Вертикальный электрофильтр
Изобретение относится к электрофильтрам и может использоваться для очистки промышленных газов от твердых и жидких частиц. Вертикальный электрофильтр включает корпус, провода коронирующих электродов и трубы трубчатых осадительных электродов, газораспределительное устройство, диффузор и конфузор для входа и выхода очищаемых газов и устройство вывода уловленного продукта. Трубы осадительных электродов выполнены с внутренним диаметром 200...300 мм с краями, закругленными по радиусу 15...40 мм. Коронирующий электрод выполнен из провода диаметром 0,5...3 мм, а в месте прохода через края труб осадительного электрода на него надеты металлические трубки с наружным диаметром 5...10 мм. При этом один конец трубок заходит внутрь труб осадительных электродов на глубину 130...250 мм, другой конец трубок выступает от краев труб осадительных электродов на 250...400 мм, и края этих трубок закруглены. Технический результат состоит в повышении степени очистки газов. 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к области электрической очистки промышленных газов от твердых и жидких частиц.
Предлагаемый вертикальный электрофильтр предназначен для очистки газов от смолы, масляных туманов и пыли генераторных и коксохимических газов с температурой до 60°С.
Аналогом предлагаемого электрофильтра являются мокрые электрофильтры типа С, ПГ [1, стр.226], состоящие из проволочных коронирующих и трубчатых осадительных электродов. В электрофильтрах уловленный продукт стекает с электродов самостоятельно или путем смыва жидкостью с помощью форсунок.
Наиболее близким прототипом предлагаемого изобретения является электрофильтр типа С-7,2 [1, стр.226]. Основным недостатком аналогов и прототипа является малая степень очистки газов. В этих электрофильтрах улавливается 97...98% смолы и масел, содержащихся в газах [2, стр.258], что при современных требованиях недостаточно.
Предлагаемый электрофильтр лишен указанного недостатка за счет оптимизации основных конструктивных параметров, влияющих на степень очистки газов. На фиг.1 приведен общий вид вертикального электрофильтра. На фиг.2 изображено предлагаемое устройство ввода коронирующего электрода внутрь осадительного электрода (трубы).
Перечень деталей, обозначенных на фиг.1:
1 - корпус электрофильтра;
2 - провода коронирующих электродов;
3 - устройство токоввода;
4 - устройство подвеса коронирующих электродов;
5 - конфузор (устройство для выхода газов);
6 - трубы трубчатых осадительных электродов;
7 - газораспределительное устройство;
8 - диффузор (устройство для входа газов);
9 - устройство вывода уловленного продукта.
Перечень деталей, обозначенных на фиг.2:
6 - трубы трубчатого осадительного электрода;
2 - коронирующий электрод;
10 - насадок трубчатого осадительного электрода;
11 - металлическая трубка.
Вертикальный электрофильтр состоит из корпуса (1), внутри которого с помощью подвеса (4) (фиг.1) установлены коронирующие электроды (2) внутри трубчатых осадительных электродов (6). К коронирующим электродам подключается источник высокого напряжения (на фиг. не показан) с помощью устройства токоподвода (3) (фиг.1).
В корпусе электрофильтра имеются:
- диффузор (8) для входа очищаемых газов;
- конфузор (5) для выхода очищенных газов;
- устройство (9) вывода уловленного продукта;
- газораспределительное устройство (7) для равномерной раздачи газа по сечению электрофильтра.
Функционирование вертикального электрофильтра осуществляется следующим образом: газ, содержащий твердые и жидкие частицы, поступает в корпус электрофильтра (1) через диффузор (8), проходит через газораспределительное устройство (7) и далее перемещается в трубах трубчатых осадительных электродов (6). Благодаря коронному разряду с коронирующих электродов (2) происходит ионизация и осаждение частиц на внутренней поверхности трубчатых осадительных электродов (6). Осажденные твердые и жидкие частицы стекают вниз и удаляются из электрофильтра через устройство вывода уловленного продукта (9).
Эффективная работа электрофильтров обеспечивается в первую очередь путем повышения величины питающего высокого напряжения, которое определяется величиной пробивного напряжения в электрофильтре. Повышение величины пробивного напряжения в предлагаемом электрофильтре обеспечено комплексом конструктивных решений.
Отличие электрофильтра заключается в том, что трубы осадительных электродов выполнены с внутренним диаметром 200...300 мм с краями, закругленными по радиусу 15...40 мм, коронирующий электрод выполнен из провода диаметром 0,5...3 мм, а в месте прохода через края труб осадительного электрода на него надеты металлические трубки наружным диаметром 5...10 мм, при этом трубки заходят внутрь труб осадительных электродов на глубину 130...250 мм, другой конец трубок выступает над краями труб осадительных электродов на 250...400 мм, и края этих трубок закруглены.
Указанные диапазоны внутренних диаметров труб 200...300 мм с большей стороны ограничены тем, что увеличение их диаметра приводит к сокращению их количества и в итоге к ограничению суммарной площади осаждения и, как следствие, к снижению степени очистки газов электрофильтром. С другой стороны, уменьшение диаметра труб ниже 215 мм приводит к тому, что влияние расцентровки коронирующей системы (всегда имеющей место в реальном электрофильтре) становится слишком ощутимым и приводит к снижению пробивных напряжений и, как следствие, к снижению степени очистки газов.
Определение величины радиуса оптимальных закруглений 15...40 мм было проведено экспериментально исходя из условия наибольших пробивных напряжений.
Выбор диаметра коронирующего электрода обусловлен, с одной стороны (минимальное значение=0,5 мм), механической прочностью коронирующих элементов, а с другой стороны, существенным снижением степени очистки газов при диаметре большем 3 мм.
В местах прохода коронирующих проводов через края труб осадительных электродов на коронирующие провода надеты трубки диаметром 5...10 мм. При диаметре трубок больше 5 мм и меньше 10 мм пробои происходят на трубку при больших рабочих напряжениях, чем при открытом проводе. При диаметре трубок меньше 5 мм и больше 10 мм пробой также будет происходить на трубки, но рабочее напряжение будет существенно ниже.
Эти значения установлены экспериментально и обеспечивают параметры электрического поля, позволяющие получить небольшую степень очистки газов. Как показали экспериментальные исследования, одним из важных параметров является величина заглубления трубок в трубу осадительного электрода. Увеличение заглубления приводит к сокращению длины активной части коронирующих электродов. Малая величина снижает величину пробивного напряжения.
Оптимальная величина заглубления находится в диапазоне 130...250 мм. При этом существенным моментом является тот факт, что края этих трубок не имеют острых кромок и, кроме этого, они закруглены. Другие концы трубок выступают наружу из осадительных электродов на расстояние 250...400 мм, что позволяет гарантировать оптимальную величину пробивных напряжений и соответственно высокую степень очистки газов на уровне 99,9% и выходную запыленность не более 10 мг/м3. Электрофильтр с заявляемыми параметрами: диаметром труб осадительных электродов - 209 мм с краями, закругленными по радиусу - 15 мм; диаметром коронирующего электрода - 2,0 мм с металлическими трубками диаметром 5,0 мм; указанными в формуле изобретения параметрами заглубления - 200 мм, выступами от краев труб - 350 мм - был внедрен ОАО "СФ НИИОГАЗ" на ОАО "Губахинский кокс" в 2005 году. Эффективность пылеулавливания электрофильтром составила 99,9% при выходной запыленности менее 10 мг/м3, в то время как электрофильтры старой конструкции, находящиеся в эксплуатации в настоящее время, обеспечивают степень очистки не выше 97-98%.
Источники информации
1. Алиев Г.М. - А. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов. Справ. изд. М.: Металлургия. 1986.
2. Ужов В.Н. Очистка промышленных газов электрофильтрами. М.: Химия, 1967.
Вертикальный электрофильтр, включающий корпус, провода коронирующих электродов, трубы трубчатых осадительных электродов, газораспределительное устройство, диффузор, конфузор для входа и выхода очищаемых газов, вывод уловленного продукта, отличающийся тем, что трубы осадительных электродов выполнены с внутренним диаметром 200...300 мм с краями, закругленными по радиусу 15...40 мм, коронирующий электрод выполнен из провода диаметром 0,5...3 мм, а в месте прохода через края труб осадительного электрода на него надеты металлические трубки наружным диаметром 5...10 мм, при этом один конец трубок заходит внутрь труб осадительных электродов на глубину 130...250 мм, другой конец трубок выступает от краев труб осадительных электродов на 250...400 мм и края этих трубок закруглены.
