Електрофільтр

Изобретение относится к очистке газов, в частности к очистке газообразных выбросов от оксидов серы, оксида углерода (ІІ), оксидов азота и может быть использовано для очистки отходящих газов при их обеспыливании на тепловых электростанциях, агломерационных газов в металлургии и други х технологических процессов. Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому является двухзонный электрофильтр для очистки воздуха от аэрозолей и токсичных газов, содержащий в общем корпусе установленные последовательно по ходу газа ионизатор в виде заземленных параллельных пластин, между которыми расположены коронирующие электроды, осадитель, состоящий из набора чередующи хся подключенных к источнику высокого напряжения и заземленных параллельных пластин, и электростатический фильтр в виде подключенных к источнику высокого напряжения и заземленных электродов, в пространстве между которыми размещен диэлектрик. Эти электроды выполнены в виде чередующи хся проницаемых и непроницаемых перегородок, установленных поперек направления движения воздуха в электрофильтре [Патент РФ №2036017, кл. В 03 С 3/10, 1995]. Недостаток известного электрофильтра заключается в необходимости регенерации гранулированной насадки электростатического фильтра, значительном по сравнению с типовым электрофильтром гидравлическом сопротивлении. При работе электростатического фильтра на поверхности насадки накапливаются заряженные частицы, что делает ее электропроводной и приводит к пробою межэлектродного пространства. Таким образом, использование данного устройства для газоочистки приводит к усложнению технологического процесса очистки, росту энергозатрат на преодоление гидравлического сопротивления гранулированной насадки. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования электрофильтра путем изменения конструкции электродов дополнительной электродной системы, что обеспечивает возможность очистки отходящи х газов от вредных газообразных компонентов совместно с обеспыливанием в одном агрегате. Для решения поставленной задачи в электрофильтре, содержащем корпус, внутри которого размещена, по крайней мере, одна пара коронирующих и заземленных осадительных электродов, дополнительная электродная система, один электрод которой заземлен, а остальные подключены к источнику питания, согласно изобретению, электроды дополнительной электродной системы, подключенные к источнику питания выполнены с шипами. Дополнительная электродная система установлена до зоны коронного разряда. Электроды дополнительной электродной системы выполнены в виде газораспределительных решеток, с коэффициентом живого сечения 0,47 - 0,62. Заземленный электрод дополнительной электродной системы выполнен из водоохлаждаемых труб. Электроды дополнительной электродной системы подключены к источнику постоянного и импульсного напряжения. В электрофильтре установлена дополнительная электродная система, электроды которой представляют собой металлическую решетку с размером образующи х ее цилиндрических стержней, например с диаметром d = 0,06 м. Расстояние между решетками l p определяется значением и формой подаваемого напряжения. Живое сечение решетки зависит от расстояния между решетками. Наличие решеток позволяет улучшить газораспределение по сечению электрофильтра. В местах пересечения стержней находятся острозаточенные шипы высотой 0,05 м, установленные перпендикулярно решетке и направленные острым концом к заземлённому электроду. Наличие шипов необходимо для создания местной неоднородности электрического поля, что приводит к образованию из молекул отходящи х газов химически активных частиц - ионов, свободных радикалов, возбужденных молекул. Расположение дополнительной электродной системы до зоны коронного разряда объясняется положительным влиянием аэрозолей на разложение токсичных газов. Один из электродов дополнительной электродной системы подключен к устройству, подающему постоянное и импульсное напряжение. [Павленко Ю.П., Румянцев В.Р. Оценка эффективности различного вида газовых разрядов для разложения вредных газообразных компонентов в отходящих газах металлургии // Изв. вузов. Сер. Черная металлургия, - 1995,- № 7. - С.71]. Это обусловлено наиболее эффективным использованием затрачиваемой на обезвреживание газообразных компонентов отходящих газов энергии, Заземленный электрод дополнительной электродной системы выполняется из труб, например диаметром d = 0,06 м, по которым подается техническая вода,что позволяет, при необходимости, снизить температуру газов, что существенно влияет на пылеулавливание в электрофильтре. Схема электрофильтра изображена на чертеже. Электрофильтр состоит из корпуса 1, дополнительной электродной системы, электроды которой 2 выполнены в виде газораспределительных решеток и снабжены шипами 3. Заземленный электрод дополнительной электродной системы 4 выполнен из водоохлаждаемых труб. В корпусе размещены коронирующие 5 и осадительные электроды 6. Электрод 2 может быть подключен к источнику постоянного и импульсного напряжения. При работе предлагаемого электрофильтра запыленный газ попадает в корпус аппарата 1, проходит сквозь газопроницаемые электроды 2, 4, на которых расположены шипы 3. В результате этого происходит выравнивание потока по сечению электрофильтра Fк , при необходимости снижение температуры очищаемого газа, зарядка частиц аэрозоля и образование высокореакционноспособных молекул, что позволяет обезвреживать токсичные компоненты газовых выбросов. Далее отходящий газ попадает в зону коронного разряда, проходит между электродами 5 и 6, где происходит осаждение частиц пыли. Проведены испытания по разложению диоксида серы и оксида азота (II) при обработке загрязненного газа с помощью вышеописанной электродной системы. При подаче импульсного напряжения с пиковым значением 100 кВ, длительность импульса 200 нс, межэлектродном расстоянии 0,15 м эффективность перевода NO в NO2 и N2O 5 и SO 2 в SO 3 в обрабатываемом газе составила ~90%. Зависимость расстояния между решетками I от коэффициента живого сечения решетки-электрода отражена формулой: где Fo - площадь наиболее узкого сечения потока очищаемого газа; n - количество решеток. Значения коэффициента f при сохранении оптимального газораспределения и реальной для электрофильтров площади Fo представлены в таблице. В данном случае следует отметить, что при снижении коэффициента живого сечения ниже 0.47 поле скоростей значительно искажается, т.к. возможно "перевертывание" профиля скорости. При значении f больше, чем 0.62 не обеспечивается требуемая степень равномерности потока. Использование предлагаемого модифицированного электрофильтра позволяет обеспечить разложение вредных газообразных компонентов совместно с обеспыливанием отходящи х газов в одном газоочистном аппарате - электрофильтре; при этом обезвреживание газообразных компонентов в существующем электрофильтре не требует установки дополнительного газоочистного оборудований.