BR0111523B1 - Precipitador de pó eletrostático - Google Patents

Description

PRECIPITADOR DE PÓ ELETROSTÁTICO A presente invenção se refere a um precipitador de pó eletrostático para passagem de gás horizontal, com uma caixa essencialmente simétrica na rotação a um eixo central da caixa.

Tais filtros eletrostáticos são conhecidos do estado da técnica e normalmente apresentam eletrodos de precipitação verticais em forma de placa, que estão dispostos em distâncias eqüidistantes paralelamente ao eixo principal da caixa. Os eletrodos de precipitação estão com isso dispostos em distâncias eqüidistantes paralelamente ao eixo principal da caixa, que se estende de forma correspondente às respectivas cerdas circulares essencialmente sobre a altura total disponível. Entre os eletrodos de precipitação estão previstos eletrodos de transmissão tensos na estrutura. Adicionalmente podem estar previstos, para a remoção do pó precipitado da parede interna da caixa, dispositivos de raspar, como por exemplo dispositivos de raspar giratórios em torno do eixo da caixa sobre a área inferior da parede da caixa, prevista com aberturas de evacuação do pó.

Um precipitador de pó deste tipo é conhecido da EP 0 252 371 Al. Este precipitador de pó apresenta um tubo de entrada e saída, que são formados respectivamente de três segmentos cônicos diferentes, de modo que os segmentos cônicos são proporcionais em altura e tamanho ao diâmetro da caixa do precipitador de pó. No segmento cônico central estão dispostos três chapas perfuradas de distribuição de gás.

Precipitadores de pó deste modelo são empregados para a eliminação a seco do pó de gases de utilização e gases de escape, especialmente quando se trata de mistura de gases explosivos contínuo ou por alguns momentos. Assim é eliminado o pó, como por exemplo, do gases de alto-forno, que trabalham com uma pressão efetiva de 150 até 250 kPa, para que eles possam atenuar a tensão sem o perigo de erosão para a recuperação de energia nas turbinas para 4 até 8 kPa, de modo que primeiramente o teor de pó deve ser reduzido para 5 até 20 mg/m3. Com vista em uma possível queda de pressão alta aproveitável, interessam apenas aqui os filtros eletrostáticos com uma perda de pressão de 0,1 até 0,2 kPa, pois na capacidade de precipitação lavadoras de alta capacidade equivalentes apresentam uma perda de pressão de 20 até 40 kPa.

Uma outra área de aplicação para precipitadores de pó deste tipo é na área das instalações de moer carvão, cujos gases de escape são explosivos em determinados limites, devido à quantidade de pó de carvão. Alterações descontroladas da composição gasosa através do redemoinho de precipitação do pó de carvão ou através da invasão de ar entrado acidentalmente devem ser evitadas aqui de qualquer modo.

Especialmente crítico é a remoção dos gases de escape dos conversores de aço, porque precipitador de pó, devido ao método operacional descontinuado, é circulado de forma alternada por gases inflamáveis e por ar ambiente misturado apenas levemente com pó e gases. Os gases inflamáveis são reunidos, após a eliminação do pó, em recipientes ou são injetados no sistema de abastecimento de gás, enquanto que os gases acumulados intermitentemente fora das fases de sopro próprias do conversor são emitidos, após a eliminação do pó, na atmosfera por meio de uma chaminé. Para isso serve um dispositivo comutador jusante do precipitador de pó, dispositivo este que é controlado pelo tempo ou em dependência da composição gasosa. Por este dispositivo comutador, pelo conversor e também através de deflagrações a montante pelo precipitador de pó podem ser introduzidas "acumulações" de pressão na corrente de gás, podem ser separados através da "acumulação" de pó no precipitador ou no sistema de canais situado a jusante ou podem ser agitados na corrente de gás. Tais "acumulações" de pó prejudicam por um lado a capacidade de precipitação do precipitador de pó e por outro lado se unem a um elevado perigo de deflagração.

Com base nas atual legislação de meio ambiente cada vez mais rigorosa, não é mais suficiente o emprego de precipitadores de pó, com os quais é minimizado meramente o perigo de acumulações de pó e de deflagrações. Com respectivos filtros eletrostáticos, conhecidos do estado da técnica , especialmente da EP 0 252 371 Al, quase não é possível cumprir as exigências legais atuais referentes ao precipitador de pó de gás puro. Uma outra desvantagem do filtro eletrostático conhecido da EP 0 252 371 Al consiste no fato de que os três segmentos cônicos do tubo de entrada e de saída são tecnicamente difíceis e dispendiosos para serem reali zados. A tarefa da presente invenção é propor um precipitador de pó eletrostático, que apresenta uma eficiência de precipitação aperfeiçoada, contrário ao estado da técnica, e que é produzido a baixo custo, de modo que a pequena tendência à deflagração, conhecida do estado da técnica, deve permanecer.

Esta tarefa é agora resolvida, de acordo com a invenção, através da combinação das características a seguir que são: é previsto um precipitador eletrostático com um tubo de entrada a alongar-se em um segmento cônico único de 80 a 95% do diâmetro da caixa, de modo que o alongamento a permanecer de 5 até 20% do diâmetro da caixa ocorre na forma de um degrau, que é conduzido essencialmente vertical ou simetricamente radial ao eixo da caixa, com no mínimo duas chapas perfuradas de distribuição de gás, dispostas no segmento cônico, chapas estas que estão dispostas essencialmente no sentido vertical ao eixo da caixa.

Surpreendentemente, consegue-se através desta combinação de características, que o filtro eletrostático também não apresente, mais adiante, uma tendência para deflagrações, e que a eficiência da precipitação seja aumentada, contrário ao precipitador de pó conhecido do estado da técnica. 0 aumento da eficiência da precipitação baseia-se, com isso, no perfil de velocidade do gás de homogeneizada, a se estender sobre a seção transversal do precipitador de pó, através da qual a distribuição do tempo de permanência é igualmente homogeneizada. Enquanto esses fatores influenciam o funcionamento contínuo do filtro eletrostático é possível, com base na construção simples do precipitador de pó, de acordo com a invenção, com apenas um cone próprio e com um nível, uma produção mais simples e de custos mais apropriados. Além disso também é possível reajustar rapidamente o precipitador de pó existente e com baixo custo no precipitador de pó de acordo cora a invenção.

De acordo com um tipo de configuração vantajosa, que contribui para a otimização da distribuição da velocidade do gás, é previsto entre o segmento cônico e entre o alongamento em forma de degrau um segmento cilíndrico, em que a altura (hi) do segmento cilíndrico é de 5 até 15%, de preferência algo em torno de 10%, do diâmetro (D) da caixa.

Para garantir uma ótima distribuição de gás, é conveniente que a altura (h2) do segmento cônico esteja em proporção ao diâmetro da caixa. Com isso, se mostrou como especialmente vantajosa uma altura (h2) do segmento cônico de 20 até 40% do diâmetro da caixa.

Além disso também se apresentou vantajoso, quando no mínimo três, de preferência exatamente três chapas perfuradas de distribuição de gás estão previstas na seção cônica do tubo de entrada, em que a permeabilidade ao gás das chapas perfuradas de distribuição de gás aumenta/diminui de 51-47% para 48-44% e então para 45-41%.

Adicionalmente, as posições (xi) até (x3) das chapas perfuradas de distribuição de gás obedece à relação a seguir, em que (xi) até (x3) ao longo do eixo da caixa é medido, e precisamente pela superfície da seção transversal do retorno em forma de degrau, portanto pela passagem Degrau/cone respectivamente degrau/segmento cilíndrico, ao contrário do sentido da corrente do gás: Xl,2,3 = ζΐ,2,3 x h2+ hi Em que significa: ξι= 0,18 até 0,28 ξ2= 0,45 até 0,60 ξ3 = 0,76 até 0,92.

De acordo com um outro tipo de configuração vantajosa, segue, lateralmente à saída de gás da caixa, uma redução em forma de degrau de 80 até 95% do diâmetro da caixa.

Também é oportuno, quando junto à redução em forma de degrau, um segmento reduzido de forma cônica se une em um segmento próprio, com no mínimo uma chapa perfurada de distribuição de gás disposta no segmento cônico, que estão dispostos essencialmente no sentido vertical ao eixo da caixa e com isso, a altura (h4) do segmento cônico é de 20 até 40% do diâmetro (D) da caixa. 0 segmento cônico e a redução em forma de degrau formam juntamente com isso um tubo de saída do precipitador de pó, de acordo com a invenção.

Vantajoso com isso é que está disposto um segmento cilíndrico entre a redução em forma de degrau e o tubo de saída, em que a altura (h3) do segmento cilíndrico é de 5 até 15% do diâmetro (D) da caixa.

De forma privilegiada estão previstas três chapas perfuradas de distribuição de gás no segmento cônico do tubo de saída, em que a permeabilidade a gás das chapas perfuradas de distribuição de gás aumenta/diminui, no sentido da corrente de gás, de 41-45% para 44-48% e então para 47-51%.

Em um tipo de configuração privilegiado do precipitador de pó, de acordo com a invenção, são apresentados tubos de entrada e saída iguais, porém simetricamente inversos.

De forma especialmente privilegiada para os tubos de entrada e de saída estão o segmento cilíndrico disposto entre o segmento cônico e o alongamento em forma de degrau e respectivamente três chamas perfuradas de distribuição de gás dispostas na respectiva parte cônica. 0 fato em si, tubos de entrada e de saída a serem apresentados igualmente e inversos, já é conhecido do estado da técnica, porém não é conhecido do estado da técnica a combinação, de acordo com a invenção, do cone, do alongamento em forma de degrau e das chapas perfuradas de distribuição de gás.

Enquanto que até o momento a capacidade de precipitação de um filtro eletrostático sobre a última distância antes do tubo de saída é fortemente diminuída, traz bom resultado, através da configuração do tubo de saída, de acordo com a invenção, também nesta área, uma distribuição da velocidade do gás homogeneizada por meio da seção transversal e com isso uma capacidade de precipitação constante através do comprimento total do precipitador de pó. A seguir, o precipitador de pó, de acordo com a invenção, é explicado de acordo com os modelos de configuração representados na figura 1 e 2.

Figura 1: tubo de entrada com chapas perfuradas de distribuição de gás Figura 2: precipitador de pó de acordo com a invenção.

Na figura 1 está esquematizado um tubo de entrada (1) para um precipitador de pó, de acordo com a invenção, com uma caixa (2) essencialmente cilíndrica e com um eixo (3) da caixa central. 0 tubo de entrada (1) se alonga em um segmento (10) cônico próprio de 10 até algo em torno de 90% do diâmetro (D) da caixa (2) do precipitador de pó e a altura (h2) do segmento cônico é de algo em torno de 3 5% do diâmetro (D) da caixa. Junto ao segmento cônico (10) segue um segmento (4) cilíndrico, cuja altura (hx) é de algo em torno de 5% do diâmetro (D) da caixa. Os 10% restantes do alongamento do diâmetro sobre o diâmetro (D) da caixa são configurados em forma de um retorno (5) simetricamente radial, em forma de degrau. No segmento (10) cônico estão dispostas as chapas perfuradas de distribuição de gás (6, 6', 6'') nas distâncias (xi) até (x3) , em que tais distâncias (xi) até (x3) são medidas pela superfície do retorno (5) em forma de degrau. 0 sentido da corrente de gás é mostrado pela seta (7) .

Na figura 2 está representado esquematicamente um precipitador de pó (8) , de acordo com a invenção, com um tubo de entrada (1) , com uma caixa (2) e com um tubo de saída (9) , em que a seta (7) significa o sentido da corrente de gás.

As estruturas internas previstas na caixa (2), como os eletrodos de precipitação e de emissão, etc, não são representadas com números por não ser essencial à invenção. O tubo de entrada (1) e o tubo de saída (9) estão configurados de forma idêntica na figura 2, de modo que h].=h3 e h2=h4. Além disso, as respectivas medidas Xi até x3 do tubo de entrada e de saída são iguais.

Claims (10)

1. Precipitador de pó eletrostático (8) para passagem de gás horizontal, com uma caixa (2) essencialmente simétrica na rotação a um eixo central da caixa (3), caracterizado pelo fato a combinação das seguintes características: com um tubo de entrada (1) a alongar-se em um segmento (10) cônico único de 80 a 95% do diâmetro da caixa (D), de modo que o alongamento a permanecer de 5 até 2 0% do diâmetro da caixa (D) ocorre na forma de um degrau (5) , que é conduzido essencialmente vertical ou simetricamente radial ao eixo da caixa (3), com no mínimo duas chapas perfuradas de distribuição de gás (6, 6', 6'') dispostas no segmento (10) cônico, chapas estas que estão dispostas essencialmente no sentido vertical ao eixo da caixa (3).

2. Precipitador de pó eletrostático (8), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que entre o segmento (10) cônico e entre o alongamento em forma de degrau (5) está previsto um segmento (4) cilíndrico.

3. Precipitador de pó eletrostático (8), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a altura (hx) do segmento (4) cilíndrico é de 5 até 15%, de preferência em torno de 10% do diâmetro da caixa (D).

4. Precipitador de pó eletrostático (8), de acordo com uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a altura (h2) do segmento cônico (10) é de 20 até 40% do diâmetro da caixa (D).

5. Precipitador de pó eletrostático (8), de acordo com uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que no mínimo três chapas perfuradas de distribuição de gás (6, 6', 6'') estão dispostas no segmento (10) cônico.

6. Precipitador de pó eletrostático (8), de acordo com uma das reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que estão previstas três chapas perfuradas de distribuição de gás (6, 6', 6'') dispostas no segmento (10) cônico, de modo que a permeabilidade ao gás das chapas perfuradas de distribuição de gás (6, 6', 6'') a ser aumentada/diminuída é executada, no sentido da corrente de gás (7), de 51-47% para 48-44% e então para 45-41%.

7. Precipitador de pó eletrostático (8), de acordo com uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que lateral à saída de gás da caixa (2) segue uma redução em forma de degrau da caixa (2) de 80 a 95% do diâmetro da caixa, redução esta que é executada no sentido vertical e simetricamente radial ao eixo (3) da caixa.

8. Precipitador de pó eletrostático (8), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que junto a esta redução em forma de degrau, um segmento reduzido de forma cônica se une a um segmento único, com no mínimo duas chapas perfuradas de distribuição de gás dispostas em um segmento cônico, chapas estas que estão dispostas essencialmente no sentido vertical ao eixo da caixa e em que a altura (h4) do segmento cônico é de 20 até 4 0% do diâmetro da caixa (D).

9. Precipitador de pó eletrostático (8), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que entre a redução em forma de degrau e o tubo de saída um segmento cilíndrico, em que a altura (I13) do segmento cilíndrico (5) é de até 15% do diâmetro da caixa (D).

10. Precipitador de pó eletrostático (8), de acordo com uma das reivindicações 7, 8, 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que estão dispostas três chapas perfuradas de distribuição de gás no segmento cônico do tubo de saída, em que a permeabilidade ao gás das chapas perfuradas de distribuição de gás, a ser aumentada/diminuída é executada, no sentido da corrente de gás, de 41-45% para 44-48% e então para 47-51%.