Электрофильтр для очистки газов

 

Использование: на тепловых электростанциях и в ряде отраслей промышленности для очистки воздуха и промышленных газов от пыли, золы и аэрозольных частиц. Сущность изобретения: перед каждым полем фильтра и между секциями перпендикулярно направлению движения газового потока установлен конденсатор, выполненный в виде двух сетчатых пластин, расположенных одна от другой на расстоянии, большем пробойного. Одна из пластин заземлена, другая изолирована от корпуса фильтра и подключена к источнику импульсного напряжения, формирующего импульсы длительностью 0,1 - 5 мкс при амплитуде напряженности электрического поля в зазорах фильтра 3 - 10 кВ/см. 1 ил.

Изобретение относится к области электрогазоочистки, в частности к устройствам электрической очистки промышленных газов и воздуха от дисперсных частиц (пыли, золы, аэрозолей и т. п. ). Оно может найти применение на тепловых электростанциях, в угольной, цементной, металлургической, химической, нефтегазовой и ряде других отраслей промышленности.

Известен электрофильтр для очистки газов от дисперсных частиц, содержащий ряд полей, разделенных на секции, с размещенными внутри каждой секции системами осадительных и коронирующих электродов, соединенных с источником как униполярного, так и импульсного напряжений. В таком фильтре импульсное напряжение накладывается на постоянную составляющую электрического поля. Это обеспечивает увеличение заряда, накапливаемого на дисперсных частицах, возрастанию их дрейфовой скорости и степени очистки проходящего через фильтр газа.

Однако для реализации данного способа требуется большая мощность импульсного источника питания, особенно в фильтрах с большими габаритами, и соответственно значительной электрической емкостью между осадительными и коронирующими электродами. Так, в прототипе при формировании импульсов длительностью 60-250 мкс, мощность импульсного источника питания равнялась 1,25 МВт. Кроме того, в таких фильтрах все-таки недостаточна степень очистки газа от пыли и велики их продольные габариты.

Целью изобретения является уменьшение энергопотребления, увеличение степени очистки газа от дисперсных частиц и сокращение продольных габаритов электрофильтра.

Для достижения поставленной цели электрофильтр, содержащий ряд полей, разделенных на секции, с размещенными в каждой секции системами осадительных и коронирующих электродов, соединенных с источниками униполярного и импульсного напряжений, последний выполнен короткоимпульсным, формирующим импульсы длительностью 0,1-5 мкс при амплитуде напряженности электрического поля в зазорах электрофильтра 3-10 кВ/см, а перед каждым полем и между секциями перпендикулярно плоскостям осадительных электродов установлен конденсатор, выполненный в виде двух сетчатых пластин с живым сечение 35-45% , расположенных друг от друга на расстоянии, большем пробойного, причем конденсатор удален от секции на расстояние, большее пробойного, одна из его пластин заземлена, а вторая подключена к импульсному источнику питания и изолирована от корпуса.

На чертеже показана схема трехпольного электрофильтра для очистки газов от дисперсных частиц. Электрофильтр содержит ряд полей 1, разделенных на отдельные секции 2, в которых размещены осадительные 3 и коронирующие 4 электроды. Перед каждым полем перпендикулярно плоскостям осадительных электродов 3 и направлению движения потока газа 5 установлены конденсаторы, каждый из которых выполнен в виде двух сетчатых пластин 6, одна из которых изолирована от корпуса фильтра. Система электродов каждого поля имеет самостоятельный агрегат питания, состоящий из источника униполярного 7 и импульсного 8 напряжений.

Работа электрофильтра состоит в следующем. Одна из пластин конденсатора заземлена, а вторая изолирована, и подключена к источнику 8. На осадительные 3 и коронирующие 4 электроды от источника 7 подается униполярное высокое напряжение. Между этими электродами действует электрическое поле одной полярности, за счет которого осуществляется дрейф дисперсных частиц к осадительным 3 электродам электрофильтра. При подаче импульсов от источника 8 на электроды 3, 4 напряжение электрического поля между этими электродами периодически возрастает с частотой подачи импульсов, обеспечивая более эффективную зарядку частиц. Когда на сетчатые пластины конденсатора 6 подают импульсное напряжение от источника 8, то при прохождении газа сквозь них происходит предионизация дисперсных частиц. Поскольку пластины 6 выполняются сетчатыми, а их размеры определяются поперечными габаритами корпуса электрофильтра, то электрическая емкость этих электродов во много раз меньше емкости основных электродов 3-4 поля фильтра. Это позволяет уменьшить по сравнению с прототипом длительность подаваемых на электроды импульсов и мощность импульсного источника питания. Известно, что уменьшение длительности импульсов повышает предельное напряжение пробоя. При длительности импульсов 0,1-5 мкс амплитуда напряженности электрического поля может быть в 2-3 раза больше, то есть 3-10 кВ/см. Дисперсные частицы в активную зону между электродами 3 и 4 попадают заряженными. В этой зоне скорость дрейфа частиц к осадительным электродам увеличиваются не только за счет предионизации частиц, но и увеличения амплитуды импульсного электрического поля, действующего между электродами 3-4, обеспечиваемой за счет сокращения длительности импульсов источника питания 8. Увеличение напряженности импульсного электрического поля приводит к возрастанию заряда, осаждаемого на частицах, повышению степени очистки и сокращению продольных габаритов электрофильтра.

При введении дополнительных сетчатых электродов, электрическая емкость которых в 30 раз меньше емкости основных электродов поля фильтра, можно сократить длительность импульсов до величины 0,1-5 мкс, увеличить амплитуду электрического поля между электродами в 2-3 раза, а среднюю суммарную мощность импульсных источников питания уменьшить в 1,5-2 раза. Увеличение амплитуды напряженности электрического поля импульсного источника питания в 3 раза увеличивает степень ионизации примерно на порядок, а его энергопотребление уменьшает не менее чем в 30 раз. Увеличение степени ионизации частиц за счет диффузной зарядки в 4-9 раз предионизатором при последующем сохранении степени ионизации в секциях фильтра позволяет увеличивать скорость дрейфа таких частиц в 3-5 раз. При тех же самых остальных параметрах фильтра это дает возможность увеличить степень очистки с 95 до 96,3-99,94% и уменьшить его продольные габариты в 2-3 раза. (56) Dinelly G. , Rea M. Italian utility tests pulse energisation of precipitation. - Modern Power Sistem. 1985, august. - P. 56-59.

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ от дисперсных частиц, состоящий из ряда полей, разделенных на секции с размещенными в каждой секции системами коронирующих и осадительных электродов, соединенных с источниками униполярного и импульсного напряжения, отличающийся тем, что источник импульсного напряжения выполнен короткоимпульсным, формирующим импульсы, длительностью 0,1 - 5 мкс, при амплитуде напряженности электрического поля в зазорах фильтра 3 - 10 кВ/см, а электрофильтр снабжен установленным перед каждым полем и между секциями фильтра перпендикулярно к плоскостям соединительных электродов конденсатором, выполненным в виде двух сетчатых пластин с живым сечением 35 - 45% , расположенных одна от другой на расстоянии, большем пробойного, причем конденсатор удален от секции на расстояние, большее пробойного, одна из его пластин заземлена, а вторая изолирована от корпуса и подключена к импульсному источнику напряжения.

РИСУНКИ

Рисунок 1