Электрофильтр двухзонный


 


Владельцы патента RU 2476271:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (RU)

Изобретение относится к оборудованию по охране окружающей воздушной среды от пыли, сажи, дыма и вредных веществ на промышленных предприятиях, в жилых и нежилых помещениях и в административно-бытовых зданиях. Электрофильтр двухзонный содержит заключенные в корпус (1) ионизатор (2), осадитель (3), состоящий из установленных параллельно воздушному потоку коронирующих (4) и некоронирующих (5) электродов, источник высокого напряжения (6). Электрофильтр снабжен устройством для образования гидратированных ионов (7), содержащим закрепленную в нижней части корпуса емкость (8) с водой и расположенными в ней кольцевым короткозамкнутым анодом (9) и замкнутым в кварцевую трубку (10) цилиндрическим катодом (11). Цилиндрический катод установлен таким образом, что его вертикальная ось перпендикулярна направлению воздушного потока, торец катода, размещенный в воде, токопроводом (12) соединен через электронный ключ (13) и таймер (14) с отрицательно заряженной пластиной конденсаторной батареи (15), а другой торец катода выступает над уровнем воды на расстоянии от 3…5 мм, причем короткозамкнутый анод соединен токопроводом с положительно заряженной пластиной конденсаторной батареи. Изобретение позволяет повысить степень очистки воздуха или газа от частиц пыли и сажи. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию по охране окружающей воздушной среды от пыли, сажи, дыма и вредных веществ на промышленных предприятиях металлургической, машиностроительной, судостроительной, строительной, химической, нефтехимической, горнодобывающей, пищевой промышленности, оборонного комплекса, а также на электростанциях ТЭК, котельных коммунальной сети, а также для очистки воздуха от пыли в жилых и нежилых помещениях и в административно-бытовых зданиях.

Известен электрофильтр, содержащий корпус с диффузором и конфузором, осадительные электроды, коронирующие электроды, механизм встряхивания, электропитание, бункер (RU 81103 U1, B03C 3/76, заявл. 10.10.2008, опубл. 10.03.2009). Недостатком такого электрофильтра является повышенная величина напряжения в ионизаторе, которая приводит к увеличению установочной мощности и потребления электрической энергии в электрофильтре, а также недостаточная степень очистки воздуха или газа от частиц пыли или сажи.

Известен электрофильтр, содержащий корпус с диффузором и конфузором, осадительные электроды, коронирующие электроды, механизм встряхивания, электропитание и бункер (RU 84743 U1, B03C 3/76, заявл. 30.03.2009, опубл. 20.07.2009). Недостатком такого электрофильтра является повышенная величина напряжения в ионизаторе, которая приводит к увеличению потребления электрической энергии в электрофильтре, а также недостаточная степень очистки воздуха или газа от частиц пыли или сажи.

Наиболее близким к заявляемому устройству является электрофильтр, содержащий заключенные в корпус ионизатор, осадитель, состоящий из установленных параллельно воздушному потоку коронирующих и некоронирующих электродов, источник высокого напряжения (RU 2192927 В03С 3/00, заявл. 21.09.2000, опубл. 20.11.2002). Недостатком такого электрофильтра является недостаточная степень очистки воздуха или газа от частиц пыли или сажи. Это связано с ограничением зарядки частиц в ионизаторе, так как для этого необходимо увеличение потенциала на коронирующем электроде, что должно сопровождаться увеличением расстояния между электродами, сдерживаемое габаритами корпуса электрофильтра. Кроме того, увеличение указанного расстояния приводит к увеличению длины пробега заряженной частицы до осадительной поверхности, что приводит к снижению зарядки частиц.

Технической задачей заявляемого решения является повышение степени очистки воздуха или газа от частиц пыли и сажи.

Поставленная задача решается тем, что электрофильтр двухзонный, содержащий заключенные в корпус ионизатор, осадитель, состоящий из установленных параллельно воздушному потоку коронирующих и некоронирующих электродов, источник высокого напряжения, характеризуется тем, что он снабжен устройством для образования гидратированных ионов, содержащим закрепленную в нижней части корпуса емкость с водой и расположенными в ней кольцевым короткозамкнутым анодом и замкнутым в кварцевую трубку цилиндрическим катодом, при этом цилиндрический катод установлен таким образом, что его вертикальная ось перпендикулярна направлению воздушного потока, торец катода, размещенный в воде, токопроводом соединен через электронный ключ и таймер с отрицательно заряженной пластиной конденсаторной батареи, а другой торец катода выступает над уровнем воды на расстоянии от 3…5 мм, причем короткозамкнутый анод соединен токопроводом с положительно заряженной пластиной конденсаторной батареи.

Электрофильтр двухзонный дополнительно содержит закрепленные на корпусе фотодатчик положения верхней торцевой части катода и механизм перемещения вертикального положения катода, соединенные токопроводом.

В принципе, известно устройство для получения плазменных струй и автономных плазмоидов (гидратированных ионов), (А.И.Егоров, С.И.Степанов. Свойства короткоживущих шаровых молний, полученных в лаборатории. Журнал технической физики, 2008, том 78, вып.6, С.-Петербург, Наука, с.15-19), в котором для получения положительно и отрицательно заряженных гидратированных ионов замыкается разрядник электрической цепи и постоянный ток протекает от отрицательного полюса конденсаторной батареи по токопроводу к аноду и через ионизированный воздух к заземленной поверхности воды, находящейся в емкости. Верхняя торцевая часть катода расположена над уровнем воды в емкости на расстоянии от трех до пяти миллиметров. При смачивании угольного катода каплей воды и быстром замыкании-размыкании разрядника электрической цепи из катода вылетает плазменная струя, от которой отрывается плазмоид, имеющий ядро из положительно и отрицательно заряженных гидратированных ионов и отрицательно заряженную оболочку. Через 1-2 с оболочка исчезает и положительно и отрицательно заряженные гидратированные ионы поступают в окружающий воздух. Однако использование данного устройства для ионизации частиц воздуха или газа не известно.

В предлагаемом электрофильтре гидратированные ионы получают в устройстве для образования гидратированных ионов. Последние, соударяясь с нейтральными частицами пыли или сажи, находящимися в воздушном потоке, сообщают им заряд, то есть ионизируют их.

Исследования показали, что при использовании заявляемого электрофильтра для очистки воздуха улавливаются частицы пыли и сажи размерами менее 0,5 мкм.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где дан общий вид электрофильтра.

Электрофильтр состоит из корпуса 1, содержащего заключенные в корпус ионизатор 2, осадитель 3, включающий установленные параллельно воздушному потоку коронирующие 4 и некоронирующие 5 электроды, источник высокого напряжения 6, устройство для образования гидратированных ионов 7, содержащее емкость 8 с водой и с расположенными в ней кольцевым короткозамкнутым анодом 9 и замкнутым в кварцевую трубку 10 цилиндрическим катодом 11. Торец катода, размещенный в воде, токопроводом 12 соединен через электронный ключ 13 и таймер 14 с отрицательно заряженной пластиной конденсаторной батареи 15. Верхний торец катода выступает над уровнем воды на расстоянии 3…5 мм. Короткозамкнутый анод 9 соединен токопроводом с положительно заряженной пластиной конденсаторной батареи. Электрофильтр дополнительно содержит фотодатчик 16 положения верхней торцевой части катода, соединенный токопроводом с расположенным вне емкости механизмом 17 перемещения вертикального положения катода.

Электрофильтр работает следующим образом.

Очищаемый воздушный поток или газ, содержащий частицы пыли или сажи, по горизонтали направляется на вход корпуса 1 и поступает в ионизатор 2, в который из устройства 7 перпендикулярно потоку диспергируются гидратированные ионы, при соударении которых с нейтральными частицами пыли или сажи происходит ионизация последних. При включении таймера 14 происходит срабатывание электронного ключа 13 и замыкание электрической цепи, состоящей из отрицательно заряженной пластины конденсаторной батареи 15, токопровода 12, цилиндрического катода 11, замкнутого в кварцевую трубку 10, паров воды над катодом, воды в емкости 8, короткозамкнутого анода 9, соединенного токопроводом с положительно заряженной пластиной конденсаторной батареи.

При смачивании каплей воды верхней торцевой части цилиндрического катода 11 из нее вылетает плазменная струя на высоту 15-20 мм. Через 0,1 секунды электрический разряд прекращается, образуется плазмоид, который поднимается вверх перпендикулярно потоку очищаемого потока воздуха или газа. Через 1-2 с оболочка плазмоида исчезает и положительно и отрицательно заряженные гидратированные ионы поступают в воздушный поток. При соударении с нейтральными частицами пыли или сажи положительно и отрицательно заряженные гидратированные ионы сообщают им заряд, то есть ионизируют их.

Далее, воздушный поток, содержащий ионизированные частицы пыли или сажи, поступает в пространство между коронирующими 4 и некоронирующими 5 электродами осадителя 3.

При этом между коронирующими электродами, подключенными к выводу высоковольтного источника 6, и некоронирующими электродами, соединенными с заземленным выводом источника высокого напряжения, создается электрическое поле. Под действием кулоновских сил электрического поля ионизированные частицы пыли или сажи осаждаются на некоронирующих электродах и выводятся из очищаемого потока воздуха или газа.

Изменение положения верхней торцевой части катода над уровнем воды регистрируется с помощью фотодатчика 16, сигнал которого поступает на механизм регулирования положения катода 17, выполненного в виде реечной передачи. Если верхняя торцевая часть цилиндрического катода опускается ниже уровня воды в емкости, то включается привод реечной передачи (не показан) и верхняя торцевая часть катода поднимается вверх. Наоборот, если верхняя торцевая часть катода поднимается выше уровня воды на высоту более пяти миллиметров, то включается привод реечной передачи (не показан) и верхняя торцевая часть катода опускается вниз.

Эксплуатация электрофильтра в промышленных условиях позволяет снизить потребление электрической энергии за счет снижения установочной мощности источника высокого напряжения.

Работа электрофильтра предлагаемой конструкции была опробована в производственных условиях. При работе электрофильтра, установленного на сварочном участке цеха по производству сварке металлических труб, степень очистки воздуха от частиц сажи составила 99,5%.

1. Электрофильтр двухзонный, содержащий заключенные в корпус ионизатор, осадитель, состоящий из установленных параллельно воздушному потоку коронирующих и некоронирующих электродов, источник высокого напряжения, отличающийся тем, что он снабжен устройством для образования гидратированных ионов, содержащим закрепленную в нижней части корпуса емкость с водой и расположенными в ней кольцевым короткозамкнутым анодом и замкнутым в кварцевую трубку цилиндрическим катодом, при этом цилиндрический катод установлен таким образом, что его вертикальная ось перпендикулярна направлению воздушного потока, торец катода, размещенный в воде, токопроводом соединен через электронный ключ и таймер с отрицательно заряженной пластиной конденсаторной батареи, а другой торец катода выступает над уровнем воды на расстоянии от 3…5 мм, причем короткозамкнутый анод соединен токопроводом с положительно заряженной пластиной конденсаторной батареи.

2. Электрофильтр двухзонный по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит закрепленные на корпусе фотодатчик положения верхней торцевой части катода и механизм перемещения вертикального положения катода, соединенные токопроводом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электрической очистке газов от взвешенных твердых и жидких частиц в различных отраслях промышленности, в частности в теплоэнергетике, химической промышленности, промышленности строительных материалов, металлургии и др.

Изобретение относится к электрической очистке газов от взвешенных твердых и (или) жидких частиц в различных отраслях промышленности, в частности в теплоэнергетике, химической промышленности, промышленности строительных материалов, металлургии и др.

Изобретение относится к электрофильтрам и может использоваться для очистки газов от взвешенных частиц в теплоэнергетике, промышленности строительных материалов и металлургии.

Изобретение относится к области электрической очистки газов и может быть использовано на тепловых электростанциях, в промышленности строительных материалов, в черной и цветной металлургии, в других отраслях промышленности, где требуется высокоэффективная очистка отходящих в атмосферу газов от пыли.

Изобретение относится к медицинской и санитарной технике для насыщения воздуха легкими отрицательными ионами. .

Изобретение относится к аппаратам для улавливания твердых частиц из газов с помощью электричества и может использоваться в теплоэнергетике, химической, металлургии и других отраслей промышленности.

Изобретение относится к электрической очистке газов от пыли в различных отраслях промышленности, в частности на предприятиях цветной металлургии, в электродном производстве, при пиролизе органических соединений.

Изобретение относится к устройствам для очистки санитарных и вентиляционных воздушных выбросов, дымовых газов, паровоздушных смесей от тонкодисперсной твердой и жидкой фазы и вредных гомогенных примесей и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах газоочистки.

Изобретение относится к устройствам очистки газа от дисперсных частиц и устройствам охлаждения газов. .

Изобретение относится к устройствам для электрической очистки газов и может быть использовано на тепловых электростанциях, в цементной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к системам очистки воздуха и газов, а именно к электрическим очистителям, и может быть использовано в быту и на производстве для очистки воздуха от частиц пыли, дыма, аэрозоля, запаха, пара, бактерий, плесени, клещей и вирусов.

Изобретение относится к системам очистки воздуха и газов, а именно к электрическим очистителям, и может быть использовано на промышленных предприятиях, в медицине, детских садах, яслях, образовательных учреждениях, а также в быту для очистки воздуха от частиц пыли и других загрязнений.

Изобретение относится к системам очистки воздуха и газов, а именно к электрическим очистителям, и может быть использовано на промышленных предприятиях, в медицине, детских садах, яслях, образовательных учреждениях, а также в быту для очистки воздуха от частиц пыли и других загрязнений.

Изобретение относится к электрической очистке газов от взвешенных твердых и(или) жидких частиц в различных отраслях промышленности, в частности в теплоэнергетике, металлургии, нефтехимии, промышленности строительных материалов и др.

Изобретение относится к электротехническим установкам, в частности к установкам электронно-ионной технологии, и может быть использовано для блокирования и подавления пылевых потоков, удержания пылевидных частиц в зоне источника пылеобразования, а также агрегации частиц в установке при загрузочно-выгрузочных операциях в металлургической, цементной, горно-обогатительной, а также в промышленности строительных материалов.

Изобретение относится к электрической очистке газов от пыли в различных отраслях промышленности, в частности в теплоэнергетике, химической промышленности, промышленности строительных материалов, металлургии и др.

Изобретение относится к электрической очистке газов от пыли в различных отраслях промышленности, в частности в теплоэнергетике, химической промышленности, промышленности стройматериалов, металлургии.

Изобретение относится к электрической очистке газов от пыли. .

Изобретение относится к электрической очистке газов от пыли в различных отраслях промышленности, в частности в теплоэнергетике, химической промышленности, промышленности стройматериалов, металлургии.

Изобретение относится к области электрической очистки газов от дисперсных взвесей в различных отраслях промышленности. .

Изобретение относится к области очистки газов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, энергетики и в быту для очистки газов от содержащихся в нем аэрозольных частиц. Устройство содержит установленные в корпусе с входным и выходным отверстиями коронирующие и осадительные электроды. Сечение выходного отверстия перекрыто дополнительным осадительным электродом, выполненным в виде установленных с зазором не менее 0,1 мкм друг относительно друга электропроводных заземленных элементов конструкции. Очищенный от крупных аэрозольных частиц газовый поток, насыщенный электрически заряженными субмикронными частицами, проходит в искривленном пространстве между элементами конструкции заземленного осадительного электрода. Повышается эффективность очистки газов от аэрозольных частиц. 1 ил.
Наверх