ЭЛЕКТРОФИЛЬТР

Область техники
Настоящее техническое решение относится к области электрической очистки газов от пыли (дисперсных взвесей) и может быть использовано преимущественно в теплоэнергетике, в химических и металлургических производствах, в промышленности строительных материалов и в других отраслях.
Уровень техники
В настоящее время известны различные конструкции электрофильтров, применяемых для очистки газов от пыли (дисперсных взвесей). В частности, известен электрофильтр, показанный на Фиг.1, содержащий корпус 1 с диффузором 2 на входе и конфузором 4 на выходе, расположенные в корпусе осадительные 5 и коронирующие 6 электроды с системой подвеса 7, механизмы встряхивания 8, высоковольтные электроагрегаты питания 9, соединенные посредством изоляторов 10 с коронирующими электродами, ригели 11 и бункеры 16, причем в диффузоре 2 на входе электрофильтра 1 установлены газораспределительные элементы 3 (см. Каталог Газоочистное оборудование. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, М., 1988 г.). Электрофильтр содержит несколько последовательно расположенных активных зон, образованных осадительными 5 и коронирующими 6 электродами. Условно данные активные зоны можно обозначить как «первая», «вторая», «третья» и т.д., расположенные по направлению от диффузора 2 к конфузору 4, где первая активная зона является ближайшей ко входу электрофильтра 1.
Недостатком данной известной конструкции электрофильтра является низкая эффективность работы поля первой активной зоны в области первого осадительного электрода, который является ближайшим из осадительных электродов 5 к диффузору 2 на входе электрофильтра 1.
Указанный недостаток обусловлен тем, что на входе электрофильтра 1частицы пыли потока, проходящего мимо первых осадительных элементов, еще не успевают зарядиться, таким образом, осаждение на первом осадительном элементе существенно меньше, чем на последующих.
В промышленных фильтрах электрической очистки газов (электрофильтрах) источником заряженных ионов, сообщающих заряд взвешенной в газе частице, является чехол коронного разряда, возникающий в резко-неоднородном поле.
Как известно, на заряженную частицу в поле коронного разряда действует  сила, векторные составляющие, которых приведены ниже
2
1) сила тяжести (F=mg, где g – вектор ускорения свободного падения, 9.81 м/с);
2) сила действия электрического поля (F = Eq, где E – вектор напряженности электрического поля, q - заряд частицы);
3) сила, обусловленная неравномерным распределением напряженности электрического поля.
Поскольку частица находится в газовом потоке, оптимальная скорость которого для электрофильтров составляет 1 м/с, то изначально на нее действуют только силы тяжести.
Далее в поле отрицательного коронного разряда частица приобретает отрицательный заряд и под действием кулоновской силы (силы действия электрического поля) ее траектория отклоняется в сторону заземленного осадительного электрода.
В силу того, что данная динамическая система подвержена законам инерции и турбулентности, траектория движения частицы не направлена строго по нормали к плоскости осадительного электрода, а приобретает угловую составляющую скорости, обусловленную результирующим  вектором всех трёх вышеописанных сил.
Это значит, что взвешенные в газе частицы, получив заряд, пролетят некое расстояние от общей активной длины электрофильтра, пока не достигнут плоскости осадительного электрода под действием результирующего вектора сил. Чем дальше частица от поверхности осадительного электрода, тем большее расстояние она пролетит в активной части до момента осаждения на осадительном электроде.
В случае применения предварительной зарядки в зоне газораспределения, частица уже заряжена, а значит, ее отклонение начнется, как только она попадет в активную зону.
Задачей настоящего технического решения является повышение эффективности работы электрофильтра за счет повышения эффективности осаждения частиц пыли в первой активной зоне электрофильтра.
Раскрытие
Объектом настоящего технического решения является электрофильтр, содержащий корпус с диффузором на входе и конфузором на выходе, расположенные в корпусе осадительные и коронирующие электроды с системой подвеса, образующие сегменты коронирующей системы, механизмы встряхивания, высоковольтные электроагрегаты питания, соединенные посредством изоляторов с коронирующими электродами, ригели и бункеры, причем в диффузоре установлены газораспределительные элементы.
Технический результат в заявляемом электрофильтре достигается тем, что в диффузоре электрофильтра установлена разрядная решетка, расстояние между газораспределительными элементами и разрядной решеткой соответствует расстоянию пробоя, разрядная решетка выполнена с возможностью заряда частиц при подаче напряжения.
Электрофильтр содержит дополнительный высоковольтный электроагрегат питания, соединенный с разрядной решеткой, и выполненный с возможностью подачи напряжения на нее. При включении электропитания разрядной решетки частицы, проходя через области коронирования, получают заряд и в результате начинают более эффективно осаждаться уже на первом осадительном элементе осадительных электродов первого поля электрофильтра в первой активной зоне электрофильтра.
Разрядная решетка установлена в диффузоре электрофильтра с одной стороны посредством стабилизирующего изолятора, а с другой стороны посредством проходного изолятора, причем разрядная решетка выполнена с возможностью получения напряжения от высоковольтного электроагрегата питания через проходной изолятор.
Благодаря работе разрядной решетки повышается эффективность осаждения частиц пыли в первой активной зоне электрофильтра, и, следовательно, повышается эффективность работы электрофильтра в целом.
Технический результат - повышение эффективности электрофильтра.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показано сечение электрофильтра согласно известному уровню техники (вид сбоку)
На фиг. 2 показано сечение заявляемого электрофильтра (вид сбоку)
На фиг. 3 показана разрядная решетка, установленная в диффузоре электрофильтра.
На фиг. 2 изображен заявляемый электрофильтр, который, как и известный, содержит корпус 1, с диффузором 2 на входе и конфузором 4 на выходе. В корпусе расположены осадительные 5 и коронирующие 6 электроды с системой подвеса 7, механизмы встряхивания 8, высоковольтные электроагрегаты питания 9, соединенные посредством изоляторов 10 с коронирующими электродами 6, ригели 11 и бункеры 16. В диффузоре 2 на входе электрофильтра 1 установлены газораспределительные элементы 3.
Как показано на фиг. 2 и 3 в диффузоре 2 электрофильтра 1 установлена разрядная решетка 13, расстояние между газораспределительными элементами3 и разрядной решеткой 13 соответствует расстоянию пробоя, с обеспечением возможности создания коронного разряда при подаче напряжения. Разрядная решетка 13 выполнена с возможностью заряда входного потока частиц при подаче напряжения. Позиционирование разрядной решетки 13 в диффузоре 2 осуществляется с одной стороны посредством стабилизирующего изолятора 14, а с другой стороны посредством проходного изолятора 12. Разрядная решетка 13 электрически связана с высоковольтным электроагрегатом питания 15 через проходной изолятор 12.Высоковольтный электроагрегат питания 15 может представлять собой дополнительный высоковольтный электроагрегат питания, питающий исключительно разрядную решетку 13. Стабилизирующий изолятор 14, выполнен с возможностью позиционирования разрядной решетки 13 и препятствия ее перемещению вследствие температурных перепадов, нагрузок от действия газового потока и т.д..
Высоковольтный электроагрегат питания 15 может иметь конструкцию, аналогичную высоковольтным электроагрегатам питания 9, при этом мощность может как совпадать, так и отличаться.
Принцип работы электрофильтра 1 соответствует стандартному за исключением того, что при подаче потока частиц пыли на вход диффузора 2 электрофильтра 1 осуществляют дополнительную предварительную зарядку частиц путем подачи напряжения на разрядную решетку 13.
Следовательно, в заявленной конструкции обеспечивается возможность предварительного заряда частиц пыли на входе диффузора электрофильтра. Предварительно заряженные частицы эффективнее осаждаются в поле первой активной зоны в области первого осадительного электрода, который является ближайшим из осадительных электродов к диффузору на входе электрофильтра.
Представленные иллюстративные варианты осуществления, примеры и описание служат лишь для обеспечения понимания заявляемого технического решения и не являются ограничивающими. Другие возможные варианты осуществления будут ясны специалисту из представленного описания. Объем настоящей полезной модели ограничен лишь прилагаемой формулой полезной модели.