ЭЛЕКТРОПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ
ELECTRIC DUST COLLECTOR

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к электропылеуловителю.
Предпосылки создания изобретения
[0002] Известен существующий электропылеуловитель, который включает в себя осадительный электрод, имеющий форму пластины и расположенный вдоль потока газа и параллельно ему, и коронирующий электрод, имеющий заостренную форму и расположенный в центре осадительного электрода.
[0003] В электропылеуловителе между осадительным электродом и коронирующим электродом подается высокое постоянное напряжение для обеспечения стабильного коронного разряда на коронирующем электроде, в результате чего пыль, содержащаяся в потоке газа, приобретает электрический заряд. Согласно существующей теории пылеулавливания заряженная пыль будет собираться на осадительном электроде в результате действия кулоновской силы на пыль, находящуюся в электрическом поле между коронирующим электродом и осадительным электродом.
[0004] В частности, в патентных документах 1 и 2 электропылеуловитель включает в себя множество сквозных отверстий, через которые может проходить пыль, а также включает в себя осадительный электрод внутри электропылеуловителя, имеющий замкнутое пространство, используемое для улавливания пыли. В патентных документах 1 и 2 пыль, проникающая через сквозные отверстия, удерживается в закрытом пространстве, что затрудняет повторное рассеивание уловленной пыли.
[0005] Электропылеуловитель в патентном документе 3 включает в себя осадительный электрод, включающий в себя заземляющий электрод с относительной площадью отверстий в диапазоне от 65% до 85%, и осадительный фильтрующий слой для улавливания газа. В патентном документе 3 описано, что благодаря обеспечению такого осадительного электрода в области поперечного сечения, перпендикулярной потоку газа, генерируется ионный ветер, и генерируется спиральный поток газа, который циркулирует между коронирующим электродом и осадительным электродом, что позволяет более эффективно улавливать пыль. Хотя в патентном документе 3 активно используют ионный ветер, данная технология ориентирована главным образом на улавливание пыли на осадительном фильтрующем слое.
Список библиографических ссылок
Патентный документ
[0006] Патентный документ 1: JP 5761461 B
Патентный документ 2: JP 5705461 B
Патентный документ 3: JP 4823691 B
Изложение сущности изобретения
Техническая задача
[0007] Эффективность η улавливания пыли в электропылеуловителе можно рассчитать по хорошо известной формуле Дейча (уравнение (1)), описанной ниже. В данном случае w обозначает показатель эффективности улавливания пыли (скорость миграции вещества в виде частиц), а f обозначает площадь улавливания пыли на единицу объема газа.
η=1 - exp (-w × f) ···(1)
[0008] В уравнении (1) скорость w миграции пыли (вещества в виде частиц) определяют на основании соотношения между кулоновской силой и вязкостным сопротивлением газа. В формуле Дейча (описанное выше уравнение (1)) пыль перемещается в электрическом поле от коронирующего электрода и ионный ветер не рассматривается непосредственно как фактор, влияющий на эффективность. Однако существует предварительное условие, гласящее, что концентрация пыли, являющаяся одним из исходных данных для расчета характеристик, всегда равномерно распределена по пространству для улавливания пыли между коронирующим электродом и осадительным электродом. Таким образом, ионный ветер считается одним из факторов, оказывающих возмущающее воздействие на поток газа, чтобы концентрация пыли была равномерно распределена.
[0009] При подаче на электроды отрицательного напряжения на коронирующем электроде образуются отрицательные ионы в результате воздействия коронного разряда, что приводит к генерированию ионного ветра. В случае подачи положительного напряжения генерируется ионный ветер с положительными ионами. Дальнейшее описание приведено на основании промышленных электропылеуловителей. Таким образом, в приведенном описании будет рассмотрен вариант с подачей отрицательного напряжения. Однако это аналогичным образом применимо к варианту с подачей положительного напряжения.
[0010] Ионный ветер, который генерируется на коронирующем электроде, течет к осадительному электроду в направлении, поперечном потоку газа. Когда ионный ветер достигает осадительного электрода, на этом осадительном электроде его направление потока изменяется на противоположное. Это приводит к возникновению спиральной турбулентности в пространстве между электродами.
[0011] В такой турбулентности поток от коронирующего электрода к осадительному электроду выполняет функцию транспортировки пыли к осадительному электроду. Пыль, перенесенная к осадительному электроду, в конечном итоге улавливается благодаря кулоновской силе.
[0012] Однако ионный ветер, направление которого было изменено на осадительном электроде на противоположное, перемещает пыль в направлении от осадительного электрода, который является коллектором пыли, и, следовательно, ионный ветер также препятствует улавливанию пыли.
[0013] Следует отметить, что электропылеуловитель, в котором также используют эффект ионного ветра, описан только в патентном документе 3. Однако в данной технологии применяют структуру, в которой ионный ветер перемещается к фильтрующему слою, расположенному за осадительным электродом, имеющим участок отверстия, и которая предназначена для улавливания пыли на участке, на котором отсутствует воздействие основного газа. Кроме того, данная технология имеет сложную структуру. Кроме того, в сухой системе трудно отделять и собирать осажденную пыль.
[0014] Настоящее изобретение было создано с учетом вышеописанных ситуаций, и его целью является обеспечение электропылеуловителя, в котором особая роль отведена ионному ветру, который не рассматривался в существующих электропылеуловителях, и который способен подавлять эффект оттока ионного ветра, снижающий эффективность улавливания, и, таким образом, повышать эффективность улавливания пыли.
Решение задачи
[0015] Электропылеуловитель в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения включает в себя: осадительный электрод, включающий в себя множество отверстий и расположенный вдоль направления потока газа; и коронирующий электрод, имеющий множество участков коронного разряда, используемых для генерирования коронного разряда и выступающих в направлении расположенного напротив осадительного электрода, причем коронирующий электрод расположен параллельно осадительному электроду, при этом относительная площадь отверстий осадительного электрода составляет не менее 10% и не более 70%.
[0016] Поскольку осадительный электрод включает в себя множество участков отверстий, часть ионного ветра, протекающего от коронирующего электрода к осадительному электроду, может проходить насквозь к тыльной стороне осадительного электрода. Это позволяет подавлять поток ионного ветра, который на осадительном электроде изменяет направление своего движения на противоположное и движется от этого электрода.
Например, осадительный электрод включает в себя осадительный электрод в виде плоской пластины, в котором вдоль направления потока газа обеспечен один корпус плоской формы, включающий в себя множество сквозных отверстий. Например, в качестве осадительного электрода в виде плоской пластины используют перфорированный металл. Кроме того, другой тип осадительного электрода включает отдельный осадительный электрод, в котором множество жестких элементов расположено через заданные интервалы в направлении потока газа. Жесткий элемент включает в себя, например, элемент в форме трубки.
Как и в существующем электропылеуловителе, в осадительном электроде может быть использовано обстукивание, чтобы обеспечивать возможность отделения пыли и сбора пыли.
[0017] Если относительная площадь отверстий составляет менее 10%, эффект подавления оттока ионного ветра уменьшается. Если относительная площадь отверстий превышает 70%, то эффективная площадь улавливания пыли уменьшается, что приводит к снижению эффективности улавливания пыли. Кроме того, при использовании в качестве осадительного электрода плоской пластины, включающей в себя множество сквозных отверстий, чрезмерное увеличение относительной площади отверстий снижает прочность осадительного электрода. Если относительная площадь отверстий установлена в указанном выше диапазоне, эффективность улавливания пыли повышается по сравнению с осадительным электродом, не имеющим сквозного отверстия, при одновременном сохранении прочности осадительного электрода.
[0018] В аспекте в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно, чтобы коронирующий электрод располагался с обеих сторон от осадительного электрода, а один из множества участков коронного разряда коронирующего электрода с одной стороны и один из множества участков коронного разряда коронирующего электрода с другой стороны были расположены в шахматном порядке в направлении, пересекающем направление потока газа.
[0019] Если участки коронного разряда расположены в шахматном порядке, с одной стороны на участке коронного разряда напротив осадительного электрода генерируется ионный ветер, а с другой стороны в противоположном положении коронирующего электрода действует только электрическое поле. Это позволяет улавливать вблизи осадительного электрода ту пыль, которая прошла насквозь вместе с ионным ветром, который проходит через сквозные отверстия.
[0020] В аспекте в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно, чтобы осадительный электрод имел форму сложенного листа и включал в себя углубленный участок, углубленный относительно коронирующего электрода.
[0021] Форма сложенного листа способствует повышению прочности осадительного электрода, а также увеличению площади улавливания пыли. Кроме того, можно получить структуру, в которой углубленный участок, который будет описан ниже, и участок коронного разряда обращены друг к другу, что позволяет дополнительно повышать эффективность улавливания пыли.
[0022] В аспекте в соответствии с настоящим изобретением осадительный электрод может иметь отделенную структуру, включающую в себя множество углубленных элементов, и при этом множество углубленных элементов объединены так, чтобы направление углубленного участка поочередно изменялось относительно конкретного коронирующего электрода.
[0023] Формирование осадительного электрода с отделенной структурой упрощает изготовление осадительного электрода.
[0024] В аспекте в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно, чтобы каждый из множества участков коронного разряда был обращен к углубленному участку.
[0025] Если углубленный участок осадительного электрода и участок коронного разряда коронирующего электрода расположены так, что они обращены друг к другу, ионный ветер может эффективно воздействовать на сторону осадительного электрода в местоположении, в котором скорость ниже, чем скорость потока основного газа. Это позволяет дополнительно улучшать эффективность улавливания пыли.
[0026] В аспекте в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно, чтобы осадительный электрод был сформирован таким образом, чтобы множество жестких элементов располагалось через заданные интервалы в направлении потока газа.
[0027] Благодаря тому, что осадительный электрод сформирован таким образом, что множество жестких элементов располагается через заданные интервалы в направлении потока газа, можно получить осадительный электрод, способный поддерживать жесткость не меньше заданного значения, даже при увеличении относительной площади отверстий.
Преимущества изобретения
[0028] В электропылеуловителе в соответствии с настоящим изобретением предусмотрена возможность подавлять отток ионного ветра от осадительного электрода, что позволяет повысить эффективность улавливания пыли по сравнению с вариантом, в котором используют существующий осадительный электрод, не имеющий отверстий.
Краткое описание графических материалов
[0029] На ФИГ. 1(a) представлен вид в горизонтальном поперечном сечении электропылеуловителя в соответствии с первым вариантом осуществления, а на ФИГ. 1(b) представлен вид в поперечном сечении по линии A-A, показанной на ФИГ. 1(a).
На ФИГ. 2 представлен частично увеличенный вид ФИГ. 1(b).
На ФИГ. 3 представлен частично увеличенный вид, иллюстрирующий пример осадительного электрода.
На ФИГ. 4(a) представлен вид в горизонтальном поперечном сечении измененного примера электропылеуловителя в соответствии с первым вариантом осуществления; на ФИГ. 4(b) представлен вид с торца по линии A-A, показанной на ФИГ. 4(a); на ФИГ. 4(c) представлен вид с торца по линии B-B, показанной на ФИГ. 4(a); а на ФИГ. 4(d) представлен вид с торца по линии C-C, показанной на ФИГ. 4(a).
На ФИГ. 5(a) представлен вид в горизонтальном поперечном сечении электропылеуловителя в соответствии со вторым вариантом осуществления, а на ФИГ. 5(b) представлен вид с торца в поперечном сечении по линии D-D, показанной на ФИГ. 5(a).
На ФИГ. 6(a) представлен вид в горизонтальном поперечном сечении электропылеуловителя в соответствии с третьим вариантом осуществления, а на ФИГ. 6(b) представлен вид с торца в поперечном сечении по линии E-E, показанной на ФИГ. 6(a).
На ФИГ. 7 представлен частично увеличенный вид ФИГ. 6(b).
На ФИГ. 8(a) представлен вид в горизонтальном поперечном сечении электропылеуловителя в соответствии с четвертым вариантом осуществления, а на ФИГ. 8(b) представлен вид с торца в поперечном сечении по линии F-F, показанной на ФИГ. 8(a).
На ФИГ. 9 представлен частичный вид в горизонтальном поперечном сечении электропылеуловителя в соответствии с пятым вариантом осуществления.
На ФИГ. 10 представлен вид в горизонтальном поперечном сечении электропылеуловителя в соответствии с шестым вариантом осуществления.
На ФИГ. 11 представлена схема, поясняющая термин «относительная площадь отверстий», как показано на ФИГ. 10.
На ФИГ. 12 представлен вид в горизонтальном поперечном сечении, иллюстрирующий один измененный вариант примера, показанного на ФИГ. 10.
На ФИГ. 13 представлен вид в горизонтальном поперечном сечении, иллюстрирующий другой измененный вариант примера, показанного на ФИГ. 10.
На ФИГ. 14 представлен вид в горизонтальном поперечном сечении, иллюстрирующий один измененный пример трубчатого элемента, показанного на ФИГ. 10.
На ФИГ. 15 представлен график, иллюстрирующий относительной площади улавливания пыли первого варианта осуществления в зависимости от относительной площади отверстий.
На ФИГ. 16 представлен график, иллюстрирующий относительную площадь улавливания пыли шестого варианта осуществления в зависимости от относительной площади отверстий.
Описание вариантов осуществления
[0030] Ниже со ссылкой на чертежи будет приведено описание варианта осуществления электропылеуловителя и способа улавливания пыли в соответствии с настоящим изобретением.
[0031] Первый вариант осуществления
На ФИГ. 1(a) представлен вид в горизонтальном поперечном сечении электропылеуловителя в соответствии с настоящим вариантом осуществления, а на ФИГ. 1(b) представлен вид с торца в поперечном сечении по линии A-A, показанной на ФИГ. 1(a). На ФИГ. 2 представлен частично увеличенный вид ФИГ. 1(b). На ФИГ. 1(a) поток G газа представляет собой горизонтальный поток и проходит от нижней стороны к верхней стороне на чертеже.
[0032] Электропылеуловитель 1 включает в себя множество осадительных электродов 4 (4a, 4b, 4c, 4d), расположенных вдоль потока G газа, множество коронирующих электродов 5 (5a, 5b, 5c), расположенных параллельно осадительным электродам 4, и источник питания (не показан). Комбинация осадительных электродов 4 (4a, 4b, 4c, 4d) и коронирующих электродов 5 (5a, 5b, 5c) расположена внутри корпуса 2.
[0033] Внутри корпуса 2 расположено множество экранирующих пластин 3. Экранирующие пластины 3 блокируют протекание газа между корпусом 2 и осадительным электродом (4a или 4d), расположенным в непосредственной близости от корпуса 2, и служат для направления потока G газа так, чтобы он протекал между осадительными электродами 4 и коронирующими электродами 5.
[0034] Каждый осадительный электрод 4 и каждый коронирующий электрод 5 проходят в направлении (направлении, перпендикулярном поверхности чертежа), пересекающем поток G газа. Электропылеуловитель 1, представленный на ФИГ. 1, показан схематически и размер или количество коронирующих электродов 5 (5a, 5b, 5c) или осадительных электродов 4 (4a, 4b, 4c, 4d) не ограничивается примером, показанным на чертеже.
[0035] Осадительные электроды 4 и коронирующие электроды 5 отделены друг от друга и электрически изолированы друг от друга. Коронирующие электроды 5 также изолированы от корпуса 2. Осадительные электроды 4 заземлены, а источник питания подключен к коронирующим электродам 5 (не показано). Каждый коронирующий электрод 5 расположен в промежуточном положении между смежными осадительными электродами 4.
[0036] Каждый из осадительных электродов 4 (4a, 4b, 4c, 4d) представляет собой одиночные плоские элементы, изготовленные из электропроводящего материала. Поверхность пластины каждого осадительного электрода 4 расположена по существу параллельно направлению потока G газа.
[0037] Каждый из осадительных электродов 4 (4a, 4b, 4c, 4d) включает в себя множество сквозных отверстий 6. Расположение или форма сквозных отверстий 6 не имеют ограничений и при необходимости могут быть изменены. В качестве примера форма каждого сквозного отверстия 6 представляет собой окружность или удлиненную окружность.
[0038] Осадительные электроды 4 (4a, 4b, 4c, 4d) могут включать в себя, например, перфорированный металл, изготовленный из металла, или сетчатую ленту, изготовленную из металла. На ФИГ. 3 представлен частично увеличенный вид сетчатой ленты. Каждый осадительный электрод 4 может быть изготовлен из сетчатой ленты и установлен на электропылеуловитель в форме, в которой вращающийся элемент (вращающийся приводной ролик) применяют для перемещения осадительных электродов. Если конфигурация осадительного электрода имеет структуру, включающую отдельную сетчатую ленту, пыль можно отделять и собирать с помощью щетки в комбинации со способом «бесконечная лента».
[0039] Относительная площадь отверстий в осадительном электроде 4 находится в диапазоне от не менее 10% до не более 70%. Однако в случае применения способа обстукивания для обстукивания осадительного электрода 4, изготовленного из плоской пластины, с целью удаления пыли необходимо обеспечивать прочность осадительного электрода 4, изготовленного из плоской пластины. Таким образом, относительную площадь отверстий предпочтительно устанавливать не более 35%. При удалении пыли с помощью потока воды в конфигурации, в которой каждый осадительный электрод 4 выполнен из плоской пластины, осадительный электрод 4, изготовленный из плоской пластины, необязательно должен обладать прочностью, необходимой при использовании способа обстукивания. Таким образом, относительную площадь отверстий устанавливают не более 70%. «Относительная площадь отверстий» представляет собой отношение площади участков отверстий к общей площади поверхности каждого из осадительных электродов 4 на виде спереди, если смотреть со стороны коронирующего электрода 5.
[0040] Коронирующие электроды 5 (5a, 5b, 5c) расположены между осадительными электродами 4 (4a, 4b, 4c, 4d). Каждый из коронирующих электродов 5 (5a, 5b, 5c) включает в себя установочное основание 7 и множество участков 8 (8a, 8b) коронного разряда. Установочное основание 7 представляет собой стержнеобразный или плоский элемент, изготовленный из электропроводящего материала. Установочное основание 7 располагается по существу параллельно расположенным напротив осадительным электродам 4.
[0041] При подаче напряжения на коронирующий электрод 5 участок 8 коронного разряда генерирует коронный разряд. Каждый участок 8 коронного разряда представляет собой выступ, расположенный на установочном основании 7 так, чтобы он выступал в направлении расположенного напротив осадительного электрода 4. Этот выступ изготовлен из электропроводящего материала. У этого выступа есть торцевой конец, имеющий сужающуюся заостренную форму.
[0042] Участок 8 коронного разряда включает в себя первый участок 8a коронного разряда и второй участок 8b коронного разряда. Первый участок 8a коронного разряда и второй участок 8b коронного разряда расположены в шахматном порядке в направлении Т (направлении, перпендикулярном поверхности чертежа на ФИГ. 1(a), иными словами, в направлении по высоте коронирующего электрода 5), пересекающем поток G газа.
[0043] Например, как показано на ФИГ. 2, коронирующие электроды 5 (5b, 5c) расположены по обеим сторонам от осадительного электрода 4с с образованием пары и выполнены таким образом, что первый участок 8a коронного разряда, выступающий в направлении осадительного электрода 4с (в направлении левой стороны на ФИГ. 2), расположен на коронирующем электроде 5c с одной стороны, а второй участок 8b коронного разряда, выступающий в направлении осадительного электрода 4с (в направлении правой стороны на ФИГ. 2), расположен на коронирующем электроде 5b с другой стороны.
[0044] В коронирующем электроде 5b, расположенном между осадительными электродами 4b и 4c, первый участок 8a коронного разряда, выступающий в направлении осадительного электрода 4b с одной стороны, и второй участок 8b коронного разряда, выступающий в направлении осадительного электрода 4с с другой стороны, расположены на установочном основании 7. Первый участок 8а коронного разряда и второй участок 8b коронного разряда, которые направлены в разных направлениях, расположены в шахматном порядке в направлении Т (направлении, перпендикулярном поверхности чертежа на ФИГ. 1(a), иными словами, в направлении по высоте коронирующих электродов 5), пересекающем поток G газа (см. ФИГ. 1(b)).
[0045] Необходимо отметить, что расположение первого участка 8a коронного разряда и второго участка 8b коронного разряда не ограничивается примером, представленным на ФИГ. 1, и первый участок 8а коронного разряда и второй участок 8b коронного разряда могут быть расположены в шахматном порядке в направлении потока G газа (снизу вверх на поверхности чертежа на ФИГ. 4), как показано на ФИГ. 4. На ФИГ. 4(a) представлен вид в горизонтальном поперечном сечении измененного примера электропылеуловителя в соответствии с настоящим вариантом осуществления. На ФИГ. 4(b) представлен вид с торца по линии A-A, показанной на ФИГ. 4(a). На ФИГ. 4(c) представлен вид с торца по линии B-B, показанной на ФИГ. 4(a). На ФИГ. 4(d) представлен вид с торца по линии C-C, показанной на ФИГ. 4(a).
d
d
[0046] Предпочтительно, чтобы в осадительном электроде 4 множество сквозных отверстий 6 были расположены равномерным образом в диапазоне действия коронного разряда, который генерируется на расположенном напротив коронирующем электроде 5. Если L представляет собой расстояние от торцевого конца выступа участка 8 коронного разряда до осадительного электрода (диаметр которого равен 2L), то диапазон действия коронного разряда представляет собой зону, проходящую от торцевого конца выступа по существу под углом 45 градусов с одной стороны.
[0047] Электропылеуловитель 1 может включать в себя ударное устройство (не показано) для отделения вещества в виде частиц, осажденного на осадительные электроды 4. Ударное устройство включает в себя ударник. Ударник обстукивает осадительные электроды 4, чтобы посредством вибрации отделять и удалять вещество в виде частиц, осажденное на поверхности осадительных электродов 4.
Следует отметить, что способ удаления вещества в виде частиц с осадительных электродов 4 не ограничивается обстукиванием с помощью ударного устройства. Например, вещество в виде частиц может быть удалено с осадительных электродов 4 способом, включающим обдувку газом вещества в виде частиц, осажденного на осадительных электродах 4, или способом, включающим облучение звуковой волной с помощью ультразвукового генератора. Кроме того, вещество в виде частиц может быть удалено с осадительных электродов 4 путем очистки с помощью чистящей текучей среды, осуществляемой в электропылеуловителе мокрого типа.
[0048] Далее будет описано функционирование электропылеуловителя 1, показанного на ФИГ. 1.
В электропылеуловителе 1 в результате подачи напряжения на коронирующий электрод 5 на торцевом конце участка 8 коронного разряда возникает коронный разряд. Содержащееся в потоке газа вещество в виде частиц электрически заряжается посредством коронного разряда. В концепции пылеулавливания, на основе которой работают существующие электропылеуловители, заряженное вещество в виде частиц притягивается к осадительному электроду 4 под действием кулоновской силы и осаждается на осадительном электроде 4. Однако в реальной ситуации на вещество в виде частиц значительное влияние оказывает ионный ветер.
[0049] После генерации коронного разряда, вблизи участка 8 коронного разряда генерируются отрицательные ионы. Отрицательные ионы перемещаются к осадительному электроду 4 под действием электрического поля (Е), создавая тем самым ионный ветер. Ионный ветер, протекающий к осадительному электроду 4, перемещает вещество в виде частиц, содержащееся в потоке газа, к осадительному электроду 4. Это позволяет веществу в виде частиц, которое имеет малый размер частиц и с меньшей вероятностью приобретает электрический заряд, перемещаться внутрь зоны, в которой действует кулоновская сила, тем самым повышая эффективность улавливания.
[0050] Часть ионного ветра, содержащая вещество в виде частиц и протекающая к осадительному электроду 4, проходит через сквозные отверстия 6 осадительного электрода 4, как показано тонкими стрелками на ФИГ. 2. Благодаря тому, что часть ионного ветра проходит электрод насквозь, можно предотвращать изменение направления движения потока ионного ветра на противоположное у осадительного электрода 4, а также уменьшать возникновение турбулентности. Это позволяет предотвращать отток вещества в виде частиц от осадительного электрода 4, а также позволяет уменьшать повторное рассеяние вещества в виде частиц, осажденного на осадительном электроде 4.
[0051] В паре коронирующих электродов 5, расположенных по обе стороны от осадительного электрода 4, первый участок 8a коронного разряда и второй участок 8b коронного разряда расположены в шахматном порядке на противоположных поверхностях. Это позволяет эффективно перемещать вещество в виде частиц к осадительному электроду 4 без создания помех в ионном ветре.
[0052] В коронирующем электроде 5, расположенном на одной стороне поверхности осадительного электрода 4, участок 8 коронного разряда генерирует ионный ветер, движущийся к осадительному электроду 4. Однако ионный ветер не образуется в противоположном положении на другой стороне поверхности этого осадительного электрода 4, и перемещение пыли к осадительному электроду осуществляется под действием кулоновской силы, возникающей в электрическом поле (Е) (см. ФИГ. 2). Таким образом, вещество в виде частиц, переносимое ионным ветром и проходящее через сквозные отверстия 6, остается вблизи тыльной поверхности осадительного электрода 4 благодаря электрическому полю (Е) и улавливается осадительным электродом 4 в результате действия кулоновской силы. Вещество в виде частиц, которое не удалось уловить здесь, переносится дальше основным потоком газа и эффективно улавливается на следующей стадии.
[0053] Второй вариант осуществления
Электропылеуловитель в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет конфигурацию, аналогичную конфигурации первого варианта осуществления, за исключением того, что форма осадительного электрода отличается. На ФИГ. 5(a) представлен вид в горизонтальном поперечном сечении электропылеуловителя 10 в соответствии с настоящим вариантом осуществления, а на ФИГ. 5(b) представлен вид с торца по линии D-D, показанной на ФИГ. 5(a).
[0054] Электропылеуловитель 10 включает в себя множество осадительных электродов 14 (14a, 14b, 14c, 14d), расположенных вдоль потока G газа, множество коронирующих электродов 5 (5a, 5b, 5c), расположенных параллельно осадительным электродам 14 (14a, 14b, 14c, 14d) и источник питания (не показан). Комбинация осадительных электродов 14 (14a, 14b, 14c, 14d) и коронирующих электродов 5 (5a, 5b, 5c) расположена внутри корпуса 2.
[0055] Осадительные электроды 14 (14a, 14b, 14c, 14d) представляют собой плоские элементы, каждый из которых изготовлен из электропроводящего материала. Каждый из осадительных электродов 14 имеет форму сложенного листа с участком 11, содержащим гребень и впадину. Участок 11, содержащий гребень и впадину, имеет структуру, в которой зона впадины или зона пика поочередно повторяются в направлении потока газа. Зона впадины углублена по отношению к расположенному напротив коронирующему электроду 5, а зона пика выступает по отношению к этому коронирующему электроду. На ФИГ. 5 наклонная часть 12 представляет собой соединительный участок между зоной впадины и зоной пика. Участок 11, содержащий гребень и впадину, можно сформировать, например, путем применения прокатки к плоскому элементу.
[0056] Каждый из осадительных электродов 14 (14a, 14b, 14c, 14d) включает в себя множество сквозных отверстий 16. Каждый из осадительных электродов (14a, 14b, 14c, 14d) включает в себя, например, перфорированный металл, изготовленный из металла. Сквозные отверстия 16 могут быть расположены в диапазоне, который не подвергается структурным ограничениям, например на прямом участке наклонной части 12.
[0057] Относительная площадь отверстий в осадительном электроде 14 находится в диапазоне от не менее 10% до не более 70%. Однако в случае применения способа обстукивания для обстукивания осадительного электрода 4, изготовленного из плоской пластины, с целью удаления пыли необходимо обеспечивать прочность осадительного электрода 4, изготовленного из плоской пластины. Таким образом, относительную площадь отверстий предпочтительно устанавливать не более 35%. При удалении пыли с помощью потока воды в конфигурации, в которой каждый осадительный электрод 4 выполнен из плоской пластины, осадительный электрод 4, изготовленный из плоской пластины, необязательно должен обладать прочностью, необходимой при использовании способа обстукивания. Таким образом, относительную площадь отверстий устанавливают не более 70%.
На ФИГ. 5 сквозные отверстия 16 предусмотрены только на плоском участке поверхности участка 11, содержащего гребень и впадину, и не предусмотрены на наклонной части 12.
[0058] Например, в электропылеуловителе 10, показанном на ФИГ. 4, глубина (H) участка 11, содержащего гребень и впадину, расстояние (X) между зоной пика и зоной впадины, которые расположены смежно друг с другом на участке 11, содержащем гребень и впадину, и ширина (Y) наклонной части 12 на виде спереди, если смотреть со стороны коронирующего электрода, установлены равными H=30 мм, X=90 мм и Y=30 мм.
[0059] Осадительный электрод 14 (14a, 14b, 14c, 14d) имеет продольную ось, расположенную по существу параллельно направлению потока газа. Предпочтительно, чтобы зона пика или зона впадины участка 11, содержащего гребень и впадину, располагались так, чтобы они были обращены к участку 8 коронного разряда, предусмотренному в коронирующем электроде 5.
[0060] В соответствии с настоящим вариантом осуществления осадительный электрод 14 имеет форму сложенного листа. Это позволяет направлять к сквозным отверстиям 16 ионный ветер, протекающий от коронирующего электрода 5 к осадительному электроду 14. Это способствует прохождению ионного ветра через сквозные отверстия 16. Таким образом, можно предотвращать изменение направления ионного ветра на противоположное у осадительного электрода, что позволяет повышать эффективность улавливания пыли. Если располагать зону впадины осадительного электрода 14 и участок 8 коронного разряда коронирующего электрода 5 так, чтобы они были обращены друг к другу, ионный ветер сможет оказывать эффективное воздействие в зоне впадины со стороны осадительного электрода 14, где скорость ниже, чем скорость потока основного газа, что позволяет дополнительно повышать эффективность улавливания пыли.
[0061] Третий вариант осуществления
Электропылеуловитель в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет конфигурацию, аналогичную конфигурации второго варианта осуществления, за исключением того, что расположение участков коронного разряда коронирующего электрода отличается. На ФИГ. 6(a) представлен вид в горизонтальном поперечном сечении электропылеуловителя 20 в соответствии с настоящим вариантом осуществления. На ФИГ. 6(b) представлен вид с торца по линии E-E, показанной на ФИГ. 6(a). На ФИГ. 7 представлен частично увеличенный вид ФИГ. 6(b).
[0062] Электропылеуловитель 20 включает в себя множество осадительных электродов 14 (14a, 14b, 14c, 14d), расположенных вдоль потока G газа, множество коронирующих электродов 25 (25a, 25b, 25c), расположенных параллельно каждому из осадительных электродов 14, и источник питания (не показан).
[0063] Каждый из коронирующих электродов 25 (25a, 25b, 25c) включает в себя установочное основание 27 и множество участков 28 (28a или 28b) коронного разряда. Установочное основание 27 аналогично установочному основанию в первом и втором вариантах осуществления. При подаче напряжения на коронирующий электрод 25 участок 28 коронного разряда генерирует коронный разряд. Участок 28 коронного разряда представляет собой выступ, расположенный на установочном основании 27 так, чтобы он выступал в направлении расположенного напротив осадительного электрода 14. Этот выступ изготовлен из электропроводящего материала. У этого выступа есть торцевой конец, имеющий сужающуюся заостренную форму.
[0064] Множество участков 28 коронного разряда включает в себя первый участок 28a коронного разряда и второй участок 28b коронного разряда. В настоящем варианте осуществления только один из первого участка 28a коронного разряда и второго участка 28b коронного разряда расположен на любом заданном установочном основании 27. Первый участок 28a коронного разряда и второй участок 28b коронного разряда отличаются положениями по высоте при размещении по обеим сторонам от осадительного электрода 14. Другими словами, положения по высоте участков 28 коронного разряда, которые расположены напротив друг друга, с размещенным между ними осадительным электродом 14 отличаются друг от друга, как показано на ФИГ. 6(b). Кроме этого, первый участок 28a коронного разряда и второй участок 28b коронного разряда аналогичны друг другу. «Положение по высоте» представляет собой положение вдоль направления T, которое пересекает поток G газа в плоскости плоского элемента.
[0065] Первый участок 28а коронного разряда и второй участок 28b коронного разряда расположены в шахматном порядке в направлении, пересекающем поток G газа (см. ФИГ. 6(b) и 7). Как описано выше, в соответствии с настоящим вариантом осуществления положения по высоте участков 28 коронного разряда, которые расположены напротив друг друга, с размещенным между ними осадительным электродом 14 отличаются друг от друга, и эти участки 28 коронного разряда расположены в шахматном порядке в направлении, пересекающем поток G газа. Это позволяет предотвратить нарушение ионным ветром взаимодействия между участками 28 коронного разряда и расположенным между ними осадительным электродом 14.
[0066] Четвертый вариант осуществления
Электропылеуловитель в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет конфигурацию, аналогичную конфигурации третьего варианта осуществления, за исключением того, что расположение участков коронного разряда коронирующего электрода отличается. На ФИГ. 8(a) представлен вид в горизонтальном поперечном сечении электропылеуловителя 30 в соответствии с настоящим вариантом осуществления. На ФИГ. 8(b) представлен вид с торца по линии F-F, показанной на ФИГ. 8(a).
[0067] Электропылеуловитель 30 включает в себя множество осадительных электродов 14 (14a, 14b, 14c, 14d), расположенных вдоль потока G газа, множество коронирующих электродов 35 (35a, 35b, 35c), расположенных параллельно каждому из осадительных электродов 14, и источник питания (не показан).
[0068] Каждый из коронирующих электродов 35 (35a, 35b, 35c) включает в себя установочное основание 37 и множество участков 38 (38a или 38b) коронного разряда. Установочное основание 37 аналогично установочному основанию в первом и втором вариантах осуществления. При подаче напряжения на коронирующий электрод 35 участок 38 коронного разряда генерирует коронный разряд. Участок 38 коронного разряда представляет собой выступ, расположенный на установочном основании 37 так, чтобы он выступал в направлении расположенного напротив осадительного электрода 14. Этот выступ изготовлен из электропроводящего материала. У этого выступа есть торцевой конец, имеющий сужающуюся заостренную форму.
[0069] Множество участков 38 коронного разряда включает в себя первый участок 38a коронного разряда и второй участок 38b коронного разряда. В настоящем варианте осуществления в точке, в которой расположен участок коронного разряда, только один из первого участка 38a коронного разряда и второго участка 38b коронного разряда расположен на любом заданном установочном основании 37.
[0070] На ФИГ. 8 первый участок 38a коронного разряда и второй участок 38b коронного разряда отличаются положениями по высоте при размещении по обеим сторонам от осадительного электрода 14. Другими словами, положения по высоте участков 28 коронного разряда, которые расположены напротив друг друга, с размещенным между ними осадительным электродом 14 отличаются друг от друга, как показано на ФИГ. 8(b). Кроме этого, первый участок 28a коронного разряда и второй участок 28b коронного разряда аналогичны друг другу. «Положение по высоте» представляет собой положение в направлении T, которое пересекает поток G газа в плоскости плоского элемента. Следует отметить, что конфигурация не ограничивается конфигурацией, показанной на ФИГ. 8, и первый участок 38a коронного разряда и второй участок 38b коронного разряда могут находиться в одном и том же положении по высоте.
[0071] Первый участок 38a коронного разряда и второй участок 38b коронного разряда расположены в шахматном порядке в направлении потока газа. В коронирующем электроде 35b второй участок 38b коронного разряда, выступающий в направлении осадительного электрода 14a, и второй участок 38b коронного разряда, выступающий в направлении осадительного электрода 14b, расположены в шахматном порядке на установочном основании 37.
[0072] Коронирующий электрод 35b, в котором участки 38 коронного разряда расположены в шахматном порядке в направлении потока газа, расположен напротив осадительного электрода 14, имеющего форму сложенного листа. Это позволяет выборочно располагать участки 38 коронного разряда в направлении углубленных участков осадительного электрода 14. Таким образом, это позволяет дополнительно улучшать эффективность улавливания пыли.
[0073] Пятый вариант осуществления
Электропылеуловитель в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет конфигурацию, аналогичную конфигурации четвертого варианта осуществления, за исключением того, что конфигурация осадительного электрода отличается. На ФИГ. 9 представлен частичный вид в горизонтальном поперечном сечении электропылеуловителя в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
[0074] Осадительный электрод 44 (44a, 44b) в соответствии с настоящим вариантом осуществления включает в себя множество углубленных элементов 41. Каждый углубленный элемент 41 представляет собой отдельный элемент в виде пластины, изготовленный из электропроводящего материала. Каждый из множества углубленных элементов 41 представляет собой отдельный и независимый элемент.
[0075] Множество углубленных элементов 41 расположено таким образом, что ориентация углубленной поверхности попеременно изменяется по отношению к любому конкретному коронирующему электроду (например, по отношению к коронирующему электроду 35a). Каждый из множества углубленных элементов 41 проходит в направлении, пересекающем поток G газа (направлении, перпендикулярном поверхности чертежа), и прикреплен к корпусу (не показан на ФИГ. 9) обоими концами в продольном направлении. В результате осадительный электрод 44 имеет структуру, в которой зона впадины (углубленный участок) или зона пика поочередно повторяются в направлении потока газа.
[0076] Смежные углубленные элементы могут находиться в тесном контакте друг с другом или могут находиться на некотором расстоянии друг от друга. В случае если углубленные элементы расположены так, что они находятся на некотором расстоянии друг от друга, предпочтительно обеспечить разделитель между одним углубленным элементом 41 и другим углубленным элементом 41. В отличие от того, что показано на ФИГ. 9, смежные углубленные элементы могут не пересекаться друг с другом.
[0077] Углубленный элемент 41 включает в себя множество сквозных отверстий 46. Сквозные отверстия 46 обеспечены таким образом, что относительная площадь отверстий в осадительном электроде 14 находится в диапазоне от не менее 10% до не более 70%. В данном случае «относительная площадь отверстий» представляет собой отношение площади участка отверстий к общей площади поверхности осадительного электрода 4 на виде спереди, если смотреть со стороны коронирующего электрода 5. Пространство между одним углубленным элементом и другим углубленным элементом не включается в расчет относительной площади отверстий.
2
f
d
1
d
d
[0078] На ФИГ. 9 «H» обозначает разность высот между внутренней и внешней поверхностями смежных углубленных элементов; «L» обозначает расстояние между осадительным электродом и смежным коронирующим электродом; «L» обозначает кратчайшее расстояние между осадительным электродом и коронирующим электродом; «L» обозначает расстояние от торцевого конца выступа участка коронного разряда и до осадительного электрода; а расстояние между участком коронного разряда и участком коронного разряда, которые выровнены в направлении потока газа, задано равным шагу первого участка коронного разряда и шагу второго участка коронного разряда (P). Предпочтительно, чтобы в осадительном электроде 44 множество сквозных отверстий 46 были расположены равномерно в диапазоне действия коронного разряда, который генерируется расположенным напротив коронирующим электродом 35. Если L представляет собой расстояние от торцевого конца выступа участка 38 коронного разряда до осадительного электрода 44 (диаметр равен 2L), то диапазон действия коронного разряда представляет собой зону, проходящую от торцевого конца выступа по существу под углом 45 градусов с одной стороны.
[0079] В соответствии с настоящим вариантом осуществления осадительный электрод имеет отделенную структуру. Это упрощает изготовление осадительного электрода, имеющего форму сложенного листа.
[0080] Шестой вариант осуществления
Электропылеуловитель в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет конфигурацию, аналогичную конфигурации в каждом из описанных выше вариантов осуществления, за исключением того, что конфигурация осадительного электрода отличается.
Как показано на ФИГ. 10, осадительный электрод 64 (64a, 64b) электропылеуловителя 60 представляет собой отдельный осадительный электрод, в котором множество трубчатых элементов 64a1, 64b1 размещены с заданными интервалами в направлении потока G газа. Каждый из трубчатых элементов 64a1, 64b1 изготовлен из жесткого металла. Каждый из трубчатых элементов 64a1, 64b1 расположен так, что его осевая линия перпендикулярна потоку G газа. Каждый из трубчатых элементов 64a1, 64b1, расположенных в направлении потока G газа, прикреплен друг к другу с помощью общего каркаса так, что каждый из осадительных электродов 64b, 64b имеет независимую конфигурацию.
[0081] Между отдельными осадительными электродами 64a, 64b расположен коронирующий электрод 68. Каждый из коронирующих электродов 68 включает в себя первый участок 68a коронного разряда и второй участок 68b коронного разряда. Первый участок 68a коронного разряда выдает разряд в одном направлении (направлении вверх на ФИГ. 10), перпендикулярном потоку G газа. Второй участок 68b коронного разряда выдает разряд в другом направлении (направлении вниз на ФИГ. 10), перпендикулярном потоку G газа. Каждый из участков 68a, 68b коронного разряда расположен так, чтобы он находился между смежными трубчатыми элементами 64a1, 64b1 в направлении потока G газа. Кроме того, каждый из участков 68a, 68b коронного разряда расположен в одном и том же положении в направлении потока G газа, но ориентированы они в противоположных направлениях.
[0082] Относительная площадь отверстий в осадительном электроде 64a, 64b находится в диапазоне от не менее 10% до не более 70%. Относительная площадь отверстий определена, как показано на ФИГ. 11. Другими словами, относительная площадь отверстий представляет собой относительную площадь осадительного электрода 64a, 64b, если смотреть со стороны коронирующего электрода 68, и выражается формулой (P - d) / P Ч 100 [%]. В данном случае «P» обозначает шаг трубчатого элемента 64a1, 64b1 в направлении потока G газа, а «d» обозначает наружный диаметр трубчатого элемента 64a1, 64b1.
[0083] В соответствии с настоящим вариантом осуществления можно поддерживать жесткость, большую или равную заданному значению, даже если относительная площадь отверстий увеличивается по сравнению с перфорированным металлом, который использовали в первом варианте осуществления.
[0084] На ФИГ. 12 показан измененный пример, в котором расположение участков 68a, 68b коронного разряда отличается от расположения, показанного на ФИГ. 10. Как показано на ФИГ. 11, первый участок 64a1 коронного разряда и второй участок 64b1 коронного разряда могут располагаться поочередно в направлении потока G газа.
[0085] Кроме того, как показано на ФИГ. 13, в заданной секции (три на ФИГ. 13) сначала последовательно расположены только первые участки 6а1 коронного разряда, а затем последовательно расположены вторые участки 68b коронного разряда. При такой конфигурации можно подавлять помехи со стороны ионного ветра благодаря воздействию смежных участков 68a, 68b коронного разряда, и можно направлять ионный ветер в направлении, пересекающем поток G газа, над множеством осадительных электродов 64a, 64b.
[0086] Кроме того, наружная форма поперечного сечения трубчатого элемента 64a1, 64b1, используемого для осадительного электрода 64a, 64b, не ограничивается круглой формой. Например, можно использовать сечение по существу квадратной формы со скругленными углами, как показано на ФИГ. 14(a), сечение прямоугольной формы со скругленными углами, как показано на ФИГ. 14(b), а также сечение вогнутой формы, которая по существу представляет собой С-образную форму, как показано на ФИГ. 14(c). Другими словами, для обеспечения жесткости необходимо только, чтобы трубчатые элементы 64a1, 64b1 в поперечном сечении имели модуль жесткости второй секции, больший или равный заданному значению.
[0087] Ниже будет описана причина задания относительной площади отверстий осадительного электрода.
Электропылеуловитель, имеющий конфигурацию согласно первому варианту осуществления, работал в следующих условиях, в которых осадительные электроды осуществляли улавливание пыли. Другими словами, для каждого осадительного электрода применяли перфорированный металл.
[0088] Условия эксперимента
Интервал между электродами (расстояние между осадительными электродами): 300 мм
Напряжение: 35-50 кВ
2
Плотность тока: 0,3-0,8 мА/м
SCA (площадь электрода/количество газа): 5-30 с/м
3
Концентрация пыли: 2-3 г/Нм
Использованная пыль: зольная пыль (средний диаметр 10 мкм)
[0089] На ФИГ. 15 показана зависимость между относительной площадью отверстий и эффективностью улавливания. На ФИГ. 15 по горизонтальной оси откладывается относительная площадь отверстий (%) осадительного электрода, а по вертикальной оси откладываются заданные значения относительной площади улавливания пыли. Когда эффективность улавливания пыли установлена равной 1 при относительной площади отверстий 0%, относительная площадь улавливания пыли отражает площадь улавливания пыли, при которой достигается такая же эффективность улавливания пыли. Это означает, что эффективность улавливания увеличивается с уменьшением относительной площади улавливания пыли.
[0090] Кривая С1 отражает относительную площадь улавливания пыли в случае, когда расход газа относительно велик, иными словами, в случае, когда расход газа составляет не менее 1 м/с. Если относительная площадь отверстий составляет не менее 10%, относительная площадь улавливания пыли уменьшается приблизительно на 20%, и действует эффект, создаваемый за счет наличия отверстия. Относительная площадь улавливания пыли достигает минимума, составляющего приблизительно 20%. После того как относительная площадь отверстий превысит 30%, относительная площадь улавливания пыли начинает постепенно увеличиваться. Полагают, что это связано с тем, что в случае, когда осадительный электрод изготовлен из плоской пластины, такой как перфорированный металл, воздействие потока газа превышает воздействие ионного ветра на поверхность осадительного электрода, что нивелирует преимущество, создаваемое ионным ветром, даже несмотря на увеличение относительной площади отверстий. Верхний предел относительной площади отверстий в этом случае определяют исходя из соображений прочности осадительного электрода. Другими словами, как показано кривой С3, при увеличении относительной площади отверстий относительная прочность осадительного электрода, изготовленного из плоской пластины, уменьшается. В данном случае относительная прочность представляет собой отношение, связанное с прочностью, когда относительная площадь отверстий составляет 0%. Когда относительная площадь отверстий равна 35%, относительная прочность равна 0,5, а абсолютное значение прочности равно половине. Учитывая, что осадительный электрод подвергается обстукиванию, 0,5 является самой низкой относительной прочностью. Таким образом, предпочтительно, чтобы относительная площадь отверстий была задана равной 35%.
Таким образом, в варианте с осадительным электродом, изготовленным из плоской пластины, и удаления пыли посредством обстукивания предпочтительно, чтобы относительная площадь отверстий составляла не менее 10% и не более 35% (применимый диапазон I).
[0091] Однако при удалении пыли потоком воды без обстукивания осадительного электрода прочность перестает быть определяющим фактором. Кроме того, если расход газа относительно мал, т. е. расход газа задают равным менее 1 м/с, воздействие потока газа на поверхность осадительного электрода становится незначительным. Таким образом, как показано кривой С2, относительная площадь улавливания пыли остается низкой, даже если относительная площадь отверстий увеличивается. Другими словами, как показано кривой С2, относительная площадь улавливания пыли остается низкой до тех пор, пока относительная площадь отверстий не достигнет 70%. Если относительная площадь отверстий превышает 70%, абсолютное значение площади улавливания пыли уменьшается, что приводит к увеличению относительной площади улавливания пыли.
Таким образом, в варианте с осадительным электродом, изготовленным из плоской пластины, когда обстукивание не осуществляют, а расход газа относительно невелик, предпочтительно, чтобы относительная площадь отверстий находилась в диапазоне от не менее 10% до не более 70% (применимый диапазон II).
Следует отметить, что при увеличении тока коронного разряда ионный ветер пропорционален силе тока коронного разряда с коэффициентом равным по существу одной второй. Таким образом, в отношении расхода основного потока газа, описанного выше, 1 м/с является только одним из значений и расход не ограничивается этой величиной.
[0092] На ФИГ. 16 представлена относительная площадь улавливания пыли в конфигурации, включающей отдельный осадительный электрод с трубчатыми элементами 64a1, 64b1 (см. ФИГ. 10), как в шестом варианте осуществления. Как показано на этом чертеже, в случае, когда относительная площадь отверстий находится в диапазоне от не менее 10% до не более 70%, относительная площадь улавливания пыли составляет не более 0,8. Таким образом, предпочтительно, чтобы относительная площадь отверстий находилась в диапазоне от не менее 10% до не более 70% (применимый диапазон III).
Перечень условных обозначений
[0093] 1, 10, 20, 30, 60 - электропылеуловитель
2 - корпус
3 - экранирующая пластина
4, 4a, 4b, 4c, 4d, 14, 14a, 14b, 14c, 14d, 44, 44a, 44b, 64a, 64b - осадительный электрод
5, 5a, 5b, 5c, 25, 25a, 25b, 25c, 35, 35a, 35b, 35c, 68 - коронирующий электрод
6, 16, 46 - сквозное отверстие
7, 27, 37 - установочное основание
8, 8a, 8b, 28, 28a, 28b, 38, 38a, 38b, 68a, 68b - участок коронного разряда
11 - участок, содержащий гребень и впадину
12 - наклонная часть
41 - углубленный участок.