ЭЛЕКТРОФИЛЬТР
ELECTRO-FILTER

Изобретение относится к электрофильтрам - аппаратам для улавливания твердых или жидких частиц из газа с помощью электричества. Эти аппараты применяются в теплоэнергетике, металлургии, нефтехимии, промышленности строительных материалов и других отраслях.
Аналогом и прототипом предлагаемого изобретения являются электрофильтры типа ЭГА И ЭГВ (1. Ф.Г.Банит, А.Д.Мальгин. «Пылеулавливание и очистка газов в промышленности строительных материалов», М: «Стройиздат», 1979, стр.182-183, рис.114(в) (1). 2. Каталог пылеулавливающего оборудования. Под редакцией Л.В.Чекалова. Холдинговая группа «Кондор-Эко - СФ НИИОГАЗ». Ярославль, 2006 г.).
Недостатком этих аппаратов является наличие полуактивных зон в верхней и нижней частях электрофильтра (над коронирующими электродами и под ними).
В этих зонах электрическое поле ослаблено в связи с тем, что оно обусловлено рамой коронирующего электрода, не создающей коронного разряда и объемного заряда. В таком поле электрический пробой промежутка происходит при расстоянии меньшем, чем в активной зоне. В связи с отсутствием коронирующих участков частицы пыли, проходящие через полуактивные зоны, приобретают лишь слабый электрический заряд, т.к. коронирующие элементы активной зоны, создающие ток короны, который заряжает частицы, в значительной мере экранированы. Поэтому в полуактивных зонах пыль улавливается с низкой эффективностью. Этот недостаток более сильно проявляется в электрофильтрах ЭГВ, где разрядный промежуток активной зоны увеличен и составляет 230 мм. Следовательно, расстояние между корпусом, заземленными частями и рамами коронирующих электродов для обеспечения электрической равнопрочности должно составлять более 230 мм. В этот промежуток проходит значительная доля запыленных газов, которые практически не очищаются.
В итоге этот неочищенный газ смешивается на выходе электрофильтра с газом, очищенным с высокой эффективностью в активной зоне, что существенно повышает суммарные выбросы пыли из электрофильтра.
Для исключения указанных недостатков в предлагаемом электрофильтре коронирующие электроды выполнены в виде трубчатой рамы с коронирующими элементами, при этом внешние стороны верхней и нижней труб рам коронирующих электродов снабжены дополнительными коронирующими участками с остриями, направленными на корпус электрофильтра, а минимальное расстояние от концов острий дополнительных коронирующих участков до корпуса относится к минимальному расстоянию между осадительными и коронирующими электродами электрофильтра как 1:1-2.
Кроме того, отличие электрофильтра заключается в том, что концы шпилек коронирующих элементов, выступающие за пределы верхних и нижних труб рам коронирующих электродов, заострены.
Существенным признаком предлагаемого изобретения является тот факт, что установка коронирующих острий с внешней стороны верхних и нижних труб коронирующих рам позволяет создать объемный заряд в полуактивных зонах. Наличие объемного заряда повышает уровень пробивного напряжения и таким образом появляется возможность уменьшить высоту полуактивной зоны и переток запыленного газа через эту зону.
Вместе с тем, создание коронного разряда позволяет увеличить степень очистки газов в полуактивной зоне и, следовательно, снизить суммарные выбросы из электрофильтра.
Устройство предлагаемого электрофильтра приведено на Фиг.1, 2, 3.
На Фиг.1 изображен общий вид одного поля электрофильтра. Остальные поля электрофильтра на Фиг.1 не изображены, т.к. они аналогичны указанному.
На Фиг.2 (Вид А) показано поперечное сечение поля электрофильтра.
На Фиг.3 изображен дополнительный коронирующий участок с острием, направляемым на корпус электрофильтра. Такими участками снабжены внешние стороны верхних и нижних труб рам коронирующих электродов.
Перечень позиций на фигурах.
1 - корпус электрофильтра;
2 - осадительные электроды;
3 - коронирующие электроды;
4 - шпилька коронирующего элемента;
5 - труба рамы коронирующего электрода;
6 - коронирующий элемент;
7 - полуактивные зоны.
В корпусе 1 установлены осадительные электроды 2. Между ними подвешены на изоляторах (не показаны) коронирующие электроды 3, представляющие собой трубчатые рамы 5, начиненные коронирующими элементами 6. В верхней и нижней трубах коронирующие элементы крепятся с помощью шпилек 4. Для создания коронного разряда в полуактивных зонах 7 электрофильтра концы шпилек, выступающие снаружи верхней и нижней труб, заострены.
Отношение минимального расстояния от концов острий дополнительных коронирующих участков до корпуса к минимальному расстоянию между осадительными и коронирующими электродами электрофильтра, равное 1:1-2, обусловлено необходимостью обеспечения электрической равнопрочности указанных расстояний.
Если электрический пробой между дополнительными участками и корпусом произойдет раньше, чем в активной зоне, то степень очистки газов в активной зоне снизится. При улавливании нелипких высокоомных пылей это расстояние будет 1:1,0.
При улавливании липких электропроводных пылей возможно скопление их на корпусе электрофильтра. В этом случае пробивной промежуток между остриями дополнительных коронирующих участков и корпусом электрофильтра сокращается. Для обеспечения электрической равнопрочности необходимо соотношение промежутков в диапазоне 1:2,0. Увеличение этого соотношения более чем 1:2,0 нецелесообразно по причине увеличения объема перетекающего газа через получившиеся полуактивные зоны 7 (Фиг.1).
Функционирование электрофильтра осуществляется следующим образом.
Основная масса очищаемого газа поступает (Фиг.1) в активную зону и проходит между осадительными электродами, где происходит зарядка и осаждение частиц, содержащихся в газе. Небольшая часть газа (примерно 0,5…2,0%) от общего количества газа проходит через полуактивные зоны выше и ниже активной зоны. Благодаря тому что верхняя и нижняя рамы коронирующих электродов оснащены участками с остриями, направленными на детали корпуса, в полуактивных зонах образуется достаточно интенсивное поле коронного разряда. При этом происходят зарядка и осаждение частиц из пылевого потока. В качестве участка с остриями может быть использован любой вид коронирующего элемента с остриями. При этом корпус дополнительного коронирующего элемента может привариваться к верхней и нижней рамам коронирующего электрода.
Наиболее экономичным вариантом реализации предлагаемого изобретения является применение заостренных шпилек (Фиг.3). По этому варианту в процессе изготовления шпилек после нарезания на них резьбы производится их обрубка не под прямым (как обычно), а под острым углом. Эта операция обеспечивает уменьшение радиуса кривизны выступающих концов шпилек, создание коронного разряда в полуактивной зоне, более интенсивные зарядку и осаждение частиц.
3
Необходимо отметить, что актуальность предлагаемого изобретения обусловлена повышением требований к выбросам из электрофильтров, которые теперь должны составлять 150…50, а нередко и 20 мг/м в очищенном газе. Обеспечение этих требований без интенсификации улавливания частиц в полуактивных зонах становится затруднительным, т.к. требует существенных затрат на увеличение длины активной зоны электрофильтра.
Использование предлагаемого изобретения позволит уменьшить длину электрофильтра на 10…15%.