ЭЛЕКТРОФИЛЬТР
ELECTRIC PRECIPITATOR

Изобретение относится к электрической очистке газов от взвешенных частиц в различных отраслях промышленности, в частности в теплоэнергетике, строительных материалов, металлургии и др.
Известен электрофильтр (аналог) типа С. (Газоочистное оборудование. Каталог Цинтихимнефтемаш. 1981. стр. 18). В этих электрофильтрах коронирующие электроды выполнены из нихромовой проволоки диаметром 3 мм. Это не позволяет получать высокую степень очистки газов.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности решаемой технической задачи и совокупности общих технических признаков является электрофильтр по патенту RU 2337746 C1. В этом электрофильтре коронирующий электрод состоит из чередующихся участков круглого провода и цилиндрической пружины. Этот электрофильтр позволяет получить повышенную степень очистки газов по сравнению с аналогом, но круглый коронирующий элемент не является достаточно эффективным, кроме того, эффективность этого электрофильтра уменьшена по причине пониженных пробивных напряжений на входе в трубу и выходе из нее коронирующего элемента.
Технической задачей предлагаемого изобретения и достигаемым при ее решении техническим результатом является повышение степени очистки газов.
Указанный технический результат достигается тем, что электрофильтр, состоящий из осадительных электродов, изготовленных из труб и коронирующих электродов, состоящих из коронирующих элементов и стержней, отличается тем, что коронирующие игольчатые элементы своими концами крепятся к стержням с конусообразными окончаниями. Длина стержней лежит в диапазоне от 1 до 5 диаметров трубы, а края труб закруглены с плавным переходом от внутреннего диаметра трубы к внешнему, при этом стержни входят внутрь трубы на глубину больше или равную диаметру трубы, а соотношение внутреннего диаметра труб к диаметру стержня лежит в диапазоне 10…30.
Влияние признака «стержни входят внутрь трубы на глубину большую или равную диаметру трубы» сказывается следующим образом. На величину пробивных напряжений в системе «провод в трубе» существенное влияние оказывает краевой эффект. Экспериментальные исследования показывают, что при длине стержней на входе в трубу меньшем, чем диаметр трубы, пробивные напряжения резко снижаются из-за влияния краевого эффекта. Это приводит к снижению степени очистки газов электрофильтром. При длине стержня на входе в трубу более пяти диаметров трубы в электрофильтре ухудшаются условия зарядки частиц, а на выходе из трубы начинает усиливаться влияние рекомбинации заряженных частиц. Эти факторы снижают степень очистки газов электрофильтром.
Наличие стержня в трубе позволяет создать электростатическую зону с повышенной напряженностью, следовательно, повышенной эффективностью осаждения частиц. При соотношении диаметра стержня и диаметра трубы меньшем 10 начинается пробой промежутка при пониженном напряжении. Электростатическая зона с повышенной напряженностью исчезает. Улавливание частиц ухудшается. При соотношении диаметра стержня к диаметру трубы большем 30 электростатическая зона исчезает, так как начинает происходить коронирование. Это снижает эффективность осаждения частиц.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Возможность осуществления изобретения, охарактеризованного приведенной выше совокупностью признаков, а также возможность реализации назначения изобретения может быть подтверждена описанием варианта конструкции устройства, выполненного в соответствии с формулой изобретения. На фиг. 1 показан фрагмент электрофильтра - осадительный и коронирующий электроды, из которых состоит электрофильтр.
Перечень позиций на Фиг. 1:
1 - коронирующий электрод;
2 - осадительный электрод;
3 - стержни;
4 - конусообразные окончания стержней;
5 - закругленный край осадительного электрода;
6 - игольчатый коронирующий элемент.
Функционирование электрофильтра осуществляется следующим образом. Очищаемый газ проходит через осадительные электроды 2 электрофильтра, где в зоне игольчатых коронирующих элементов 6 происходит интенсивная зарядка и частичное осаждение частиц, содержащихся в очищаемом газе. Далее газ поступает в зону стержней 3, где имеется повышенная напряженность электрического поля. В таких зонах происходит наиболее эффективное осаждение частиц по причине высокой напряженности электрического поля. Благодаря тому, что коронирующие игольчатые элементы своими концами крепятся к конусообразным окончаниям стержней 4, длина стержней лежит в диапазоне от 1 до 5 диаметров трубы, а закругленные края осадительных электродов 5 имеют плавный переход от внутреннего диаметра трубы к внешнему и при этом стержни входят внутрь трубы на глубину больше или равную диаметру трубы, а соотношение внутреннего диаметра труб к диаметру стержня лежит в диапазоне 10…30, не происходит снижения пробивных напряжений по причине влияния краевого эффекта. В итоге обеспечиваются повышенные пробивные напряжения во всем электрофильтре и, как следствие, повышенная степень очистки газов.
Минимальная длина стержней 3, равная одному диаметру трубы, обусловлена тем, что меньшая длина стержня будет приводить к снижению пробивных напряжений на входе и выходе трубы. Увеличение длины стержней более 5 диаметров трубы приводит к чрезмерному сокращению длины игольчатого коронирующего элемента и снижает величину заряда частиц.
Уменьшение соотношения внутреннего диаметра трубы к диаметру стержня менее 10 приводит к снижению пробивного напряжения в электрофильтре, а увеличение этого соотношения более 30 приведет к чрезмерному увеличению габаритов электрофильтра и слишком высокому значению питающего напряжения.
Настоящее изобретение промышленно применимо, так как для его изготовления не требуется специальной оснастки и новых технологий.
Описанная в данном примере и изображенная в графическом материале конструкция устройства электрофильтра с уменьшенным уносом пыли при встряхивании не является единственно возможной для достижения вышеуказанного технического результата и не исключает других вариантов его изготовления, включенных в независимый пункт формулы изобретения.