BG60572B1

BG60572B1 - Wet electrostatic settling tank

Info

Publication number: BG60572B1
Application number: BG92333A
Authority: BG
Inventors: Harry Johansson
Original assignee: Boliden Contech Ab
Priority date: 1988-11-04
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1995-09-29
Also published as: DK165487B; DK149690D0; NO174658C; FI903240A0; SE8804008L; NO902976L; DE68912320T2; EP0406348A1; AU4501389A; WO1990005027A1; DE68912320D1; FI97279C; NO902976D0; AU615592B2; JP2718558B2; EP0406348B1; FI97279B; DK149690A; NO174658B; US5039318A

Description

Изобретението се отнася до усъвършенстване на мокри електростатични утаители, предназначени за очистване на замърсени от влага и прах газове, утаители от вида, който включва разделяща секция, охлаждащ кондензатор, свързан с разделящата секция и емисионни електроди, разположени вътре в множество от колекторни електроди, преминаващи през охлаждащата част.

Електростатични утаители се използват например за пречистване на замърсени с прах газове, отделящи се при процеса на производство на сярна киселина, процесите на металолеене, изгаряне на въглища и при инсталациите за изгаряне на отпадъци.

Когато влажните и замърсени с прах газове съдържат определено количество влага, електростатичният утаител трябва да бъде от среда, получена от наситен с влага газ и повишена температура, и да не корозира достатъчно бързо. Подобрена и усъвършенствана устойчивост на корозия може да бъде постигната чрез избор на някои неръждаеми високо легирани стоманени сплави. Такива високо легирани стомани също са подложени на корозия и в много случаи на нежелано висока степен на корозия, когато температурата на наситения газ започва да превишава например 40-60°С.

За да се осигури подобрена корозионна среда за стоманата, особено подходящо е да се обединят кондензиращо охлаждащо устройство в съществуващата утаяваща секция на електростатичния утаител. Осигуряването на отделно устройство за охлаждане на димните газове преди посочения газ, влизащ в разделящата секция на електростатичния утаител, е значително по-скъпо и икономически неизгодно решение.

За съжаление сериозни корозионни проблеми възникват също така и при мокрите електростатични филтри с вградени кондензиращи охлаждащи устройства, тъй като в резултат от изменящата се степен на неравномерност в охлаждането на горещите газове вътрешната повърхност на колекторните електроди, които обграждат емисионните електроди и е възможно да са с формата например на кухи тръби, улавящи течността, кондензирана от съдържащия влага газ, който трябва да бъде пречистен в електростатичния утаител.

В патент на ϋΕ-27 43 292, Вауег АС, е описан мокър електростатичен утаител, включващ тръбообразни колекторни електроди от материали с ниска проводимост като твърд РУС или стъкло, за да издържа на корозия. Течният филм върху вътрешната повърхност на колектора трябва да бъде заземен със специален проводник.

Задачата на изобретението е да се създаде мокър електростатичен утаител, чрез който да се извършва равномерно охлаждане на газовете в кондензиращ охлаждащ блок, обединен с утаяваща секция.

Устройството съгласно изобретението създава възможност да се използва високо легирана стомана - частично в структурните елементи, подложени на корозионно действаща среда, чрез намаление на скоростта на корозия и/или позволява използването на поевтина стомана с по-ниско качество, например по-ниско легирана стомана.

Задачата е решена с мокър електростатичен утаител за пречистване на замърсени с влага и прах газове, включващ кондензиращ охлаждащ блок, обединен с утаяващата секция на електростатичния утаител. Емисионни електроди са поставени в множество от колекторни електроди, които преминават през охлаждащ блок, през който газът се подава в правоток. Съгласно изобретението разпределителни тръби са разположени в областта между колекторните електроди, така че да осигуряват еднакво разпределение на охлаждаща среда по дължина на външните повърхности на колекторните електроди.

Съгласно вариант на електростатичния утаител разпределящите тръби са изработени с множество отвори по техните дължини.

Съгласно друг вариант на електростатичния утаител разпределящите тръби са затворени или херметизирани в единия си край.

Устройството съгласно изобретението има предимство от икономически характер, тъй като е удължен техническият живот на мокрия електростатичен утаител, когато например колекторните електроди, обграждащи емисионните електроди, състоящи се например от тръбни конструкции, са изработени от ниско легирана стомана. Друго предимство е възможността да се избира ниско легирана стомана за изработването на колекторните електроди и да се постигне добра устойчивост на коро3 зия и удължен технически живот на колекторните електроди. Също така ефективно се пречистват много проблемните димни газове, които не биха могли по друг начин на бъдат обработени в стоманени конструкции, без необходимост да се използват например кожени или пластмасови конструкции с общи недостатъци:

Примерно изпълнение на изобретението е показано на приложените фигури, от които:

Фигура 1 представлява частичен поглед в перспектива на мокър електростатичен утаител;

Фигура 2 - схематичен надлъжен разрез на мокър електростатичен утаител;

Фигура 3 - разрез на устройството по линията III - III от фиг. 2;

Фигура 4 - разрез на устройството по линията IV - IV от фиг. 2;

Фигура 5 - увеличение на V от фиг. 2.

Фигура 1 пояснява електростатичен утаител във вид на мокър електростатичен утаител, снабден с обединен кондензиращ обхождащ блок. Мокрият електростатичен утаител 1 включва източник на високо напрежение 2 и изолатори 3, които носят множеството от емисионни електроди 4, чрез носеща конструкция, като всеки от емисионните електроди 4 е обграден от колекторен електрод 5 с тръбна конструкция. Източникът на напрежение 2 създава потенциална разлика между емисионните електроди 4 и обграждащите ги колекторни електроди 5, така че да генерира електрическо поле в областта 6 между електродите. Газът, замърсен с влага и прах, преминава през областта 6 и частичките прах и влага са повлияни от електрическото поле, така че те се утаяват основно върху вътрешната повърхност на колекторните електроди 5, т.е. вътрешната повърхност на тръбите, така че газът е основно пречистен от частички влага и прах, когато излезе от праховия утаител. Потокът от газ, замърсен с влага и прах в мокрия електростатичен утаител 1, е представен чрез стрелката 8, докато пречистеният газ, който излиза от утаителя 1, е представен чрез стрелката 9.

Газът, замърсен с влага и прах, тече нагоре през тръбните колекторни електроди 5 и потенциалната разлика предимно под формата на постоянно токово напрежение, възникнало между колекторните електроди 5 и емисионните електроди 4, има ефект в загряване и коронно изпразване. При това се упражнява максимално разделяне на частиците от влага и прах поотделно, носени от газа и откъдето е максималният възможен ефект на пречистване на газа. Частиците от влага и прах се събират основно върху вътрешната повърхност на тръбите 5 и падат надолу от утаителя 1 в посока на стрелката 10.

Съгласно изобретението утаяващата секция или разделяща секция 20 на мокрия електростатичен утаител 1 включва кондензиращ охлаждащ блок 21, който има вход 22 за охлаждащата среда 23, охлаждащата среда за предпочитане е течна, например вода. Охлаждащият блок 21 също включва изход 24 за охлаждащата течност. Охлаждащият блок 21 е оформен външно чрез корпус от метални плочи 25, горна плоча 27 и долна плоча 26. Долната плоча 26 и горната плоча 27 имат отверстия за свързване с тръбните колекторни електроди 5 и връзка, която предотвратява изтичането на охлаждаща среда, например заварка, направена между тръбите 5 и плочите 26 и 27. Както е показано на фигурите от 2 до 4, циркулиращата охлаждаща среда 23 напълва пространството, определено между външната повърхност на тръбите 5 и външната обшивка на охладителя. Външната обшивка е оформена чрез корпуса на плочи 25, долната плоча 26 и горната плоча 27.

Поставени са носещи пръти 30 между корпуса от плочи 25 за оказване на повишено механично съпротивление.

Утаяващата секция 20 включва колекторните електроди 5, емисионните електроди 4, централно и коаксиално поставени в колекторните електроди и кондензиращ охлаждащ блок 21.

Поради това, че се съдържат киселини и аерозоли в димните газове и се отлагат в тръбните колекторни електроди 5, често е необходимо тръбните колекторни електроди да се конструират от скъпа високо легирана стомана или от още по-устойчив на корозия материал, което повишава цената на мокрия елекростатичен утаител 1. Външното охлаждане на тръбите 5 така ще понижава температурата на тръбите и увеличава кондензацията върху вътрешната повърхност на тръбите. Това позволява да бъде намалена степента, при която тръбите 5 корозират като резултат от действието на слоевете от кондензат, които се формират върху вътрешната повърхност и стимулират корозията. Осигурено е специално устройство съгласно изобретението за постигане на постоянно охлаждане на всички тръбни колекторни електроди 5. Всички тръби 5, които включват електроди в утаителя 20, е възможно да бъдат охлаждани постоянно чрез устройство във формата, напр. на множество от разпределящи тръби 50 и 60 в двете горни и по-долните крайни части на секцията 20 на утаителя.

Броят на разпределителните тръби 50 и 60 е в зависимост от броя на колекторните електроди 5, и в примерните изпълнения от фигурите от 2 до 5 три такива разпределящи тръби са осигурени в горните и по-долните крайни части на частта на утаителя.

На фигура 4 входните разпределящи тръби 50 са поставени в по-ниската крайна част на секцията 20 на утаителя и са свързани паралелно така, че охлаждащата среда, която влиза във входа 22, се разпределя паралелно към всички входни разпределящи тръби 50 чрез разпределящ канал 51. Входните разпределящи тръби 50 са затворени или изолирани при техните свободни краища 52 и са подсигурени по дължината на тяхната горна повърхност с множество изходни отвори 53 за охлаждащата среда.

Изходните разпределителни тръби 60 са показани на фигура 3. Свободните краища 62 на тръбите 60 са затворени или изолирани и множеството от входни отверстия 63 са разпределени по дължина на долната повърхност на съответните тръби. Изходните разпределящи тръби 60 са свързани с канал 61, който на свой ред е свързан с изхода 24 за охлаждащата среда.

Входът 22 и изходът 24 са свързани с външна охлаждаща циркулация, като по този начин се възстановява термичната енергия, уловена от колекторните електроди 5 и се оползотворява.

Входните и изходните разпределящи тръби 50 и 60 от фигура 5 са затворени или изолирани в единия си край 62.

Броят на разпределящите тръби 50 и 60 може да е различен и размерите на отверстията 53 и 63 могат да варират по дължина на съответните тръби, като по този начин компенсират пада на налягането, появяващ се в тръбите, и така течността ще влиза и излиза равномерно по продължение на цялата дължина на тръбите. За стабилност затворените или изолираните краища 52 и 62, респективно на тръбите 50 и 60, могат да бъдат фиксирани съответно към околната среда.

Предимство е, когато входът 22 за течността е локализиран в по-ниската част на секцията на утаителя и изходът 24 за течност е локализиран в горната част на секцията, при което се постига съвместно действие на термичното придвижване на средата. В обсега на изобретението е да се разменят местата на входа 22 и изхода 24.

Отверстията или отворите 53 и 63, разположени в разпределителните тръби 50 и 60, могат да бъдат насочени във взаимносвързани различни посоки, така че да се получи оптимално разпределение на охладителя в охлаждащия блок 21.

В резултат на подобрената равномерност на разпределянето на охлаждащата среда, получена съгласно изобретението, се подобрява и енергийното захранване.

Изобретеното устройство осигурява особено ефективно и равномерно охлаждане на всички колекторни електроди 5, които имат значително по-ниска степен на корозия от вътрешната си страна. Заедно с това, полезният живот на мокрия електростатичен утаител може да бъде увеличен и/или колекторните електроди могат да бъдат изработени от по-евтина и по-ниско легирана стомана.

Например външните плочи 25 на рамката - касата на охлаждащия блок 21 могат да бъдат изработени от стомана без легиращи елементи.

Следващите примери поясняват предимствата на утаителя съгласно изобретението.

Аерозолните частици, образувани например в омокряща кула и постъпващи отдолу в мокър електростатичен утаител, имат често много висока концентрация, например на Н8Ск. Количеството на течността Н,8О. в аерозола е малко, например може да достигне около 1 β/Νπι³.

Когато мокрият електростатичен утаител преработва около 20000 Νιη³ газ на час, това означава 20 000 х 0,001 = 20 к£ течно съдържание или 35% Н₂5О₄, която е отложена върху вътрешната повърхност на тръбните колекторни електроди за час.

Когато газът се охлажда, водните пари се кондензират върху охлаждащите повърхности - страните на филтриращата секция.

Количеството изпарена вода, която е утаена нормално, е от 500 до 1500 1/Ь.

Когато газът има температура на насищане 60°С, се охлажда 1 000 литра газ на час.

Сярната киселина (20 к£ х 0,35 = 7,0 к§) след това се разрежда с 1 000 литра вода, при което действителната концентрация на Н₂5О₄се намалява от 35% ДО 7 к§/1 013 к£ = около 0,7%.

При този охлаждащ кондензиращ процес ще означава, че новата работна точка за стоманата на колекторните електроди ще бъде преместена, частично към по-ниска температура на стоманата и частично поради пълната промяна на концентрацията на киселината, с това до намаляване на степента на корозия на стоманата.

При условие че средствата са в съответствие с изобретението за осъществяващото се равномерно и ефективно охлаждане на колекторните електроди осигуряват много важни предимства. Структурната конфигурация на споменатите средства може да бъде лесно приспособена към конструкцията на утаяващата секция и че споменатите средства също така не зависят от броя на наличните колекторни електроди, или от тяхната форма и конфигурация.

Когато формата на утаяващата секция 20 е с кръгли външни контури или напречна секционна форма така, че плочите 25 от обвивката на охлаждащия блок 21 по принцип се поставят върху относително големи тръби, като разпределящите тръби 50, 60 са приспособени към горе споменатия контур.

Изобретението не се ограничава с описаните вариантни решения и промени и модификации могат да бъдат направени в рамките на следващите претенции.

Claims

Патентни претенции

1. Мокър електростатичен утаител (1) за пречистване на замърсени с влага и прах

10 газове, включващ кондензиращ охлаждащ блок (21), обединен с утаяваща секция (20), в който емисионни електроди (4) са поставени в множество от колекторни електроди (5), които преминават през охлаждащия блок (21) и през

15 който газът е подаван в правоток, характеризиращ се с това, че разпределителни тръби (50, 60) са разположени в областта между колекторните електроди (5), така че да осигурят равномерно разпределение на охлаждащата среда по дължината на външните повърхности на колекторните електроди.
2. Мокър електростатичен утаител съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че по дължината на разпределителните тръби (50, 60) са изработени множество отвори (53, 63).
3. Мокър електростатичен утаител съгласно претенция 1 или 2, характеризиращ се с това, че разпределителните тръби (50, 60) са затворени или херметизирани съответно в единия си край (52, 62).

Приложение: 5 фигури