Способ электрической очистки газа и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области электрической очистки газа от жидких и твердых аэрозолей и может быть использовдно при санитарной очистке воздуха , очистке технологических и вентиляционных газов, утилизации ценных продуктов. Цель изобретения - повьшение эффективности очистки газа. Очистку осуществляют в три стадии: вращением совместно с подвижным электродом (ПЭ) относительно неподвижного электрода, пропусканием через каналы ПЭ и пропусканием через вторичный фильтр (ВФ), поляризованный дополнительным электрическим полем. Дополнительное электрическое поле создается ПЭ и сетчатым электродом (СЭ). Скорость движения ионизированного газа через каналы ПЭ и через поверхность ВФ устанавливают одинаковой . Скорость потока очищенного газа, выходящего из ВФ, также устанавливают одинаковой по всей образующей ВФ, Устройство содержит ПЭ, ВФ, СЗ и конус, установленные на валу. ПЭ представляет собой полый цилиндр с каналами, ВФ представляет собой решетчатую обойму из диэлектрика, заполненную поляризуемым пористым материалом , СЭ размещен внутри ВФ и имеет тот же знак потенциала, что и неподвижный электрод. Конус размещен внутри СЭ. Вал соединен проводниками с СЭ в двзпс диаметрально противоположных точках,. Неподвижный электрод имеет отводные патрубки, расположенные по касательным к нему 2 с. и 2з,п, ф-лы, 2 ил. оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1) 4 В 03 С 3/00, 3/)4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3924168/3) — 26 (22) 01.07.85 (46) 07,04.87. Бюл. ¹ 13 (71) Ворошиловградский машиностроительный институт (72) В.И.Красносельский, А.М.Красносельский и Б.Т.Харьковский (53) 621.359.484(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 153010, кл. В 03 С 3/14, 1959. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ

ГАЗА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ)ЦЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области электрической очистки газа от жидких и твердых аэрозолей и может быть использовано при санитарной очистке воздуха, очистке технологических и вентиляционных газов, утилизации ценных продуктов. Цель изобретения — повышение эффективности очистки газа.

Очистку осуществляют в три стадии: вращением совместно с подвижным электродом (ПЭ) относительно неподвижного электрода, пропусканием через ка„„SU„„1301507 A1 налы ПЭ и пропусканием через вторичный фильтр (ВФ), поляризованный дополнительным электрическим полем.

Дополнительное электрическое поле создается ПЭ и сетчатым электродом (СЭ). Скорость движения ионизированного газа через каналы ПЭ и через поверхность ВФ устанавливают одинаковой. Скорость потока очищенного газа. выходящего из ВФ, также устанавливают одинаковой по всей образующей

ВФ. Устройство содержит ПЭ, ВФ, СЭ и конус, установленные на валу. ПЭ представляет собой полый цилиндр с каналами. ВФ представляет собой решетчатую обойму из диэлектрика, за- а полненную поляризуемым пористым материалом. СЭ размещен внутри ВФ и имеет тот же знак потенциала, что и неподвижный электрод. Конус размещен ( внутри СЭ. Вал соединен проводниками с СЭ в двух диаметрально противоположных точках., Неподвижный электрод имеет отводные патрубки, расположенные по касательным к нему 2 с. и 2 з.н. ф-лы 2 ил.

1 1301507 2

Изобретение относится к электри- трода, частицы пыли выбрасываются из ческой очистке газа от твердых и жид- каналов подвижного электрода на периких аэрозолей и может быть использо- ферию и выводятся из потока очищаевано при санитарной очистке воздуха, мого газа. очистке технологических и вентиляци- 5 На третьей ступени очистки ионизионных газов, утилизации ценных про-, рованный поток газа подается на втодуктов. ричный фильтр, поляризованный дополЦель изобретения — повьппение эф- нительным электрическим полем. В мафективности очистки газа. териале фильтра образовано электри-! ческое поле, направленное противопоСущность способа электрической ложно дополнительному электрическому очистки газа заключаетсЯ в том, что полю. При этом на внешней поверхности вторичного фильтра размещены полоцентральное поле создается подвижным электродом, а электрическое поле — жительные полюса диполей, а на внутнеподвижным и подвижным электродами. ренней поверхности вторичного фильтра, сле ствие вязкости газа устанавВследствие вязкости газа уст а размещены отрицательные полюса дипо" ливаетсЯ его вРащательное движен е лей. таким образом, электрическое расположенные ближе к подУ поле в материале вторичного фильтра вижному электроду, вращаются с боль- препятствует прохождению сквозь него шей окРУжной скоРостью, чем слои>Уда- 20 отрицательно заряженных частиц пыли. ленные от него. Поэтому частицы пыли Отрицательно заряженные частицы пыли взвешенные в газе, имеют движение, от- прилипают к внешней поверхности втоличное от движения газа и во враща- ричного фильтра. тельном движении вокруг подвижного электрода вращаются вокруг себя. Из- 25 Частицы пыли под действием центроменение движения частиц пыли относи- бежных сил отбиваются вращающейся потельно потока газа вызывает их допол- верхностью вторичного фильтра или же нительную электризацию, столкновения задерживаются пористым материалом и коагуляции. Эти процессы приводят вторичного фильтра при прохождении к более интенсивному образованию и 30 сквозь него потока газа. Это повьппавыпадению наиболее крупных частиц в ет его фильтрующую способность. Тасовместно действующих в одном направ- ким образом, на вторичном фильтре ленин центробежном и электрическом осуществляется окончательная очистка полях еще до того, как они войдут в газа. каналы подвижного электрода. С целью обеспечения высокого каНа второй стадии очистки ионизи- чества очистки газа обеспечивается рованный гаэ совместно с оставшимися одинаковый его расход через все каначастицами пыли попадает в длинные и лы подвижного электрода и через всю узкие каналы подвижного электрода. поверхность вторичного фильтра. Это

Здесь газ дополнйтельно ионизируется 40 достигается осуществлением одинакоо заряженные поверхности каналов вой скорости движения потока газа (трибоэлектрический эффект). В ре- внутри вторичного фильтра по всей зультате частицы пыли получают допол- длине его образующей, т.е. по мере нительный электрический заряд. При накопления очищенного газа внутри движении ионизированного газа,в ка- 45 вторичного фильтра свободное сечение налах подвижного электрода происхо- для прохода газа внутри вторичного дят его турбулентные перемещения и фильтра пропорционально увеличивациркуляция..В результате этого осу- ется. ществляется коагуляция и выпадение На фиг.l показано устройство для укрупненных частиц на поверхности ка- 50 осуществления способа, продольный налов. Поток газа совместно с части в ; на фиг.2 — сечение А-А на цами пыли в каналах подвижного элек- фиг.1. трода приобретает окружную скорость, Устройство состоит из неподвижноравную окружной скорости подвижного го электрода 1, образующего собой электрода. В результате за счет цент- 55 корпус устройства. Внутри электрода робежных сил, а также за счет сил 1 на валу 2 установлены передний 3 электростатического отталкивания од- и задний 4 фланцы, выполненные из диноименно заряженных частиц пыли и электрика. Передний фланец 3 имеет поверхностей каналов подвижного элек- осевое углубление, в котором размеще3 13015 на прижимная гайка 5 и контргайка 6 с шайбой 7. Задний фланец 4 имеет проходные отверстия, образованные спицами 8, которые размещены под углом к потоку rasa так, что образуют лопасти осевого вентилятора. Между передним 3 и задним 4 фланцами и неподвижным электродом 1 имеются лабиринтные уплотнения 9. На переднем 3 ный электрод 10, представляющий собой полый цилиндр с каналами располоJ женными радиально, Внутри подвижного электрода 10 на переднем 3 и заднем

4 фланцах установлен вторичный фильтр 15

ll, который представляет собой решетчатую обойму из диэлектрика. Внутри обоймы размещен легко поляризуемый пористый материал, например поролон, мелкая прессованная стружка из фторо-20 пласта или оргстекла ° Внутри вторичного фильтра ll на переднем 3 и заднем 4 фланцах установлен сетчатый электрод 12, Внутри последнего на ступицах переднего 3 и заднего 4 фланцев установлен конус 13. Неподвижный электрод 1 имеет впускной 14, выпускной 15 и отводные 16 патрубки.

Внутри вала 2 на изоляторах разме-30 щены неподвижный 17 и подвижный 18 высоковольтные провода, связанные между собой подвижным контактом. Подвижный высоковольтный провод 18 имеет две ветви 19, каждая из которых помещеча в оболочку из диэлектрика

20. Сетчатый электрод 12 связан с валом 2 проводником 21. Вал имеет приводной шкив 22 и упорный выступ 23.

При работе устройства на вал 2 с помощью приводного шкива 22 подается крутящий момент. Благодаря действию прижимной гайки 5 с шайбой 7 и контргайкой 6 передний фланец 3, подвижный электрод 10 и задний фланец 4 прижимаются к упорному выступу 23 и за счет снл трения вращаются вместе

50 от тонких и ультратонких частиц пыли.55 с валом 2 как единое целое. В результате подвижный электрод 10 получает вращение с угловой скоростью 1000015000 об/мин. Это позволяет получить значительные центробежные силы, действующие на поток газа, и соответственно повысить качество очистки его, Одновременно с началом вращения на неподвижный 1 и подвижный 10 электроды подается напряжение величиной 3540 кВ. Это позволяет обеспечить элеки заднем 4 фланцах установлен подвиж-f0

07 4 трическое поле большой напряженности, что дает возможность получить значительные электрические силы, действующие на электрически заряженные частицы пыли. Этот фактор наряду с центро бежными силами также способствует повышению качества очистки газа от тонких и ультратонких частиц пыли.

При этом положительный потенциал высоковольтного источника заземляется и подается на неподвижный электрод 1 и вал 2. Через подвижный контакт с неподвижного высоковольтного провода 17 на подвижный высоковольтный провод 18 и ветви 19 подается высоковольтный отрицательный потенциал на подвижный электрод 10. Высокое напряжение подводится через вал

2. Подвижный контакт размещен на его осевой линии. Это позволяет осуществлять передачу высокого напряжения при минимальных относительных окружных скоростях элементов подвижного контакта, что повысит работоспособность, снизить искрение и подгорание поверхности контакта. По впускному патрубку 14 подается ионизированный поток газа, в котором содержатся отрицательно заряженные ча тицы пыли. Ионизированный поток газа попадает в межэлектродное пространство между неподвижным l и подвижным

10 электродами. При этом отрицательно заряженные частицы пыли под действием сил электрического поля и сил центробежного поля стремятся к неподвижному электроду 1 и через отводные патрубки 16 выводятся из потока газа.

Далее поток газа просасывается через каналы подвижного электрода 10. Здесь осуществляется выпадение частиц пыли на стенки каналов. При этом на стенках каналов и в объеме rasa происходит коагуляция частиц.

Под действием центробежных сил скоагулировавшиеся частицы движутся в радиальном направлении к периферии, в процессе их движения относительно стенок отверстий происходит их дополнительная электризация за счет трибоэлектрического эффекта, так как за счет трения частиц пыли о заряженную поверхность стенок каналов подвижного электрода. При этом частицы пыли приобретают заряд, равный по знаку заряду подвижного электрода и в результате к действию центробежных сил, выводящих частицы пыли на периферию, 1. Способ электрической очистки газа в несколько стадий, включающий воздействие на ионизированный газ

10 центробежным и электрическим полями, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки, воздействие электрического и центробежного полей осуществляют !

5 сначала со скоростью, обеспечивающей турбулентный режим, а на последующих стадиях очистки с постоянной скоростью в стабилизованном режиме течения, причем на последней стадии ионизированный газ дополнительно очищают фильтрацией в знакопеременном электрическом поле и обеспечивают скорость после фильтра одинаковую по всей поверхности фильтрации.

25 2. Устройство для электрической очистки газа, содержащее корпус с отводящим и тангенциальным подводящим патрубками, и цилиндрическим электродом, о т л и ч а ю щ е е с я

30 тем, что, с целью повышения эффективности очистки, цилиндрический электрод снабжен соосным вращающимся валом с установленными на нем конусом, дополнительйым сетчатым электродом

35 и поляризованным фильтром, причем, цилиндрический электрод выполнен с радиальными каналами, а корпус выполнен со щелями по образующей, к которым подсоединены отводящие пат40 рубки.

3. Устройство по п.2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что отношение длины канала к его ширине принимают не менее десяти.

45 4. Устройство по п.2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что поляризованный фильтр выполнен в виде решетчатой обоймы из диэлектрика,.внутри которой размещен поляризуемый мате50 риал.

5 130 добавляются силы электростатического поля,,которые направлены по радиусу к периферии. Таким образом, здесь силы электростатического поля совпадают по направлению с центробежными силами и их действие складывается, что приводит в конечном счете к повышению эффективности очистки.

При дальнейшем движении поток газа попадает на вторичный фильтр 11.

Поляризация последнего осуществляется дополнительным электрическим полем, которое образовано подвижным электродом 10 и сетчатым электродом

12. На вторичном фильтре осуществляется окончательная очистка газа. После чего очищенный газ движется внут ри вторичного фильтра 11. Переменное внутреннее сечение для прохода очищенного газа внутри вторичного фильтра 11 обеспечивается конусом 13. Наличие последнего позволяет уменьшить гидродинамические потери на поворот потока очищенного газа и добиться практически одинаковой скорости движения газа внутри вторичного фильтра

11. Это позволяет добиться равномерного расхода газа через все каналы подвижного электрода 10 и через поверхность вторичного фильтра 11.

Равномерный расход газа через все каналы подвижного электрода 10 и через поверхность вторичного фильтра

11 позволяет осуществить равномерную очистку всего объема газа, поступившего в устройство для осуществления способа. Это повышает качество очистки газа. Спицы 8 заднего фланца 4 при вращении подвижного электрода 10 способствуют откачиванию очищенного газа потребителю..На сетчатый электрод 12 подается положительный потенциал с помощью проводника 21 от вала

2. Величина потенциала 35-40 кВ. С целью обеспечивания динамической уравновешенности и устранения вибрации вала при вращении проводники 21 подсоединены к сетчатому электроду

12 в двух диаметрально противоположных точках и ветви 19 в оболочках из

1507 6 диэлектрика 20 тоже подсоединены в двух диаметрально противоположных точках к подвижному электроду 10.

Формула изобретения

1301507

Риа.1

А-А

Ðèå.2

Составитель Н. Годунова.

Техред М.Ходанич Корректор А.Зимокосов

Редактор М.Бланар

Тираж 512 ПодписноеВНИИПИ Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1175/9

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4