Електрофільтр для очистки вибухонебезпечного газу

Реферат: Винахід належить до галузі електричного очищення газів від дисперсної фази за допомогою електрофільтрів і може бути використаний в різних галузях промисловості: металургійній, хімічній та інших. В електрофільтрі для очищення вибухонебезпечного газу нижні площини верхніх складових елементів труб підвісу спираються на верхні площини внутрішніх плоских частин циліндричних Н-подібних опорно-прохідних ізоляторів, тоді як нижні площини зовнішніх плоских частин Н-подібних опорно-прохідних ізоляторів спираються на верхні площини перегородок двокамерних ізоляторних коробок, при цьому усі площини опору щільно прилягають і через прокладки або герметик механічно з'єднані. Рівень порогу напруги електричного пробою по поверхні Н-подібних опорно-прохідних ізоляторів між різнополярними частинами його опор не менше чим в 1,5-2 рази перевищує рівень порогу напруги електричного пробою в зазорі від 250 мм до 500 мм між різнополярними трубчастими осаджувальними (циліндричними, або шестигранними - у вигляді "сот") і голчастими коронуючими елементами. Рівень порогу механічного навантаження на кожну трубу підвісу електрофільтра до моменту руйнування Н-подібних опорно-прохідного ізолятора (на зріз) складає не менше 80 000 Н (8 000 кгс). UA 103797 C2 (12) UA 103797 C2 UA 103797 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винохід належить до області очищення газу від дисперсної фази в електрофільтрах і може бути використаний в різних галузях промисловості (металургійній, хімічній, хімічній, та інших). Відомі [1] електрофільтри, що містять корпус з кришкою, вхідний і вихідний патрубки, осаджувальні та коронуючі електроди з системою їх підвісу, що включає верхню опорну раму, підвішену на трубах до несучих ізоляторів, встановлених в окремих камерах на кришці електрофільтра, а також ніжні, зв'язані між собою, натяжні вантажі. Недоліком відомих електрофільтрів є висока вірогідність умов утворення вибухонебезпечної суміші газу з киснем атмосферного повітря із-за низької міри герметичності ізоляторних коробок і пов'язана з цим низька надійність і ефективність їх роботи. Відомий [2] пристрій електрофільтра з жорсткою системою коронуючих електродів, що містить корпус з кришкою, осаджувальні електроди, коронуючі електроди з системою підвісу, що включає верхню опорну раму, підвішену на стрижнях до несучих ізоляторів, встановлених на кришці електрофільтра, нижню направляючу раму зі стрижнями підвісу, механізм струшування коронуючих електродів, що складається з привода, встановленого на кришці електрофільтра та з'єднаного тягою з валом, на якому зафіксовані молотки, у якого з метою підвищення надійності роботи шляхом запобігання розгойдуванню та відхилу коронуючих електродів від симетричного положення коронуючих електродів відносно осаджувальних, стрижні підвісу нижньої направляючої рами розташовані співвісно зі стрижнями підвісу верхньої опорної рами і жорстко з'єднані з ними, при цьому електрофільтр оснащений встановленим між несучими ізоляторами, додатковим ізолятором, через який проходить тяга механізму струсу. Недоліком відомих електрофільтрів є висока вірогідність умов утворення вибухонебезпечної суміші газу з киснем атмосферного повітря із-за низької міри герметичності ізоляторних коробок і пов'язана з цим низька надійність і ефективність їх роботи. Найбільш близьким до винаходу є відомий електрофільтр [3], що містить корпус з кришкою, вхідний і вихідний патрубки, трубчасті осаджувальні і голчасті коронуючі електроди з кінцевими верхніми і нижніми співвісно розташованими стрижнями, з одного боку жорстко закріпленими до верхньої рамі, яка підвішена трубами підвісу до несучих ізоляторів, встановлених в основних камерах на кришці в середовищі інертного газу, з іншого боку - до нижньої направляючої рами. З боку верхньої рами частини основних камер оснащені сполучуваними і електрообігріваними нижніми камерами у вигляді лабіринтових каналів, тоді як протилежні частини основних камер оснащені допоміжними, дзеркально розміщеними відносно несучих, опорно-прохідними ізоляторами, які в тандемі з несучими ізоляторами, створюють газощільні, буферні відносно зовнішнього атмосферного повітря, ізоляторні коробки. Нижні камери у вигляді лабіринтних каналів утворені коаксіально розташованими відносно труб підвісу циліндрами, частина яких жорстко закріплена до елементів корпусу, інша частина - безпосередньо до труб підвісу за допомогою заглушок. Газощільність буферних, ізоляторних коробок забезпечується розтисненням несучих та опорно-прохідніх ізоляторів, встановлених тандемом, за допомогою струмопровідних гвинтових домкратів. Недоліком відомих електрофільтрів є висока вірогідність умов утворення вибухонебезпечної суміші газу з киснем атмосферного повітря із-за низької міри герметичності ізоляторних коробок і пов'язана з цим низька надійність і ефективність їх роботи. Задачею винаходу є підвищення надійності і ефективності роботи електрофільтра шляхом запобігання умовам утворення вибухонебезпечної суміші газу з киснем атмосферного повітря в ізоляторних коробках. Поставлена задача вирішується тим, що нижні площини верхніх складових елементів труб підвісу спираються на верхні площини внутрішніх плоских частин циліндричних Н-подібних опорно-прохідних ізоляторів, тоді як нижні площини зовнішніх плоских частин Н-подібних опорно-прохідних ізоляторів спираються на верхні площини перегородок двокамерних ізоляторних коробок, при цьому усі площини опору щільно прилягають і, через прокладки або герметик, механічно з'єднані. Рівень порогу напруги електричного пробою по поверхні Нподібних опорно-прохідних ізоляторів між різнополярними частинами його опор не менше чим в 1,5-2 рази перевищує рівень порогу напруги електричного пробою в зазорі від 250 мм до 500 мм між різнополярними трубчастими осаджувальними (циліндричними, або шестигранними - у вигляді "сот") і голчастими коронуючими елементами. Рівень порогу механічного навантаження на кожну трубу підвісу електрофільтра до моменту руйнування Н-подібного опорно-прохідного ізолятора (на зріз) складає не менше 80 000 Н (8 000 кгс). Суть передбачуваного винаходу пояснюється кресленням, де на фіг. 1 і фрагменті А фіг. 1 приведено спрощене графічне зображення схеми подовжнього розрізу електрофільтра для очищення вибухонебезпечного газу і вузол Н-подібного опорно-прохідного ізолятора. Електрофільтр для очищення вибухонебезпечного газу містить корпус 1 з кришкою 2, вхідний 3 і вихідний 4 патрубки, трубчасті осаджувальні 5 і голчасті коронуючі 6 елементи з 1 UA 103797 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 кінцевими верхніми 7 і нижніми 8 співвісно розташованими стрижнями, які з одного боку, послідовно, жорстко, за допомогою верхньої рами 9, труб підвісу 10 і елементів 11 сполучуваних і електрообігріваних нижніх камер 12, виконаних у вигляді лабіринтових каналів, з'єднані з опорно-прохідними ізоляторами 13, встановленими в середовищі інертного газу ізоляторних коробок 14 на кришці 2 електрофільтра, з іншого боку - до нижньої направляючої рами 15. Нижні площини верхніх складових елементів 16 труб підвісу 10 спираються на верхні площини внутрішніх 17 плоских частин циліндричних Н-подібних опорно-прохідних ізоляторів 13, тоді як нижні площини зовнішніх 18 плоских частин Н-подібних опорно-прохідних ізоляторів 13 спираються на верхні площини перегородок 19 двокамерних ізоляторних коробок 14, при цьому усі площини опору 16, 17, 18 і 19 щільно прилягають і, через прокладки або герметик, механічно з'єднані. Рівень порогу напруги електричного пробою по поверхні Н-подібних опорнопрохідних ізоляторів 13 між різнополярними частинами його опор 17 і 18 не менше чим в 1,5-2 рази перевищує рівень порогу напруги електричного пробою в зазорі від 250 мм до 500 мм між різнополярними трубчастими осаджувальними 5 (циліндричними, або шестигранними - у вигляді "сот") і голчастими коронуючими 6 елементами. Рівень порогу механічного навантаження на кожну трубу підвісу 10 електрофільтра до моменту руйнування Н-подібного опорно-прохідного ізолятора 18 (на зріз) складає не менше 80 000 Н (8 000 кгс). Такий пристрій електрофільтра для очищення вибухонебезпечного газу забезпечує підвищення надійності і ефективності його роботи шляхом не лише зменшення вірогідності формування електропровідного шару із-за конденсації продуктів, що містяться в газі, на робочій поверхні несучих ізоляторів, але також повністю виключає виникнення умов утворення вибухонебезпечної суміші газу з киснем атмосферного повітря в ізоляторних коробках. Пристрій працює таким чином. Електрофільтр для очищення вибухонебезпечного газу містить корпус 1 з кришкою 2, вхідний 3 і вихідний 4 патрубки, трубчасті осаджувальні 5 і голчасті коронуючі 6 елементи з кінцевими верхніми 7 і нижніми 8 співвісно розташованими стрижнями, які з одного боку, послідовно, жорстко, за допомогою верхньої рами 9, труб підвісу 10 і елементів 11 сполучуваних і електрообігріваних нижніх камер 12, виконаних у вигляді лабіринтових каналів, з'єднані з опорно-прохідними ізоляторами 13, встановленими в середовищі інертного газу ізоляторних коробок 14 на кришці 2 електрофільтра, з іншого боку - до нижньої направляючої рами 15. Нижні площини верхніх складових елементів 16 труб підвісу 10 спираються на верхні площини внутрішніх 17 плоских частин циліндричних Н-подібних опорно-прохідних ізоляторів 13, тоді як нижні площини зовнішніх 18 плоских частин Н-подібних опорно-прохідних ізоляторів 13 спираються на верхні площини перегородок 19 двокамерних ізоляторних коробок 14, при цьому усі площини опору 16, 17, 18 і 19 щільно прилягають і, через прокладки, або герметик, механічно з'єднані. Рівень порогу напруги електричного пробою по поверхні Н-подібних опорнопрохідних ізоляторів 13 між різнополярними частинами його опор 17 і 18 не менше чим в 1,5-2 рази перевищує рівень порогу напруги електричного пробою в зазорі від 250 мм до 500 мм між різнополярними трубчастими осаджувальними 5 (циліндричними або шестигранними - у вигляді "сот") і голчастими коронуючими 6 елементами. Рівень порогу механічного навантаження на кожну трубу підвісу 10 електрофільтру до моменту руйнування Н-подібного опорно-прохідного ізолятора 18 (на зріз) складає не менше 80 000 Н (8 000 кгс). Після подачі через вхідний 3 патрубок вибухонебезпечного газу, що включає в свій склад продуктів, здатних із-за їх конденсації на електричних Н-подібних опорно-прохідних ізоляторах 13 створювати електропровідний шар, а також що містить туман смоли і тверді частки (пил), газова суміш проходить через поперечний переріз електрофільтра, що складається з перерізу зазорів між трубчастими осаджувальними 5 і голчастими 6 коронуючими електродами. Проходжуючи від входу 3 до виходу 4, газ заповнює увесь об'єм корпусу 1, включаючи нижні камери 12 двокамерних ізоляторних коробок 14, які сполучуються з об'ємом корпусу за допомогою лабіринтних каналів. Зважаючи на високу газощільність ізоляторних коробок 14, яка забезпечується за рахунок газощільності плоских перегородок 19, а також контрольованого механічного (за допомогою фланцевого, болтового з'єднання) стискування усіх площин опору 16, 17, 18 і 19, які при цьому щільно прилягають і, через прокладки, або герметик, механічно з'єднані і знаходяться в середовищі інертного газу, умови утворення вибухонебезпечної суміші газу з киснем атмосферного повітря в нижніх камерах 12 двокамерних ізоляторних коробках 14 виключаються. Після введення в роботу електрообігріву в нижніх камерах 12 двокамерних ізоляторних коробок 14, утворюється стаціонарний температурний натиск, який врівноважує динамічний натиск з боку об'єму газу в корпусі 1 електрофільтру. Вірогідність перенесення 2 UA 103797 C2 5 10 15 20 25 30 35 електропровідних компонентів і їх конденсату на поверхню Н-подібних опорно-прохідних ізоляторів 13 знижується. Забезпечується стійка, тривала робота високовольтної ізоляції - Нподібних опорно-прохідних ізоляторів 13, а також електрофільтра в цілому. Після підведення постійного струму високої напруги до голчастих коронуючих 6 елементів з кінцевими верхніми 7 і нижніми 8 співвісно розташованими стрижнями з боку однієї з труб підвісу, що спирається на Н-подібний опорно-прохідний ізолятор 13, в системі між трубчастими осаджувальними 5 і голчастими 6 коронуючими електродами утворюють силове електричне поле коронного розряду, в підсумку дії якого здійснюють ефективне електричне очищення вибухонебезпечного газу від туману смоли і пилу. При такому улаштуванні електрофільтра для очищення вибухонебезпечного газу вірогідність формування електропровідного шару із-за конденсації продуктів, що містяться в газі, на робочій поверхні Н-подібних опорно-прохідних ізоляторів зводиться до мінімуму. Вірогідність електричного пробою по поверхні Н-подібних опорно-прохідних ізоляторів із-за конденсації електропровідних продуктів, що містяться в газі, і утворення електропровідного шару також зводиться до мінімуму. Робота електрофільтра забезпечуватиметься в тривалому, безперервному режимі, без відключень на очищення Н-подібних опорно-прохідних ізоляторів, а також без зупинка на заміну електрично "пробитих" Н-подібних опорно-прохідних ізоляторів. Пристрій газощільних ізоляторних коробок електрофільтра для очищення вибухонебезпечного газу, який використовує Н-подібні опорно-прохідні ізолятори, компактні, значно менші за габаритами, виключає електричний "пробій" по поверхні в широкім діапазоні зазору від 250 мм до 500 мм між різнополярними трубчастими осаджувальними (циліндричними або шестигранними - у вигляді "сот") і голчастими коронуючими елементами і, в той же час запобігає умовам утворення вибухонебезпечної суміші газу з киснем атмосферного повітря в нижніх камерах. Робота електрофільтра забезпечуватиметься в тривалому, безперервному режимі. Надійність пропонованого електрофільтра, яка пов'язана з вірогідним виникненням вибухонебезпечної суміші газу з атмосферним повітрям із-за недостатньої газової щільності ізоляторних коробок, здатна забезпечити його роботу в безаварійному режимі. Література: 1. Справочник по пыле- и золоулавливанию. Под общ. Ред. А. А. Русанова. М.: "Энергия", 1975. - 296 с. 2. А. с. СССР № 1110 487, МКИ В03С 3/00. Электрофильтр с жесткой системой подвеса коронирующих электродов / Бобров Ю. А., Решидов И. К., Кирш Е. В., и др. - Опубл. в бюл. "Изобретения. Промышленные образцы. Товарные знаки". 1984, № 32. 3. Патент України № 87000, МПК В03С 3/04, 3/00. Електрофільтр для очистки вибухонебезпечного (коксового) газу /Огібалов Ю. С., Янгузов О. А., Коган Г. I., - Опубл. в бюл. "Винаходи (корисні моделі) в Україні". 2009 г., № 11, (прототип). ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 1. Електрофільтр для очищення вибухонебезпечного газу, що містить корпус 1 з кришкою 2, вхідний 3 і вихідний 4 патрубки, трубчасті осаджувальні 5 і голчасті коронуючі 6 елементи з кінцевими верхніми 7 і нижніми 8 співвісно розташованими стрижнями, які з одного боку, послідовно, жорстко, за допомогою верхньої рами 9, труб підвісу 10 і елементів 11 сполучуваних і електрообігріваних нижніх камер 12, виконаних у вигляді лабіринтових каналів, з'єднані з опорно-прохідними ізоляторами 13, встановленими в середовищі інертного газу ізоляторних коробок 14 на кришці 2 електрофільтра, з іншого боку - до нижньої направляючої рами 15, який відрізняється тим, що нижні площини верхніх складових елементів 16 труб підвісу 10 спираються на верхні площини внутрішніх 17 плоских частин циліндричних Нподібних опорно-прохідних ізоляторів 13, тоді як нижні площини зовнішніх 18 плоских частин Нподібних опорно-прохідних ізоляторів 13 спираються на верхні площини перегородок 19 двокамерних ізоляторних коробок 14, при цьому усі площини опору 16, 17, 18 і 19 щільно прилягають і через прокладки або герметик механічно з'єднані. 2. Електрофільтр для очищення вибухонебезпечного газу за п. 1, який відрізняється тим, що рівень порогу напруги електричного пробою по поверхні Н-подібних опорно-прохідних ізоляторів 13 між різнополярними частинами його опор 17 і 18 не менше ніж в 1,5-2 рази перевищує рівень порогу напруги електричного пробою в зазорі від 250 мм до 500 мм між різнополярними трубчастими осаджувальними 5 і голчастими коронуючими 6 елементами. 3. Електрофільтр для очищення вибухонебезпечного газу за п. 1, який відрізняється тим, що рівень порогу механічного навантаження на кожну трубу підвісу 10 електрофільтра до моменту 3 UA 103797 C2 руйнування Н-подібного опорно-прохідного ізолятора 18 (на зріз) складає не менше 80 000 Н (8 000 кгс). 4 UA 103797 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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 5