CS268657B2

CS268657B2 - Wet electric separator

Info

Publication number: CS268657B2
Application number: CS832769A
Authority: CS
Inventors: Heribert Dipl Ing Baab
Original assignee: Metallgesellschaft Ag
Priority date: 1982-04-24
Filing date: 1983-04-19
Publication date: 1990-04-11
Also published as: DE3215400A1; CS276983A2; US4505724A; EP0092854A1; AU1391283A; JPH0335983B2; JPS58189053A; AU560806B2; DE3363327D1; EP0092854B1

Description

Vynález se týká mokrého elektrického odlučovače uspořádaného pro průchod plynu ve vodorovném směru, sestávající z tlakového tělesa, ve kterém jsou kolmo ke směru proudění plynu uspořádány ve stejných vzdálenostech střídavě vysokonapěťové elektrody a usazovací elektrody se závěsnými a opi echovými ústrojími, zejména pro odlučování prachu z konvertorových odpadních plynů.

Pro čištění odpadních plynů z vysokých pecí s přetlakem přibližně 0,2 MPa, byl v kanadském patentu č. 553 908 navržen mokrý elektrický filtr, u kterého má těleso oválný průřez a usazovací elektrody jsou přibližně 5 a vysoké. Tento mokrý elektrický filtr není ještě s ohledem na tlakové rázy, vyskytujících se při vznětech, vytvořen optimálně· Není také použitelný pro libovolně velká množství plynu, neboť, jak bude ještě blíže objasněno, spolehlivé očistění usazovacích elektrod mokrou cestou je možné jen asi do výše 5 m. Tím je také omezen maximálně využitelný volný průřez a při větších množstvích plynů se musí použít dvou nebo více paralelně řazených mokrých elektrických odlučovačů, což je velmi nákladné. Konečně má známý mokrý elektrický odlučovač velmi špatné využití průřezu tělesa. Efektivně využitelný čtvercový průřez pro proudění*plynu je menší nežli 50 o/o volného průřezu, čímž je plocha průřezu, potřebná pro určitý průtok plynu, zatížena zbytečně vysokými investičními náklady- Z DE-OSu č. 19 00 526 je znám suchý elektrický odlučovač s kruhovým průřezem, s dobrým využitím vnitřního prostoru a mechanickým odváděcím ústrojím prachu. Kromě toho, že tento elektrický odlučovač je vzhledem ke své konstrukční koncepci nevhodný pro odlučování prachu, případně pro mokré čištění elektrod, jeho další nedostatek spočívá v tom, že oblast jeho použití je omezená v důsledku maximálně možné výšky usazovacích elektrod, která je 5 m· Také tento elektrický odlučovač nepřichází tudíž pro čistění velkých množství plynu v úvahu.

Velká množství plynu se vyskytují například u konvertorů. Pro odloučení prachu z těchto plynů se dosud převážně používala prací zařízení. Sestávají nejčastěji z chladicího stupně, sytícího stupně a z vlastního pracího stupně. V prvním stupni se odpadní plyny ochlazují na 60 až 80 °C, přičemž nastává pokles tlaku o 2 až 4 kPa. Pro druhý stupeň se potřebuje pokles tlaku o 11,7 až 13,7 kPa. V důsledku jemnosti prachu, který je v těchto odpadních plynech obsažen, je účinnost těchto pracích zařízení jen omezena, takže již vyčištěný plyn obsahuje ještě přibližně 100 mg/m^ prachu.

Z hlediska úspory energie a získávání hořlavých plynů se jeví prací zařízení ve stále stoupající míře jako neekonomické. Poměrně vysoká ztráta tlaku vyžaduje značné náklady na dosažení potřebného dmychacího výkonu a dosažený stupěň čistoty je u plynů, které se mají přivésti do dalšího zhodnocovacího procesu, nedostatečný.

Z uvedených důvodů bylo tudíž uvažováno, čistit konvertorové odpadní plyny mokrými elektrickými odlučovači, aniž by přitom byly známy použitelné návrhy mokrých elektrických odlučovačů. V důsledku nebezpečí vznícení v celém systému, musí se tělesa odlučovačů zhotovovat z materiálů, odolných proti tlakovým rázům. Kromě toho Je snaha odstranit paralelní spojování více agregátů, neboť tím se zvyšují náklady na zařízení. Z toho však plyne, že se musí vytvářet velké volné průřezy, aby se mohla účinně čistit velká, bezprostředně vznikající množství plynu při rychlostech proudění mezi 1 a 1,8 m/sec. To vyžaduje opět velkoplošné usazovací elektrody o výšce 10 m i více. U těchto usazovacích elektrod je pak třeba provésti přídavná konstrukční opatření pro dosažení jejich dostatečné tuhosti, případně pro zajištění*jejich požadované vzájemné vzdálenosti při provozních podmínkách.

Pro předpokládaný účel nejsou však deskové usazovací elektrody, jejichž výška přesahuje 3 až 5 m a to vzhledem к druhu prachu, a případně jiným okolnostem, již vhodné, neboť je nelze účinně oplachovat. Obvykle se odpadní konvertorové plyny již před vstupem do odlučovacích polí nasytí, takže se na usazovacích elektrodách společně s vlhkým prachem vyloučí také kondenzát. Protože konvertorové odpadní plyny vznikají přerušovaně, je v přestávkách dmýchání konvertoru dostatek času, aby se usazovací elektrody očistily postřikem oplachovou kapalinou. Trvalé oplachování není tudíž nutné. Během dmýchacích fází, to je když elektrický odlučovač musí pracovat s maximálním odlučovacím výkonem, se oplachování odpojí, aby se elektrický odlučovač mohl provozovat s nejvyšším možným napětím

CS 268 657 B2 a aby se zabránilo ovlivňování napětí nastříkanými kapičkami kapaliny na vysokonapěťových elektrodách.

Očišťování usazovacích elektrod od vyloučeného vlhkého prachu nebo dokonce kalu postřikem kapalinou pomocí trysek uspořádaných mimo elektrické pole, vyžaduje podle druhu a konsistence vyloučených látek jednak odpovídající jemnost paprsků stříkané kapaliny a jednak určité nejmenší množství kinetické energie kapiček čiaticí kapaliny. Z četných pokusů a zkušeností získaných při konstrukci mokrých elektrických odlučovačů, je známo, že tyto obě podmínky se mohou současně splnit jen tehdy, jestliže čištěná plocha není příliš vzdálena od postřikových trysek· Kapalinový paprsek ztrácí totiž se vzrůstající vzdáleností od trysky svou kinetickou energii a za určitou vzdáleností není již pro očišťování usazovacích elektrod účinný.

Pro maximální přípustnou postřikovači vzdálenost případně z toho vyplývající největší výšku desek, nelze sice udat žádné pevné hodnoty, neboť v jednotlivých případech je třeba vzít v úvahu ještě jiné omezující podmínky, avšak mezní rozměry usazovacích elektrod jsou v každém případě, kolem 3 až 5 и* *

Pro odlučování prachu z konvertorových odpadních plynů pomocí mokrých elektrických odlučovačů je třeba jednak vzít v úvahu snahu provádět čištění co nejhospodárnějším způsobem a jednak je třeba splnit konstrukční a funkční podmínky. Úkolem vynálezu tudíž Je, navrhnout mokrý elektrický odlučovač pro odlučování prachu z odpadních konvertorových plynů, u kterého ve srovnání s pracím zařízením lze provádět lepší čištění, plynu při podstatně menší ztrátě tlaku a při získávání podstatně většího množství oxidu uhelnatého. Tento odlučovač má být dimenzován pro všechen odpadní plyn a s ohledem na možné vznícení má být odolný proti tlakovým rázům vyvolaným vzněty a jeho usazovací elektrody mají být čištěny oplachovacím systémem v přestávkách dmýchání od výbučcúé směsi prachu a kondenzátu.

Pro řešení tohoto úkolu se navrhuje mokrý elektrický odlučovač uspořádaný pro průchod plynu ve vodorovném směru, sestávající z tlakového tělesa, ve kterém jsou kolmo ke směru proudění plynu uspořádány ve stejných vzdálenostech střídavě vysokonapěťové elektrody a usazovací elektrody se závěsnými a oplachovými ústrojími podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že těleso má tvar kruhového válce s volným průřezem nejméně 20 m^ďa ve směru proudění plynu je uspořádáno jedno nebo více odlučovacích pol^y, k*eré jsou ve směru výšky nejméně Jednou děleny, přičemž proti horním částem usazovacích elektrod Jsou směrovány rozprašovací trysky horních a dolních oplachových trubek a dolní konce usazovscích elektrod horních Částí odlučovacích polí jsou upraveny v rozsahu působení dolních oplachových trubek.

Ve výhodném provedení se dělicí roviny navzájem za sebou uspořádaných odlučovacích polí nacházejí v různých výškách.

Dalším výhodným znakem vynálezu je, že horní části odlučovacích polí jsou o polovinu šířky rozteče uspořádány přesazené vzhledem к dolním částem odlučovacích polí.

Posledním výhodným znakem vynálezu pak je, že odlučovací pole sestávají z navzájem za sebou ve stejných vzdálenostech uspořádaných svislých, deskových usazovacích elektrod vymezujících dráhy plynu a z vysokonapěťových elektrod uspořádaných ve středu drah plynu a z oplachových ústrojí, uspořádaných nahoře mezi usazovacími elektrodami a ze závěsných ústrojí usazovacích elektrod a vysokonapěťových elektrod a z přívodu kapaliny.

Vynález bude v dalším textu blíže objasněn na příkladu provedení, znázorněného zjednodušeně na připojených výkresech. ·

Na obr. 1 je znázorněn průřez mokrým elektricit odlučovačem a usazovacími elektrodami .

Na obr. 2 je znázorněn podélný řez mokrým elektrickým odlučovačem s usazovacími elektrodami. ,

CS 268 657 B2 3

Na obr. 3 je znázorněn průřez mokrým elektrickým odlučovačem s vysokonapěíovými elektrodami a usazovacími elektrodami.

Na obr. 4 Je znázorněn průřez mokrým elektrickým odlučovačem s usazovacími elektrodami a oplachovým ústrojím.

Na obr. 5 Je znázorněn zvětšený detail v oblasti dělicí roviny.

Podle obr. 1 Jsou v kruhovém válcovém tělese 1 uspořádány deskové usazovací elek- * trody 9 rovnoběžně se směrem proudění plynu a zavěšeny v tělese 1 prostřednictvím závěsného ústrojí JJ· Odlučovací pole Jsou rozdělena ve směru výšky a sestávají z horních Částí 5 a dolních částí 6. V důsledku toho musí být také odděleně uspořádaná závěsná ustrojí 23· Usazovací elektrody 9 a dolní části 6 Jsou oproti usazovacím elektrodám horní části 5 uspořádány přesazené o polovinu šířky rozteče, což bude v souvislosti s obr. 5 Ještě blíže vysvětleno. Vně tělesa 1 se nachází část závěsného ústrojí 4 pro vysokonapěbové elektrody. ’

Na obr. 2 Je znázorněno, Jak v tělese I Jsou uspořádaná odlučovací pole 2 a 3 ve směru proudění plynu navzájem za sebou a Jak Jsou ve směru výšky co do velikosti rozdílně rozdělena v horní části 5 a dolní části 6 v dělicí rovině 7- Směr proudění plynu Je naznačen šipkou. Dále Jsou znázorněny horní části závěsného ústrojí 4 pro vysokonapětové elektrody.

Na obr. 3 Je znázorněno, Jak Jsou střídavě uspořádány usazovací elektrody 9 a vysokonapěbové elektrody И kolmo ke směru proudění plynu. Z důvodu lepší přehlednosti nejsou závěsná ústrojí pro usazovací elektrody 9 znázorněna. Závěsné ústrojí 4 pro vysokonapěfcové elektrody 21 sestávají.z izolátorů, uspořádaných ve zvláštních tělesech nad vlastním tělesem 1 odlučovače, na nichž Jsou upevněny nosné tyče. Tyto nosné tyče Jsou spojeny s nosnými rámy pro vysokonapěíové elektrody ve tvaru drátu nebo pásu. Podrobnosti nejsou znázorněny, neboí patří ke známému stavu techniky. Budiž ještě uvedeno, že konstrukční části půlkruhového tvaru patří rovněž к závěsnému ústrojí 4 pro vysokouapětové elektrody

11. Jsou uspořádány ve směru proudění plynu vždy před a za polmi usazovacích elektrod a obstarávají zavěšení a ekvidistanční nastavování rámů pro vysokonapěbové elektrody

Na obr. 4 je znázorněno opiachové ústrojí společně s usazovacími elektrodami 9. Z trubky 24 pro přívod kapaliny jsou zásobovány opiachové trubky 22 kapalinou, která Je stříkána pod tlakem prostřednictvím postřikových trysek proti usazovacím elektrodám 9. Oplachové trubky 10 pro dolní část usazovacích elektrod 9 se současně používají к tomu, aby se oplachovaly dolní konce usazovacích elektrod 9. Tímto způsobem Je možné realizovat dělení prostoru tělesa 1 ve směru výšky bez zmenšení tohoto prostoru a ponechat tak volný průřez pro odlučovací pole. Ve spojení s přesazením usazovacích elektrod 9 je tak zajištěno jejich optimální čištění.

Poměry v oblasti dělicí roviny mezi horní a dolní částí odlučovacích polí Jsou zvětšeně znázorněny Ještě jednou v obr. 5· Střídavě s rámy pro vysokonapětové elektrody 22 Jsou uspořádány usazovací elektrody 9 a sice v dolní části Jsou přesazeny o polovinu šířky В rozteče vůči horní části. Tím se mohou oplachové trubky 10 uspořádat ve stejné rovině Jako horní usazovací elektrody 9 a dovolí tak optimální uspořádání postřikových trysek ^2 Jako i již zmíněné stranové seřizování horních usazovacích elektrod 9.

Příkladem provedení, znázorněným na výkresech se dosáhne optimálního využití volného průřezu tělesa i při dodržení nutných vzájemných rozestupů vysokonapětového systému od usazovacích elektrod a od ústrojích pro přívod a postřikování Čisticí kapaliny. Navržený mokrý elektrický odlučovač Je odolný vůči tlakovým rázům, má výškově omezené desky usazovacích elektrod a ve srovnání s pracími zařízeními provádí čistění plynu mnohem lépe při podstatně nižších nákladech na energii.

Claims

1. Mokrý elektrický odlučovač uspořádaný pro průchod plynu ve vodorovném směru, sestávající z tlakového tělesa» ve kterém Jsou kolmo ke směru proudění plynu uspořádány ve stejných vzdálenostech střídavě vysokonapětové elektrody a usazovací elektrody se závěsnými a oplachovými ústrojími, zejména pro odlučování prachu z konvertorových odpadních plynů, vyznačující se tím, že těleso (1) má tvar kruhového válce s volným průřezem nejméně 20 m² a ve směru proudění plynu Je uspořádáno Jedno nebo více odlučovacích polí (2, 3), které J90U ve směru výšky nejméně Jednou .děleny, přičemž proti horním částem usazovacích elektrod (9) Jsou směrovány rozprašovací trysky (12) horních a dolních opiachových trubek (10) a dolní konce (8) usazovacích elektrod (9) horních odlučovacích polí (2, 3) Jsou upraveny v rozsahu působení dolních oplachových trubek (10).

2. Mokrý elektrický odlučovač podle bodu 1, vyznačující se tím, že dělicí roviny (7) navzájem za sebou uspořádaných odlučovacích polí (2, 3) se naházejí v různých výškách.

3. Mokrý elektrický odlučovač podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že horní části (5) odlučovacích polí (2, 3) jsou o polovinu šířky (B) rozteče uspořádány přesazené vzhledem к dolním částem (6) odlučovacích polí (2, 3)·

4. Mokrý elektrický odlučovač podle některého z bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že odlučovací pole (2, 3) sestávají z navzájem za sebou ve stejných vzdálenostech uspořádaných, svislých, deskových usazovacích elektrod (9), vymezujících dráhy plynu a z vysokonapětových elektrod (11) uspořádaných ve středu drah plynu a z oplachových ústrojí (10, 12) uspořádaných nahoře mezi usazovacími elektrodami (9) в ze závěsných ústrojí (4, 13; usazovacích elektrod (9) a vysokonapěbových elektrod (11) a z přívodu (14) kapaliny.