RU2001124825A

RU2001124825A - Способ и устройство очистки газа с помощью заряженных капель

Info

Publication number: RU2001124825A
Application number: RU2001124825/12A
Authority: RU
Inventors: Клайд Н. РИЧАРДС
Original assignee: Клайд Н. РИЧАРДС
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2003-07-10

Claims

1. Устройство очистки газа от загрязнителей окружающей среды в виде частиц и газообразных загрязнителей окружающей среды, при этом очищаемый газ на входе в устройство проходит в виде установившегося потока газа и в установившемся направлении прохождения газа, причем направление прохождения газа определяет направление "вниз по потоку" в потоке газа как направление, параллельное направлению прохождения газа, и "вверх по потоку" в потоке газа как направление, противоположное направлению прохождения газа, содержащее: (a) средство обеспечения жидкостью под повышенным давлением, представляющее собой источник, снабжающий жидкостью под повышенным давлением, при регулируемом давлении жидкости; (b) средство создания капель, соединенное со средством обеспечения жидкостью под повышенным давлением, для испускания большого числа капель жидкости; (c) средство зарядки капель, взаимодействующее со средством создания капель, для зарядки капель до среднего заряда, который составляет по меньшей мере значительную часть от максимального заряда, который может переноситься каплями жидкости; (d) средство ввода, действующее на капли, для ввода капель в очищаемый газ и для однородного перемешивания капель с очищаемым газом путем обеспечения прохождения капель через очищаемый газ при движении капель относительно очищаемого газа на длине прохождения; и (е) средство удаления капель, взаимодействующее с очищаемым газом и каплями, введенными в газ, для удаления капель из очищаемого газа, после взаимодействия капель с газом, и для собирания вместе жидкости, содержащейся в каплях, при этом средство обеспечения жидкостью под повышенным давлением, средство создания капель, средство зарядки капель и средство ввода выполнены такой формы, которая обеспечивает каплями с такой комбинацией размера, заряда, частоты образования капель и длины прохождения капель в очищаемом газе, которая приводит к удалению загрязнителей окружающей среды с требуемой эффективностью удаления частиц для загрязнителей окружающей среды в виде частиц, а также приводит к удалению газообразных загрязнителей окружающей среды с требуемой эффективностью удаления газообразных загрязнителей окружающей среды.

2. Устройство по п.1, в котором очищаемый газ, содержащие электрически заряженные частицы, имеющие полярность заряда частиц до ввода в устройство, в котором средство зарядки капель создает капли с зарядом, имеющим противоположную полярность по отношению к полярности заряда частиц.

3. Устройство по п.1, в котором направление прохождения газа вертикальное.

4. Устройство по п.3, в котором направление прохождения газа вертикально вниз.

5. Устройство по п.1, в котором направление прохождения газа горизонтальное.

6. Устройство по п.1, в котором средство создания капель и средство ввода обеспечивают ввод капель в очищаемый газ в направлении "вниз по потоку".

7. Устройство по п.1, в котором средство создания капель и средство ввода обеспечивают ввод капель в очищаемый газ в направлении "вверх по потоку".

8. Устройство по п.1, в котором средство удаления капель содержит обычный сепаратор отбойного типа.

9. Устройство по п.1, в котором средство удаления капель дополнительно содержит обычный брызгоуловитель.

10. Устройство по п.1, в котором средство удаления капель содержит электроосадитель.

11. Устройство по п.1, которое дополнительно содержит средство рециркуляции, соединенное со средством удаления капель и со средством обеспечения жидкостью под повышенным давлением, для повторного направления жидкости, собранной из капель с помощью средства удаления капель, обратно в средство обеспечения жидкостью под повышенным давлением.

12. Устройство по п.11, в котором средство рециркуляции содержит поточную линию, включающую насос и фильтр грубой очистки для фильтрации жидкости.

13. Устройство по п.1, в котором капли имеют диаметр в диапазоне от 25 микрон до 250 мкм.

14. Устройство по п.13, в котором капли имеют диаметр по существу равный 140 мкм.

15. Устройство по п.13, в котором капли вводятся в очищаемый газ со средним электрическим зарядом, имеющим величину в диапазоне (0,1-2,0) × десять миллионов единиц элементарного заряда.

16. Устройство по п.1, в котором средство создания капель содержит средство для создания множества расширяющихся жидких, в виде листов, электродов из проводящей жидкости, причем каждый имеет основное направление прохождения параллельное направлению прохождения газа, листы имеют края, испускающие капли, а средство зарядки капель электростатически взаимодействует со средством создания капель.

17. Устройство по п.16, в котором средство зарядки капель содержит, в комбинации с расширяющимися жидкими электродами в виде листов, множество параллельных индукционных электродов, параллельных направлению прохождения газа, и средство высокого напряжения, соединенное с индукционными электродами, для создания высокого напряжения между индукционными электродами и расширяющимися жидкими электродами в виде листов.

18. Устройство по п.17, в котором расширяющиеся жидкие электроды в виде листов и индукционные электроды, каждый расположен в, по меньшей мере, по существу, равноотстоящих параллельных плоскостях, причем плоскость каждого из расширяющихся жидких в виде листов электродов является, по меньшей мере, по существу, равноотстоящей от плоскостей примыкающих индукционных электродов, а индукционные электроды расположены, по меньшей мере, в основной своей части ниже по потоку от краев расширяющихся жидких в виде листов электродов, при этом край каждого из расширяющихся жидких в виде листов электродов расположен, по меньшей мере, по существу, между примыкающими индукционными электродами.

19. Устройство по п.18, в котором напряжение между индукционными электродами и расширяющимися жидкими в виде листов электродами в диапазоне от 10 до 20 кВ, а расстояние между плоскостями примыкающих индукционных электродов и расширяющихся жидких в виде листов электродов, по существу, равно 25,4 мм расход жидкости в средстве создания капель в диапазоне 0,038-0,114 м³/мин на 28,3 м³/мин расхода очищаемого газа; средство обеспечения жидкостью под повышенным давлением снабжает жидкостью под давлением в диапазоне от 207 до 690 кПа; капли имеют средний диаметр в диапазоне от 25 до 150 микрон, и средний электрический заряд величиной в диапазоне (0,1-2,0) × десять миллионов единиц элементарного заряда; а длина прохождения капель относительно газа по меньшей мере 0,5 м.

20. Устройство по п.18, в котором напряжение между индукционными электродами и расширяющимися жидкими в виде листов электродами, по существу, равно 17 кВ, а зазор между плоскостями примыкающих индукционных электродов и расширяющихся жидких в виде листов электродов по существу равен 25,4 мм.

21. Устройство по п.18, в котором расход жидкости в средстве создания капель по существу 0,06 м³/мин 28,3 м³/мин расхода очищаемого газа.

22. Устройство по п.18, в котором капли имеют средний диаметр, по существу, равный 140 мкм.

23. Устройство по п.18, в котором капли имеют средний электрический заряд величиной, по существу, равной десяти миллионам единиц элементарного заряда.

24. Устройство по п.18, в котором длина прохождения капель относительно газа по меньшей мере 0,5 м.

25. Устройство по п.18, в котором напряжение между индукционными электродами и расширяющимися жидкими в виде листов электродами по существу равно 17 кВ, зазор между плоскостями примыкающих индукционных электродов и расширяющихся жидких в виде листов электродов, по существу, равен 25,4 мм; расход жидкости в средстве создания капель, по существу, 0,06 м³/мин на 28,3 м³/мин расхода очищаемого газа; капли имеют средний диаметр, по существу, равный 140 мкм, капли имеют средний электрический заряд величиной, по существу, равной десять миллионов единиц элементарного заряда; и длина прохождения капель относительно газа, по существу, равна одному метру.

26. Способ очистки газа от загрязнителей окружающей среды в виде частиц и газообразных загрязнителей окружающей среды, при этом очищаемый газ на входе в устройство проходит в виде установившегося потока газа и в установившемся направлении прохождения газа, причем направление прохождения газа определяет направление "вниз по потоку" в потоке газа как направление, параллельное направлению прохождения газа, и "вверх по потоку" в потоке газа как направление, противоположное направлению прохождения газа, включающий следующие этапы: (a) создание большого количества капель жидкости; (b) зарядку капель до среднего электрического заряда, который составляет по меньшей мере значительную часть от максимального заряда, который может переноситься каплями жидкости; (c) ввод заряженных капель в поток очищаемого газа таким образом, чтобы вызвать однородное перемешивание капель с очищаемым газом путем обеспечения прохождения капель через очищаемый газ при прохождении капель относительно очищаемого газа на длине прохождения; и (d) удаление капель из очищаемого газа, после взаимодействия капель с очищаемым газом; при этом обеспечивают капли с такой комбинацией размера, заряда, частоты образования капель и длины прохождения капель в очищаемом газе, которая приводит к удалению загрязнителей окружающей среды с требуемой эффективностью удаления частиц для загрязнителей окружающей среды в виде частиц, а также к удалению газообразных загрязнителей окружающей среды с требуемой эффективностью удаления газообразных загрязнителей окружающей среды.

27. Способ по п.26, в котором капли имеют средний диаметр в диапазоне от 25 до 250 мкм и средний электрический заряд величиной в диапазоне (0,1-2,0) × десять миллионов единиц элементарного заряда.

28. Устройство по п.1, в котором эффективность удаления частиц по меньшей мере 90%.

29. Устройство по п.1, в котором эффективность удаления частиц по меньшей мере 99%.

30. Устройство по п.1, в котором эффективность удаления газообразных загрязнителей окружающей среды по меньшей мере 90%.

31. Устройство по п.1, в котором эффективность удаления газообразных загрязнителей окружающей среды по меньшей мере 99%.