующая пластина (20b) первого зубчатого элемента (20) расположена между двумя пластинами (22b) второго зубчатого элемента (22),

причем на второй зубчатый элемент (22) подается положительный потенциал, при этом на первый зубчатый элемент (20) с экранирующими пластинами не подается электрическое напряжение и экранирующие пластины не заземлены.

2. Система по п.1, в которой перфорированная часть ионизирующего компонента (PI) выполнена из перфорированной пластины (40), при этом в каждом отверстии (42) расположен по меньшей мере один из указанных эмиттеров электронов.

3. Система по п. 1, в которой отверстия (42) являются круглыми и имеют по одному диаметральному ребру (44), которое поддерживает указанный по меньшей мере один эмиттер электронов.

4. Система по п. 1, в которой отверстия (42) являются круглыми и имеют по два диаметральных ребра (44), которые ортогональны одно другому, и каждое ребро поддерживает по меньшей мере один из указанных эмиттеров электронов.

5. Система по п. 3 или 4, в которой каждое ребро (44) поддерживает по меньшей мере один из эмиттеров электронов, каждый из эмиттеров электронов образован пучком в виде кисточки из игольчатых элементов (P), составленным из нескольких нитей разной длины, свободные концы которых образуют игольчатые элементы (P), при этом указанный пучок выступает в обе стороны от ребра (44), так что игольчатые элементы (P) находятся как перед указанным отверстием (42) в пластине (40), так и после указанного отверстия (42).

6. Система по п. 3 или 4, в которой каждое ребро (44) поддерживает по меньшей мере один из эмиттеров электронов, образованный пучком в виде жгута из игольчатых элементов (P), составленным из нескольких нитей одинаковой длины, свободные концы которых образуют указанные игольчатые элементы (P), при этом указанные нити выступают в обе стороны от ребра (44), так что указанные игольчатые элементы (P) находятся как перед отверстием (42) в пластине (40), так и после отверстия (42).

7. Система по п.1, в которой перфорированная часть ионизирующего компонента (PI) выполнена из решетки (50) с квадратными или прямоугольными отверстиями (52), при этом в каждом отверстии (52) расположен по меньшей мере один из указанных эмиттеров электронов.

8. Система по п. 7, в которой указанный по меньшей мере один эмиттер электронов расположен на пересечении ветвей, образующих решетку, и/или вдоль сторон квадратных отверстий.

9. Система по п. 8, в которой каждая ветвь или каждое пересечение ветвей решетки (50) поддерживает по меньшей мере один из эмиттеров электронов, образованный пучком в виде кисточки из игольчатых элементов (P), составленным из нескольких нитей разной длины, свободные концы которых образуют игольчатые элементы (P), так что указанные игольчатые элементы (P) находятся как перед отверстиями (52), так и после отверстий (52), окружая решетку (50).

10. Система по п. 8, в которой каждая ветвь или каждое пересечение ветвей решетки (50) поддерживает по меньшей мере один из эмиттеров электронов, образованный пучком в виде жгута из игольчатых элементов (P), составленным из нескольких нитей одинаковой длины, свободные концы которых образуют указанные игольчатые элементы (P), так что указанные игольчатые элементы (P) находятся как перед отверстиями (52), так и после отверстий (52), окружая решетку (50).

11. Система по любому из предшествующих пунктов, в которой указанный генератор постоянного напряжения поднят над землей, имеет входное напряжение, а напряжение на выходных клеммах составляет вплоть до 30 кВ и более.

12. Система по п. 7, в которой указанный генератор постоянного напряжения является генератором постоянного напряжения, соединенным с заземлением (Т), и указанная подача отрицательного потенциала обеспечивается отрицательным потенциалом генератора постоянного напряжения, который подается на перфорированную часть (40, 50) ионизирующего компонента (PI).