CZ2023271A3 - Elektrostatický odlučovač prachu z proudu plynu - Google Patents

Abstract

Elektrostatický odlučovač (1) prachu z proudu (F) plynu, zahrnující vstupní část (2) s alespoň jedním zařízením (3) pro distribuci plynu zahrnujícím distribuční panely (4) v plném nebo děrovaném provedení, pro snížení koncentrace prachových částic, pro snížení tlakové ztráty a pro řízení rychlostního profilu proudění proudu (F) plynu, dále zahrnující hlavní odlučovací skříň (7) s alespoň jednou soustavou (8) elektrod, dále zahrnující alespoň jeden zásobník (9) odloučeného prachu s alespoň jednou přepážkou (24) a také výstupní část (10), přičemž mezi spodními okraji (5) distribučních panelů (4) tvořících zařízení (3) pro distribuci plynu a spodní nakloněnou stěnou (6) vstupního části (2) je vytvořena horizontální mezera (11), vyznačující se tím, že zařízení (3) pro distribuci plynu je tvořeno soustavou vertikálně nebo šikmo uspořádaných distribučních panelů (4), mezi nimiž jsou vytvořeny svislé nebo šikmé štěrbiny (12) pro průchod proudu (F) plynu do hlavní odlučovací skříně (7).

Description

Elektrostatickÿ odlucovac prachu z proudu plynu

Oblast techniky

Vynâlez se tÿkâ elektrostatického odluëovaëe prachu z proudu plynu, tedy oblasti ekologie a cistëni vzduchu v provozech produkujicich pevnÿmi câsticemi znecistënÿ odpadni vzduch, jako jsou spalovny, kotelny, cementamy aj.

Dosavadni stay techniky

Elektrostatické odlucovace se pouzivaji k odstranovâni prachovÿch ëâstic z proudu spalin pro rûzné procesni aplikace. Kvalita distribuée toku plynu uvnitf elektrostatického odlucovace je dùlezitâ pro maximalizaci provozni hcinnosti odlucovace. Vzhledem k tomu, ze pozadavky na snizeni znecisteni jsou stale pfisnejsi a provozni podminky provozù produkujicich znecistënÿ plyn se meni, roste potfeba stale vëtsich elektrostatickÿch odlucovacù. Zvëtsovâni provozù produkujicich prach nebo objemu vÿroby vede k vyssimu zatizeni odlucovacù prachem a potfebë zlepsené ùcinnosti odlucovâni prachu. Tarn kde existuji prostorovâ omezeni pro rozsifeni stâvajiciho systému elektrostatického odlucovâni o nové nebo systém rozsifujici prvky, tam je nutné zlepsit ùcinnost odlucovâni jiz instalovanÿch odlucovacù prachu.

Bëznÿ elektrostatickÿ odlucovac je tvofen hlavni odluëovaci skfini se sestavou elektrod. Elektrody mohou bÿt dâle doplnëny zanzenimi pro distribuci plynu, které jsou tvofeny distribucnimi panely nebo samostatnÿmi distribucnimi panely, jejichz ùkolem je vytvâfet pfekâzku proudu plynu a svÿm tvarem nutit plyn tyto distribuëni panely obtékat nebo jimi prochâzet a snizovat tak pfi obtékâni rychlost proudu plynu, a tim uvolnovat tëzsi prachové câstice, které vlivem gravitace vypadâvaji z proudu a padaji smërem dolù. Elektrostatickÿ odluëovaë je bëznë také tvofen vstupni, obvykle kuzelovou nebo také pyramidâlni ëâsti, rozsifujici se smërem k hlavni odluëovaci skfini a opatfenou jednim nebo vicero zanzenimi pro distribuci plynu. Zafizeni pro distribuci plynu i zde obsahuje dërované nebo plné distribuëni panely, které maji stejnou fùnkci, jako v hlavni odluëovaci skfini. FHavnim ùkolem vstupni ëâsti je maximâlnë zmensit mnozstvi pevnÿch prachovÿch ëâstic v proudu plynu vstupujiciho me zi elektrody v hlavni odluëovaci skfini. Vysokâ koncentrace prachovÿch ëâstic zpùsobuje ëastëjsi jiskry, vice vybiji elektrody a snizuje jejich ùëinnost. Elektrostatickÿ odluëovaë je dâle obvykle opatfen i alespon jednim zâsobnikem odlouëeného prachu, obvykle umistënÿm pod hlavni odluëovaci skfini tak, ze do nëj mùze spadâvat odlouëenÿ prach i z ostatnich ëâsti elektrostatického odluëovaëe. Zâsobnik je pfitom opatfen otvorem nebo otvirânim pro vÿsep nashromâzdëného prachu. Elektrostatickÿ odluëovaë je dâle obvykle opatfen i vÿstupni ëâsti, obvykle také kuzelového nebo pyramidâlniho tvaru, kterâ mùze bÿt téz opatfena zanzenimi pro distribuci plynu. Mezi spodnim okrajem distribuënich panelù a spodni naklonënou stënou vstupni a vÿstupni ëâsti je vytvofena horizontâlni mezera, takze se distribuëni panely spodni naklonëné stëny pfimo nedotÿkaji.

Smërem proudëni proudu plynu je v dokumentu myslen smër od vstupu do vstupni ëâsti elektrostatického odluëovaëe, pfes hlavni odluëovaci skfin k vÿstupu vÿstupni ëâsti elektrostatického odluëovaëe.

Pro dosazeni pozadované kvality rozvodu plynu v elektrostatickém odluëovaëi se pouzivaji nejrùznëjsi zafizeni na rozvod plynu, tzv. zafizeni pro distribuci plynu. Jsou to rùzné vnitfni prvky, které jsou umistëné v elektrostatickém odluëovaëi. Tyto prvky jsou urëené k vytvofeni pozadovaného rychlostniho profdu proudu plynu na vstupni a vÿstupni ëâsti odluëovaëe. Tëmito prvky jsou napf. otoënâ lopatka, coz je plochâ nebo zakfivenâ tenkâ ale dlouhâ deska, instalovanâ za ùëelem minimalizace poklesu tlaku a fizeni rozlozeni rychlosti proudu plynu a snizeni koncentrace prachu v prachu v proudu plynu. Pfikladem tohoto feseni je dokument

- 1 CZ 2023 - 271 A3

WO 2020026370 Al. Podobnÿ ûëel pin! i dalsi prvek, kterym je dërovanÿ plech. Je to plech nebo ocelovÿ plech s kulatÿmi nebo ëtvercovÿmi otvory rùznÿch prùmërù umistënÿmi ve vstupni nebo vÿstupni ëâsti elektrostatického odluëovaëe a slouzici k distribuci vyrovnavaciho proudu plynu. Pfikladem tohoto feseni je dokument WO 200194023 Al. Dalsimi pouzivanymi prvky jsou nevrstvené (anti-sneakage) pfepâzky. Jsou to vnitfni pfepâzkové prvky v odluëovaëi, které brâni plynu v obtékâni aktivni zôny nebo pole elektrostatického odluëovaëe. Ty jsou obvykle umistëny podél svislÿch stën pouzdra. Typicky je povrch pfepâzky kolmÿ ke smëru proudu plynu. Pfikladem tohoto feseni je dokument US 4725289 A. Dalsim pouzivanÿm prvkem jsou pfepâzky nâsypky. To jsou vnitfni pfepâzkové prvky v zâsobniku odlouëeného prachu odluëovaëe, které zabranuji zametâni tohoto prachu zpët do proudu plynu. Pfikladem je dokument EP 0254832 A2.

Distribuëni zarizeni plynu v odluëovaëi jsou vëtsinou navrzena tak, aby dosâhla pozadované kvality distribuée plynu a minimalizovala odpor proudëni plynu. Shromazd’ovâni urëitého mnozstvi prachu na sitech rozvodu plynu je povazovâno za vedlejsi efekt, kterÿ nemâ pfimÿ vliv na dimenzovâni elektrostatického odluëovaëe, tedy na vÿpoëet potfebné velikosti elektrostatického odluëovaëe pro dosazeni pozadované ûëinnosti odstranovâni prachu z plynu. V aplikacich elektrostatickÿch odluëovaëû pro odluëovâni prachu v technologickém procesu, kde hrozi nalepovâni prachu na odluëovaëi prvky elektrostatického odluëovaëe, se pouzivaji rozvody plynu s oklepâvacim systémem. Pfikladem je napf. feseni die dokumentu WO 2020026370 Al. Zarizeni pro distribuci plynu Rapper je zanzeni, které se pouzivâ k zabrânëni usazovâni prachu na sitech distribuée plynu vytlaëovânim prachu z desek sita pro distribuci toku, aby distribuëni zanzeni zûstala bez pfekâzek neblokovâna vrstvami prachu. Zneëistëni nebo nânosy na distribuënich zanzenich mohou zpûsobit znaëné zkresleni vzorù proudëni plynu. Mnozstvi nasbiraného prachu na vstupnich sitech rozvodu plynu s oklepâvânim také nemâ pfimÿ vliv na dimenzovâni elektrostatického odluëovaëe.

Typické uspofâdâni znâmÿch plynovÿch distribuënich panelû na vstupu elektrostatického odluëovaëe mâ vÿhodu v tom, ze urëité mnozstvi prachu se shromazd’uje na homi ëâsti vstupnich sit distribuëniho plynu a nâslednë, kdyz sklouzâvaji dolû nebo padaji z otâëejicich se lopatek, jsou prachové laviny ûëinnë sfouknuty ven proudem plynu pfes otvory ve spodnich ëâstech distribuënich zanzeni.

V otvorech perforovanÿch panelû sita pro distribuci plynu je rychlost proudu plynu vyssi nez prùmëmâ rychlost plynu v oblasti prùfezu tësnë pfed sitem pro distribuci plynu a lokâlnë silnëjsi proudy plynu v tëchto otvorech rozptyluji nashromâzdënÿ, stohovanÿ prach.

Ve spodni ëâsti distribuënich sit je typicky velkâ horizontâlni mezera mezi naklonënou stënou vstupniho pfechodu a spodnimi okraji distribuënich panelû, kterâ umoznuje volné sjizdëni prachovÿch lavin do spodni nâsypky. V této mezefe je rychlost proudiciho plynu vyssi a vÿsledkem je, ze lokâlnë silnëjsi proud plynu vyfukuje mensi pevné ëâstice z prachovÿch lavin. To zpûsobuje, ze znovu rozptÿlené jednou zachycené pevné ëâstice vstupuji ve vëtsim objemu do proudiciho plynu vstupujiciho do prvniho elektrického pole elektrostatického odluëovaëe.

Pro sbër polétavého prachu na povrchu sbëmÿch desek v elektrickém poli elektrostatického odluëovaëe se spotfebovâvâ elektrickâ energie. V pfipadë nizkého a stfedniho odporu polétavého prachu plati, ze ëim vyssi spotfeba energie, tim vyssi ûëinnost odluëovâni prachu v elektrostatickém odluëovaëi. Mensi velikost pevnÿch ëâstic je efektivnëji oddëlena od proudu plynu pfi silnëjsim elektrickém poli v elektrostatickém odluëovaëi. Sila elektrického pole zâvisi na dosazeném napëti mezi elektrodami v elektrostatickém odluëovaëi, ëim vyssi napëti, tim silnëjsi elektrické pole. Ridici systém budiciho systému pro pole elektrostatického odluëovaëe se snazi udrzet bëhem provozu co nejvyssi napëti.

Je-li koncentrace pevnÿch ëâstic ve vstupnim proudu plynu vstupujiciho do prvniho elektrického pole elektrostatického odluëovaëe vysokâ, zpûsobuji tyto prachové ëâstice ëasté elektrické jiskry,

-2CZ 2023 - 271 A3 tedy krâtké, prudké vÿboje elektrického pole mezi elektrodami nebo elektrické oblouky. Cim vyssi je koncentrace pevnÿch lâtek, tim castëjsi jiskry detekuje rïdici systém. Intenzita jisker nebo obloukû je hlavnim omezovacem dosahovanych hodnot napeti a proudu majici za nâsledek snizeni pfikon ve vstupnich polich elektrostatického odluëovaëe, coz ma za nâsledek nizsi celkovou ùëinnost odluëovâni prachu.

V procesu elektrostatického srâzeni ëâstic prachu také probihaji efekty aglomerace a deaglomerace tëchto câstic. Efekt aglomerace câstic pomâhâ pfi separaci pevnÿch câstic z proudu plynu v elektrostatickém odlucovaci. Ucinek deaglomerace câstic snizuje sbëmou ùëinnost elektrostatického odlucovace. Dominuje efekt deaglomerace câstic, kdy aglomerâty velmi velkÿch sloidovÿch câstic s velmi malÿmi ëâsticemi narazi na elektrody vysokou rychlosti a energie nârazu z nepruzné srâzky se pfenese na malou câstici a dojde k defragmentaci aglomerâtù. Vëtsi ëâstice mùze zùstat na povrchu elektrod, ale malé ëâstice elektricky z elektrody relativnë vysokou rychlosti pfeskakuji do proudu plynu v prostoru mezi elektrodami. Proto emise ëâstic na vÿstupu z elektrostatického odluëovaëe je tvofena pfevâznë tëmi nejmensimi pevnÿmi ëâsticemi.

Hrubé pevné ëâstice maji tendenci klesat pùsobenim gravitace a pfekonâvat odpor tekutiny v rozsifené zônë s nizkou rychlosti. V nëkterÿch prûmyslovÿch zafizenich se pfed elektrostatickÿmi odluëovaëi pouzivaji mechanické pfedkolektory pro separaci pevnÿch ëâstic ze spalin. Pro pfedkolektor je potfeba dalsi prostor pfed elektrostatickÿm odluëovaëem a potfebnÿ dalsi systém odluëovâni prachu z pfedkolektoru. Pfedkolektor vÿraznë zvysuje celkovou tlakovou ztrâtu na zanzeni na ëistëni plynù. Tlakovâ ztrâta pfedkolektoru je obvykle mnohem vyssi nez tlakové ztrâty elektrostatického odluëovaëe amâvliv na celkovou spotfebu energie instalace, vëetnë pozadované indukované pfikon ventilâtoru tahu.

Hlavni nevÿhodou souëasnë pouzivanÿch elektrostatickÿch odluëovaëù je, ze nedokâzi pruznë reagovat na pozadavek pro pfipadnou zvÿsenou odluëivost pevnÿch prachovÿch ëâstic, aniz by to znamenalo instalaci vëtsiho elektrostatického odluëovaëe, vice odluëovaëù za sebou nebo pfidavnÿch pfedkolektorù. Zvëtseni velikosti elektrostatického odluëovaëe nebo instalace dalsich pfedkolektorù nebo odluëovaëù je dâle ëasto limitovâno prostorovÿmi moznostmi umistëni ve stavbâch. Dalsi nevÿhodou je jiz vÿse uvedenâ velkâ horizontâlni mezera mezi naklonënou stënou vstupniho pfechodu a spodnimi okraji distribuënich panelù. Diky ni dochâzi k zpëtnému strhâvâni jiz jednou oddëlenÿch ëâstic, které pak v elektrostatickém poli elektrostatického odluëovaëe vytvâfi elektrické jiskry nebo elektrické oblouky a snizuje se ùëinnost odluëovâni prachovÿch ëâstic.

Ukolem vynâlezu je vytvofit takovÿ elektrostatickÿ odluëovaë prachu z proudu plynu, kterÿ bude schopen fidit distribuer rychlosti k dosazeni pozadovaného profilu rychlosti plynu tak, aby se zvÿsila ùëinnost odluëovâni prachovÿch ëâstic bez nutnosti zvëtseni vnëjsi velikosti elektrostatického odluëovaëe. Pfedevsim se jednâ o snizeni tlakové ztrâty na zanzeni pro distribue! plynu, ale souëasnë je ùkolem vynâlezu i snizit riziko strhâvâni jiz jednou oddëlenÿch prachovÿch ëâstic zpët do ëistëného proudu plynu.

Podstata vynâlezu

Nedostatky v souëasnosti znâmÿch elektrostatickÿch odluëovaëù prachu pfekonâvâ popisovanÿ elektrostatickÿ odluëovaë prachu z proudu plynu, zahmujici vstupni ëâst, hlavni odluëovaci skfin, alespon jeden zâsobnik odlouëeného prachu a vÿstupni ëâst. Vstupni ëâst je opatfena alespon jednim zanzenim pro distribue! plynu obsahujicim distribuëni panely v plném nebo dërovaném provedeni. Zafizeni pro distribue! plynu slouzi pro snizeni koncentrace prachovÿch ëâstic, pro snizeni tlakové ztrâty a pro fizeni rychlostniho profilu proudëni proudu plynu. Odluëovaci skfin je opatfena alespon jednou soustavou elektrod. Zâsobnik odlouëeného prachu je opatfen alespon jednou pfepâzkou. Mezi spodnimi okraji distribuënich panelù, které tvofi zanzeni pro distribuci

-3 CZ 2023 - 271 A3 plynu a spodni naklonënou stënou vstupniho ëâsti je vytvofena horizontâlni mezera. Zafizeni pro distribuci plynu je tvofeno soustavou vertikâlnë nebo sikmo uspofâdanÿch distribuënich panelû, mezi nimiz jsou vytvofeny svislé nebo sikmé stërbiny slouzi ci pro prûchod proudu plynu z vstupni câsti do hlavni odlucovaci skfine.

Ve vÿhodném provedeni maji distribuëni panely vertikâlni deskovou zâkladnu, kterâ je opatfena po stranâch bocnimi lemy. Boëni lemy jsou instalovâny tak, ze vystupuji proti smëru proudëni proudu plynu.

Vjiném vÿhodném provedeni maji distribuëni panely profil pismena U, kdy boëni lem svirâ s deskovou zâkladnou ùhel 90°. V tomto vÿhodném provedeni je mezi boënim lemem a deskovou zâkladnou vytvofen prvni kanâl, kterÿ slouzi pro jimâni prachu z proudu plynu. Prach nâslednë vlivem gravitace spadâvâ do spodni ëâsti distribuëniho panelu a dâle do zâsobniku odlouëeného prachu.

V dalsim vÿhodném provedeni jsou boëni lemy prâvë jednoho distribuëniho panelu nakoncich zahnuty dovnitf. Diky tomuto zahnuti boëni lemy na distribuënim panelu vytvâfeji souëasnë dvojici protilehlÿch prvnich kanâlù a dvojici protilehlÿch druhÿch kanâlù. Kanâly slouzi pro jimâni prachu z proudu plynu. Prach nâslednë vlivem gravitace spadâvâ do spodni ëâsti distribuëniho panelu a dâle do zâsobniku odlouëeného prachu.

V jestë dalsim vÿhodném provedeni je alespon jeden distribuëni panel na své spodni ëâsti opatfen proudovou clonou, kterâ pfiléhâ ke spodni naklonëné stënë vstupni ëâsti. Proudovâ clona tak pfekrÿvâ alespon spodni ëâst distribuëniho panelu a alespon v sifi distribuëniho panelu i k ni pnléhajici horizontâlni mezeru. Proudovâ clona tak slouzi pro eliminaci moznosti zpëtného strhâvâni prachovÿch ëâstic spadâvajicich do zâsobniku vlivem proudu plynu obtékajiciho distribuëni panel.

V nâsledujicim vÿhodném provedeni je distribuëni panel vyroben z kovovÿch nebo plastovÿch profilû.

Vjiném vÿhodném provedeni je elektrostatickÿ odluëovaë prachu opatfen oklepâvacim systémem pro oklep lepkavÿch prachovÿch ëâstic z distribuënich panelû zanzenim pro distribua plynu, ze soustav elektrod a ze stën vstupni ëâsti.

V dalsim vÿhodném provedeni je oklepâvaci systém tvofen zanzenim ze skupiny zafizeni: zvukovÿ klakson, elektromagnetické kladivko, pneumatické kladivko, elektromagnetickÿ vibrâtor, kladivko s râzovou tyci.

V nâsledujicim vÿhodném provedeni jsou distribuëni panely na svém homim okraji zavëseny na fetëzovém ëlânku a ve své spodni ëâsti jsou osazeny na voditku. Tento typ ulozeni distribuëniho panelu slouzi pro boënë omezené pohyblivé ulozeni distribuënich panelû a pro vytvofeni jejich vlastnich kmitû zpûsobenÿm proudënim plynu kolem a skrz tyto distribuëni panely. Dochâzi tak k samoëinnému oklepu prachovÿch ëâstic z tëchto distribuënich panelû.

Vjestë dalsim vÿhodném provedeni je kazdÿ distribuëni panel opatfen proudovou clonou. Proudové clony jsou v tomto vÿhodném provedeni uspofâdâny tak, ze se rozestup spodnich ëâsti dvou sousedicich proudovÿch clon ve smëru proudëni proudu plynu zvysuje.

Vjiném vÿhodném provedeni je spodni ëâst distribuëniho panelu pohyblivâ a je upevnënâ k homi ëâsti distribuëniho panelu zâvësem nebo fetëzovÿm ëlânkem.

V dalsim vÿhodném provedeni jsou distribuëni panely dërované a jsou opatfeny otvory uspofâdanÿmi alespon v jedné svislé fadë pod sebou.

-4CZ 2023 - 271 A3

Tento vynâlez se tÿkâ elektrostatického odluëovaëe prachu pro cistëni plynû z proudu plynu s relativnë vysokÿm zatizenim prachem. Pnkladem provozû s vysokym zatizenim prachem jsou provozy pro spalovâni fosilniho paliva v energetickÿch kotlich, provozy pro vÿrobu celulozy a papiru nebo provozy vâpenek a vÿroben cementu. Tento vynâlez je vytvofen pfedevsim pro prâci za podminek relativnë vysokého zatizeni prachem s omezenymi pozadavky na prostor a vyssimi pozadavky na ùëinnost odluëovâni prachu.

Hlavni vÿhodou tohoto elektrostatického odluëovaëe prachu z proudu plynu je, ze je schopen vÿraznë zvÿsit mnozstvi odlouëeného prachu z proudu plynu bez nutnosti pro toto zvyseni ùëinnosti zvëtsovat velikost vlastniho elektrostatického odluëovaëe. Diky tomu Ize u elektrostatického odluëovaëe dosâhnout vyssi ùëinnost odluëovâni prachu, s nizsi spotfebou energie na elektrostatické srâzeni, a tak i snizeni potfebnÿch provoznich nâkladû. Pfi tomto zlepseni parametrû se nezmënila schopnost ùëinnë rïdit distribue! rychlosti plynu k dosazeni pozadovaného profilu rychlosti plynu. U tohoto vynâlezu se naopak snizuji tlakové ztrâty na zafizeni pro distribue! plynu, a i riziko strhâvâni jiz jednou oddëlenÿch prachovÿch ëâstic zpët do ëistëného proudu plynu.

Objasnëni vÿkresù

Vynâlez bude blize objasnën pomoci vÿkresù, které znâzornuji:

obr. 1: boëni fez elektrostatickÿm odluëovaëem se vstupni ëâsti, hlavni odluëovaci skfini, vÿstupni ëâsti a dvëma zâsobniky. Vstupni ëâst je sestavou tfi zafizeni pro distribue! plynu tvofenÿmi sestavou vertikâlnë ulozenÿch distribuënich panelù s otvory umistënÿmi vjedné vertikâlni fadë, kdy spodni okraj kazdého distribuëniho panelu je kryt proudovou clonou. Hlavni odluëovaci skfin je opatfena dvojici sestav elektrod a ve spodni ëâsti dvëma zâsobniky kazdÿ s dvojici pfepâzek. Vÿstupni ëâst je opatfena jednim zanzenim pro distribue! plynu ve shodném provedeni jako jsou ve vstupni ëâsti. Sestavy ve vstupni ëâsti a v hlavni odluëovaci skfini jsou opatfeny oklepâvacim mechanismem v provedeni kladivko a râzovâ tyë;

obr. 2: 3D detailni pohled na zafizeni pro distribue! plynu tvofené sestavou ëtyf vedle sebe vertikâlnë ulozenÿch distribuënich panelù tvaru pismena „C“, kazdÿ s jednou vertikâlni fadou kruhovÿch otvorù. Distribuëni panely jsou shora zavëseny na fetëzovÿch ëlâncich a jejich spodni ëâst je kryta proudovÿmi clonami a osazena na voditku. Na obrâzku je vyobrazen smër proudu plynu a souëasnë pfiléhâni proudovÿch clon k spodni naklonëné stënë vstupni ëâsti;

obr. 3: 3D detailni pohled na sestavu die obr. 2 s lepsim vyobrazenim zvëtsujiciho se rozestupu mezi proudovÿmi clonami ve smëru proudëni proudu plynu;

obr. 4: 3D detailni pohled na ctyfi rùznâ provedeni distribuënich panelù podle velikosti deskové zâkladny a tvaru a velikosti boënich lemù a tvaru, poëtu a umistëni otvorù. Jiné je i provedeni proudovÿch clon;

obr. 5: 3D detailni pohled na dvojici distribuënich panelù s jejich pohyblivou spodni ëâsti.

Pnklady uskuteënëni vynâlezu

Popsanÿ vynâlez vylepsuje dosavadni stav techniky tak, ze u elektrostatického odluëovaëe 1 prachu vytvofeného podle souëasného stavu techniky, pfi stejné velikosti elektrostatického odluëovaëe 1 vÿraznë zvysuje jeho ùëinnost, snizuje energetickou nâroënost a zlepsuje i parametry proudu F plynu pfi jeho proudëni elektrostatickÿm odluëovaëem L

-5CZ 2023 - 271 A3

Podle vyobrazeni vynâlezu podle obr. 1 se na prvni pohled prezentovanÿ elektrostaticky odlucovac 1 pfilis nelisi od dosavadniho stavu techniky. I on je tvofen vstupni ëâsti 2 kuzelového tvaru, hlavni odluëovaci skfini 7, vâlcového tvaru, alespon jednim zâsobnikem 9 odlouëeného prachu a vÿstupni câsti 10 kuzelového tvaru. Nelisi se ani tim, ze vstupni ëâst 2 je opatfena alespon jednim zafizenim 3 pro distribuci plynu obsahujicim distribuëni panely 4 v plném nebo dërovaném provedeni a ani ùëelem tohoto zanzeni 3 pro distribuci plynu. I zde toto zanzeni 3 pro distribuci plynu slouzi pro snizeni koncentrace prachovÿch ëâstic, pro snizeni tlakové ztrâty a pro fizeni rychlostniho profilu proudëni proudu F plynu. I hlavni odluëovaci skfin 7 se pfilis nelisi od dosavadniho stavu techniky, kdy je opatfena alespon jednou soustavou 8 elektrod a zâsobnik 9 odlouëeného prachu je standardnë opatfen alespon jednou pfepâzkou 24. Rozdilem neni ani to, ze mezi spodnimi okraji 5 distribuënich panelû 4, které tvofi zafizeni 3 pro distribuci plynu a spodni naklonënou stënou 6 vstupniho câsti 2 je vytvofena horizontâlni mezera 11, viz obr. 1, 3 a 5. Vÿraznÿm a hlavnim rozdilem je, ze zanzeni 3 pro distribuci plynu je tvofeno soustavou vertikâlnë nebo sikmo uspofâdanÿch distribuënich panelû 4, mezi nimiz jsou vytvofeny svislé nebo sikmé stërbiny 12 slouzici pro prùchod proudu F plynu ze vstupni ëâsti 2 do hlavni odluëovaci skrinë 7.

Podle konkrétniho pfikladù uskuteënëni vynâlezu vyobrazeném na obr. 2 az 5, maji distribuëni panely 4 vertikâlni deskovou zâkladnu 13, kterâ je opatfena po stranâch boënimi lemy 14. Boëni lemy 14 jsou instalovâny tak, ze vystupuji proti smëru proudëni proudu F plynu.

Podle nezobrazeného pfikladù uskuteënëni vynâlezu maji distribuëni panely 4 profil pismena U, atedy boëni lem 14 svirâ s deskovou zâkladnou 13 ûhel 90°. V tomto pfikladù uskuteënëni vynâlezu je mezi boënim lemem 14 a deskovou zâkladnou 13 vytvofen prvni kanâl 17. kterÿ slouzi pro jimâni prachu z proudu F plynu. Zachycenÿ prach nâslednë vlivem gravitaëni sily spadâvâ do spodni ëâsti 15 distribuëniho panelû 4 a dâle do zâsobniku 9 odlouëeného prachu.

Podle jiz konkrétniho pfikladù uskuteënëni vynâlezu, vyobrazeného na obr. 2 az 5, jsou boëni lemy 14 distribuëniho panelû 4 tvaru pismene „L“ a také jsou uspofâdâny tak, ze vystupuji proti proudu plynu F. Toto uspofâdâni distribuëniho panelû 4 tak vytvâfi v prùfezu tvar pismena „C“. Tim, ze jsou boëni lemy 14 distribuëniho panelû 4 na koncich zahnuty dovnitf vytvâfeji souëasnë dvojici protilehlÿch prvnich kanâlû 17 a dvojici protilehlÿch druhÿch kanâlû 172 Kanâly 17, 17' slouzi pro jimâni prachu z proudu plynu F. Prach nâslednë vlivem gravitaëni sily spadâvâ do spodni ëâsti distribuëniho panelû 4 a dâle do zâsobniku 9 odlouëeného prachu.

Podle pfikladù uskuteënëni vynâlezu, vyobrazeném na obr. 1 az 5, je alespon jeden distribuëni panel 4 na své spodni ëâsti opatfen proudovou clonou 16, kterâ pfiléhâ ke spodni naklonëné stënë 6 vstupni ëâsti 2. Proudovâ clona 16 svÿm tvarem a umistënim pfekrÿvâ alespon spodni ëâst 15 distribuëniho panelû 4 a alespon v sifi distribuëniho panelû 4 i k ni pfiléhajici horizontâlni mezeru 11. Proudovâ clona 4 tak slouzi pro eliminaci moznosti zpëtného strhâvâni prachovÿch ëâstic spadâvajicich do zâsobniku 9 vlivem proudu plynu F obtékajiciho distribuëni panel 4.

Vjiném konkrétnim pfikladù uskuteënëni vynâlezu, je elektrostatickÿ odluëovaë 1 prachu opatfen oklepâvacim systémem pro oklep lepkavÿch prachovÿch ëâstic z distribuënich panelû 4 zafizenim 3 pro distribuci plynu, ze soustav 8 elektrod a ze stën vstupni ëâsti 2. Oklepâvaci systém mûze mit rùznâ provedeni. Podle nezobrazenÿch pfikladù uskuteënëni vynâlezu je oklepâvaci systém tvofen zafizenim ze skupiny zafizeni: zvukovÿ klakson, elektromagnetické kladivko, pneumatické kladivko, elektromagnetickÿ vibrâtor. Podle pfikladù uskuteënëni vynâlezu, vyobrazeném na obr. 1, je oklepâvaci systém tvofen kladivkem 21 s râzovou tyci 20.

Oklepâvaci systém mûze bÿt nahrazen nebo doplnën upevnënim distribuënich panelû 4 tak, aby proud F plynu obtékajici tyto distribuëni panely 4 vyvolâval jejich vibrace, které by vyvolâvali oklep usazeného prachu. Takovÿm provedenim je provedeni vynâlezu podle vyobrazeni na obr. 2 a 3. Na tëchto vyobrazenich je vyobrazeno provedeni, kde jsou distribuëni

-6CZ 2023 - 271 A3 panely 4 na svém homim okraji 25 zavëseny na fetëzovém ëlânku 22 a ve své spodni ëâsti 15 jsou osazeny na voditku 18. Tento typ ulozeni distribuëniho panelu 4 umoznuje omezenÿ pohyb ulozeni distribuënich panelû 4. Diky vytvofenÿm vibracim dochâzi tak k samoëinnému oklepu prachovÿch ëâstic z tëchto distribuënich panelû 4.

Na obr. 3 a 5 je vyobrazeno konkrétni prostorové uspofâdâni proudovÿch cion 16 se zvÿraznënim jejich uspofâdâni tak, ze se rozestup 23 spodnich ëâsti dvou sousedicich proudovÿch clon 16 ve smëru proudëni proudu F plynu zvysuje. Toto uspofâdâni brâni blokovâni spadâvâni prachovÿch ëâstic a shlukû tëchto ëâstic ulpëlÿch na distribuënich panelech 4 a vytvâfeni mist v proudu F plynu podporujicich tvorbu prachovÿch shlukû. Ze stejného dûvodu je s vÿhodou proudovâ clona 16 tvofena jako ëâsteënë boënë otevfenÿ vicestrannÿ jehlan, viz obr. 2 a 3 s otevfenou stranou pfiléhajici na spodni naklonënou stënu 6 vstupni ëâsti 2. Odbomik v oboru lehce dovodi i mnoho jinÿch moznÿch tvarovÿch a materiâlovÿch provedeni proudovÿch clon 16, které budou splnovat hlavni podminku jejich pouziti, tedy brânit prùchodu proudu F plynu k distribuënimi panely 4 zachycenÿch a do zâsobniku 9 spadâvajicich prachovÿch ëâstic.

Pro podporu funkce lepsiho opadâvâni prachu je podle konkrétniho pfikladu uskuteënëni vynâlezu, vyobrazeném konkrétnë na obr. 5, mozné vytvofit distribuëni panely 4 tak, ze jejich spodni ëâst 15 je pohyblivâ a je upevnënâ k homi ëâsti 26 distribuëniho panelu 4 zâvësem nebo fetëzovÿm ëlânkem 22.

S vÿhodou jsou distribuëni panely 4 vytvofeny tak, ze jsou dërované, pfiëemz otvory 19 v nich vytvofené slouzi pro usnadnëni postupu proudu F plynu, takze proud F plynu distribuëni panely 4 nejen obtékâ, ale jimi i prostupuje. Otvory 19 v distribuënim panelu 4 jsou podle obr. 4 uspofâdané alespon vjedné svislé fadë pod sebou, ale také ve dvou a podle nezobrazenÿch pfikladû uspofâdâni vynâlezu mûze bÿt tëchto fad i vice, pfiëemz prùmër otvoru 19 je volena pfedevsim ve vztahu k plânované rychlosti proudu F plynu, kterÿm mâ proud F plynu prochâzet elektrostatickÿm odluëovaëem L Distribuëni panel je obvykle vyroben z kovovÿch nebo plastovÿch profilû, odbomik v obou ale dovodi i jiné profilové tvary distribuënich panelû 4, materiâlu distribuënich panelû 4, velikosti a mnozstvi otvorù 19 v distribuënich panelech 4.

Tento vynâlez se tÿkâ elektrostatického odluëovaëe 1 prachu pro ëistëni plynû z proudu plynu s relativnë vysokÿm zatizenim prachem. Pfikladem provozû s vysokÿm zatizenim prachem jsou provozy pro spalovâni fosilniho paliva v energetickÿch kotlich, provozy pro vÿrobu celulôzy a papim nebo provozy vâpenek a vÿroben cementu. Tento vynâlez je vytvofen pfedevsim pro prâci za podminek relativnë vysokého zatizeni prachem s omezenÿmi pozadavky na prostor a vyssimi pozadavky na ûëinnost odluëovâni prachu.

Porovnâni konkrétniho provedeni vylepseni a zmëna dosahovanÿch parametrù oproti dosavadniho stavu u elektrostatického odluëovaëe 1 prachu u spalovaciho zafizeni na hnëdé uhli, tedy u kotle o vÿkonu 800 MW.

Tab. 1 - provozni pozadavky na elektrostatickÿ odluëovaë 1

Pozadovanÿ parametr	Hodnota paramétra starâ	Hodnota paramétra novâ
Koncentrace prachu na vstupu do vstupni câsti	max. 28 g/Nm3 (mokiÿ plyn)	max. 42 g/Nm3 (mokiÿ plyn)
Zâruka na vÿstupni prachové emise	<50 mg/Nm3 suchého plynu @ 6 % O2	<25 mg/Nm3 suchého plynu @ 6 % O2
Pozadovanâ zâruka na ûcinnost sbëru	99,821 %	99,940 %

-7CZ 2023 - 271 A3

Tab. 2 Parametry konstrukce pfi zachovâni zastavëné velikosti elektrostatického odluëovaëe 1

Parametr	Hodnota drive	Moznâ âprava	Ùprava podle vynâlezu
Hmotnost vsech zarizeni pro distribue! plynu	42 148 kg	—	52 500 kg
Hmotnost jedné soustavy elektrod	délka sestavy 3,2 m hmotnost 469 660 kg	+ dalsi sestava o délce 4 m	délka sestavy 2,4 m hmotnost 352 245 kg
Elektrostatickÿ odlucovac (SCA) s rozteci elektrod	400 mm, 44,70 m2/(m3/s)	400 mm, 64 m2/(m3/s)	—
Celkovâ spotfeba elektrostatického odlucovace pfi plném zarizeni kotle	2972 kW	4418 kW	4089 kW
Typ vylepseni		rozsifeni o dalsi sestavy elektrod o délce = 4,0 m a vÿmëna stâvajicich vysokonapët’ovÿch elektrod za vy sokofrekvencni napâjeci elektrody	âpravy zarizeni pro distribue! plynu ve vstupni cash die vynâlezu
Celkovâ hmotnost novÿch prvkû		540 109 kg	404 775 kg

Celkové ùspory proti vylepseni elektrostatického separâtoru podle dosavadniho stavu techniky 5 a podle vynâlezu jsou ty, ze podle vynâlezu je pro dosazeni novÿch provoznich parametrù zapotfebi stejného prostoru pro elektrostatickÿ separator ale dosahuje se spotfebu elektrické energie o 328 kW mensi a elektrostatickÿ separator ]_ bude o 135 334 kg lehëi.

ίο Prùmyslovâ vyuzitelnost

Vynâlez najde uplatnëni pfedevsim pfi modemizace stâvajicich provozù s elektrostatickÿmi odluëovaëi, kde neni mozno zvÿsit jejich parametry montâzi vëtsich a vÿkonnëjsich odluëovaëù, protoze pro në neni v konstrukci provozu misto. Jednâ se pfedevsim o provozy produkujici velké 15 mnozstvi prachovÿch ëâstic, jako spalovny, hnëdouhelné elektrâmy vâpenky, cementâmy apod.

Claims (12)

1. Elektrostatickÿ odluëovaë (1) prachu z proudu (F) plynu, zahmujici vstupni cast (2) s alespon jednim zanzenim (3) pro distribue! plynu, zahmujicim distribuëni panely (4) v plném nebo dërovaném provedeni pro snizeni koncentrace prachovÿch ëâstic, pro snizeni tlakové ztrâty a pro nzeni rychlostniho profilu proudëni proudu (F) plynu, dâle zahmujici hlavni odluëovaci skfin (7) s alespon jednou soustavou (8) elektrod, dâle zahmujici alespon jeden zâsobnik (9) odlouëeného prachu s alespon jednou pfepâzkou (24) a dâle vÿstupni ëâst (10), pfiëemz mezi spodnimi okraji (5) distribuënich panelû (4) tvoficich zafizeni (3) pro distribue! plynu a spodni naklonënou stënou (6) vstupniho ëâsti (2) je vytvofena horizontâlni mezera (11), vyznacujici se tim, ze zafizeni (3) pro distribue! plynu je tvofeno soustavou vertikâlnë nebo sikmo uspofâdanÿch distribuënich panelû (4), mezi nimiz jsou vytvofeny svislé nebo sikmé stërbiny (12) pro prùchod proudu (F) plynu do hlavni odluëovaci skfinë (7).

2. Elektrostatickÿ odluëovaë (1) podle nâroku 1, vyznacujici se tim, ze distribuëni panely (4) maji vertikâlni deskovou zâkladnu (13) opatfenou po stranâch boënimi lemy (14), vystupujicimi proti smëm proudëni proudu (F) plynu.

3. Elektrostatickÿ odluëovaë (1) podle nâroku 2, vyznacujici se tim, ze distribuëni panely (4) maji profil pismena U, pfiëemz boëni lem (14) svirâ s deskovou zâkladnou (13) ûhel 90°, a pfiëemz mezi boënim lemem (14) a deskovou zâkladnou (13) je vytvofen prvni kanâl (17) pro jimâni prachu z proudu (F) plynu a pro jeho gravitaëni spadâvâni do spodni ëâsti distribuëniho panelû (4) a dâle do zâsobniku (9) odlouëeného prachu.

4. Elektrostatickÿ odluëovaë (1) podle nârokù 1 a 2, vyznacujici se tim, ze boëni lemy (14) prâvë j ednoho distribuëniho panelû (4) j sou na koncich zahnuty dovnitf a vytvâfej i tak dvoj ici protilehlÿch prvnich kanâlù (17) a souëasnë dvojici protilehlÿch dmhÿch kanâlù (17') pro jimâni prachu z proudu (F) plynu a pro jeho gravitaëni spadâvâni do spodni ëâsti distribuëniho panelû (4) a dâle do zâsobniku (9) odlouëeného prachu.

5. Elektrostatickÿ odluëovaë (1) podle nârokù 1 az 4, vyznacujici se tim, ze alespon jeden distribuëni panel (4) je na své spodni ëâsti (15) opatfen proudovou clonou (16), pfiléhajici ke spodni naklonëné stënë (6) vstupni ëâsti (2) a pfekrÿvajici alespon spodni ëâst (15) distribuëniho panelû (4) a alespon v sifi distribuëniho panelû (4) k ni pfiléhajici horizontâlni mezem (11) pro eliminaci moznosti zpëtného strhâvâni prachovÿch ëâstic spadâvajicich do zâsobniku (9).

6. Elektrostatickÿ odluëovaë ( 1 ) podle nëkterého z nârokù 1 az 5, vyznacuj ici se tim, ze distribuëni panel (4) je vyroben z kovovÿch nebo plastovÿch profilù.

7. Elektrostatickÿ odluëovaë (1) podle nëkterého z nârokù 1 az 6, vyznacujici se tim, ze je opatfen oklepâvacim systémem pro oklep lepkavÿch prachovÿch ëâstic z distribuënich panelû (4) zanzenim (3) pro distribue! plynu, ze soustav elektrod (8) a ze stën vstupni ëâsti (2).

8. Elektrostatickÿ odluëovaë (1) podle nâroku 7, vyznacujici se tim, ze oklepâvaci systém je tvofen zanzenim ze skupiny zafizeni: zvukovÿ klakson, elektromagnetické kladivko, pneumatické kladivko, elektromagnetickÿ vibrâtor, kladivko (21) s râzovou tyci (20).

9. Elektrostatickÿ odluëovaë (1) podle nëkterého z nârokù 1 az 8, vyznacujici se tim, ze distribuëni panely (4) jsou na svém homim okraji (25) zavëseny na fetëzovém ëlânku (22) a ve své spodni ëâsti jsou osazeny na voditku (18) pro boënë omezené pohyblivé ulozeni distribuënich panelû (4) pro vytvofeni jejich vlastnich kmitù proudënim plynu a samoëinnÿ oklep prachovÿch ëâstic z tëchto distribuënich panelû (4).

10. Elektrostatickÿ odluëovaë (1) podle nëkterého z nârokù 5 az 9, vyznacujici se tim, ze kazdÿ distribuëni panel (4) je opatfen proudovou clonou (16), a ze proudové clony (16) jsou uspofâdâny

-9 CZ 2023 - 271 A3 tak, ze se rozestup (23) spodnich ëâsti dvou sousedicich proudovÿch cion (16) ve smeru proudeni proudu (F) plynu zvysuje.

11. Elektrostatickÿ odluëovaë (1) podle nëkterého z nârokû 1 az 10, vyznacujici se tim, ze spodni ëâst (15) distribuëniho panelu (4) je pohyblivâ a je upevnënâ k homi ëâsti (26) distribuëniho panelu 5 (4) zâvësem nebo fetëzovÿm ëlânkem (22).

12. Elektrostatickÿ odluëovaë (1) podle nëkterého z nârokû 1 az 11, vyznacujici se tim, ze distribuëni panely (4) jsou dërované, opatfené otvory (19) uspofâdanÿmi alespon vjedné svislé fadë pod sebou.