Електрофільтр для комплексного очищення газів

Реферат: Електрофільтр для комплексного очищення газів містить корпус, який складається з ряду полів, розділених на секції з розміщеними в кожній секції системами осаджувальних електродів та електродів, що коронують, з'єднаних із джерелами постійної та імпульсної напруги. Електрофільтр обладнаний конденсаторами, пластини яких розташовані в одній площині, встановлені перед кожним полем перпендикулярно площинам осаджувальних електродів на відстані від секцій, більшої за пробивну, та виконані у вигляді електродів конденсаторів, що коронують, та протиелектродів. Електроди конденсаторів, що коронують, ізольовані від корпусу та підключені до джерел постійної та імпульсної напруги, а протиелектроди - заземлені. Електроди конденсатора, що коронують, виконані у вигляді пилоподібних пластин, гострі краї яких спрямовані до систем осаджувальних електродів та електродів, що коронують. Протиелектродами конденсаторів є торці осаджувальних електродів систем, до яких спрямовані електроди конденсатора, що коронують. При цьому імпульсне джерело живлення формує імпульси напруги з фронтом тривалістю не більш 1 мкс та частотою слідування не менше 100 Гц. UA 85077 U (54) ЕЛЕКТРОФІЛЬТР ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО ОЧИЩЕННЯ ГАЗІВ UA 85077 U UA 85077 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області комплексної електрогазоочистки, а саме до пристроїв електричного очищення промислових газів від дисперсних аерозольних частинок, пилу, попелу та шкідливих газів, таких як оксиди сірки, азоту та інше. І може бути використана на теплових електростанціях, у цементній, металургійній, хімічній, нафтохімічній і інших видах промисловості. Відомий електрофільтр для очищення газів (Патент Росії № 2008099 МПК В03С 3/08, опубл. 28.02.1994 р.) від дисперсних частинок, що складається з ряду полів, розділених на секції з розміщеними в кожній секції системами осаджувальних електродів та електродів, що коронують, з'єднаних із джерелами уніполярної та імпульсної напруги. Джерело імпульсної напруги виконано короткоімпульсним, що формує імпульси тривалістю 0,1-5 мкс, при амплітуді напруженості електричного поля в зазорах фільтру 3-10 кВ/см, електрофільтр має встановлений перед кожним полем і між секціями фільтра перпендикулярно до площин осаджувальних електродів конденсатор, виконаний у вигляді двох сітчастих пластин із перерізом 35-45 %, які розміщені одна від іншої на відстані, більшої за пробивну, при цьому конденсатор віддалений від секції на відстань, більшу за пробивну, одна з його пластин заземлена, а інша ізольована від корпусу і підключена до джерела імпульсної напруги. Ознаками, які збігаються з суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є такі: електрофільтр складається з ряду полів, розділених на секції з розміщеними в кожній секції системами осаджувальних електродів та електродів, що коронують, з'єднаних із джерелом імпульсної напруги, обладнаний конденсаторами, виконаними у вигляді пластин, які встановлені перед кожним полем перпендикулярно площинам осаджувальних електродів на відстані від секцій, більшої за пробивну, ізольовані від корпуса та підключені до джерела імпульсної напруги, а протиелектроди - заземлені. До причини, що перешкоджає одержанню необхідного технічного результату слід віднести те, що для створення достатньої величини напруженості електричного поля в електрофільтрі, необхідної для ефективного очищення газового потоку, треба використовувати потужне джерело імпульсного живлення. Найбільш близьким по технічній суті до корисної моделі, що заявляється, є електрофільтр для комплексного очищення газів (Патент України № 96194 МПК В03С 3/08 опубл. 10.10.2011 г. Бюл. № 19, 2011 р.), який містить корпус, що складається з ряду полів, розділених на секції з розміщеними в кожній секції системами осаджувальних електродів та електродів, що коронують, з'єднаних із джерелами постійної й імпульсної напруги, обладнаний установленими перед кожним полем і між секціями фільтра, перпендикулярно площинам осаджувальних електродів, конденсаторами, виконаними у вигляді пластин, розташованих одна від іншої на відстані, більшої за пробивну, конденсатор відокремлений від секцій на відстань, більшу за пробивну, одні з його пластин заземлені, а інші ізольовані від корпуса й підключені до імпульсного джерела живлення, пластини конденсатора виконані у вигляді електродів, що коронують, та протиелектродів, розташованих в одній площині й розділених на секції з електричною ємністю 1-2 нФ, електроди, що коронують, секції конденсаторів підключені до власних імпульсних джерел живлення, що формують імпульси напруги наносекундної тривалості в діапазоні 50-200 нс, а протиелектроди заземлені, до джерел постійної напруги живлення полів електрофільтра паралельно підключені імпульсні джерела, що генерують імпульси напруги мікросекундної тривалості в діапазоні 50-200 мкс, струм в імпульсах вибирають за формулою І = СU/Т. Ознаками, які збігаються з суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є такі: електрофільтр для комплексного очищення газів містить корпус, що складається з ряду полів, розділених на секції з розміщеними в кожній секції системами осаджувальних електродів та електродів, що коронують, з'єднаних із джерелами постійної та імпульсної напруги, обладнаний конденсаторами, пластини яких розташовані в одній площині, встановлені перед кожним полем перпендикулярно площинам осаджувальних електродів на відстані від секцій, більшої за пробивну, та виконані у вигляді електродів конденсаторів, що коронують, та протиелектродів, електроди конденсаторів, що коронують, ізольовані від корпуса та підключені до джерел постійної та імпульсної напруги, а протиелектроди - заземлені. До причини, що перешкоджає одержанню необхідного технічного результату слід віднести те, що в конструкції електрофільтра для створення достатньої величини напруженості електричного поля в розрядних проміжках, необхідної для ефективного очищення газового потоку, використовують додаткове джерело імпульсного живлення, що веде до збільшення електричних витрат. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення конструкції електрофільтра для комплексного очищення газів шляхом зміни конструкції електродів конденсаторів та параметрів 1 UA 85077 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 імпульсів напруги, що дозволить збільшити напруженість електричного поля електрофільтра та інтенсифікувати зарядку частинок газового потоку і за рахунок цього підвищити ступінь очистки газового потоку. Суть корисної моделі полягає в тому, що електрофільтр для комплексного очищення газів містить корпус, що складається з ряду полів, розділених на секції з розміщеними в кожній секції системами осаджувальних електродів та електродів, що коронують, з'єднаних із джерелами постійної та імпульсної напруги, обладнаний конденсаторами, пластини яких розташовані в одній площині, встановлені перед кожним полем перпендикулярно площинам осаджувальних електродів на відстані від секцій, більшої за пробивну, та виконані у вигляді електродів конденсаторів, що коронують, та протиелектродів, електроди конденсаторів, що коронують, ізольовані від корпуса та підключені до джерел постійної та імпульсної напруги, а протиелектроди - заземлені, згідно з корисною моделлю, електроди конденсатора, що коронують, виконані у вигляді пилоподібних пластин, гострі краї яких спрямовані до систем осаджувальних електродів та електродів, що коронують, а протиелектродами конденсаторів є торці осаджувальних електродів систем, до яких спрямовані електроди конденсатора, що коронують, при цьому імпульсне джерело живлення формує імпульси напруги з фронтом тривалістю не більш 1 мкс та частотою слідування не менш 100 Гц. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак і технічним результатом, необхідно відзначити таке. Ознаки «електроди конденсатора, що коронують, виконані у вигляді пилоподібних пластин, гострі краї яких спрямовані до систем осаджувальних електродів та електродів, що коронують, а протиелектродами конденсаторів є торці осаджувальних електродів систем, до яких спрямовані електроди конденсатора, що коронують, при цьому імпульсне джерело живлення формує імпульси напруги з фронтом тривалістю не більш 1 мкс та частотою слідування не менш 100 Гц» - дозволяють збільшити напруженість електричного поля електрофільтра та інтенсифікувати зарядку частинок газового потоку і за рахунок цього підвищити ступінь очистки газового потоку. Із літературних джерел відомо, що ступінь очищення газу прямопропорційно залежить від величини напруженості електричного поля у розрядному проміжку поля електрофільтра, таким чином підвищення напруженості електричного поля призводить до збільшення швидкості дрейфу частинок пилогазового потоку і підвищенню ступеню їх осадження в полях електрофільтра. Виконані таким чином електроди конденсатора дозволяють створити неоднорідне електричне поле, тим самим підвищити напруженість електричного поля електрофільтра та інтенсифікувати утворення активних радикалів та попередню зарядку твердих частинок газового потоку. Також таке рішення дає можливість зменшити опір проходженню пилогазового потоку через електрофільтр та значно спростити його конструкцію. Використання загальної системи живлення джерелами постійної та імпульсної напруги, які включені послідовно, для секцій систем електродів, що коронують, та електродів конденсаторів, що коронують, при якій імпульсне джерело живлення формує імпульси напруги з фронтом тривалістю не більш 1 мкс та частотою слідування не менш 100 Гц, дозволяє формувати імпульс високої напруги, амплітуда якого значно перевищує рівень постійної напруги живлення, що призводить до отримання необхідної форми напруги живлення та підвищує її вихідну амплітуду, і, як наслідок, дозволяє підвищити напруженість електричного поля та ступінь очищення газового потоку. Таке рішення також дозволяє підвищити надійність системи живлення та зменшити загальну споживану потужність. Схему електрофільтра для комплексного очищення газів наведено на кресленні, де на фіг. 1 зображено схему електрофільтра, а на фіг. 2 - схему конденсатора електрофільтра з електродами конденсаторів, що коронують, та протиелектродами. Електрофільтр для комплексного очищення газів (Фіг. 1) містить корпус 1, що складається з ряду полів 2, розділених на секції 3 з розміщеними в кожній секції системами осаджувальних електродів 4 та електродів 5, що коронують (Фіг. 2), які з'єднані зі джерелами постійної 6 та імпульсної напруги 7, обладнаний конденсаторами 8, пластини яких виконані у вигляді електродів конденсаторів 9, що коронують, та протиелектродів конденсаторів 10, якими є торці осаджувальних електродів систем 4, до яких спрямовані електроди конденсатора 9, що коронують. Електроди конденсаторів 9, що коронують, розташовані в одній площині, встановлені перед кожним полем 2 перпендикулярно площинам осаджувальних електродів систем 4 на відстані від секцій 3, більшої за пробивну. 2 UA 85077 U 5 10 15 20 25 30 35 Електроди конденсаторів 9, що коронують, ізольовані від корпуса 1 та підключені до джерел постійної 6 та імпульсної напруги 7, а протиелектроди 10 (торці осаджувальних електродів систем 4, до яких спрямовані електроди конденсатора 9, що коронують) заземлені. Електроди конденсатора 9, що коронують, виконані у вигляді пилоподібних пластин, гострі краї яких спрямовані до систем осаджувальних електродів 4 та електродів 5, що коронують. Імпульсне джерело живлення 7 формує імпульси напруги з фронтом тривалістю не більш 1 мкс та частотою слідування не менш 100 Гц. Електрофільтр працює наступним чином. При включенні електрофільтра від джерел постійної 6 та імпульсної 7 напруги висока напруга необхідної форми надходить до систем електродів електрофільтра 5, що коронують, та електродів конденсаторів 9, що коронують. Постійна та імпульсна складові високої напруги створюють неоднорідне електричне поле та щільний об'ємний заряд в активній зоні фільтрації між системами електродів 4, 5 електрофільтра та конденсаторами 8. Газ, який містить тверді частинки та оксиди сірки і азоту, потрапляє до корпусу електрофільтра 1 та проходить через електроди конденсаторів 9, що коронують. Під впливом різко неоднорідного електричного поля та щільного об'ємного заряду, що утворився в зоні між протиелектродами конденсатора 10 та електродами конденсатора 9, що коронують, тверді частинки починають інтенсивно накопичувати на свої поверхні електричний заряд, а оксиди сірки та азоту починають взаємодію з вільними радикалами кисню, які також утворюються в результаті впливу неоднорідного електричного поля. Після попереднього впливу, газ надходить до секцій 3 полів електрофільтра 2 та потрапляє до систем осаджувальних електродів 4 та електродів 5, що коронують, де під впливом сильного електричного поля тверді частинки газового потоку рухаються в напрямку осаджувальних електродів систем 4 і одночасно разом із газовим потоком вздовж них для подальшої очистки. Імпульсна складова напруги нейтралізує вплив позитивно заряджених іонів, що утворюються при великій кількості осадженого пилу на електродах, та інтенсифікує утворення вільних радикалів кисню, які доокислюють оксиди сірки та азоту. Вільні радикали кисню при взаємодії з нижчими оксидами сірки і азоту конвертують їх у вищі оксиди, які адсорбуються твердими частинками та осаджуються на осаджувальних електродах систем електрофільтра 4. Після потрапляння на поверхню осаджувальних електродів систем 4 тверді частки струшуються до низу корпусу електрофільтра та виводяться із нього. Очищений газ, що пройшов ряд полів електрофільтра, викидається в атмосферу. Таким чином, застосування електрофільтра для комплексного очищення газів дозволить збільшити напруженість електричного поля електрофільтра та інтенсифікувати зарядку частинок газового потоку і за рахунок цього підвищити ступінь очистки газового потоку. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 Електрофільтр для комплексного очищення газів, що містить корпус, який складається з ряду полів, розділених на секції з розміщеними в кожній секції системами осаджувальних електродів та електродів, що коронують, з'єднаних із джерелами постійної та імпульсної напруги, обладнаний конденсаторами, пластини яких розташовані в одній площині, встановлені перед кожним полем перпендикулярно площинам осаджувальних електродів на відстані від секцій, більшої за пробивну, та виконані у вигляді електродів конденсаторів, що коронують, та протиелектродів, електроди конденсаторів, що коронують, ізольовані від корпусу та підключені до джерел постійної та імпульсної напруги, а протиелектроди - заземлені, який відрізняється тим, що електроди конденсатора, що коронують, виконані у вигляді пилоподібних пластин, гострі краї яких спрямовані до систем осаджувальних електродів та електродів, що коронують, а протиелектродами конденсаторів є торці осаджувальних електродів систем, до яких спрямовані електроди конденсатора, що коронують, при цьому імпульсне джерело живлення формує імпульси напруги з фронтом тривалістю не більш 1 мкс та частотою слідування не менше 100 Гц. 3 UA 85077 U Комп’ютерна верстка С. Чулій 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