Установка для очистки газов и газоразрядный фильтр установки для очистки газов

Полезная модель относятся к устройствам для очистки газов и предназначена для очистки атмосферного (наружного) и рециркуляционного воздуха в системах приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования воздуха в общественных зданиях и промышленных сооружениях.
Известна установка для очистки газов, в частности водомаслоуловитель, содержащая источник высокого напряжения и последовательно расположенные камеру выравнивания потока с аэродинамическими элементами, камеру зарядки с коронирующими игольчатыми и некоронирующими сеточными электродами и смесительную камеру (см., авторское свидетельство SU №1005916, кл. B03C 3/12, 23.03.1983).
Из этого же авторского свидетельства известна камеру зарядки (по существу газоразрядный фильтр), содержащая коронирующие игольчатые и некоронирующие сеточные электроды.
Известная установка и установленная в ней камера зарядки позволяет очищать газы только от пыли и находящихся в аэрозольном состоянии капель воды и масла, что сужает возможности данной установки и делает ее использование малоперспективным.
Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является установка для очистки газов, содержащая входной и выходной патрубки, последовательно расположенные между ними узел предварительной очистки, газоразрядный узел и узел окончательной очистки, при этом она снабжена двумя рукавами, причем узел предварительной очистки, газоразрядный узел и узел окончательной очистки выполнены в виде отдельных блоков и соединены между собой рукавами (см. свидетельство на полезную модель RU №40013, кл. B03C 3/02, 27.08.2004).
Из этого же свидетельства на полезную модель известен газоразрядный блок установки для очистки газов, содержащий корпус, внутри которого установлен по меньшей мере один отсек с расположенными в каждом из них электродами, образующими разрядные пары, а также источник питания, один из электродов каждой из разрядных пар размещен внутри слоя стекла, а в качестве источника питания использован блок питания с напряжением на выходе 5000-20000 В и с частотой 50-9000 Гц.
Данная установка и ее газоразрядный блок обеспечивают очистку газов - воздушных выбросов пищевых, промышленных и других предприятий от вредных и дурно пахнущих газообразных веществ и паров. Однако наличие рукавов между узлами очистки, а также установка в корпусе отсеков с электродами, позволяя более гибко изменять конфигурацию установки приводит к излишним гидродинамическим потерям.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в снижение гидродинамических потерь.
Технический результат заключается в упрощении конструкции за счет исключения из нее перепускных элементов (рукавов) между узлами очистки и отсеков в которых устанавливают газоразрядный фильтр, выполнение электродов в виде плоских элементов и выполнения расположенного в стекле металлического электрода в виде конструктивно и технологически простого элемента - плоского металлического листа.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что установка для очистки газов содержит последовательно расположенные и сообщенные между собой узлы очистки, последние образованы электростатическим фильтром и газоразрядным фильтром, причем фильтры непосредственно сообщены между собой или установлены в едином или сборном корпусе в следующей последовательности по ходу очищаемого газа: электростатический фильтр, а за ним газоразрядный фильтр.
Газоразрядный фильтр на выходе может быть снабжен каталитическим фильтром для очистки очищаемого газа от озона.
Перед электростатическим фильтром может быть установлен гидрофильтр.
Кроме того, поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что газоразрядный фильтр установки для очистки газов содержит установленные внутри корпуса и подключенные к блоку питания с напряжением на выходе 5000-30000 В и с частотой 50-9000 Гц сетчатые металлические электроды с расположенными на них шипами и расположенные в стекле металлические электроды, при этом сетчатые металлические электроды выполнены плоскими и расположены параллельно друг другу, а расположенные в стекле металлические электроды расположены между сетчатыми металлическими электродами параллельно последним, при этом расположенные в стекле металлические электроды выполнены из плоского металлического листа, который размещен между двумя слоями стекла, а по периметру металлического листа примыкающие к краю металлического листа слои стекла оплавлены с образованием торцевой стеклянной стенки.
Шипы на сетчатых металлических электродах, предпочтительно, расположены по обе его стороны параллельными рядами в шахматном порядке и наклонены к плоской поверхности сетчатого металлического электрода под углом от 87° до 88°.
Расположенные в стекле металлические электроды, предпочтительно, выполнены из меди или латуни, а в качестве стекла использовано кварцевое стекло.
На выходе газоразрядный фильтр установки может быть снабжен каталитическим фильтром для очистки очищаемого газа от озона.
Сетчатые металлические электроды и расположенные в стекле металлические электроды могут быть выполнены в виде отдельных функционально самостоятельных ячеек, которые могут быть установлены в корпусе установки параллельно и/или последовательно по ходу очищаемого газа.
На чертеже схематически представлен продольный разрез установки для очистки газов и газоразрядным фильтром в составе этой установки.
Установка для очистки газов содержит последовательно расположенные и сообщенные между собой узлы очистки, которые образованы электростатическим фильтром 1 и газоразрядным фильтром 2 и, причем фильтры непосредственно сообщены между собой или установлены в едином или сборном корпусе 3 в следующей последовательности по ходу очищаемого газа: электростатический фильтр 1 и газоразрядный фильтр 2.
Газоразрядный фильтр 2 на выходе может быть снабжен каталитическим фильтром 4 для очистки очищаемого газа от озона.
Перед электростатическим фильтром 1 может быть установлен гидрофильтр 5.
Газоразрядный фильтр 2 установки для очистки газов содержит установленные внутри корпуса 4 и подключенные к блоку питания 6 с напряжением на выходе 5000-30000 В и с частотой 50-9000 Гц сетчатые металлические электроды 7 с расположенными на них шипами 8 и расположенные в стекле металлические электроды 9. Сетчатые металлические электроды 7 выполнены плоскими и расположены параллельно друг другу, а расположенные в стекле металлические электроды 9 расположены между сетчатыми металлическими электродами 7 параллельно последним. Расположенные в стекле металлические электроды 9 выполнены из плоского металлического листа, размещенного между двумя слоями 10 стекла, а по периметру металлического листа примыкающие к краю металлического листа слои 10 стекла оплавлены с образованием торцевой стеклянной стенки.
Шипы 8 на сетчатых металлических электродах 7, предпочтительно, расположены по обе его стороны параллельными рядами в шахматном порядке и наклонены к плоской поверхности сетчатого металлического электрода 7 под углом от 87° до 88°, что позволяет равномерно распределить шипы по поверхности и в сочетании с указанным выше углом наклона шипов обеспечить эффективную очистку газа, за счет его обработки во по всему объему газоразрядного фильтра 2 в зоне установки сетчатых металлических электродов 7.
Расположенные в стекле металлические электроды 9, предпочтительно, выполнены из меди или латуни, а в качестве стекла использовано кварцевое стекло.
На выходе газоразрядный фильтр 2 установки может быть снабжен каталитическим фильтром 4 для очистки очищаемого газа от озона.
Сетчатые металлические электроды 7 и расположенные в стекле металлические электроды 9 могут быть выполнены в виде отдельных функционально самостоятельных ячеек, которые могут быть установлены в корпусе 3 установки параллельно и/или последовательно по ходу очищаемого газа.
При работе установки для очистки газов последние проходят последовательно электростатический фильтр 1 и газоразрядный фильтр 2. Электростатический фильтр 1 за счет ионизации очищаемого газа и последующего осаждения ионизированных частиц обеспечивает очистку газа от дыма и аэрозолей. Электростатический фильтр 1 включает высоковольтный источник постоянного тока 11, ионизатор 12 очищаемого газа, расположенный на входе, и размещенный за ним осадитель частиц 13. Процесс очистки в них осуществляется за счет электромагнитного поля создаваемого высоковольтным источником постоянного тока 11 (до 30 кВ). При подаче тока от источника постоянного электрического тока на электроды ионизатора 12 между электродами электростатическое поле, под действием которого возникает коронный газовый разряд. Частицы, содержащиеся в очищаемом газе, проходя зону коронного разряда - зону ионизации очищаемого газа, приобретают положительный электрический потенциал и осаждаются затем на электродах осадителя 13.
При необходимости электростатический фильтр 1 может состоять из нескольких ступеней и может содержать несколько параллельно и/или последовательно установленных газоразрядных фильтров 1.
Далее очищаемый газ поступает в газоразрядный фильтр 2, принцип работы которого основан на воздействии барьерно-стриммерного разряда (холодная плазма) на очищаемый газ, например очищаемый и подаваемый в помещение воздух. Плазменный разряд создается между сетчатыми металлическими электродами 7 расположенными между слоями 10 стекла металлическими электродами 9, на которые подается переменное напряжение от высоковольтного трансформатора (до 30 кВ). Электроды могут быть расположены в корпусе 3 в виде отдельных расположенных параллельно и/или последовательно ячеек. Газоразрядный фильтр 2 за счет окисления находящихся в очищаемом газе веществ очищает его от вредных и пахучих веществ. Однако это приводит к образованию в очищаемом газе, в частности в очищаемом воздухе озона, очистку от которого, если это необходимо проводят с помощью каталитического фильтра 4.
В случае наличия в очищаемом газе большого количества относительно крупных частиц (например пыли), а также при необходимости охлаждать и увлажнять подаваемый очищаемый газ перед электростатическим фильтром устанавливают гидрофильтр 5, который позволяет также кроме охлаждения горячего очищаемого газа затушить искры и другие горящие частицы. Принцип работы гидрофильтра основан на распылении в потоке воздуха мелко дисперсионной воды. Вода в данном блоке непрерывно циркулирует от форсунок 14 сквозь газовый поток и попадает в поддон 15, откуда снова идет к форсункам 14.
Данная полезная модель может быть легко изготовлена с использованием легко доступных металлических и диэлектрических материалов и найти широкое применение для очистки воздуха или газа от пыли, дыма и других примесей как в жилых, так и производственных помещениях.