RU2192927C2

RU2192927C2 - Double-zone electric filter

Info

Publication number: RU2192927C2
Application number: RU2000124155A
Authority: RU
Inventors: В.Б. Файн; О.В. Звездакова; М.В. Дель
Original assignee: Челябинский государственный агроинженерный университет
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2002-11-20

Abstract

FIELD: systems for air cleaning by means of electrostatic separation of solid particles with use of electric filters. SUBSTANCE: double-zone filter includes ionizer having corona-discharge electrodes and plate-type non-corona electrodes mounted in parallel relative to air flow; settler and two metallic gauzes electrically connected with non-corona discharge electrodes. One gauze is placed in ionizer at side of settler normally relative to air flow; other gauze is placed at inlet of ionizer. EFFECT: enhanced operational efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к очистке воздуха путем отделения твердых частиц с помощью электростатического разделения материалов, например, с помощью электрофильтров. The invention relates to air purification by separating solid particles by electrostatic separation of materials, for example, using electrostatic precipitators.

Известно, что для очистки вентиляционного воздуха применяют, в основном, двухзонные электрофильтры [1, с. 279]. It is known that for cleaning ventilation air, mainly dual-zone electrostatic precipitators are used [1, p. 279].

Известен двухзонный электрофильтр, в котором зарядка и осаждение частиц пыли производятся в двух последовательных конструктивных зонах - ионизаторе и осадителе [2, с. 148]. Known dual-zone electrostatic precipitator, in which charging and deposition of dust particles are carried out in two successive structural zones - the ionizer and precipitator [2, p. 148].

Известный двухзонный электрофильтр содержит заключенные в корпус ионизатор (так называемую зону зарядки), состоящий из коронирующих и установленных параллельно воздушному потоку пластинчатых некоронирующих электродов, и осадитель (так называемую зону осаждения), состоящий из набора установленных параллельно ходу воздушного потока пластин, соединенных через одну соответственно с высоковольтным и заземленным выводами источника высокого напряжения. The well-known two-zone electrostatic precipitator contains an ionizer (the so-called charging zone) enclosed in the housing, consisting of plate-shaped non-corona electrodes that are corona and installed parallel to the air flow, and a precipitator (the so-called deposition zone), consisting of a set of plates connected parallel to the air flow and connected through one, respectively with high voltage and grounded terminals of the high voltage source.

Для такого электрофильтра характерны низкое аэродинамическое сопротивление, способность улавливать частицы в широком диапазоне размеров, возможность комплексной обработки воздуха (очистки, ионизации и создания регулируемых концентраций озона). Such an electrostatic precipitator is characterized by low aerodynamic drag, the ability to trap particles in a wide range of sizes, and the possibility of complex air treatment (purification, ionization, and the creation of controlled ozone concentrations).

Степень очистки воздуха в электрофильтре тем больше, чем больше электрический заряд, получаемый частицами пыли в поле коронного разряда ионизатора. Этот заряд зависит от тока коронного разряда: для увеличения заряда необходимо, при прочих равных условиях, увеличивать ток коронного разряда, например, путем уменьшения диаметра коронирующего электрода и/или уменьшения межэлектродного расстояния. The degree of air purification in the electrostatic precipitator is the greater, the greater the electric charge received by dust particles in the corona field of the ionizer. This charge depends on the corona discharge current: to increase the charge, it is necessary, all other things being equal, to increase the corona discharge current, for example, by reducing the diameter of the corona electrode and / or reducing the interelectrode distance.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является двухзонный электрофильтр, содержащий заключенные в корпус ионизатор, состоящий из коронирующих и установленных параллельно воздушному потоку пластинчатых некоронирующих электродов, осадитель и металлическую сетку, установленную в ионизаторе со стороны осадителя перпендикулярно воздушному потоку и электрически связанную с некоронирующими электродами (см. патент RU 2144433, кл. В 03 С 3/08, 3/00). The closest analogue of the claimed invention is a dual-zone electrostatic precipitator containing an ionizer enclosed in a housing, consisting of plate-shaped non-corona electrodes corona and mounted parallel to the air flow, a precipitator and a metal mesh installed in the ionizer on the precipitator side perpendicular to the air flow and electrically connected to the non-corona electrodes (see patent RU 2144433, CL B 03 C 3/08, 3/00).

Задача, решаемая заявленным изобретением, - повышение эффективности работы двухзонного электрофильтра путем увеличения тока коронного разряда при неизменных диаметре коронирующего электрода и межэлектродном расстоянии, а также уменьшение генерирования озона электрофильтром. The problem solved by the claimed invention is to increase the efficiency of the dual-zone electrostatic precipitator by increasing the corona discharge current at a constant diameter of the corona electrode and the interelectrode distance, as well as reducing the generation of ozone by the electrostatic precipitator.

Это достигается тем, что в известном двухзонном электрофильтре, содержащем заключенные в корпус ионизатор, состоящий из коронирующих и установленных параллельно воздушному потоку пластинчатых некоронирующих электродов, осадитель и металлическую сетку, установленную в ионизаторе со стороны осадителя перпендикулярно воздушному потоку и электрически связанную с некоронирующими электродами, согласно изобретению на входе ионизатора перпендикулярно воздушному потоку установлена металлическая сетка, электрически связанная с некоронирующими электродами. This is achieved by the fact that in the known dual-zone electrostatic precipitator containing an ionizer enclosed in a housing, consisting of plate-shaped non-corona electrodes corona and mounted parallel to the air flow, a precipitator and a metal grid installed in the ionizer on the precipitate side perpendicular to the air flow and electrically connected to the non-corona electrodes, according to the invention at the inlet of the ionizer perpendicular to the air flow installed metal mesh, electrically connected with necoron electrodes.

Предложенные нами отличительные признаки, такие, как наличие металлической сетки, установленной перпендикулярно воздушному потоку на входе ионизатора, электрически связанной с некоронирующими электродами, являются необходимыми и достаточными для достижения указанного технологического результата, что следует из проведенных нами исследований. Our distinguishing features, such as the presence of a metal mesh perpendicular to the air flow at the inlet of the ionizer, electrically connected to non-corona electrodes, are necessary and sufficient to achieve the indicated technological result, which follows from our studies.

Установка сетки на входе в ионизатор способствует более равномерному распределению поля коронного разряда в пространстве и, в конечном счете, повышению тока коронного разряда
Cила тока коронного разряда при наличии сетки на выходе и отсутствии сетки на входе в ионизатор, мкА - 180±18
Cила тока коронного разряда при наличии сетки на выходе и сетки на входе в ионизатор, мкА - 234±15
Согласно существующим физическим представлениям о работе электрофильтра [1, с. 99], рост тока коронного разряда должен приводить к повышению степени очистки воздуха, т.е. к повышению эффективности работы электрофильтра. Для подтверждения положительного влияния сетки, установленной на входе в ионизатор, на степень очистки воздуха в электрофильтре был проведен эксперимент. Степень очистки воздуха в экспериментальном фильтре составила
При наличии сетки на выходе и отсутствии сетки на входе в ионизатор - 0,87±0,07
При наличии сетки на выходе и сетки на входе в ионизатор - 0,98±0,00
Эти результаты подтверждают положительное влияние сетки, установленной на входе в ионизатор, на эффективность работы электрофильтра.The installation of a grid at the entrance to the ionizer contributes to a more uniform distribution of the corona discharge field in space and, ultimately, to an increase in the corona discharge current
Corona discharge current strength in the presence of a grid at the output and the absence of a grid at the entrance to the ionizer, μA - 180 ± 18
Corona discharge current strength in the presence of a grid at the outlet and a grid at the entrance to the ionizer, μA - 234 ± 15
According to existing physical ideas about the operation of the electrostatic precipitator [1, p. 99], an increase in corona discharge current should lead to an increase in the degree of air purification, ie to increase the efficiency of the electrostatic precipitator. An experiment was conducted to confirm the positive effect of the grid installed at the inlet of the ionizer on the degree of air purification in the electrostatic precipitator. The degree of air purification in the experimental filter was
In the presence of a grid at the exit and the absence of a grid at the entrance to the ionizer, 0.87 ± 0.07
In the presence of a grid at the exit and a grid at the entrance to the ionizer - 0.98 ± 0.00
These results confirm the positive effect of the grid installed at the entrance to the ionizer on the efficiency of the electrostatic precipitator.

Количественная оценка влияния сетки, установленной на входе в ионизатор, на озоновыделение производилась с помощью коэффициента α, определяющегося по формуле
α=С_с/С₀,
где С_с - концентрация озона на выходе из электрофильтра при наличии сетки на выходе и сетки на входе в ионизатор;
С₀ - концентрация озона на выходе из электрофильтра при наличии сетки на выходе и отсутствии сетки на входе в ионизатор при тех же значениях тока.A quantitative assessment of the effect of the grid installed at the entrance to the ionizer on ozone production was carried out using the coefficient α, determined by the formula
α = C _s / C ₀ ,
where C _with is the concentration of ozone at the outlet of the electrostatic precipitator in the presence of a grid at the outlet and a grid at the entrance to the ionizer;
С ₀ is the ozone concentration at the outlet of the electrostatic precipitator in the presence of a grid at the outlet and the absence of a grid at the entrance to the ionizer at the same current values.

В результате:
Сила тока коронного разряда, мкА - Коэффициент α
50 - 0,95
70 - 0,80
100 - 0,70
Установка сетки на входе в ионизатор приводит к снижению выделения озона электрофильтром.As a result:
Corona current strength, μA - Coefficient α
50 - 0.95
70 - 0.80
100 - 0.70
Installing a grid at the entrance to the ionizer leads to a decrease in ozone emission by an electrostatic precipitator.

Таким образом, наличие каждого признака необходимо, а всех вместе - достаточно для осуществления технологического результата. Thus, the presence of each feature is necessary, and all together - enough to implement a technological result.

На чертеже представлен заявленный двухзонный электрофильтр. The drawing shows the claimed dual-zone electrostatic precipitator.

Устройство состоит из ионизатора 1 с коронирующим электродом 3, подключенным к высоковольтному выводу источника высокого напряжения (не показан), и некоронирующими электродами 4, соединенными с заземленным выводом источника высокого напряжения, металлической сетки на входе в ионизатор 5, металлической сетки на выходе из ионизатора 6 и осадителя 2 с осадительными электродами 7, заключенных в корпус (не показан). The device consists of an ionizer 1 with a corona electrode 3 connected to a high voltage terminal of a high voltage source (not shown), and non-corona electrodes 4 connected to a grounded terminal of a high voltage source, a metal grid at the entrance to the ionizer 5, a metal grid at the exit of the ionizer 6 and precipitator 2 with precipitation electrodes 7 enclosed in a housing (not shown).

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Очищаемый воздух входит в электрофильтр, проходит через поле униполярного коронного разряда, создаваемого в ионизаторе (1) между коронирующим электродом (3), с одной стороны, и некоронирующими электродами (4), сеткой (6) на выходе из ионизатора и сеткой (5) на входе в ионизатор, с другой стороны. Взвешенные в воздухе частицы пыли заряжаются за счет ионной зарядки, при этом вследствие наличия сетки (5) на входе в ионизатор увеличивается ток короны из-за более равномерного распределения поля коронного разряда и соответственно возрастает заряд, приобретаемый частицами в ионизаторе. Далее воздух поступает в осадитель (2), где под действием электрических сил частицы пыли, несущие на себе заряд, осаждаются на его электродах (7). Поскольку за счет наличия сетки (5) заряд частиц увеличен, то степень очистки воздуха в электрофильтре также увеличивается. The cleaned air enters the electrostatic precipitator, passes through the field of a unipolar corona discharge created in the ionizer (1) between the corona electrode (3), on the one hand, and the non-corona electrodes (4), the grid (6) at the outlet of the ionizer and the grid (5) at the entrance to the ionizer, on the other hand. Dust particles suspended in air are charged by ion charging, and due to the presence of a grid (5), the corona current increases at the entrance to the ionizer due to a more uniform distribution of the corona discharge field and, accordingly, the charge acquired by the particles in the ionizer increases. Then, air enters the precipitator (2), where, under the influence of electric forces, dust particles carrying a charge are deposited on its electrodes (7). Since due to the presence of the grid (5), the particle charge is increased, the degree of air purification in the electrostatic precipitator also increases.

Пример конкретного выполнения изобретения. An example of a specific implementation of the invention.

Длина электрофильтра 210 мм, входное сечение 140 х 140 мм. Коронирующий электрод выполнен из нихромовой проволоки диаметром 0,2 мм, размер некоронирующих электродов 140 х 60 мм. Ионизатор состоит из двух секций, установленных параллельно воздушному потоку (на фиг.1 показана одна секция ионизатора и соответствующая ей часть осадителя). Межэлектродное расстояние в ионизаторе 35 мм. Размер электродов осадителя 140 х 140 мм, межэлектродное расстояние в осадителе 15 мм. Сетки могут быть выполнены из алюминиевых проволок диаметром, например, 2 мм с размером ячейки сетки 15 - 50 мм. На электрофильтр подается напряжение 15 кВ отрицательной полярности. The length of the electrostatic precipitator is 210 mm, the inlet section is 140 x 140 mm. The corona electrode is made of nichrome wire with a diameter of 0.2 mm, the size of non-corona electrodes is 140 x 60 mm. The ionizer consists of two sections mounted parallel to the air flow (Fig. 1 shows one section of the ionizer and the corresponding part of the precipitator). The interelectrode distance in the ionizer is 35 mm. The size of the electrodes of the precipitator is 140 x 140 mm, the interelectrode distance in the precipitator is 15 mm. The nets can be made of aluminum wires with a diameter of, for example, 2 mm with a mesh cell size of 15-50 mm. A voltage of 15 kV of negative polarity is applied to the electrostatic precipitator.

Источники информации
1. Дымовые фильтры /В.И. Левитов, И.К. Решидов, В.М. Ткаченко и др.; Под общ. ред. В.И. Левитова. - М.: Энергия, 1980. - 448 с., ил.Sources of information
1. Smoke filters / V.I. Levitov, I.K. Reshidov, V.M. Tkachenko et al .; Under the total. ed. IN AND. Levitova. - M.: Energy, 1980 .-- 448 p., Ill.

2. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха. - М.: Стройиздат, 1981. - 296 с. 2. Pirumov A.I. Dust removal of air. - M.: Stroyizdat, 1981. - 296 p.

Claims

A dual-zone electrostatic precipitator containing an ionizer enclosed in a housing, consisting of plate-shaped non-corona electrodes corona and mounted parallel to the air flow, a precipitator and a metal mesh installed in the ionizer on the precipitator side perpendicular to the air flow and electrically connected to the non-corona electrodes, characterized in that it is perpendicular to the ionizer a metal mesh is electrically connected to the non-corona electrodes.