ЭЛЕКТРОФИЛЬТР

Предложение относится к области сухой очистки газов и может быть использовано в энергетике, черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов и др.
Известен электрофильтр, содержащий корпус, осадительные электроды и коронирующие электроды с элементами, ударные механизмы встряхивания, электропитание, бункеры. Для эффективной работы известного электрофильтра обеспечивают повышенную напряженность поля путем повышения плотности тока при использовании проволочных коронирующих элементов с малым радиусом: 2÷3 мм (См. Ужов В.Н. Очистка промышленных газов электрофильтрами, М., Издательство «Химия», 1967 г., с.53, 54,55, формулы 48, 52, 53).
Недостатком известного решения является недостаточная эффективность электрофильтра при пульсирующем характере напряжения, подаваемого на коронирующие электроды промышленных электрофильтров. Амплитуда пульсаций увеличивается с увеличением плотности тока, потребляемого электрофильтром. Это неизбежно приводит к снижению среднего напряжения и, соответственно, к уменьшению эффективности улавливания пыли. Указанный эффект проявляется в большей степени в случае применения игольчатых коронирующих электродов с повышенной эмиссионной способностью, частности, с пониженным напряжением зажигания коронного разряда, т.е. с более малым радиусом кривизны конца иголки коронирующих элементов.
Технической задачей предложенного решения является повышение эффективности электрофильтра.
Техническая задача решается за счет того, в электрофильтре, содержащем корпус, осадительные электроды и коронирующие электроды с элементами, ударные механизмы встряхивания, электропитание, бункеры, коронирующие электроды снабжены игольчатыми коронирующими элементами, имеющими радиус кривизны конца иголки равный 0,1-0,2 мм, при этом электропитание электрофильтра осуществляется от трехфазного или высокочастотного высоковольтного преобразователя.
Плотность тока коронного разряда тем выше, чем ниже напряжение зажигания коронного разряда, зависящее от радиуса кривизны конца иголки.
Увеличение плотности тока и, соответственно, плотности объемного заряда в межэлектродном промежутке приводит к увеличению напряженности электрического поля во внешней зоне коронного разряда (См. Ужов В.Н. Очистка промышленных газов электрофильтрами, М., Издательство «Химия», 1967 г., с.51, рис.10). Это приводит к повышению интенсивности осаждения заряженных частиц пыли и увеличению степени очистки газов (См. Ужов В.Н.Очистка промышленных газов электрофильтрами, М., Издательство «Химия», 1967 г., с.54, 55, формулы 48, 52, 53).
Для максимальной реализации положительного эффекта от применения коронирующих электродов с пониженным напряжением зажигания коронного разряда, предлагаем при пульсирующем характере напряжения, подаваемого на коронирующие электроды, осуществлять питание полей электрофильтра от трехфазных или высокочастотных агрегатов. При этом, пульсации напряжения на электродах незначительны, а среднее напряжение на электродах практически равно амплитудному значению. Токи коронного разряда увеличиваются более чем на 40%.
На фиг.1 изображен общий вид электрофильтра.
На фиг.2 осциллограмма пульсаций напряжения при однофазном двухполупериодном питании.
На фиг.3 осциллограмма пульсаций напряжения при трехфазном двухполупериодном питании.
Электрофильтр содержит корпус 1, осадительные электроды 2, коронирующие электроды 3 с элементами 4, ударные механизмы встряхивания 5 и 6, электропитание 7, бункеры 8.
В электрофильтре плотность тока коронного разряда тем выше, чем ниже напряжение зажигания коронного разряда 9, зависящее от радиуса кривизны конца иголки. Увеличение плотности тока и, соответственно, плотности объемного заряда в межэлектродном промежутке приводит к увеличению напряженности электрического поля во внешней зоне коронного разряда, обусловливающему повышение интенсивности осаждения заряженных частиц пыли и увеличение степени очистки газов.
Питание полей электрофильтра током высокого напряжения 7 производится с помощью агрегатов, силовая часть которых состоит из высоковольтного трансформатора и выпрямителя, собранного по мостовой схеме. В условиях развитого коронного разряда поле электрофильтра представляет собой активно-емкостную нагрузку, в которой активной составляющей является ионизированные промежутки между коронирующими и осадительными электродами, а емкостной - электрическая емкость между этими электродами.
В электрической цепи агрегата питания синхронно с импульсами выпрямленного высокого напряжения (фиг.2) возникают импульсы тока (не показано), за счет чего происходит зарядка электрической емкости (восходящая кривая 10)между электродами. Ток зарядки прекращается в момент, когда амплитуда выпрямленного напряжения достигает уровня пробивного 11 напряжения на коронирующих электродах. Далее происходит разряд электрической емкости (вниз сходящая кривая 12) электродной системы поля посредством короны до пересечения со следующим восходящим импульсом выпрямленного высокого напряжения и с появлением следующего импульса тока зарядки. Таким образом, напряжение на коронирующих электродах электрофильтра имеет характер пульсаций с максимальным значением, ограниченным пробивным напряжением межэлектродного промежутка. С увеличением плотности тока, потребляемого электрофильтром, кривая 12 приобретает более крутой характер, что неизбежно приводит к увеличению амплитуды пульсаций и, как следствие, к снижению среднего напряжения 13 и, соответственно, к уменьшению эффективности улавливания пыли. Указанный эффект проявляется в большей степени в случае применения игольчатых коронирующих электродов с повышенной эмиссионной способностью, частности, с пониженным напряжением зажигания коронного разряда, т.е. с более малым радиусом кривизны конца иголки равным 0,1-0,2 мм.
С целью максимальной реализации положительного эффекта от применения коронирующих электродов с пониженным напряжением зажигания коронного разряда, связанного с повышением плотности объемного заряда и напряженности у осадительного электрода, и исключения отрицательного эффекта при разрядке, предлагаем осуществлять питание полей электрофильтра от трехфазных или высокочастотных агрегатов. Изменение величины пульсаций напряжения на электродах при питании поля электрофильтра от трехфазного агрегата показано на осциллограммах (фиг.3). Как видим, при питании от трехфазного агрегата пульсации напряжения незначительны, среднее напряжение 13 на электродах практически равно амплитудному значению 11.
Электрофильтр работает следующим образом.
Запыленный газовый поток поступает в электрофильтр. В активной зоне электрофильтра пылегазовый поток проходит через электрические поля высокой напряженности, создаваемого между осадительными 2 и коронирующими 3 электродами при подаче высокого напряжения высоковольтным источником питания 7. На некотором пониженном уровне напряжения 9 из-за более малого радиуса кривизны конца иголки (радиус кривизны 0,1-0,2 мм) происходит зажигание короны. Одновременно при подъеме напряжения происходит зарядка емкости электрофильтра. Дальнейший подъем напряжения до пробивного приводит к образованию объемного заряда в межэлектродном пространстве и зарядке частиц пыли. По достижении уровня пробоя, питание прекращается, и происходит разрядка накопленной емкости. В результате заряженные частицы пыли, находясь под действием пульсирующего напряжения, перемещаются к осадительным 2 электродам, оседают на них, а очищенный газовый поток выходит из фильтра. Для снижения пульсаций напряжения и, соответственно, повышения эффективности очистки используют трехфазный или высокочастотный высоковольтный преобразователь. После осаждения на осадительных 2 электродах определенного количества пыли происходит их встряхивание ударными механизмами, и через бункеры 8 уловленная пыль удаляется из электрофильтра.
Таким образом, использование игольчатых коронирующих элементов с радиусом кривизны конца иголки 0,1-0,2 мм в сочетании с трехфазным или высокочастотным высоковольтным электропитанием обеспечивает повышение эффективности электрофильтра.