Двозонний електрофільтр для очищення газів

Реферат: Винахід належить до електрофільтрів і може використовуватись для очищення димових і промислових газів від твердих і рідких частинок. Він може знайти застосування в електроенергетиці, у цементній, металургійній, коксохімічній промисловості. Двозонний електрофільтр містить іонізаційну й осаджувальну камери. Коронуючі електроди іонізаційної камери виконані у вигляді багатовістряних стрічок товщиною 0,5-0,6 мм із відстанями між вістрями 5-6 мм. Вістря повернені щодо площини стрічки на кут не менше 30°. Заземлені електроди іонізаційної камери виконані у вигляді дроту діаметром не менше 8 мм. При такому виборі коронуючих електродів забезпечується максимальний питомий струм коронного розряду й відповідно передана в електрофільтр питома потужність. В осаджувальній камері осаджувальні електроди чергуються з коронуючими. Технічним результатом винаходу є підвищення ефективності електрофільтра. UA 105607 C2 (12) UA 105607 C2 UA 105607 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до електрофільтрів і може використовуватися для очищення димових і промислових газів від твердих і рідких частинок. Він може знайти застосування в електроенергетиці, у цементній, металургійній, коксохімічній промисловості. Відомий двозонний електрофільтр /1/, що складається із установлених один за одним по напрямку руху газу вузла зарядки частинок (іонізатор) і вузла осадження (осаджувач). Іонізатор виконаний у вигляді паралельних заземлених пластин, між якими розміщені коронуючі електроди із дротів. Осаджувач являє собою набір паралельних пластин, між якими створюється однорідне електростатичне поле. Особливість конструкції даного іонізатора полягає в тому, що співвідношення між відстанню від дротів до пластин (Lo/2) і довжиною L1 цих же заземлених пластин перебуває в межах від 0,6 до 2. Основним недоліком даного технічного рішення є обмежений час перебування часток, що вловлюють, у зоні їхньої зарядки (іонізаторі), що пов'язане з обмеженими розмірами іонізатора, довжина пластин якого менше відстані між пластинами. Крім того, використання дроту як коронуючого електрода обмежує можливість створення поля високої напруженості (великий діаметр дроту) або, при малому діаметрі дроту, обмежений її ресурс. Відомий двозонний електрофільтр для очищення газів, що містить послідовно встановлені по напрямку руху газу зарядну й осаджувальну камери /2/. Зарядна камера виконана у вигляді паралельно заземлених пластин, між якими перпендикулярно до поздовжньої осі й на однаковій відстані від заземлених пластин встановлений коронуючий електрод. Осаджувальна камера виконана у вигляді системи плоских осаджувальних електродів однакової довжини, розташованих на однаковій відстані один від одного. Ця конструкція не передбачає можливість створення високої напруженості електричного поля поблизу коронуючого електрода зарядної камери, а, отже, значного питомого струму корони й, як наслідок, низькою питомої енергії, переданої в електрофільтр, що визначає ефективність очищення. Найбільш близьким по технічній суті до пропонованого пристрою є двозонний електрофільтр для очищення газів /3/. Електрофільтр містить установлені по напрямку потоку газу іонізаційну камеру, виконану у вигляді заземлених паралельних електродів, коронуючих електродів з високим потенціалом, і осаджувальну камеру, виконану у вигляді паралельних електродів, розташованих на однаковій відстані один від одного з різнойменними потенціалами, причому іонізаційна й осаджувальна камери встановлені із зазором, а коронуючі електроди іонізаційної камери зміщені щодо заземлених електродів, звернених до осаджувальной камери, і підключені до власного джерела високої напруги. Недоліком прототипу є недостатня ефективність очищення газів через неможливість створення високої напруженості електричного поля поблизу коронуючого електрода іонізаційної камери, низького значення питомого струму корони й низького значення енергії, переданої в електрофільтр. В основу пропонованого технічного рішення поставлена задача розробки пристрою, що забезпечує можливість створення високої напруженості електричного поля поблизу коронуючого електрода, що спричиняє утворення холодної емісії електронів з коронуючого електрода, створення високого питомого струму коронного розряду, утворення електричного вітру, що викликає високу швидкість дрейфу заряджених і нейтральних частинок до осаджувальних електродів й ефективне осадження частинок газів, що очищають, на осаджувальних електродах. Поставлена задача вирішується тим, що у двозонному електрофільтрі, що містить установлені по напрямку руху газу іонізаційну камеру, виконану у вигляді заземлених паралельних електродів, коронуючих електродів з високим потенціалом, і осаджувальну камеру, виконану у вигляді паралельних електродів, розташованих на однаковій відстані один від одного з різнойменними потенціалами, причому іонізаційна й осаджувальна камери встановлені із зазором, а коронуючі електроди іонізаційної камери зміщені щодо заземлених електродів, звернених до осаджувальної камери, і підключені до власного джерела високої напруги, при цьому коронуючі електроди іонізаційної камери виконані у вигляді вертикальних багатовістряних стрічок товщиною 0,5-0,6 мм, площина яких паралельна потоку газу, з відстанню 5-6 мм між вістрями, через один поверненими в протилежні сторони під кутом до площини стрічки не менше 30 градусів, заземлені електроди іонізаційної камери виконані у вигляді вертикально спрямованого дроту діаметром не менше 8 мм, а електроди осаджувальної камери через один є коронуючими. Відмітними ознаками пристрою, що заявляється, є: - коронуючі електроди іонізаційної камери виконані у вигляді вертикальних багатовістряних стрічок товщиною 0,5-0,6 мм, площина яких паралельна потоку газу; 1 UA 105607 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 - з відстанню 5-6 мм між вістрями; - вістря через один повернені в протилежні сторони під кутом не менше 30° до площини стрічки; - заземлені електроди іонізаційної камери виконані у вигляді вертикально спрямованого дроту діаметром не менше 8 мм, - електроди осаджувальної камери через один є коронуючі. Виходячи з описаного рівня техніки, випливає те, що зазначені відмітні ознаки пристрою, що заявляється, є новими, взаємозалежні між собою з утворенням стійкої сукупності істотних ознак, достатньої для одержання необхідного технічного результату. Завдяки тому, що коронуючі електроди іонізаційної камери виконані у вигляді вертикальних багатовістряних стрічок товщиною 0,5-0,6 мм, площина яких паралельна потоку газу, з відстанню 5-6 мм між вістрями, через один поверненими в протилежні сторони до площини стрічки під кутом не менше 30°, досягається високий питомий струм корони, висока енергія, передана в електрофільтр, підвищення ефективності зарядки дисперсних частинок. Завдяки тому, що заземлені електроди іонізаційної камери виконані у вигляді вертикально спрямованого дроту діаметром не менше 8 мм вдається виключити розвиток позитивної корони, що знижує ефективність зарядки частинок, що проходять між електродами. Наслідком того, що електроди осаджувальної камери через один є коронуючі й підключені до джерела постійної високої напруги, підвищується ефективність осадження попередньо заряджених часток. На Фіг. 1 представлений поздовжній розріз двозонного електрофільтра (вигляд зверху). На Фіг. 2 представлений вигляд збоку елемента коронуючого електрода іонізаційної камери. На Фіг. 3 представлений графік залежності струму корони від прикладеної напруги для елементів коронуючих електродів іонізаційної камери для різних відстаней між вістрями. Перелік деталей, позначених на Фіг. 1, Фіг. 2. 1 - іонізаційна камера; 2 - заземлені електроди іонізаційної камери; 3 - коронуючі електроди іонізаційної камери; 4 - вістря коронуючих електродів іонізаційної камери; 5 - осаджувальна камера; 6 - осаджувальні електроди осаджувальної камери; 7 - коронуючі електроди осаджувальної камери; 8 - елемент коронуючого електрода іонізаційної камери. Двозонний електрофільтр працює в такий спосіб. Газ, що містить тверді частинки, надходить в іонізаційну камеру 1. Проходить між заземленими електродами 2 і коронуючими електродами 3, виконаними у вигляді багатовістряних стрічок товщиною 0,5-0,6 мм, розташованих вертикально, площина яких паралельна потоку газу. Відстань між вістрями 4 коронуючих електродів становить 5-6 мм і вони через один повернені до площини коронуючого електрода в протилежні сторони на кут не менше 30°. Між вістрями 4 і заземленими електродами 2 виникає інтенсивний коронний розряд, у полі якого частинки димових газів за час проходження між електродами заряджаються до граничного рівня заряду. Це обумовлює їхнє ефективне осадження в осаджувальній камері. З іонізаційної камери 1 газ надходить в осаджувальну камеру 5, встановлену із зазором після іонізаційної камери, проходить між заземленими осаджувальними електродами 6 і встановленими через один коронуючими електродами 7. Це додатково підвищує ефективність електрофільтра. Ефективна робота електрофільтра забезпечується шляхом вибору коронуючих і заземлених електродів іонізаційної камери, що забезпечують максимальний струм коронного розряду при заданій напрузі у кВ, як зображено на Фіг. 3 оптимальний струм у мкА досягнуто при відстані між вістрями 5 мм. Техніко-економічні переваги пристрою, що заявляється, у порівнянні із пристроєм прототипом, полягає в тому, що підвищується струм коронного розряду в іонізаційній камері, відповідно зростає питома потужність, передана в електрофільтр. Це істотно підвищує ефективність електрофільтра. Використання коронуючих електродів в осаджувальній камері дозволяє додатково підвищити ефективність двозонного електрофільтра. Джерела інформації: 1. Патент Німеччини № 1279656, кл. В03С3/12, 1972. 2. Патент РФ № 1834711, кл. В03С3/12, 1993. 3. RU Патент № 2145910, В03С3/12, 27.02.2000. 2 UA 105607 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 Двозонний електрофільтр для очищення газів, що містить установлені по напрямку руху газу іонізаційну камеру, виконану у вигляді заземлених паралельних електродів, коронуючих електродів з високим потенціалом, і осаджувальну камеру, виконану у вигляді паралельних електродів, розташованих на однаковій відстані один від одного з різнойменними потенціалами, причому іонізаційна й осаджувальна камери встановлені із зазором, а коронуючі електроди іонізаційної камери зміщені щодо заземлених електродів, звернених до осаджувальної камери, і підключені до власного джерела високої напруги, який відрізняється тим, що коронуючі електроди іонізаційної камери виконані у вигляді багатовістряних стрічок товщиною 0,5-0,6 мм, площина яких паралельна потоку газу, з відстанню 5-6 мм між вістрями, через один поверненими в протилежні сторони під кутом до площини стрічки не менше тридцяти градусів, заземлені електроди іонізаційної камери виконані у вигляді дроту діаметром не менше 8 мм, а електроди осаджувальної камери через один є коронуючими. 3 UA 105607 C2 Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4