Opublikowano: 25.11.1967 52 675 KI. 12 e, 5 MKP frU)l d- .B03o 3/ii UKD Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Wladyslaw Laskowski, prof. dr inz. Zdzislaw Sokalski Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Zaklad Badan Naukowych Górnoslaskiego Okregu Przemyslowego), Zabrze (Polska) Elektroda elektrofiltru oraz sposób wytwarzania tej elektrody Przedmiotem wynalazku jest elektroda ele¬ ktrofiltru oraz sposób wytwarzania tej elektro¬ dy.Katode elektrofiltru stanowi najczesciej drut, przewaznie stalowy, spelniajacy role emitera elektronów. Emisja ta, noszaca nazwe elektro¬ statycznej, zachodzi na skutek duzej róznicy potencjalów (do 80000 V) pomiedzy katoda i ano¬ da i wtedy pole elektryczne wykonuje prace wyrywania elektronów z powlok atomów katody, przy czym emisja elektronów jest proporcjonal¬ na do napiecia. Wyemitowane elektrony osia¬ daja na czastkach pylu unoszonego przez gaz przeplywajacy przez przestrzen miedzyelektro- dowa. Czastki pylu obdarzone w ten sposób la¬ dunkiem ujemnym sa przyciagane przez dodat¬ nia anode i osadzaja sie na niej.W historii rozwoju elektrofiltrów równiez i konstrukcja katody podlegala modyfikacjom.Jak dotad, modyfikacje te szly po linii doboru optymalnego ksztaltu katody, doboru tworzywa o odpowiedniej wytrzymalosci mechanicznej i odpornosci na korozje w atmosferze oczyszczane¬ go gazu. W pierwszym przypadku wykorzysta¬ no znane zjawisko latwego splywu elektronów z róznego rodzaju ostrzy i duzych krzywizn i stad poczatkowo wyksztalcano katody w for¬ mie drutów kolczastych, lancuszków, pilek i sia¬ tek cylindrycznych z cienkiego drutu itp. Po¬ niewaz tego rodzaju katody posiadajace uprzy¬ wilejowane punkty latwiejszego splywu ele¬ ktronów, nie daja równomiernego pola elektry¬ cznego i latwo powoduja przebicia, stosuje sie obecnie coraz czesciej gladkie, proste i cienkie 5 druty. Wymagana odpowiednia wytrzymalosc mechaniczna i chemiczna sa podyktowane wa¬ runkami pracy samej katody. Jezeli pozwalaja na to warunki pracy katody, doboru tworzywa katody dokonuje sie zwlaszcza z punktu widze- 10 nia dostepnosci i ceny materialu.Elektrofiltry naleza do urzadzen oczyszczaja¬ cych drogich pod wzgledem inwestycyjnym a ta¬ nich pod wzgledem eksploatacyjnym. Zarówno ze wzgledu na budowe jak i eksploatacje ele- is ktrofiltrów pozadane jest, aby ich praca odby¬ wala sie przy mozliwie niskim napieciu i rów¬ noczesnie duzej emisji elektronów. Z jednej strony, z uwagi na wysokie wymagania izola¬ cyjne pozwoliloby to na tansza konstrukcje sa- 20 mych urzadzen jak i drugiej strony, zmienia¬ jace sie w pewnych granicach parametry oczy¬ szczanego gazu nie powodowalyby tak czestych przebic jakie zachodza przy wysokich napie¬ ciach. 25 Jak dotad, doboru tworzywa katody nie do¬ konywano z punktu widzenia róznic w pracy wyjscia elektronów z atomów róznych pierwiast¬ ków wzglednie metali. I tak np. energia po¬ trzebna do usuniecia elektronu z atomu (praca 30 wyjscia) wynosi dla Pt-5,36eV, W-4,52eV, Th- 52 6753 4 -3,35eV, Ba-2,52eV, Cs-l,93eV. W emisji biora udzial elektrony walencyjne tzn. znajdujace sie na zewnetrznej orbicie a wiec najbardziej od¬ leglej od jadra. Pierwiastki róznia sie energia jonizacji z powodu róznej budowy atomów, wielkoscia ladunków jadra i promieni atomo¬ wych.Zastosowanie metali wzglednie tlenków metali o niskiej energii jonizacji i jako materialu ka¬ tody poprawiloby z pewnoscia emisje elektro¬ nów a tym samym pozwoliloby na zmniejsze¬ nie napiecia w elektrofiltrze. Pierwiastkami o najnizszych energiach jonizacji sa potasowce i wapniowce. Uzycie jednak tych metali lub ich tlenków jako tworzywa katody jest ze wzgledów chemicznych i fizycznych niemozliwe.Stwierdzono jednak, iz pozadany efekt zwiek¬ szonej emisji mozna jednak osiagnac jezeli, wedlug wynalazku, elektrode elektrofiltru sta¬ nowi rdzen metaliczny pokryty tlenkami pota- sowców lub wapniowców. Zastosowanie tego ro¬ dzaju katody w postaci dlugiego i cienkiego dru¬ tu powleczonego tlenkami pierwiastków o ni¬ skiej energii jonizacji w doswiadczalnym ele¬ ktrofiltrze laboratoryjnym wykazalo wzrost emi¬ sji w stosunku do emisji pochodzacej cd czy¬ stego rdzenia metalicznego.W celu otrzymania elektrody wedlug wyna¬ lazku rdzen wykonany z metalu tworzacego tlenki kwasowe poddaje sie powierzchniowemu utlenieniu, a nastepnie utleniona powierzchnie rdzenia powleka sie zawiesina lub roztworem zwiazków potasowców i/lub wapniowców i wia¬ ze je w podwyzszonej temperaturze (500°C) z 5 tlenkiem na powierzchni rdzenia. W ten sposób otrzymuje sie elektrode pokryta trwale tlenka¬ mi pierwiastków o niskiej energii jonizacji.Mozna oczywiscie takze zastosowac rdzen ele¬ ktrody z metalu nietworzacego tlenków kwaso¬ wych. W takim przypadku rdzen pokrywa sie najpierw dowolna metoda, na przyklad galwa¬ nicznie, warstewka metalu tworzacego tlenek kwasowy, a dalej postepuje sie zgodnie z wy¬ nalazkiem. PL