Способ электрической очистки газа и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК B03C3/00 B03C3/15 

1130

Изобретение относится к электрической очистке газа от твердых и жидких аэрозолей и может быть использовано при санитарной очистке воздуха, очистке технологических и вентиляционных газов, утилизации ценных продуктов .

Цель изобретения - повышение эффективности очистки газа.

Сущность способа электрической очистки газа заключается в том, что центральное поле создается подвижным электродом, а электрическое поле - неподвижным и подвижным электродами. Вследствие вязкости газа устанавливается его вращательное движение., Слои газа, расположенные ближе к подвижному электроду, вращаются с большей окружной скоростью, чем слоиjудаленные от него. Поэтому частицы пьщи взвешенные в газе имеют движение, отличное от движения газа и во вращательном движении вокруг подвижного электрода вращаются вокруг себя. Изменение движения частиц пыли относительно потока газа вызывает их дополнительную электризацию, столкновения и коагуляции. Эти процессы приводят к более интенсивному образованию и выпадению наиболее крупных частиц в совместно действующих в одном направлении центробежном и электрическом полях еще до того, как они войдут в каналы подвижного электрода.

На второй стадии очистки ионизированный газ совместно с оставшимися частицами пыли попадает в длинные и узкие каналы подвижного электрода. Здесь газ дополнительно ионизируется о заряженные поверхности каналов (трибоэлектрический эффект). В результате частицы пьши получают дополнительный электрический заряд. При движении ионизированного газа.в каналах подвижного электрода происходят его турбулентные перемещения и циркуляция. В результате этого осуществляется коагуляция и вьтадение укрупненных частиц на поверхности каналов . Поток газа совместно с частицами пьши в каналах подвижного электрода . приобретает окружную скорость, равную окружной скорости подвижного электрода. В результате за счет центробежных сил, а также за счет сил электростатического отталкивания одноименно заряженных частиц пыли и поверхностей каналов подвижного элек

072

трода, частицы пьти выбрасываются из каналов подвижного электрода на периферию и выводятся из потока очищаемого газа.

5 На третьей ступени очистки ионизированный поток газа подается на вторичный фильтр, поляризованный дополнительным электрическим полем. В материале фильтра образовано электрическое поле,направленное противоположно дополнительному электрическому полю. При этом на внешней поверхности вторичного фильтра размещены положительные полюса диполей, а на внут ренней поверхности вторичного фильтра .. размещены отрицательные полюса дипо- лей. Таким образом, электрическое поле в материале вторичного фильтра препятствует прохождению сквозь него

20 отрицательно заряженных частиц пыли. Отрицательно заряженные частицы пьши прилипают к внешней поверхности вторичного фильтра.

25 Частицы пьши под действием центробежных сил отбиваются вращающейся поверхностью вторичного фильтра или же задерживаются пористым материалом вторичного фильтра при прохождении

30 сквозь него потока газа. Это повьш1а- ет его фильтрующую способность. Таким образом, на вторичном фильтре осуществляется окончательная очистка газа.

35 С целью обеспечения высокого качества очистки газа обеспечивается одинаковый его расход через все каналы подвижного электрода и через всю поверхность вторичного фильтра. Это

40 достигается осуществлением одинаковой скорости движения потока газа внутри вторичного фильтра по всей дпине его образующей, т.е. по мере накопления очищенного газа внутри

45 вторичного фильтра свободное сечение для прохода газа внутри вторичного фильтра пропорционально увеличивается.

На фиг.1 показано устройство для

50 осуществления способа, продольный разрез; на фиг,2 - сечение А-А на фиг.1.

Устройство состоит из неподвижного электрода 1, образующего собой

55 корпус устройства. Внутри электрода 1 на валу 2 установлены передний 3 и задний 4 фланцы, выполненные из диэлектрика. Передний фланец 3 имеет осевое углубление, в котором размещена прижимная гайка 5 и контргайка 6 с шайбой 7. Задний фланец 4 имеет проходные отверстия, образованные спица ш 8, которые размещены под углом к потоку газа так, что образуют лопасти осевого вентилятора. Между передним 3 и задним 4 фланцами и неподвижным электродом 1 имеются лабиринтные уплотнения 9. На переднем 3 и заднем А фланцах установлен подвиж ный электрод 10, представляющий собой полый цилиндр с каналами расположенными радиально. Внутри подвижного электрода 10 на переднем 3 и заднем 4 фланцах установлен вторичный фильтр I1, который представляет собой решетчатую обойму из диэлектрика. Внутри обоймы размещен легко поляризуемый пористый материал, например поролон, мелкая прессованная стружка из фторо пласта или оргстекла. Внутри вторичного фильтра 11 на переднем 3 и заднем 4 фланцах установлен сетчатый электрод 12. Внутри последнего на ступицах переднего 3 и заднего 4 фланцев установлен конус 13. Неподвижный электрод Римеет впускной 14, выпускной 15 и отводные 16 патрубки.

Внутри вала 2 на изоляторах разме щены неподвижньй 17 и подвижный 18 высоковольтные провода, связанные между собой подвижным контактом. Подвижный высоковольтный провод 18 имеет две ветви 19, каждая из которых помещена в оболочку из диэлектрика 20. Сетчатый электрод 12 связан с валом 2 проводником 21. Вал имеет приводной шкив 22 и упорный выступ 23.

При работе устройства на вал 2 с помощью приводного шкива 22 подается крутящий момент. Благодаря действию прижимной гайки 5 с шайбой 7 и контргайкой 6 передний фланец 3, подвиж- нь1й электрод 10 и задний фланец 4 прижимаются к упорному выступу 23 и за счет сил трения вращаются вместе с валом 2 как единое целое. В результате подвижный электрод 10 получает вращение с угловой скоростью 10000- 15000 об/мин. Это позволяет получить значительные центробежные силы, действующие на поток газа, и соответственно повысить качество очистки его от тонких и ультратонких частиц пыли Одновременно с началом вращения на неподвижный 1 и подвижньй 10 электроды подается напряжение величиной 35- 40 кВ, Это позволяет обеспечить элек

j O 5 0 5

Q 5

5

трическое поле большой напряженности, что дает возможность получить значительные электрические силы, действующие на электрически заряженные частицы пыли. Этот фактор наряду с центробежными силами также способствует по- вьштению качества очистки газа от тонких и ультратонких частиц пыли.

При этом положительный потенциал высоковольтного источника заземляется и подается на неподвижный электрод 1 и вал 2. Через подвижный контакт с неподвижного высоковольтного провода 17 на подвижный высоковольт- ньй провод 18 и ветви 19 подается высоковольтный отрицательный потенциал на подвижный электрод 10. Высокое напряжение подводится через вал 2. Подвижный контакт размещен на его осевой линии. Это позволяет осуществлять передачу высокого напряжения при минимальных относительных окрзгж- ных скоростях элементов подвижного контакта, что повысит работоспособность, снизить искрение и подгорание поверхности контакта. По впускному патрубку 14 подается ионизированный поток газа, в котором содержатся отрицательно заряженные цы пыли. Ионизированный поток газа попадает в межэлектродное пространство между неподвижным 1 и подвижным 10 электродами. При этом отрицательно заряженные частицы пьши под действием сил электрического поля и сил центробежного поля стремятся к неподвижному электроду 1 и через отводные патрубки 16 выводятся из потока газа. Далее поток газа просасывается через каналы подвижного электрода 10. Здесь осуществляется выпадение частиц пыли на стенки каналов. При этом на стенках каналов и в объеме газа происходит коагуляция частиц. . I

Под действием центробежных сил скоагулировавпшеся частицы движутся в радиальном направлении к периферии, в процессе их движения относительно стенок отверстий происходит их дополнительная электризация за счет трибо- электрического эффекта, так как за счет трения частиц пыли о заряженную поверхность стенок каналов подвижного электрода. При этом частицы пьши приобретают заряд,равный по знаку заряду подвижного электрода и в результате к действию центробежных сил, выводящих частицы пьши на периферию.

to

15

обавляются силы электростатического оля,.которые направлены по радиусу периферии. Таким образом, здесь

силы электростатического поля совпаают по направлению с центробежными силами и их действие складывается, что приводит в конечном счете к повышению эффективности очистки.

При дальнейшем движении поток газа попадает на вторичный фильтр 11. Поляризация последнего осуществляется дополнительным электрическим полем, которое образовано подвижным электродом 10 и сетчатым электродом 12, На вторичном фильтре осзпцествля- ется окончательная очистка газа. Пос- ле чего очищенный газ движется внутри вторичного фильтра 11. Переменное внутреннее сечение для прохода очищенного газа внутри вторичного фильт- 20 ра И обеспечивается конусом 13. Наличие последнего позволяет уменьшить гидродинамические потери на поворот потока очищенного газа и добиться практически одинаковой скорости движения газа внутри, вторичного фильтра 11. Это позволяет добиться равномерного расхода газа через все каналы подвижного электрода 10 и через поверхность вторичного фильтра 11.

Равномерный расход газа через все каналы подвижного электрода 10 и через поверхность вторичного фильтра

11позволяет осуществить равномерную очистку всего объема газа, поступившего в устройство для осуществления

способа. Это повышает качество очистки газа. Спицы 8 заднего фланца 4 при вращении подвижного электрода 10 способствуют откачиванию очищенного газа потребителю. На сетчатый электрод 12 подается положительный потенциал с помощью проводника 21 йт вала 2. Величина потенциала 35-40 кВ. С целью обеспечивания динамической уравновешенности и устранения вибрации вала при вращении проводники 21 подсоединены к сетчатому электроду

12в двух диаметрально противоположных точках и ветви 19 в оболочках из

J

25

35

30

40

45

50

диэлектрика 20 тоже подсоединены в двух диаметрально противоположных точках к подвижному электроду 10.

J Формула изобретения

o

15

0

25

1.Способ электрической очистки газа в несколько стадий, включающий воздействие на ионизированный газ центробежным и электрическим полями, отличающийся тем, что,

с целью повышения эффективности очистки, воздействие электрического и центробежного полей осуществляют сначала со скоростью, обеспечивающей тзфбулентный режим, а на последующих стадиях очистки с постоянной скоростью в стабилизованном режиме течения, причем на последней стадии ионизированный газ дополнительно очищают фильтрацией в знакопеременном электрическом поле и обеспечивают скорость после фильтра одинаковую по всей поверхности фильтрации.

2.Устройство для электрической очистки газа, содержащее корпус с отводящим и тангенциальным подводя- шзим патрубками, и цилиндрическим электродом, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения эффективности очистки, цилиндрический электрод снабжен соосным вращающимся валом с установленными на нем конусом, дополнительным сетчйтым электродом

35 и поляризованным фильтром, причем, цилиндрический электрод выполнен с радиальными каналами, а корпус выполнен со щелями по образующей, к которым подсоединены отводящие патрубки .

3.Устройство по п.2, отличающееся тем, что отношение длины канала к его ширине принимают не менее десяти.

4.Устройство по п.2, отличающееся тем, что поляризованный фильд Р выполнен в виде решетчатой обоймы из диэлектрика,.. внутри которой размещен поляризуемый материал .

30

40

45

50

9 10

Изобретение относится к области электрической очистки газа от жидких и твердых аэрозолей и может быть ис- пользовдно при санитарной очистке воздуха , очистке технологических и вентиляционных газов, утилизации ценных продуктов. Цель изобретения - по- вьшение эффективности очистки газа. Очистку осуществляют в три стадии: вращением совместно с подвижным электродом (ПЭ) относительно неподвижного электрода, пропусканием через каналы ПЭ и пропусканием через вторичный фильтр (ВФ), поляризованный дополнительным электрическим полем. Дополнительное электрическое поле создается ПЭ и сетчатым электродом (СЭ). Скорость движения ионизированного газа через каналы ПЭ и через поверхность ВФ устанавливают одинаковой. Скорость потока очищенного газа, выходящего из ВФ, также устанавливают одинаковой по всей образующей ВФ, Устройство содержит ПЭ, ВФ, СЗ и конус, установленные на валу. ПЭ представляет собой полый цилиндр с каналами, ВФ представляет собой решетчатую обойму из диэлектрика, заполненную поляризуемым пористым материалом, СЭ размещен внутри ВФ и имеет тот же знак потенциала, что и неподвижный электрод. Конус размещен внутри СЭ. Вал соединен проводниками с СЭ в двзпс диаметрально противоположных точках,. Неподвижный электрод имеет отводные патрубки, расположенные по касательным к нему 2 с. и 2з,п, ф-лы, 2 ил. оо

15

tH t I r

/f

L

fpue.2

Редактор М.Бланар

Составитель Н.Годунова

Техред M.XoAaifH4 Корректор А.Зимокосов

Заказ 1175/9Тираж 512ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4