Електрофільтр

Електрофільтр, який містить корпус, вхідні та вихідні патрубки і встановлені між ними паралельно газовому потоку осадові електроди, набрані з пластинчатих осадових елементів, закріплених у верхній і нижній балках осадового електрода, розташовані між ними коронувальні електроди, що встановлені на опорних рамах, які підвішені на ізоляторах, закріплені на електродах ковадла, молоткові механізми струшування електродів, які взаємодіють з ковадлами, фіксатори та обмежувачі, який відрізняється тим, що осадові електроди виконані по висоті секційними, при співвідношенні розмірів секцій Н1:Н2=1:2-2:1, де Н1 - висота верхньої секції, Н2 - висота нижньої секції, торці суміжних секцій осадових електродів обладнані горизонтальними планками, закріпленими на пластинчатих осадових елементах, при цьому планки суміжних за висотою секцій з'єднані між собою і утворюють додаткову середню балку струшування осадового електрода, яка з обох кінців обладнана додатковими фіксаторами, які взаємодіють з встановленими на корпусі додатковими обмежувачами поперечного переміщення осадо C2 2 (11) 1 3 70055 4 довими електродами коронувальні електроди. Витєвим) зниженням струму І коронного розряду в далення пилу, що осідає на коронувальних електміжелектродному проміжку електрофільтра, у відродах, здійснюється завдяки обстукуванню короповідності до вольтамперної характеристики конувальних електродів, які жорстко закріплені на ронного розряду. опорних рамах в одному або декількох рівнях, а З метою зменшення впливу децентрування h видалення шару пилу з осадових електродів, що електродів на роботу електрофільтра зараз, праквстановлені верхніми балками на опорних елеметично в усьому світі, перейшли до збільшення мінтах корпуса електрофільтра, здійснюється обстужелектродних проміжків h, тим самим зменшивши куванням останніх шляхом удару молотками по величину , оскільки h, як було зазначено вище, балкам струшування, які закріплені в нижньому не залежить від h і є фіксованою величиною при торці осадових електродів. Обмеження поперечнозаданій довжині/висоті електродів. го (відносно ходу газу) переміщення осадових З іншого боку, збільшення міжелектродної віделектродів здійснюється за допомогою обмежувастані (проміжку) h веде (при незмінних габаритах чів, наприклад, вилок, закріплених на корпусі елекелектрофільтрів) до пропорційного зниження загатрофільтра або його елементах, в яких з зазором льної поверхні осаджування електрофільтрів, що встановлені балки струшування осадових електтакож несприятливо впливає на ефективність рородів, чи фіксатори, закріплені на балках струшуботи електрофільтрів. вання. В зв'язку з цим в світовій практиці прийшли до Враховуючи практичний досвід, можна зазнаоптимального варіанту, при якому міжелектродна чити такі основні недоліки згаданої конструкції. відстань h збільшена, в порівнянні з прийнятою В сучасних промислових електрофільтрах, рораніше, в 1,3 1,8 рази, що, в кінцевому результаті, зрахованих на очистку великих об'ємів газу (від забезпечує достатню ефективність роботи елект3 3 100тис.м /год до 1млн.м /год та більше), в яких рофільтрів за одночасного зниження їх металомісекономічно, технічно і практично доцільним є заткості та вартості. стосування електродів висотою від 7м до 15м та Відомі розробки електрофільтрів та електродбільше, є дуже дорогими засобами по забезпеченних систем не дозволяють зменшити абсолютне ню технологічно дозволених для електрофільтрів значення h децентрування електродної системи і, допусків на децентрування електродної системи, тим самим, підвищити ефективність роботи електщо обумовлені технологічним процесом виготоврофільтрів. лення профільованих пластинчатих елементів Таким чином, недоліками відомих промислоосадових електродів, їх збиранням та монтуванвих електрофільтрів з електродами збільшеної ням, а також засобами по забезпеченню ефективвисоти (7 15м і більше) є неефективна очистка ного видалення шару уловленого пилу з осадових верхньої частини осадових електродів від шару електродів, особливо, з верхньої, найбільш віддауловленого пилу (а, відповідно, зниження ефектиленої від балки струшування, частини осадових вності роботи електрофільтра) та недовговічність електродів, та більш ефективної очистки від шару елементів вузлів струшування (молотки, осі, ковапилу коронувальних електродів. дло, болтові з'єднання і т. ін.), а також зниження Зниження ефективності роботи електрофільтефективності очистки за рахунок зниження середрів, яке пов'язане з децентруванням електродних нього значення робочої напруги (і струму коронносистем, пояснюється діючими в світовій практиці го розряду) через збільшення значення децентрунормами на допуски і посадки по прокату при вивання електродної системи. готовленні профільованих пластинчатих елементів Неефективне видалення шару пилу з верхньої осадових електродів: відхилення від площини, в частини (до 30% поверхні) осадових електродів і, т.ч. шаблеподібність, пропелерність (скручування) пов'язане з цим, зниження ефективності роботи і т. ін., як правило, не повинні перевищувати 0,1% електрофільтрів загальновідоме, особливо при від довжини виробу. З урахуванням дозволених очищенні газів від високоомного пилу, наприклад, допусків на збирання та монтаж, включаючи опев теплоенергетиці, що обумовлено втратами по рації установки, завантаження, транспортування і висоті електрода енергії удару молотка по ковадт.п., відхилення від площини осадових (і коронувалу, розташованому на балці струшування в нижльних) електродів становить (0,12 0,15)% від виньому торці осадового електрода. соти (характерного розміру) електродів. Збільшення енергії удару (при струшуванні) Таким чином, в сучасних промислових електшляхом збільшення маси молотка руйнує елеменрофільтрах, в яких висота електродної системи ти електрода та різко знижує довговічність вузла становить 7 16м, абсолютне значення децентруструшування і елементів осадового електрода, а вання (відхилення від вертикальної площини) осатому практично не використовується. дових (і коронувальних) електродів становить Крім того, в відомому електрофільтрі не вирі(12 24)мм. Пропорційно відносному значенню шується питання зниження децентрування коронудецентрування = h/h, де h - абсолютна величивальних електродів та підвищення ефективності їх на децентрування, h - величина відстані між осаочистки від шару пилу. довим та коронувальним електродами в просвіті) Відомий також електрофільтр [Попов Ю.А., робоча напруга U в електрофільтрі знижується на Янковский С.С. и др. Газоочистное оборудование: величину U: Каталог. - М.: ЦИНТИХимнефтемаш. - 1981. - C.57], в якому коронувальні електроди обстукують в U= U=( h/h)U двох рівнях. Таке рішення поліпшує видалення і, відповідно, знижується ефективність роботи шару пилу з коронувальних електродів, але цього електрофільтра. Зниження ефективності роботи недостатньо, зважаючи на значні втрати енергії також посилюється одночасним (і достатньо сут 5 70055 6 удару в опорних рамах через жорстке з'єднання родів, спрощує та здешевлює збирання та монтаж коронувальних електродів з опорними рамами. електрофільтра. В такому електрофільтрі не вирішується також Поставлена задача вирішується тим, що у віпроблема зниження децентрування електродних домому електрофільтрі, до складу якого входить систем економічно доцільним шляхом, а також корпус, вхідні та вихідні патрубки і встановлені між поліпшення очистки від шару пилу верхньої, найними паралельно газовому потоку осадові електбільш віддаленої від балки струшування, частини роди, набрані з пластинчатих осадових елементів, осадових електродів. закріплених у верхній і нижній балках осадового Найбільш близьким до заявленого винаходу електрода, розташовані між ними коронувальні по технічній сутності та результату, що досягаєтьелектроди, що встановлені на опорних рамах, які ся, є електрофільтр [Патент України №13398, підвішені на ізоляторах, закріплені на електродах МПК5 В03С3/08, опубл.28.02.1997р., бюл.№1], згіковадла, молоткові механізми струшування електдно з яким осадовий електрод електрофільтра родів, які взаємодіють з ковадлами, фіксатори та набирається з осадових елементів, що виконані у обмежувачі, згідно з винаходом, осадові електровигляді послідовно з'єднаних пластин, кожна з ди виконані по висоті секційними, при співвіднояких перпендикулярна до попередньої, при цьому шенні розмірів секцій торцеві пластини виконані одної довжини, а пласН1:Н2=1:2 2:1, тинчаті елементи в ряду встановлені з проміжком де Н1 - висота верхньої секції, між ними з утворенням наскрізних каналів для Н2 - висота нижньої секції, проходу газу, причому співвідношення ширини 5 торці суміжних секцій осадових електродів обзазорів в площині розміщення торцевих пластин ладнані горизонтальними планками, закріпленими сусідніх пластинчатих елементів та довжини торна пластинчатих осадових елементах, при цьому планки суміжних за висотою секцій з'єднані між цевої пластини становить 0,25 0,50, а співвіднособою і утворюють додаткову середню балку шення ширини каналу deміж початковими та кінструшування осадового електрода, яка з обох кінцевими по ходу газу торцевими пластинами ців обладнана додатковими фіксаторами, які взасуміжних в ряду пластинчатих елементів та шириємодіють з встановленими на корпусі додатковими ни становить 0,75 1,5. обмежувачами поперечного переміщення осадоНедоліками цього електрофільтру також є відвого електрода у його середній за висотою частисутність вирішення проблеми зменшення величині, і ковадлом, встановленим на одному з кінців ни децентрування електродних систем та інтенсередньої балки струшування, коронувальні елексифікації процесу очистки поверхні осадових і троди виконані секційними, кожна секція вільно коронувальних електродів від шару пилу, схильвстановлена на опорних рамах і обладнана з'єдність до утворення важкострушуваних відкладень наними з опорними рамами фіксаторами, при деяких видів пилу на елементах осадового електцьому найменша відстань d у просвіті між балкою роду в місцях з'єднання пластин під прямим кутом, струшування осадового електрода та торцями а також необхідність підтримання співвідношення секцій суміжних коронувальних електродів і відсзазору 5 та міжелектродного проміжку h: тань h у просвіті між осадовими і коронувальними 0,3h, електродами вибирають із співвідношення щоб запобігти виникненню електричного проd h, бою газу на кромки елементів, які утворюють зазоосадовий електрод виконаний газопроникним і ри , що обумовлене прямим кутом між торцевими складається з пластинчатих осадових елементів, та середньою пластинами осадового елементу. встановлених послідовно в одній площині з шагом В основу винаходу поставлена задача створиs та закріплених між двох балок осадового електти нову конструкцію електрофільтра, яка дозвороду, причому пластинчаті осадові елементи осалить підвищити ефективність роботи електрофільдового електроду виконані у вигляді профілю, потра як за рахунок зменшення майже вдвічі перечний переріз якого має вигляд ламаної лінії Zдецентрування осадових і коронувальних електподібної форми, що складається з трьох послідовродів за умови збереження та збільшення загально з'єднаних відрізків a, b, с, при чому крайні відріної площі поверхні осаджування, так і за рахунок зки а і с мають однакову довжину, паралельні між інтенсифікації процесу очистки газу шляхом викособою та розташовані в паралельних площинах, ристання аеродинамічних сил газового потоку. віддалених одна від одної на відстань de, середній Крім того, винахід, що заявляється, забезпечує відрізок b ламаної лінії з'єднує обидва крайні відрібільш ефективне видалення шару уловленого пизки а та с, а його довжина становить лу з поверхні осадових електродів, особливо з їх 0,25a b 1,5a, верхньої частини, що забезпечує підвищення ефевнутрішній кут між середнім відрізком b та ктивності очистки газу в електрофільтрі, а, відповівідрізками а та с становить дно, підвищує і ефективність роботи електрофіль90 150 тра в цілому та, одночасно, збільшує строк служби електрофільтра. Нова конструкція, також, забезвеличина міжелектродного проміжку h та відспечує підвищення величини струму та напруги тань de відповідають співвідношенню коронного розряду в міжелектродному проміжку за de 0,4h рахунок більш ефективного струшування пилу з а шаг s становить коронувальних електродів, що сприяє підвищенню a+bCos(180 - ) s 2[a+bCos(180 - )]. ефективності роботи електрофільтра, дозволяє За рахунок виконання осадових електродів по запобігти завищених значень неплощинності та висоті секційними при співвідношенні їх вертикапропелерності коронувальних та осадових електльних розмірів 7 70055 8 проміжку між суміжними торцями секцій коронуваН1:H2=1:2 2:1 льних електродів, з одного боку, та додатковою та враховуючи, що торці суміжних секцій осасередньою балкою струшування осадових електдових електродів обладнані горизонтальними плародів, з другого боку. нками, закріпленими на пластинчатих осадових За рахунок того, що пластинчаті осадові елеелементах, а планки суміжних за висотою секцій менти осадового електроду встановлені послідовз'єднані між собою і утворюють додаткову середню но в одній площині з шагом s, закріплені між двох балку осадового електрода, забезпечується суттєбалок осадового електроду та виконані у вигляді ве зменшення (вдвічі чи майже вдвічі) децентрупрофілю, поперечний переріз якого має вигляд вання осадових електродів за умови збереження ламаної лінії Z-подібної форми, що складається з чи збільшення загальної площі поверхні осаджутрьох послідовно з'єднаних відрізків а, b, с, при вання з Z-подібними осадовими елементами. чому крайні відрізки а і с мають однакову довжину, Обладнання додаткової середньої балки осапаралельні між собою та розташовані в паралельдового електрода з обох кінців додатковими фіксаних площинах, віддалених одна від одної на відсторами, які обмежують поперечне переміщення тань de, середній відрізок b ламаної лінії з'єднує осадового електрода у його середній за висотою обидва крайні відрізки а та с, а його довжина стачастині шляхом взаємодії з додатковими обмежуновить вачами, встановленими на корпусі електрофільтра чи його елементах, забезпечує додаткову фіксацію 0,25a b 1,5a, положення осадового електрода відносно коронувнутрішній кут між середнім відрізком b та вального у його середній, найбільш „небезпечній” з відрізками а та с становить точки зору найбільшого значення децентрування 90 150 , h, частині і, тим самим, дає змогу досягти найвивеличина міжелектродного проміжку h та відсщих напруги і струму коронного розряду в міжелетань de відповідають співвідношенню ктродному проміжку, що забезпечує підвищення de 0,4h, ефективності очистки газу в електрофільтрі. а шаг s становить Балка струшування утворюється за рахунок a+bCos(180 - ) s 2[a+bCos(180 - ), обладнання додаткової середньої балки осадовостворюються оптимальні умови протіканню го електрода ковадлом, встановленим на одному з стійкого та розвинутого коронного розряду в міжеїї кінців, що дозволяє більш ефективно видаляти лектродному проміжку електрофільтру в умовах шар уловленого пилу з всієї поверхні осадових плоскопаралельного електричного поля без виниелектродів, у тому числі з їх верхніх частин, за кнення крайового ефекту, забезпечується газопрахунок суттєвого, майже вдвічі, зменшення їх роникність та розвинута поверхня осаджування відстані від балки струшування та, відповідно, заосадових електродів, що сприяє підвищенню ефебезпечує підвищення ефективності роботи електктивності роботи електрофільтру як за рахунок рофільтра в цілому і, одночасно, збільшує строк інтенсифікації процесу зарядження та осадження служби електрофільтра за рахунок часткового частинок пилу, так і за рахунок проникнення газу з зменшення маси молотків та скорочення часу роелектрично зарядженими частинками до поверхні боти механізмів видалення вловленого пилу. осадових електродів завдяки турбулентним пульВиконання коронувальних електродів секційсаціям газового потоку та перетокам газу між каними так, що кожна секція двома опорами вільно налами електрофільтра крізь газопроникні осадові встановлена на опорних рамах і обладнана з'єделектроди. наними з опорними рамами фіксаторами поперечПеретоки газу, що очищується, між суміжними ного переміщення та ковадлом, забезпечує більш каналами через газопроникні осадові електроди ефективне струшування шару пилу з коронувальвідбувається як за рахунок турбулентних пульсаних електродів за рахунок більш ефективного вицій газового потоку при перетіканні газу через гакористання енергії удару, обумовленого знижензові канали електрофільтра, так і завдяки комбіноням втрат енергії удару в вузлах вільного ваному руху газу в електрофільтрі (вздовж і через спирання коронувальних електродів на опорні рагазопроникні осадові електроди) за допомогою ми, з одного боку, а також за рахунок концентрації заглушок, що встановлені на вході та виході газоенергії удару в суттєво зменшеному, майже вдвічі, вих каналів. коронувальному електроді, з другого боку, що, тим Сутність винаходу, що заявляється, пояснюсамим, сприяє збільшенню середньої напруги та ється кресленнями, на яких зображені: струму коронного розряду і, таким чином, забезпеФіг.1 - електрофільтр, загальний вигляд, чує підвищення ефективності роботи електрофільФіг.2 - вид по А-А, тра в цілому. Фіг.3 - поперечний переріз Z-подібного елемеЗа рахунок того, що відстань d у просвіті між нта осадового електрода, додатковою середньою балкою струшування осаФіг.4 - вид по Б-Б. дового електрода та торцями секцій суміжних коДо складу електрофільтра входять корпус 1, ронувальних електродів і відстань h у просвіті між вхідні 2 та вихідні 3 патрубки і встановлені між коронувальними та осадовими електродами станими паралельно газовому потоку осадові електновить d h, забезпечується максимальна величироди 4, набрані з пластинчатих осадових елеменна струму та напруги коронного розряду в міжелетів 5, закріплених у верхній 6 і нижній 7 балках ктродному проміжку електрофільтра, необхідних осадового електрода 4, розташовані між ними кодля досягнення найвищої ефективності роботи ронувальні електроди 8, що встановлені на опорелектрофільтра. Крім того, це дає змогу запобігти них рамах 9, які підвішені на ізоляторах 10, встаелектричному пробою газу в міжелектродному новлених на корпусі 1 електрофільтра, закріплені 9 70055 10 на електродах 4 і 8 ковадла, відповідно, 11 і 12, дного проміжку h та відстань de відповідають співмолоткові механізми струшування, відповідно, 13 і відношенню de 0,4h, а шаг s становить 14, які взаємодіють з ковадлами 11, 12, фіксатори a+bCos(180 - ) s 2[a+bCos(180 - ). 15 та обмежувачі 16. Електрофільтр працює таким чином. Осадові електроди 4 виконані по висоті секЗабруднений газ надходить в електрофільтр ційними, при співвідношенні розмірів секцій для очищення через вхідний патрубок 2 і спрямоН1:H2=1:2 2:1 (Н1 - висота верхньої секції, H2 - вивується в канали, утворені осадовими електродасота нижньої секції). Торці суміжних секцій осадоми 4 з встановленими в цих каналах коронувальвих електродів 4 обладнані планками 17, закріпленими електродами 8. ними на пластинчатих осадових елементах 5, при Частинки пилу, що знаходяться в потоці зацьому планки суміжних за висотою секцій з'єднані брудненого газу, за рахунок коронного розряду, між собою і утворюють додаткову середню балку що виникає в міжелектродному проміжку при пострушування 18 осадового електрода 4, яка з обох дачі високої напруги на електроди 8 відносно елекінців обладнана додатковими фіксаторами 19, які ктродів 4, отримують електричний заряд. взаємодіють з встановленими на корпусі 1 додатПри подальшій взаємодії електричного заряду ковими обмежувачами 20 поперечного перемічастинок пилу з електричним полем коронного щення осадового електрода 4 у його середній за розряду частинки пилу переміщуються до осадовисотою частині, і ковадлом 11, встановленим на вих електродів 4 і осаджуються на них. одному з кінців середньої балки струшування 18. За рахунок газопроникності осадових електроКоронувальні електроди 8 виконані секційнидів 4, що набрані з пластинчатих осадових елемеми, кожна секція вільно встановлена на опорних нтів 5, встановлених з шагом s і виконаних у вирамах 9 і обладнана з'єднаними з опорними рамагляді профілю, поперечний переріз якого має ми 9 фіксаторами 15, при цьому найменша відсвигляд ламаної лінії Z-подібної форми, забезпечутань d у просвіті між балкою струшування 18 осається проникнення газу з електрично зарядженими дового електрода 4 та торцями секцій суміжних частинками пилу до поверхні осадових електродів коронувальних електродів 8 і відстань h у просвіті 4 під дією турбулентних пульсацій газового потоку між осадовими 4 і коронувальними 8 електродами і перетоків газу між каналами електрофільтра крізь вибирають із співвідношення d h, пластинчаті осадові електроди 4, що сприяє інтенсифікації осадові елементи 5 осадового електроду 4 встапроцесу вловлювання частинок пилу. новлені послідовно в одній площині з шагом s, Деяка частина пилу, що осаджується на корозакріплені між двох балок осадового електроду 4 нувальних електродах 8, струшується з них за дота виконані у вигляді профілю, поперечний переріз помогою молоткового механізму струшування 14 якого має вигляд ламаної лінії Z-подібної форми, та ковадла 12. що складається з трьох послідовно з'єднаних відПісля накопичення пилу на осадових електрорізків а, b, с, причому крайні відрізки а і с мають дах 4 включають молоткові механізми струшуваноднакову довжину, паралельні між собою та розня 13, які взаємодіють з ковадлами 11 шляхом ташовані в паралельних площинах, віддалених удару, що призводить до виникнення вібрацій в одна від одної на відстань de, середній відрізок b осадових електродах 4, під дією яких уловлений ламаної лінії з'єднує обидва крайні відрізки а та с, пил струшується в бункер 21. Знепилений газ виводиться з електрофільтру а його довжина становить 0,25a b 1,5a, внутрішчерез вихідний патрубок 3. ній кут між середнім відрізком b та відрізками а та с становить 90 150 , величина міжелектро 11 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 70055 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601