Центробежный трубчатый электрофильтр Советский патент 1983 года по МПК B03C3/15 

Изобретение относится к очистке технологических газов и. аспирационного воздуха от взвешенных частиц и может быть использовано в раз-, личных отраслях промышленности (химической, металлургической, энергетической, строительных материалов и др, Ь

Известны трубчатые электрофильтры, состоящие из общего корпуса с решетками, между которыми размещены осадительные элементы в виде стальных цельнотянутых труб, по оси которых проходят свободно висящие нихромовые коронирующие провода, прикрепленные в верхней части к раме подвеса и натягиваемые грузами Г1.

Однако при использовании известных источников высокого напряже,ния диаметр осадительных труб не может превышать 300 мм, а скорость газового потока, как правило, ограничена величиной 1 м/с, поэтому трубчатые электрофильтры малопроизводительны по газу. По очистке больших объемов газа эти фильтры содержат много элементов, что приводит к их громоздкости и повышенной металлоемкости. Загрязнение изоляторов неизбежно приводит к электрическому разряду по их поверхности, т.е. к нарушению электрического режима работы аппарата, а зачастую и к выходу из строя изоляторов.

Известен центробежный электрофильтр, включающий корпус с входным и выходным коллекторами с патрубками для входа и выхода газа, пьшесборник со штуцером, трубные решетки,осадительные электроды цилиндроконической формы, закрепленные между трубными решетками, коронирующие электроды, расположенные внутри осадительных электродов на тягах подвеса, прикрепленных к раме подвеса, закрепленной в опорнопроходных изоляторах в верхней части корпуса. Осадительные электроды имеют направляющие лопатки 2

Недостатком известного пылеуловителя является ввод запыленного газа над верхней трубной решеткой, где размещена его токоподводящая и изоляторная части. Кроме того, направляющие лопатки на входе газа в элементы и изолирующие держтели разрядных электродов, закрепленные в их выхлопных патрубках, значительно ослабляют электрическую изоляцию аппарата, так они неизбежно, загрязняются пылъю, что также приводит к нарушению электрического режима работы аппарата. При таком коронирующем электроде диаметр элемента не может превышать 300 мм. Следует также

учесть,что при известнс}й цилиндрическЬй форме элемента, закрученный поток газа быстро теряет свою окружную скорость, что приводит к уменьшению центробежной силы и, 5 соответственно, ухудшению процесса улавливания пыли.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности элек,трофильтра путем предотвращения грязнения и забивания межтрубногр пространства пылью.

Указанная цель достигается тем, что в электрофильтре, содержащем корпус с входным и выходным коллекC торами с патрубками для входа загрязненного газа иВыхоДа очищенного, пылесборник со штуцером, труб ные решетки, осадительные электроды цилиндроконической формы,герметихно закрепленные между трубными решетками, коронирующие электроды, расположенные внутри осадительных электродов-, на тягах подвеса, жестко прикрепленных к раме подвеса, закрепленной в опорно-проходных изоляторах в верхней части корпуса входной патрубок расположен непосредственно под верхней трубной решеткой, осадительные электроды снабжены верхними и нижними ци0 линдрическими патрубками, закрепленными торцами в верхней и нижней трубной решетках, винтовыми крышками, установленными на верхних цилиндрических патрубках и танген5 ционально расположенными прямоугольными входными штуцерами.

Кроме того, тяга подвеса коронирующих электродов внутри верхних цилиндрических патрубков снабжены

0 коронирующими дисками.

Поскольку пыль при подаче запыленного газа под верхнюю трубную ре.шетку может оседать в промежутках между элементами и забивать меж5 трубное пространство, корпус аппарата снабжен дополнительной трубной решеткой, расположенной ниже верхней трубной решетки на расстоянии равном высоте входных штуцеров осадительных электродов.

На фиг. 1 изображен центробежный трубчатый электрофильтр,-на фиг. 2 разрез-А-А на фиг. 1.

Центробежный трубчатый электрофильтр содержит корпус 1 с входным

5 2 и выходным 3 коллекторами, паза и сборником 4 уловленной пыли. Внутри корпуса по его поперечному сечению установлены верхняя 5 и нижняя 6 решетки с отверстиями, в кото0 рь1Х вертикально закреплены осадительные электроды 7 цилиндроконической формы, имеющие винтовые крьлики 8j тангенциальные прямоугольные штуцеры 9, коаксиальные верхние

5 и нижние цилиндрические патрубки

10 и 11, причем в верхней решетке элементы закреплены своими верхними патрубками. В конической части по оси элементов между верхними и нижними патрубками установлены-коронирующие электроды 12 в виде обтекателей потока с коронирующими шипа1ли иглами ) по их боковой поверхности, параллельной поверхности корпуса осадительного электрода элемента. Коронирующие электроды установлены на тягах подвеса 13 и жестко закреплены на раме 14 подвеса коронирующих электродов. В свою очередь рама подвеса жестко закреплена э опорно-проходных изоляторах 15 и центрируется втулками 16. Внутри верхних патрубков осадительпых элементов на тягах подвеса установены Коронирующие диски (шипы Г 17. Между верхней и нижней трубными решетками параллельно им в корпусе аппарата установлена дополнительная трубная решетка 18. Сборник уловленных частиц внизу оканчивается штуцером 19.

Аппарат работает следующим образом.

Запыленный газ поступает во входной коллектор 2, затем в тангенциально расположенные прямоугольные штуцеры 9 осадительных электродов фильтра. Благодаря тангенциальному расположению штуцеров 9 и винтовым крышкам 8 осадительных электродов газ приобретает вращательно-поступательное движение вниз. Взвешенные в газе частицы, в первую очередь, наиболее крупные, под йствйем центробежных сил уже на первом витке потока смещаются в пристенную об|Ласть осадительных электродов. Кони ческая форма нижней части электродов обусловливает увеличение скорости вращения газового потока по мере его продвижения вниз, а значит и возрастание центробежной силы, действующей на частицы. Одновременно с центробежной силой на взвешенные частицы, находящиеся в межэлектродном кольцевом пространстве между осадительным электродом 7 и коронирующим электродом 12, действует сила электрического поля, совпадающая по направлению с центробежной силой.. Частицы в поле коронного разряда приобретают электрический заряд и, . соответственно, дополнительную скорость по направлению к стенкам корпуса элементаПОД действием кулоновских сил. При этом складывается благоприятное взаимодействие сил, действующих на все взвешенные частицы. Более крупные отделяются под преобладающим воздействием на них центробежной силы, мелкие - под преобладающим воздействием электрической силы, а частицы промежуточных разме- ров - под совместным воздействием центробежной и электричес;кой сил. Так, при улавливании кварцевой пыли в предлагаемом электрофильтре диаметром 300 мм и приложенным напряжением 25 кВ, расчетная скорость радиального перемещения частиц размером 5 мкм под воздействием центробежной силы составляет 0,68 м/с, а под действием электрической си0лы - 0,29 м/с, в то время как для частиц размером 1 мкм эти величины соответственно равны 0,027 и 0,057 м/с. .Таким образом, при наложении дополнительного электрического поля на центробежное интенсифицируется процесс сепарации трудноулавливаемых мелких частиц.

Уловленные чаСтицы под действием силы тяжести и аэродинамического воздействия вращающегося нисходящего потока газа вдоль стенок элементов опускаются сначала в кольцевое пространство между электродом 7 и патрубком 11, а затем через кольцевые отверстия в нижней части элементов поступают в сборник 4 для уловленной пыли, откуда через штуцер 19 выводятся из аппарата. Очищенный газ выходит из элементов через, нижние патрубки 11 и, объеди0няясь в выходном коллекторе 3, выводится из аппарата.

Применение коронирующих дисков (шипов) на тягах подвеса способствует тому, что взвешенные частицы, которые могут попасть в верхние патрубки 10 осадительных электродов , осаждаются в электрическом поле коронного разряда между коронирующими дисками (шипами ) и внут.ренними стенками этих патрубков.

Для предотвращения забивания пылью межэлементного пространства в корпусе 1 под верхней трубной решеткой 5 параллельно ей на расстоянии j равном высоте входных штуцеров 9, установлена-дополнительная трубная решетка 18. Благодаря этому между верхней и дополнительной трубными решетками в корпусе аппарата образован герметичный входной коллектор 2 газа, откуда вся поступающая с газом пыль через входные штуцеры попадает в элементы аппарата. Поскольку при этом несколько увеличивается содержание крупных частиц в поступающем в элементы аппарата газе, это способствует повышению сыпучести пыли, что облегчает вывод уловленной пыли из сепарационной зоны элементов и далее из аппарата. Кроме того, предотвращение забивания пылью межэлементного пространства позволяет значительно облегчить доступ к элементам при профилактических осмотрах и ремонтных работах, а

также устранить нежелательные дополнительные нагрузки на опоры и пе рекрытия промыишенных зданий, где размещаются эти аппараты.

Преимуществом конструкции центробежного трубчатого электрофильтра по сравнению с известными является надежная электрическая изоляция токоведущих частей аппарата, что значительно повышает надежность его работы, сокращает затраты на ремонтно-профилактические работы по оч истке или замене изоляторов, увеличийает срок службы изоляторов. Улучшение электрической .изоляции дает возможность работать на повышенном напряжении, что обеспечивает высокоэффективную очистку газа и сокращение пылевыбросов в атмосферу.Повышенные скорости очищаемого газа в элементах аппарата обеспечивают возможность создания высокоэффективного компактного аппарата большой единичной производительности по гаЗУ, так как скорость газа в сечении осадитёльного элемента может достигать 4 м/с. Повышение скорости по сравнению с известными электрофильтнами приводит к значительному снижению металлоемкости

преедтагаемого аппарата. Расчеты показывают, что по сравнению с труб чатым электрофильтром ПГ-8 При оди наковой производительности по газу (28000 ) вес предлагаемого аппарата уменьшается примерно в 6,5 раз,

Применение предлагаемого аппарата позволяет совместить процессы грубой

(центробежной )и тонкой (электрической ) очистки газа в одном пылеуловителе, обеспечить возможность эффективного улавливания высокоомной пыли, поскольку при больших окРУжНых скоростях газа в элементах аппарата (20-25 м/с )на их стенках не образуется значительного слоя уловленной пыли и не может возникнуть нежелательного явления обратНОЙ королы. Наличие конической части осадительных. элементов аппарата позволяет значительно интенсифицировать процесс центробежной очистки газа, а наличие коронирующих

электродов в виде обтекателей потока с шипами по их боковой поверхности обеспечивает значительное увеличение производительности по газу.

1. ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ТРУБЧАТЫП ЭЛЕКТРОФИЛЬТР, содержащий корпус с входным и выходным коллекторами с патрубками для входа загрязненного газа и выхода очищенного, пыпесборник со штуцером, трубные решетки, осадительные электроды цилиндроконической формы, герметично закрепленные между трубными решетками, коронирующие электроды, расположенные внутри осадительных электродов на тягах подвеса, жестко прикрепленных к раме «подвеса, закрепленной в опорно- проходных изоляторах в верхней части корпуса, отличающийс я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности электрофильтра путем предотвращения загрязнения изоляторов и забивания межтрубного пространства пылью, входной патрубок расположен непосредственно под верхней трубной решеткой, осадительные электроды снабжены верхними и нижними цилиндрическими патрубками, Закрепленными торцами в трубных решетках, винтовыми крышками, установленными на верхних цилиндрических патрубках и тангенциально расположенными прямоугольными входными штуцерами. 2.Электрофильтр по п. 1, отличающийся тем, что тя-. ё ги подвеса коронирующих. электродов (Л внутри верхних цилиндрических патрубков снабжены корониругацими дисками. 3.Электрофильтр по п.п. 1 и 2, отличающийся тем, что корпус снабжен дополнительной трубной решеткой, расположенной ниже верхней трубной решетки, на расстоянии, равном высоте входных о штуцеров осадительных электродов. СА: 4 00