RU2039608C1

RU2039608C1 - Two-zoned electric filter for cleaning air from aerosol and toxic gases

Info

Publication number: RU2039608C1
Application number: RU93057276A
Authority: RU
Inventors: В.И. Маркин; А.Е. Гоник; Н.Н. Жуков
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "Элстат"; Маркин Виктор Иванович; Гоник Анатолий Ефимович; Жуков Николай Николаевич
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-20

Abstract

FIELD: medical engineering; sanitary; hygiene. SUBSTANCE: device has ionizer, precipitator and electrostatic filter spaced in succession in the air flow direction in the common casing. Ionizer has grounded parallel plates with electrodes displaying corona discharge. Precipitator has a set of alternating potential and grounded parallel plates. Electrostatic filter has a potential and grounded electrodes, each consisting of alternating permeable and impermeable partition set across the air flow direction in electric filter. Permeable partitions of a potential electrode are placed opposite to the impermeable partitions of a grounded electrode. The space between the potential and grounded electrodes is filled with granulated filler. EFFECT: enhanced effectiveness in carrying out fine cleaning of air from toxic gases and aerosol impurities. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области очистки воздуха от твердых и жидких аэрозолей с помощью электрического поля коронного разряда от токсичных газов и тонкой очистки от аэрозолей на наполнителе с наложенным электростатическим полем, образующихся при различных видах сварки. Изобретение может быть использовано для очистки воздуха и в других технологических процессах, а также воздуха бытовых помещений. The invention relates to the field of air purification from solid and liquid aerosols using an electric field of a corona discharge from toxic gases and fine purification from aerosols on a filler with an applied electrostatic field generated during various types of welding. The invention can be used for air purification in other technological processes, as well as air in domestic premises.

Известен двухзонный электрофильтр [1] состоящий из установленных друг за другом по ходу газа узла зарядки частиц (ионизатор) и узла осаждения (осадитель). Ионизатор выполнен в виде параллельных пластин, между которыми расположены коронирующие электроды. Осадитель представляет собой набор параллельных пластин, между которыми создается электростатическое поле. Применение указанного электрофильтра удовлетворительно решает проблему очистки воздуха от аэрозолей. Однако в некоторых технологических процессах, например сварке, плазменной резке металлов, обработке пластических масс и др. помимо аэрозолей выделяются токсичные газы. В вентиляционных системах с возвратом в производственные помещения очищенного воздуха от аэрозолей помимо электрофильтров должны быть применены дополнительные устройства для улавливания газов, что приводит к усложнению вентсистем и их стоимости. Known dual-zone electrostatic precipitator [1] consisting of a particle charging unit (ionizer) and a deposition unit (precipitator) installed one after the other along the gas. The ionizer is made in the form of parallel plates, between which are located the corona electrodes. A precipitator is a set of parallel plates between which an electrostatic field is created. The use of the specified electrostatic precipitator satisfactorily solves the problem of air purification from aerosols. However, in some technological processes, such as welding, plasma cutting of metals, plastic processing, etc., toxic gases are released in addition to aerosols. In ventilation systems with the return to the industrial premises of cleaned air from aerosols, in addition to electrostatic precipitators, additional devices for trapping gases must be used, which leads to a complication of ventilation systems and their cost.

Известен аппарат [2] состоящий из смонтированных друг за другом в общем корпусе двухзонного электрофильтра и ячейкой, заполненной наполнителем из активированного угля, предназначенной для поглощения озона. A known apparatus [2] consisting of mounted one after another in a common housing of a two-zone electrostatic precipitator and a cell filled with an activated carbon filler designed to absorb ozone.

Недостаток данного аппарата низкая (не более 10%) эффективность улавливания аэрозолей наполнителя. The disadvantage of this apparatus is low (no more than 10%) the efficiency of trapping aerosol filler.

Прототипом предлагаемого изобретения является известный трехзонный электрофильтр [3] содержащий в общем корпусе и последовательно по ходу газа установленные ионизатор в виде параллельных пластин, между которыми расположены коронирующие электроды, осадитель из набора параллельных пластин с созданным между ними электростатическим полем и электростатический фильтр из проницаемых перегородок, между которыми создано электростатическое поле, а пространство между перегородками заполнено наполнителем из волокнистого материала. Высокая эффективность улавливания (более 90%) аэрозолей в электростатическом фильтре может быть достигнута либо при малой (менее 0,5 м/с) скорости фильтрации, либо увеличением толщины слоя наполнителя. Оба указанных фактора приводят к необходимости увеличения габаритных размеров фильтра. The prototype of the invention is a well-known three-zone electrostatic precipitator [3] containing ionizer in the form of parallel plates in a common housing and sequentially along the gas, between which there are corona electrodes, a precipitator from a set of parallel plates with an electrostatic field created between them and an electrostatic filter from permeable partitions, between which an electrostatic field is created, and the space between the partitions is filled with a filler of fibrous material. High efficiency of collecting (more than 90%) aerosols in an electrostatic filter can be achieved either at a low (less than 0.5 m / s) filtration rate, or by increasing the thickness of the filler layer. Both of these factors lead to the need to increase the overall dimensions of the filter.

Цель изобретения повышение эффективности очистки воздуха от аэрозолей и токсичных газов в двухзонном электрофильтре. The purpose of the invention is to increase the efficiency of air purification from aerosols and toxic gases in a dual-zone electrostatic precipitator.

Указанная цель достигается тем, что в двухзвенном электрофильтре, содержащем установленные в общем корпусе последовательно по ходу газа ионизатор в виде заземленных параллельных пластин, между которыми расположены коронирующие электроды, осадитель, состоящий из набора чередующихся потенциальных и заземленных параллельных пластин и электростатический фильтр в виде потенциального и заземленного электродов, в пространстве между которыми размещен неэлектропроводный наполнитель, потенциальные и заземленные электроды электростатического фильтра выполнены в виде набора чередующихся проницаемых и непроницаемых перегородок, установленных поперек направления движения воздуха в электрофильтре. Проницаемые перегородки потенциального электрода установлены против непроницаемых перегородок заземленного электрода, а наполнитель выполнен в виде гранул. Наполнитель, помещенный в электростатическое поле, позволяет ему выполнять две функции: во-первых, очистка воздуха от аэрозолей; во-вторых, улавливание токсичных газов. Улавливание токсичных газов наполнителем известно как процесс абсорбции, который достаточно хорошо изучен и широко используется в различных сферах деятельности человека. Известно, что гранулы из неэлектропроводного материала во внешнем электростатическом поле поляризуются. Частицы аэрозоля, проходя вблизи поляризованных гранул приобретают индуцированный заряд и под действием сил электростатического взаимодействия осаждаются на них. Эффективность как процесса абсорбции токсичных газов, так и осаждение аэрозоля на гранулы существенно зависит от контактирующей поверхности наполнителя с очищаемым воздухом. В предлагаемом электрофильтре контактирующая поверхность гранул увеличивается за счет увеличения пути прохождения воздуха и его дополнительного перемешивания в электростатическом фильтре. This goal is achieved by the fact that in a two-link electrostatic precipitator containing an ionizer in the form of grounded parallel plates installed in a common housing in series with the gas, corona electrodes are located between them, a precipitator consisting of a set of alternating potential and grounded parallel plates and an electrostatic filter in the form of potential and grounded electrodes, in the space between which a non-conductive filler is placed, potential and grounded electrodes are electrostatic th filter implemented as a set of alternating permeable and impermeable baffles set transverse to the direction of air flow in the electrostatic precipitator. Permeable partitions of the potential electrode are installed against impermeable partitions of the grounded electrode, and the filler is made in the form of granules. A filler placed in an electrostatic field allows it to perform two functions: firstly, air purification from aerosols; secondly, the capture of toxic gases. The trapping of toxic gases by the filler is known as the absorption process, which is well studied and widely used in various fields of human activity. It is known that granules of non-conductive material in an external electrostatic field are polarized. Aerosol particles passing near polarized granules acquire an induced charge and are deposited on them under the action of electrostatic interaction forces. The effectiveness of both the process of absorption of toxic gases and the deposition of aerosol on granules substantially depends on the contacting surface of the filler with the cleaned air. In the proposed electrostatic precipitator, the contacting surface of the granules increases due to the increase in the path of air passage and its additional mixing in the electrostatic filter.

На фиг. 1 изображен электрофильтр, поперечный разрез; на фиг. 2 электростатический фильтр. In FIG. 1 shows an electrostatic precipitator, cross section; in FIG. 2 electrostatic filter.

Электрофильтр состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, внутри которого последовательно друг за другом по ходу очищаемого воздуха установлены ионизатор 4, состоящий из параллельных заземленных пластин 5 и коронирующих электродов 6, осадитель 7, состоящий из набора параллельных чередующихся заземленных 8 и потенциальных 9 пластин, электростатический фильтр 10, состоящий из параллельных и установленных поперек потока воздуха заземленных 11 и потенциального 12 электродов, каждый из которых состоит из чередующихся проницаемых перегородок 13 и непроницаемых перегородок 14, а пространство между электродами заполнено наполнителем из гранул 15. Высокое напряжение на коронирующие электроды ионизатора подается от источника U₁, на потенциальные пластины осадителя и потенциальный электрод электростатического фильтра соответственно от источника U₂ и U₃.The electrostatic precipitator consists of a housing 1 with an inlet 2 and an outlet 3 nozzles, inside of which an ionizer 4 consisting of parallel grounded plates 5 and corona electrodes 6, a precipitator 7, consisting of a set of parallel alternating grounded 8 and potential 9 plates, an electrostatic filter 10, consisting of parallel and mounted across the air flow grounded 11 and potential 12 electrodes, each of which consists of alternating permeable per The city 13 and the impermeable partitions 14, and the space between the electrodes is filled with filler from the pellets 15. High voltage is applied to the ionizer corona electrodes from the source U ₁ , to the potential plates of the precipitator and the potential electrode of the electrostatic filter from the source U ₂ and U _3, respectively.

Электрофильтр работает следующим образом. Очищенный воздух через входной патрубок поступает в ионизатор, где частицы аэрозоля заряжаются в поле коронного разряда, а затем в осадителе под действием сил электрического поля осаждаются на заземленных электродах. Затем воздух, содержащий токсичные газы и неосажденные частицы аэрозоля в осадителе, поступает в электростатический фильтр, где токсичные газы и частицы осаждаются на наполнителе. Очищенный воздух через выходной патрубок выходит из электрофильтра. The electrostatic precipitator works as follows. The purified air through the inlet pipe enters the ionizer, where aerosol particles are charged in the corona discharge field, and then are deposited on the grounded electrodes in the precipitator under the influence of electric field forces. Then, air containing toxic gases and non-precipitated aerosol particles in the precipitator enters the electrostatic filter, where toxic gases and particles are deposited on the filler. The purified air through the outlet pipe leaves the electrostatic precipitator.

Характер движения воздуха в электростатическом фильтре показан на фиг. 2. Очищаемый воздух через проницаемые перегородки 1 заземленного электрода 2 поступает в пространство между этим электродом и потенциальным электродом 3, где за счет непроницаемой перегородки 4 изменяет свое направление и движется к проницаемой перегородке 5 потенциального электрода. Пройдя проницаемую перегородку, воздух повторно изменяет свое направление и выходит через проницаемые перегородки 6 заземленного электрода 7. Пространство между потенциальным и заземляющими электродами заполнено наполнителем из гранул 8. На потенциальный электрод подается высокое напряжение, которое создает электростатическое поле. The nature of the air movement in the electrostatic filter is shown in FIG. 2. The cleaned air through the permeable walls 1 of the grounded electrode 2 enters the space between this electrode and the potential electrode 3, where due to the impermeable walls 4 changes its direction and moves to the permeable walls 5 of the potential electrode. Having passed the permeable partition, the air changes its direction again and exits through the permeable partitions 6 of the grounded electrode 7. The space between the potential and grounding electrodes is filled with filler from granules 8. A high voltage is applied to the potential electrode, which creates an electrostatic field.

Наличие в электростатическом фильтре проницаемых в непроницаемых перегородок и их смещение друг относительно друга позволяет увеличить степень очистки электрофильтра по аэрозолю с 92 до 98% а по токсичным газам, например от окиси углерода и окислов азота, с 80 до 88-90% The presence of permeable partitions in the electrostatic filter and their displacement relative to each other allows increasing the degree of purification of the electrostatic precipitator from aerosol from 92 to 98% and from toxic gases, for example, from carbon monoxide and nitrogen oxides, from 80 to 88-90%

Claims

1. A TWO-ZONE ELECTRIC FILTER FOR CLEANING AIR FROM AEROSOLS AND TOXIC GASES, containing in the common case an ionizer installed in series along the gas in the form of grounded parallel plates, between which there are corona electrodes, a precipitator, consisting of a set of alternating potential and grounded parallel plates, and an electrostat in the form of potential and grounded electrodes, in the space between which there is a non-conductive filler, characterized in that the potential and ground The electrodes of the electrostatic filter are made in the form of a set of alternating permeable and impermeable partitions installed transverse to the direction of air movement in the electrostatic precipitator, the permeable partitions of the potential electrode being installed opposite the impermeable partitions of the grounded electrode, and the filler is made in the form of granules.

2. The electrostatic precipitator according to claim 1, characterized in that the distance h between the potential and the grounded electrodes of the electrostatic filter, the width a of the permeable and the width b of the impermeable partitions satisfy the condition
hab 1.0 1.2 1 1.