ДЫМОВОЙ ФИЛЬТР Советский патент 1994 года по МПК B03C3/16 

Изобретение предназначено для улавливания летучей золы, сажи и других твердых и газообразных примесей в дымовых газах, поэтому может быть использовано для очистки дымовых газов и других газовых выбросов промышленых предприятий, преимущественно теплоэлектроцентралей и т.п.

Цель изобретения - повышение степени очистки дымовых газов от твердых мелкодисперсных и газообразных примесей, повышение производительности фильтра.

На фиг. 1 показан дымовой фильтр, вертикальный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - соединение половины вида с половиной разреза по оси электроразрядного насоса; на фиг. 4 - поперечный разрез электроразрядного насоса; на фиг. 5 - принципиальная электросхема питания одного из насосов.

На чертежах условно буквами обозначены: Т₁-Т₄ - тиристоры электропитания разрядников; С₁-С₄ - конденсаторные батареи электропитания соответствующих тиристоров; D₁-D₄ - вентили соответствующих выпрямителей; R₁-R₄ - резисторы в цепях управления соответствующих тиристоров; R_i - сопротивление разрядного промежутка формирователя разрядов.

Дымовой фильтр состоит из корпуса 1, например, цилиндрической формы, канал которого разделен на несколько контактных ярусов камер 2 с помощью перегородок 3, в которых выполнены желоба для воды, соединенные между собой последовательно с помощью трубопроводов 4 и с источником водоснабжения - отстойником 5 - с помощью магистрального трубопровода 6 с насосной установкой 7. Нижний ярус камер 2 не имеет желоба и соединен с дымоходом. Верхний ярус камер 2 в своем потолочном перекрытии 8 имеет выходное устройство в виде цилиндрической емкости с направляющими лопастями 9, между которыми образованы сопла-щели 10, направленные вертикально.

В перегородки 3 встроены в шахматном порядке электроразрядные насосы 11, например, с формирователем разрядов в виде стержней. Каждый электроразрядный насос 11 состоит из трубного корпуса 12, блока электропитания, разрядников 13, по три в плоскости поперечного сечения корпуса 12, на равных расстояниях друг от друга и на расстоянии не менее радиуса корпуса 12 между плоскостями сечений с группами разрядников 13, формирователей 14 разрядов, например, в виде стержней из проводящего материала в форме иглы с выводом 15 через электроизолирующие пробки держателей разрядников 13. Формирователь 14 разрядов передней по ходу потока группы разрядников 13 размещен за последней группой разрядников 13 на расстоянии, не менее радиуса корпуса 12, на дополнительной электроизолурующей пробке-держателе 16.

Все разрядники 13 имеют выводы 17 от одного из электродов пары, а вторым выводом пары электродов разрядников 13 может служить металл корпуса 12 насоса из электроизолирующего материала (полимера и т.п.), каждый разрядник 13 имеет собственный вывод второго электрода, соединенный с общим выводом 18.

Параллельно формирователю 14 разрядов первой группы разрядников 13 подключен включатель в виде пары нормально разомкнутых контактов 19.

Разрядники 13 каждой группы соединены между собой параллельно, по три в группе подключены к источнику электропитания через тиристоры, в цепь управления которых включены формирователи 14 разрядов.

Материалом корпуса 12 насоса 11 может быть сталь или другой прочный материал, например полимер, устойчивый к рабочей температуре дымовых газов. Материалом электроизолирующих пробок разрядников 13 является фарфор и т.п. Материалом корпуса 1 фильтра, перегородок 3 может быть сталь, прочные полимеры, керамика и т.п.

Число ярусов камер 2 фильтра может быть произвольным и определяется заданной степенью очистки и конкретными свойствами газовых выбросов.

Число насосов 11 в каждой перегородке 3 может быть произвольным и определяется заданной производительностью и степенью очистки дымовых газов.

Число направляющих лопастей 9 (сопл-щелей 10) выходного устройства в потолочном перекрытии 8 может быть произвольным и определяется производительностью фильтра и заданной высотой рассеивания очищенных дымовых газов над землей.

Работает дымовой фильтр следующим образом. Кратковременным нажатием включателя 19 запускаются формирователи 14 разрядников 13 первых групп разрядников всех насосов 11, что открывает тиристоры первых групп разрядников 13, осуществляя одновременно на всех трех разрядниках каждой первой группы всех насосов 11 электрические разряды, сопровождающиеся образованием вокруг них сферических фронтов ударных волн, которые достигают оси корпуса 12 и очередного сечения с разрядниками 13 одновременно, образуя общий фронт ударной волны.

Так как по фронту ударной волны в рабочей среде дымовых газов электропроводность резко изменяется вследствие высокого давления, то при достижении ударным фронтом формирователя 14 разрядов второй группы разрядников 13 соответствующий тиристор открывается, осуществляя разряды второй группы в момент прохождения через разрядники 13 фронта ударной волны от первой группы разрядников. Благодаря этому образуется кумулятивный фронт ударной волны в направлении порядка следования разрядов, так как давление в обратном направлении гасится вследствие наложения на фазу схлопывания первых разрядов.

Таким образом, вместе с волной давления в направлении порядка следования разрядов распространяется и волна электропроводности рабочей среды дымовых газов, позволяя включать очередную группу разрядников в моменты прохождения через них фронта ударной волны от предыдущих разрядов, проталкивая вместе с фронтом общей ударной волны и дымовые газы в направлении порядка следования разрядов. После достижения ударным фронтом последней группы разрядников 13 формирователь 14 разрядов первой группы разрядников автоматически повторяет цикл работы насосов 11 в течение всего времени электропитания.

Так как в результате работы насосов 11 первой перегородки 3 под ней создается разрежение, то дымовые газы из дымохода поступают в нижний ярус камер 2 непрерывно по мере их отвода насосами 11 во второй ярус камер 2 и далее.

Так как по фронтам ударных волн вокруг разрядов создается высокое давление, то частицы твердых примесей дымовых газов, прежде всего мелкодисперсные примеси, летучая зола, сажа и другие, интенсивно коагулируют, образуя макрочастицы, которые осаждаются и уносятся водой по желобам-перегородкам 3 в отстойник 5.

Так как в контактных ярусах камер 2 вследствие работы насосов 11 создано высокое давление, то вода в желобах-перегородках 3 интенсивно поглощает газовые примеси дымовых газов, сернистый ангидрид, угарный газ и другие, также унося их из канала фильтра в отстойник 5, чем и обеспечивается полная очистка дымовых газов.

Так как в выходной камере 2 создано повышенное давление дымовых очищенных газов, то из сопл-щелей 10 образуются тангенциальные струи, создавая вращающийся канал выходных газов из выходного устройства фильтра. Это обеспечивает увеличение высоты рассеивания выходящих очищенных газов над землей, что повышает его эффективность.

Использование: очистные сооружения, а именно электрофильтры промышленных газовых выбросов. Сущность: дымовой фильтр состоит из многоэтажного корпуса, например, цилиндрической формы, в междуэтажные перекрытия которого встроены в шахматном порядке электроразрядные насосы, выходная камера снабжена системой тангенциальных сопл-щелей, а все этажные контактные камеры соединены между собой последовательно и с источником водоснабжения с помощью трубопровода и насосной установки. При включении в работу электроразрядных насосов последние создают высокое давление по фронтам ударных волн вокруг разрядников и в камерах, что обеспечивает интенсивную коагуляцию и осаждение в систему гидрозолоудаления твердых частиц и газовых примесей, обеспечивая полную очистку дымовых газов. Система тангенциальных сопл-щелей создает вращающийся момент выходным очищеным газам, обеспечивая увеличение высоты их рассеивания, что повышает эффективность фильтра. 5 ил.

ДЫМОВОЙ ФИЛЬТР, состоящий из корпуса с выходной камерой, разделенного на ярусы перегородками, соединенными последовательно трубопроводами с источником водоснабжения и насосной установкой, системой удаления шлама, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки дымовых газов от мелкодисперсных и газовых примесей, повышения производительности фильтра, перегородки снабжены установленными в шахматном порядке электроразрядными насосами, а выходная камера снабжена системой тангенциальных сопл-щелей.