ЭЛЕКТРОФИЛЬТР

Полезная модель относится к машиностроению, а конкретнее к электрофильтрам - аппаратам для очистки газов от взвешенных частиц, используемых в различных отраслях промышленности и может быть использован при очистке выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.
Известны электрофильтры, состоящие из корпуса, трубчатых осадительных электродов активная зона которых оснащена коронирующими электродами типа БВК. [Биргер М.И., Вальдберг А.Ю., Мягков Б.И. и др. Справочник по пылезолоулавливанию. 2-е издание. М., Энергия, 1983 г., с.206.].
Недостатком электрофильтров является низкая степень очистки газов.
2
1
1
2
1
1
Известен электрофильтр, состоящий из корпуса, осадительных электродов, изготовленных из труб, и коронирующих электродов, состоящих из чередующихся прямолинейных участков L и участков, выполненных в виде цилиндрической пружины L, причем общая длина коронирующих элементов L, диаметр спирали d и расстояние между витками спирали δ зависят от параметров очищаемого пылегазового потока и находятся в диапазонах: L=0,1…0,5 м; L=0,1…0,5 м; d=0,1…0,5·D; δ=10…20·d, где D - внутренний диаметр осадительного электрода, d - диаметр прямолинейного участка коронирующего электрода. [Патент РФ №2337746, МПК B01D 35/06, В03С 3/40, опубл. 26.03.07., БИ №, авторы Курицин Н.А., Санаев Ю.И., Морозов Ю.М. «Электрофильтр»].
Недостатком электрофильтра является низкая степень очистки газов.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом является повышение качества очистки газов от мелкодисперсных частиц, за счет создания во всей зоне очистки электростатического поля.
Технический результат достигается тем, что электрофильтр, состоящий из корпуса с крышками с входным и выходными патрубками цилиндрических осадительных электродов, закрепленных к корпусу через изоляторы и коронирующих электродов, состоящих из спиралеобразных участков, закрепленных через изоляторы к крышкам электрофильтра, причем осадительный электрод в середине выполнен с щелевым отверстием и патрубком вывода шлама на корпусе, внутри электрода соосно ему установлена перфорированная цилиндрическая вставка из диэлектрика, образуя между осадительным электродом и перфорированной цилиндрической вставкой кольцевую щель, в которой размещен катализатор в форме перфорированных таблеток, а спиралеобразный коронирующий электрод выполнен из двух равных частей с разносторонней закруткой спирали, которые в свою очередь электрически последовательно соединены между собой и закреплены к ветряным колесам, которые установлены у основания осадительного электрода на прямолинейном участке коронирующего электрода, причем наружный диаметр спирали равен внутреннему диаметру перфорированной цилиндрической вставки осадительного электрода.
Повышение качества очистки газов от мелкодисперсных частиц и аэрозолей достигается наличием электростатического поля в зоне очистке и уменьшением вторичного уноса осажденных мелкодисперсных частиц и аэрозолей, что обеспечивается выполнением коронирующих электродов из коронирующего прямолинейного и двух спиралеобразных участков с разносторонней закруткой и полой перфорированной цилиндрической вставкой внутри осадительного электрода, а также выполнением спиралеобразных участков коронирующего электрода с наружным диаметром спирали равным внутреннему диаметру перфорированной цилиндрической вставки осадительного электрода и наличием привода в виде ветряных колескоронирующего электрода, а наличие катализатора в кольцевой щели между полой перфорированной вставкой и осадительным электродом позволяет обезвреживать выхлопные газы и удалять из очищаемого газа углеводороды, монооксид углерода и масляные составляющие.
На фиг.1 показан электрофильтр, общий вид в разрезе, на фиг.2 изображен разрез А-А фиг.1.
Электрофильтр состоит из корпуса 1 с крышками 2 с входным и выходным патрубками и патрубком выхода шлама 3, осадительных электродов 4 в форме цилиндра в центре с щелевым отверстием 5 в их средней части и перфорированных цилиндрических вставок 6 из диэлектрика, закрепленных изоляторами 7 к корпусу электрофильтра, катализатора 8 в форме прессованных перфорированных таблеток, размещенных по оси осадительных электродов и закрепленных через изоляторы 9 к крышкам электрофильтра коронирующих электродов с прямолинейным участком 10, первым 11 и вторым 12 спиралеобразными участками, а также ветряными колесами 13.
Электрофильтр работает следующим образом.
Выхлопные газы поступают в корпус 1 электрофильтра через входной патрубок, который установлен в крышке 2 корпуса электрофильтра. При попадании очищаемого газа в корпус электрофильтра его скорость уменьшается, и поток разделяется на две части, каждая из которых направляется внутрь осадительного электрода 4.
Осадительный электрод 4 выполнен в форме цилиндра и закреплен к корпусу электрофильтра через изолятор 7. Внутри осадительного электрода установлена перфорированная цилиндрическая вставка 6, выполненная из диэлектрика, которая закреплена к изоляторам 7. Осадительный электрод 4 и перфорированная цилиндрическая вставка 6 образуют кольцевую щель, в которой размещен катализатор 8 в форме перфорированных таблеток. В середине осадительного электрода по окружности выполнено щелевое отверстие 5, которое необходимо для удаления осевших дисперсных частиц с перфорированной цилиндрической вставки 6.
Перфорация в цилиндрической вставке 6 обусловлена необходимостью контакта очищаемого газа с катализатором.
По оси осадительного электрода с возможностью вращения установлен коронирующий электрод, который состоит из коронирующего прямолинейного 10 и спиралеобразного участка. Концы коронирующего прямолинейного участка электрода закреплены через изоляторы 9 к крышкам 2 электрофильтра. Спиралеобразный участок коронирующего электрода выполнен из двух равных частей первой 11 и второй 12. Эти части последовательно соединены между собой и закреплены к ветряным колесам 13, которые установлены на коронирующем прямолинейном участке электрода 10 у оснований осадительного электрода 4. При прохождении газового потока через ветряные колеса 13 они вращаются и вращают спиралеобразный участок коронирующего электрода.
Первая часть спиралеобразного электрода 11 выполнена с правой закруткой, а вторая 12 - с левой, а наружный диаметр спирали спиралеобразного электрода равен внутреннему диаметру перфорированной цилиндрической вставки 6.
При вращении спиралеобразного электрода, его участок с левой закруткой обеспечивает удаление дисперсных частиц осевших на первой половине перфорированной цилиндрической вставке, а участок с правой закруткой обеспечивает удаление дисперсных частиц, осевших на ее второй половине. Спиралеобразные участки направляет дисперсные частицы в щелевое отверстие 5, через которое они проваливаются в корпус 1 электрофильтра и удаляются из него через патрубок выхода шлама 3.
На прямолинейном участке коронирующего электрода при подаче высокого напряжения возникает коронный разряд, благодаря которому проходящие дисперсные частицы приобретают заряд, направляются к осадительному электроду и осаждаются на перфорированной цилиндрической вставке 6, после чего снимаются с перфорированной цилиндрической вставки спиралеобразным участком коронирующего электрода и удаляются через щелевое отверстие 5 осадительного электрода 4. Одновременно с очисткой дисперсных частиц, содержащихся в газовом потоке, происходит обезвреживание токсичных компонентов газового потока, которое обусловлено наличием катализатора 8 в виде перфорированных прессованных таблеток установленных в кольцевой щели, образованной осадительным электродом и перфорированной цилиндрической вставкой.
После того как газовый поток пройдет через второе ветряное колесо 13, он выходит из электрофильтра через выходной патрубок и выпускается в атмосферу.
В связи с тем, что витки спиралеобразного участка коронирующего электрода расположены близко друг к другу, коронный заряд здесь отсутствует, а напряженность электрического поля будет значительно выше. В итоге происходит более эффективное осаждение заряженных частиц, так как в этот момент дисперсные частицы подвержены действию не только электрического, но и электростатического поля повышенной напряженности.
В связи с тем, что спиралеобразный и прямолинейный участок коронирующего электрода соединены параллельно, то напряжение, подаваемое на коронирующий электрод, сохраняется одинаковым на всех участках коронирующего электрода, что способствует обеспечению стабильности коронного разряда на всем прямолинейном участке коронирующего электрода.
В качестве материала прессованных пористых таблеток можно использовать оксид алюминия, бентонитовую глину, отходы цветной металлургии и другие.
Предлагаемый электрофильтр позволяет повысить качество очистки газа от дисперсных частиц и аэрозолей в 1,5-2 раза, позволяет удалять из очищаемого газа углеводороды (не менее 75%), монооксид углерода (50-70%), масляные составляющие (до 90%).