RU2636488C2 - Method of cleaning gases from dust and electrostatic precipitator for its implementation - Google Patents
Method of cleaning gases from dust and electrostatic precipitator for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2636488C2 RU2636488C2 RU2016105988A RU2016105988A RU2636488C2 RU 2636488 C2 RU2636488 C2 RU 2636488C2 RU 2016105988 A RU2016105988 A RU 2016105988A RU 2016105988 A RU2016105988 A RU 2016105988A RU 2636488 C2 RU2636488 C2 RU 2636488C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dust
- gas
- electrodes
- electrostatic precipitator
- precipitation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrostatic Separation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам очистки газов от пыли и неэлектропроводных жидкостей посредством электрического поля в электрофильтрах и может быть использовано в металлургической, химической, энергетической и других отраслях промышленности.The invention relates to methods for cleaning gases from dust and non-conductive liquids by means of an electric field in electrostatic precipitators and can be used in metallurgical, chemical, energy and other industries.
Известны различные способы очистки промышленного газа от пыли и неэлектропроводных жидкостей использованием электрического поля высокой напряженностью и заряда частиц пыли коронным разрядом. Электростатическое поле и коронный разряд создаются в каналах, образованных рядами плоскостей осадительных электродов и расположенными между ними плоскостей коронирующих электродов. Осадительные электроды заземлены, а к коронирующим электродам подается высокое напряжение отрицательной полярности. Пылегазовый поток движется вдоль осадительной поверхности, частицы пыли получают электрический заряд от коронирующих электродов и движутся в сторону осадительных электродах со скоростью дрейфа (Русанов А.А. Справочник по пыле- и золоулавливанию. М., «Энергия», 1975 г.). Данным способом очистки газа от пыли использует только одну силу - электрическую кулоновскую силу притяжения заряженной частицы пыли электрическим полем к осадительной поверхности. Для промышленных газов высокой запыленностью этого недостаточно, что привело к созданию больших размеров электрофильтров по ширине и высоте, то есть к повышенной металлоемкости электрофильтров.There are various methods of cleaning industrial gas from dust and non-conductive liquids using an electric field of high intensity and charge of dust particles by corona discharge. An electrostatic field and a corona discharge are created in the channels formed by the rows of planes of the precipitation electrodes and the planes of the corona electrodes located between them. Precipitation electrodes are grounded, and a high voltage of negative polarity is applied to the corona electrodes. The dust and gas flow moves along the precipitation surface, dust particles receive an electric charge from the corona electrodes and move towards the precipitation electrodes with a drift velocity (A. Rusanov, Handbook on dust and ash collection. M., "Energy", 1975). In this way, gas dust removal uses only one force - the electric Coulomb force of attraction of a charged dust particle by an electric field to a precipitation surface. For industrial gases, high dustiness is not enough, which led to the creation of large sizes of electrostatic precipitators in width and height, that is, to increased metal consumption of electrostatic precipitators.
Известен способ использования дополнительной силы напора пылегазового потока для повышения скорости дрейфа заряженных частиц пыли к осадительной поверхности, что реализовано в конструкции электрофильтра (авт.св. RU №1393484, В03С 3/09, 1991 г.). Пылегазовый поток с заряженными частицами пыли проходит сквозь газопроницаемые осадительные электроды. Направление движения пылегазового потока совпадает с направлением действия электростатических сил, что резко повышает скорость дрейфа частиц пыли к осадительной поверхности газопроницаемого осадительного электрода. Однако зона осаждения заряженных частиц пыли находится вне активной зоны заряда частиц пыли в поле коронного разряда, что существенно снижает величину заряда частиц пыли и, как следствие, снижает эффективность очистки газов в электрофильтре.There is a method of using the additional pressure force of a dust and gas stream to increase the drift velocity of charged dust particles to a precipitation surface, which is implemented in the design of an electrostatic precipitator (ed. St. RU No. 1393484, B03C 3/09, 1991). Dust-gas flow with charged dust particles passes through gas-permeable precipitation electrodes. The direction of motion of the dust and gas stream coincides with the direction of action of electrostatic forces, which sharply increases the speed of drift of dust particles to the precipitation surface of the gas-permeable precipitation electrode. However, the zone of deposition of charged dust particles is outside the active zone of the charge of dust particles in the field of corona discharge, which significantly reduces the charge of dust particles and, as a result, reduces the efficiency of gas purification in the electrostatic precipitator.
Известен способ осаждения поляризованных частиц пыли в неоднородном поле (патент RU №2124402, В03С 3/08, 2007 г.), созданном криволинейной поверхностью осадительного электрода. Для промышленного использования данный способ не пригоден, так как очищает воздух малых объемов и низкой концентрации пыли, имеется низкая скорость дрейфа, а частицы поляризуются, то есть не имеют заряд относительно осадительного электрода.A known method of deposition of polarized dust particles in an inhomogeneous field (patent RU No. 2124402, B03C 3/08, 2007) created by a curved surface of a precipitation electrode. For industrial use, this method is not suitable, since it purifies air of small volumes and low dust concentration, there is a low drift velocity, and the particles are polarized, that is, they have no charge relative to the precipitation electrode.
Известен способ очистки газов от пыли, согласно которому в зоне действия центробежных сил создают электрическое поле (авт.св. RU №153010, В03С 3/15, 1959 г.). Для осуществления данного способа используют циклон, а заряд частицы пыли получают в результате трения о заряжающую поверхность. Недостаток очевиден, это малая величина заряда частиц пыли и слабая скорость дрейфа в электростатическом поле в циклоне.A known method of cleaning gases from dust, according to which in the area of centrifugal forces create an electric field (ed. St. RU No. 153010, V03C 3/15, 1959). To implement this method, a cyclone is used, and the dust particle charge is obtained as a result of friction against the charging surface. The disadvantage is obvious: it is a small charge of dust particles and a weak drift velocity in an electrostatic field in a cyclone.
Известен способ очистки газов от пыли в электрофильтре (авт.св. SU №1393483, В03С 3/08,1986 г.), при котором в рабочем объеме электрофильтра на частицу пыли дополнительно к электрическим силам воздействуют силой газодинамического напора потока газа в сторону осадительного электрода за счет размещения в зоне зарядки интерцепторов с поверхностью по форме циклоиды. Такая геометрическая форма обеспечивает максимальную скорость движения заряженных частиц пыли к осадительному электроду от поперечной составляющей скорости дрейфа газового потока. Недостатком является повышение продольной составляющей скорости дрейфа вблизи кромки интерцепторов и осадительного электрода.A known method of cleaning gases from dust in an electrostatic precipitator (autoswitch SU No. 1393483, V03C 3 / 08.1986), in which in the working volume of an electrostatic precipitator a dust particle is additionally affected by the gas-dynamic pressure force of the gas flow towards the precipitation electrode in addition to the electric forces due to the placement in the charging zone of interceptors with the surface in the shape of a cycloid. This geometric shape provides the maximum speed of movement of charged dust particles to the precipitation electrode from the transverse component of the gas flow drift velocity. The disadvantage is the increase in the longitudinal component of the drift velocity near the edge of the interceptors and the precipitation electrode.
Известен способ очистки газов в электрофильтре (патент RU №2544202, В03С 3/40,2013 г.), при котором пылегазовый поток дополнительно проходит (эжектирует) из одного газового канала электрофильтра в смежный с ним другой газовый канал и обратно через осадительные электроды. Недостатки данного способа очевидны, ибо эжектирование - это передача кинетической энергии из одной среды, движущейся с большей скоростью, к другой, в результате чего возрастает сопротивление пылегазовому потоку, а значит, увеличивается унос пыли через неактивные зоны вверху и внизу газовых каналов. Кроме того, за счет многократности перетоков газов с содержащимися в них заряженными частицами из одного газового канала электрофильтра в смежный с ним другой газовый канал и обратно в непосредственной близости от поверхности осаждения заземленных объемных осадительных электродов, заряд частиц пыли уменьшается, что приводит к уменьшению скорости дрейфа. Также, проходя сквозь объемные осадительные электроды, частицы пыли теряют свой заряд, а так как в объемном осадительном электроде отсутствует электростатическое поле, то заряженные частицы пыли проскакивают сквозь объемный осадительный электрод без осаждения на нем, что резко снижает эффективность пылеулавливания.A known method of purification of gases in an electrostatic precipitator (patent RU No. 2544202, B03C 3 / 40,2013), in which the dust and gas stream additionally passes (ejects) from one gas channel of the electrostatic precipitator to another gas channel adjacent to it and back through the precipitation electrodes. The disadvantages of this method are obvious, because ejection is the transfer of kinetic energy from one medium moving at a higher speed to another, resulting in increased resistance to dust and gas flow, and hence, dust entrainment increases through inactive zones at the top and bottom of the gas channels. In addition, due to the multiple flows of gases with charged particles contained in them from one gas channel of the electrostatic precipitator to another gas channel adjacent to it and vice versa in the immediate vicinity of the deposition surface of grounded volumetric precipitation electrodes, the charge of dust particles decreases, which leads to a decrease in the drift velocity . Also, passing through volumetric precipitation electrodes, dust particles lose their charge, and since there is no electrostatic field in the volumetric precipitation electrode, charged dust particles slip through the volumetric precipitation electrode without deposition on it, which drastically reduces the efficiency of dust collection.
Известен способ очистки газов в электрофильтре (патент RU №2330726, В03С 3/08, 2008 г.), при котором пылегазовый поток движется синусоидально между осадительными электродами волнового профиля. За счет увеличения длины пути движения заряженных частиц пыли в активной зоне повышается время пребывания частиц в зоне осаждения. Недостатком является повышенный унос пыли при регенерации осадительных электродов и сложности центровки коронирующих электродов при эксплуатации электрофильтра.A known method of purification of gases in an electrostatic precipitator (patent RU No. 2330726, B03C 3/08, 2008), in which the dust and gas stream moves sinusoidally between the precipitation electrodes of the wave profile. By increasing the length of the path of movement of charged dust particles in the active zone, the residence time of the particles in the deposition zone is increased. The disadvantage is the increased entrainment of dust during the regeneration of the precipitation electrodes and the difficulty of centering the corona electrodes during operation of the electrostatic precipitator.
Наиболее близким по совокупности признаков выбран прототип - способ пылеулавливания при зигзагообразном движении пылегазового потока сквозь газопроницаемые осадительные электроды (авт.св. SU №1826926, В03С 3/08, 1993 г.). Подлежащий очистке газ вводится в электрофильтр и поступает в каналы, открытые со стороны входа канала и заглушеные заглушками со стороны выхода из канала. В электрическом поле коронного разряда, организованного между газопроницаемыми осадительными электродами и коронирующими электродами, частицы пыли приобретают электрический заряд и под совместным действием сил электрического поля и газового потока движутся через газопроницаемые осадительные электроды в соседние (смежные) каналы, заглушенные заглушками со стороны входа в канал и открытые со стороны выхода.The prototype, the dust collection method with a zigzag motion of a dust-gas stream through gas-permeable precipitation electrodes (autosw. SU No. 1826926, B03C 3/08, 1993), was selected as the closest to the totality of features. The gas to be cleaned is introduced into the electrostatic precipitator and enters the channels open from the channel inlet side and drowned out by plugs from the channel outlet side. In an electric field of a corona discharge organized between gas-permeable precipitation electrodes and corona electrodes, dust particles acquire an electric charge and, under the combined action of electric field and gas flow forces, move through gas-permeable precipitation electrodes into adjacent (adjacent) channels, which are muffled by plugs from the channel inlet and open on the exit side.
Недостатком этого способа является резкое снижение эффективности пылеулавливания по причине потери частицами пыли своего электрического заряда вследствие принудительного прохождения сквозь заземленные осадительные электроды в смежные каналы. Одновременно в этих смежных каналах действие кулоновских сил направлено встречно газовому потоку и, по причине слабого заряда, частицы пыли проскакивают из смежных каналов, что требует установки следующих полей и увеличение металлоемкости корпуса электрофильтра.The disadvantage of this method is a sharp decrease in the efficiency of dust collection due to the loss of dust particles of their electric charge due to forced passage through grounded precipitation electrodes into adjacent channels. At the same time, in these adjacent channels, the Coulomb forces are directed counter to the gas flow and, due to a weak charge, dust particles slip from adjacent channels, which requires the installation of the following fields and an increase in the metal consumption of the electrostatic precipitator housing.
Данным изобретением решена задача и создан способ очистки газа, при котором введение новых действий и новых конструктивных решений позволило обеспечить достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности очистки газов в электрофильтре и снижении металлоемкости его корпуса.This invention solved the problem and created a method of gas purification, in which the introduction of new actions and new design solutions made it possible to achieve a technical result consisting in increasing the efficiency of gas purification in an electrostatic precipitator and reducing the metal consumption of its body.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе очистки газов от пыли в электрофильтре пылегазовый поток синусоидальной формой движется в электростатическом поле сквозь газопроницаемые осадительные электроды, согласно предлагаемому техническому решению, пылегазовый поток циклично и последовательно изменяет свое движение от синусоидального к круговому и обратно. Тем самым образуется круговое движение пылегазового потока сквозь плоскости коронирующих электродов и сквозь плоскости осадительных электродов. В результате пылегазовый поток проходит зону интенсивной зарядки частиц пыли в поле коронного разряда. На заряженную частицу пыли действует кулоновская сила электростатического поля, совпадающая с направлением движения пылегазового потока. За счет того, что пылегазовому потоку дополнительно сообщают циркуляционное вращательное движение при изменении направления движения от синусоидального к круговому и, циклично, обратно от кругового движения к синусоидальному, на частицы пыли дополнительно к электрической кулоновской силе совокупно действуют центробежная и инерционная силы, направленные совместно в сторону осадительной поверхности элементов осадительного электрода.The problem is solved due to the fact that in the method for cleaning gases from dust in an electrostatic precipitator, the dusty gas flow in a sinusoidal form moves in an electrostatic field through gas-permeable precipitation electrodes, according to the proposed technical solution, the dusty gas flow cyclically and sequentially changes its motion from sinusoidal to circular and vice versa. Thus, a circular motion of the dust and gas flow is formed through the planes of the corona electrodes and through the planes of the precipitation electrodes. As a result, the dust and gas flow passes through the zone of intense charging of dust particles in the corona discharge field. The Coulomb force of the electrostatic field, which coincides with the direction of motion of the dust and gas stream, acts on the charged dust particle. Due to the fact that the dust and gas stream is additionally informed of the circulating rotational motion when the direction of motion changes from sinusoidal to circular and, cyclically, back from circular motion to sinusoidal, centrifugal and inertial forces act collectively on dust particles in addition to the electric Coulomb force, directed together to the side precipitation surface of the elements of the precipitation electrode.
При круговом движении пылегазовый поток циклично и последовательно движется сквозь зоны интенсивной зарядки частиц через газопроницаемые плоскости коронирующих электродов и частицы пыли получают максимально возможный отрицательный заряд.In a circular motion, the dust-gas stream cyclically and sequentially moves through the zones of intensive charging of particles through the gas-permeable planes of the corona electrodes and dust particles receive the maximum possible negative charge.
Далее пылегазовый поток поступает в зону квазиоднородного электростатического поля газопроницаемого осадительного электрода, за счет этого на частицу пыли дополнительно воздействует сила градиента напряженности электрического поля, возникающая вблизи осадительной поверхности элементов осадительного электрода.Next, the dust and gas stream enters the zone of the quasihomogeneous electrostatic field of the gas-permeable precipitation electrode, due to this, the dust particle is additionally affected by the strength of the gradient of the electric field strength that arises near the precipitation surface of the elements of the precipitation electrode.
При таком способе пылеулавливания пылегазовый поток циклично и последовательно изменяет направление своего движения от синусоидального к круговому и вновь возвращается к синусоидальному движению. Далее вновь изменяет свое движение от синусоидального к круговому, постадийно проходя по всей длине канала электрофильтра.With this method of dust collection, the dust and gas stream cyclically and sequentially changes the direction of its movement from sinusoidal to circular and again returns to sinusoidal movement. Then it again changes its movement from sinusoidal to circular, passing in stages along the entire length of the channel of the electrostatic precipitator.
Таким образом, частицы пыли при круговом движении пылегазового потока циклично и последовательно проходят сквозь зону интенсивной зарядки частиц, созданную коронирующими электродами. Вращающийся пылегазовый поток после зоны интенсивной зарядки частиц пыли циклично и последовательно поступает в зону квазиоднородного электростатического поля, созданную элементами осадительного электрода. На максимально заряженные частицы пыли совокупно воздействуют в одинаковом направлении кулоновская сила электрического притяжения к осадительному электроду, сила градиента квазиоднородного электростатического поля, инерционная и центробежная силы при цикличном изменении направления движения пылегазового потока в сторону элементов осадительного электрода, что существенно повышает скорость дрейфа и увеличивает эффективность пылеулавливания.Thus, dust particles during circular motion of the dust and gas stream cyclically and sequentially pass through the zone of intensive particle charging created by the corona electrodes. The rotating dust and gas stream after the zone of intensive charging of dust particles cyclically and sequentially enters the zone of a quasihomogeneous electrostatic field created by the elements of the precipitation electrode. The maximally charged dust particles are collectively affected in the same direction by the Coulomb force of electric attraction to the precipitation electrode, the gradient force of the quasihomogeneous electrostatic field, the inertial and centrifugal forces with a cyclical change in the direction of movement of the dust and gas flow towards the elements of the precipitation electrode, which significantly increases the drift velocity and increases the efficiency of dust collection .
Процесс цикличности заключается в следующей последовательности: пылегазовый поток движется сквозь зоны интенсивной зарядки от коронного разряда коронирующих электродов и получают максимальный отрицательный заряд. Далее пылегазовый поток разделяется пополам по объему, каждая из двух равных частей изменяет направление движения и движется в стороны осадительного электрода и, благодаря газопроницаемости осадительного электрода, проходит сквозь него. В это же время заряженные частицы пыли попадают в зону действия градиента квазиоднородного электростатического поля и интенсивно осаждаются на поверхности элемента осадительного электрода. Далее пылегазовый поток за счет изменения направления движения от синусоидального приобретает круговое движение и попадает в зону интенсивного заряда от коронного разряда коронирующих электродов, где частицы пыли приобретают максимальный отрицательный электрический заряд. На частицы пыли дополнительно воздействует центробежная сила за счет кругового вращения пылегазового потока, совпадающая с направлением действия кулоновской силы. За счет изменения направления движения пылегазового потока от синусоидального движения к круговому и обратно, на частицы пыли дополнительно действует инерционная сила, также совпадающая с направлением действия кулоновской силы, что способствует повышению скорости дрейфа к осадительному электроду. Далее круговой пылегазовый поток циклично возвращается в синусоидальную форму движения и попадает в следующую зону интенсивного коронного заряда. За счет совокупного синусоидального и вращательного движения пылегазового потока увеличивается путь прохождения частиц пыли в активной зоне, а значит, время пребывания частиц пыли в электрофильтре, что способствует повышению интенсивности пылеулавливания и снижению металлоемкости.The cyclic process consists in the following sequence: the dust and gas stream moves through the zones of intense charging from the corona discharge of the corona electrodes and get the maximum negative charge. Next, the dust and gas stream is divided in half in volume, each of two equal parts changes the direction of motion and moves towards the precipitation electrode and, thanks to the gas permeability of the precipitation electrode, passes through it. At the same time, charged dust particles fall into the zone of action of the gradient of a quasihomogeneous electrostatic field and are intensively deposited on the surface of the element of the precipitation electrode. Further, the dust and gas flow, due to a change in the direction of motion from the sinusoidal one, acquires circular motion and enters the zone of intense charge from the corona discharge of the corona electrodes, where dust particles acquire the maximum negative electric charge. The dust particles are additionally affected by centrifugal force due to the circular rotation of the dust and gas flow, which coincides with the direction of the Coulomb force. Due to the change in the direction of motion of the dust and gas flow from a sinusoidal motion to a circular motion and vice versa, an inertial force additionally acts on the dust particles, which also coincides with the direction of the Coulomb force, which contributes to an increase in the drift velocity to the precipitation electrode. Further, the circular dust and gas flow cyclically returns to the sinusoidal form of motion and enters the next zone of intense corona charge. Due to the combined sinusoidal and rotational motion of the dust and gas stream, the path of the passage of dust particles in the core increases, which means the residence time of the dust particles in the electrostatic precipitator, which increases the dust collection intensity and reduces the metal consumption.
Такое интегрированное синусоидальное и круговое движение пылегазового потока в активной зоне каналов электрофильтра увеличивает путь прохождения частиц пыли в активной зоне каналов электрофильтра и повышает время пребывания пылегазового потока в поле электрофильтра, что увеличивает эффективность очистки газов.Such an integrated sinusoidal and circular motion of the dust and gas stream in the active zone of the electrostatic precipitator channels increases the path of dust particles in the active zone of the electrostatic precipitator channels and increases the residence time of the dust and gas flow in the electrostatic precipitator field, which increases the efficiency of gas purification.
Электрофильтр для очистки газа от пыли по предложенному способу содержит корпус, в котором расположены одно или несколько полей, источник питания постоянным током высокого напряжения отрицательной полярностью. Каналы образованны плоскостями газопроницаемых осадительных электродов, между которыми на равном расстоянии и параллельно расположены плоскости коронирующих электродов. Плоскости осадительных электродов состоят из трубчатых элементов. Заглушки расположены в начале и в конце канала, а диафрагмы расположены в середине канала, выполнены в виде спаренных интерцепторов, расположены в шахматном порядке так, что создают зигзагообразную газопроницаемую осадительную поверхность, состоящую из трубчатых осадительных элементов. Сечение трубчатых осадительных элементов может приобретать форму криволинейной поверхности, например окружность или элипс. Задние кромки диафрагм расположены в плоскости коронирующих электродов, а передние кромки диафрагм расположены в плоскости осадительного электрода и установлены перпендикулярно к ним. Диафрагмы перекрывают каналы электрофильтра и создают синусоидальное и круговое движение пылегазового потока.An electrostatic precipitator for gas dust cleaning according to the proposed method comprises a housing in which one or more fields are located, a high voltage direct current power supply of negative polarity. The channels are formed by planes of gas-permeable collecting electrodes, between which the planes of the corona electrodes are equally spaced and parallel. The planes of the precipitation electrodes consist of tubular elements. The plugs are located at the beginning and at the end of the channel, and the diaphragms are located in the middle of the channel, made in the form of paired interceptors, arranged in a checkerboard pattern so as to create a zigzag gas-permeable sedimentation surface consisting of tubular precipitation elements. The cross section of the tubular precipitation elements may take the form of a curved surface, for example a circle or an ellipse. The trailing edges of the diaphragms are located in the plane of the corona electrodes, and the leading edges of the diaphragms are located in the plane of the precipitation electrode and are perpendicular to them. The diaphragms block the channels of the electrostatic precipitator and create a sinusoidal and circular motion of the dust and gas stream.
Геометрическая форма диафрагм выполнена в виде вогнутой циклоиды, что создает оптимальное условие плавного изменения направления движения пылегазового потока от синусоидального продольного вдоль плоскости коронирующих электродов к круговому, перпендикулярного направления к осадительным электродам, и придают пылегазовому потоку вращательного движения. Взаимное расположение плоскостей осадительных электродов и диафрагм создают квадратные зоны в каналах электрофильтра. Расстояние между двумя соседними диафрагмами в канале равно удвоенному межэлектродному промежутку между рядами осадительных электродов. Количество квадратных зон соответствует длине канала и межэлектродному расстоянию между осадительными электродами.The geometric shape of the diaphragms is made in the form of a concave cycloid, which creates the optimal condition for a smooth change in the direction of motion of the dust and gas stream from a sinusoidal longitudinal along the plane of the corona electrodes to a circular, perpendicular direction to the precipitation electrodes, and give the dust and gas flow a rotational movement. The relative position of the planes of the precipitation electrodes and the diaphragms create square zones in the channels of the electrostatic precipitator. The distance between two adjacent diaphragms in the channel is equal to twice the interelectrode gap between the rows of precipitation electrodes. The number of square zones corresponds to the length of the channel and the interelectrode distance between the precipitation electrodes.
С целью уменьшения металлоемкости элементов осадительных электродов и увеличения поверхности осаждения, элементы осадительных электродов выполнены трубчатыми с геометрическим сечением в виде элипса.In order to reduce the metal consumption of the elements of the precipitation electrodes and increase the deposition surface, the elements of the precipitation electrodes are made tubular with a geometric cross section in the form of an ellipse.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема осуществления способа очистки газа, изображающая поперечный разрез части поля электрофильтра. Электрофильтр содержит корпус (на рисунке не показан), плоскости газопроницаемых осадительных электродов «1», плоскости коронирующих электродов «2». Плоскости коронирующих электродов «2» и плоскости осадительных электродов «1» расположены с межэлектродным расстоянием «Ho». Плоскости осадительных электродов «1» расположены в каналах «3» с межэлектродным шагом «Н». Заглушки «4» в начале и конце каналов «3» и диафрагмы «5» в виде спаренных интерцепторов расположены в каналах «3» в шахматном порядке так, что создают зигзагообразную газопроницаемую осадительную поверхность.In FIG. 1 is a schematic diagram of a gas purification method depicting a cross section of a portion of an electrostatic precipitator field. The electrostatic precipitator contains a housing (not shown in the figure), planes of gas-permeable precipitation electrodes “1”, planes of corona electrodes “2”. The planes of the corona electrodes “2” and the planes of the precipitation electrodes “1” are located with the interelectrode distance “H o ”. The planes of the precipitation electrodes “1” are located in the channels “3” with an interelectrode pitch “H”. The plugs “4” at the beginning and end of the channels “3” and the diaphragm “5” in the form of paired interceptors are located in the channels “3” in a checkerboard pattern so as to create a zigzag gas-permeable precipitation surface.
Диафрагмы «5» в канале «3» расположены с промежутком «2Н». Заглушки «4» и диафрагмы «5» совместно с плоскостями осадительной поверхности «1» создают квадратные активные зоны «6» заряда и осаждения частиц пыли, в котором движется пылегазовый поток «7». В каждом канале «3» электрофильтра образованы несколько активных зон «6», объединенных в поля электрофильтра. В корпусе электрофильтра возможно размещение нескольких полей с каналами «3», имеющими последовательно расположенные зоны «6». Пылегазовый поток «7» имеет синусоидальную форму движения «8» и циклическую круговую форму «9». На коронирующие электроды «2» подается высокое напряжение отрицательной полярностью от источника питания, осадительные электроды «1» и корпус заземлены.Apertures "5" in the channel "3" are located with a gap of "2H". The plugs “4” and the diaphragm “5” together with the planes of the precipitation surface “1” create square active zones “6” of the charge and deposition of dust particles, in which the dust-gas stream “7” moves. In each channel “3” of the electrostatic precipitator several active zones “6” are formed, united in the fields of the electrostatic precipitator. In the housing of the electrostatic precipitator, it is possible to place several fields with channels “3” having successively located zones “6”. Dust-and-gas flow "7" has a sinusoidal form of motion "8" and a cyclic circular shape "9". High voltage of negative polarity from the power source is applied to the corona electrodes “2”, the precipitation electrodes “1” and the case are grounded.
На фиг. №2 изображены трубчатые элементы плоскостей осадительных электродов «1». Плоскости газопроницаемых осадительных электродов «1» состоят из расположенных в ряд трубчатых элементов, которые имеют криволинейную геометрическую форму или круг «10» с радиусом «R», или эллипс «11» с большим радиусом «а» и малым радиусом «в». Газопроницаемый промежуток равен расстоянию «h». Вблизи поверхностей осадительных элементов «10» или «11» образуется квазиоднородное электростатическое поле «12».In FIG. No. 2 shows the tubular elements of the planes of the deposition electrodes "1". The planes of gas-permeable precipitation electrodes “1” consist of tubular elements arranged in a row, which have a curved geometric shape or a circle “10” with a radius “R”, or an ellipse “11” with a large radius “a” and a small radius “b”. The gas permeable gap is equal to the distance "h". Near the surfaces of the precipitation elements “10” or “11”, a quasihomogeneous electrostatic field “12” is formed.
Пылегазовый поток «7» (см. фиг. 1) входит в канал «3», открытый в начале, но закрытый в конце заглушкой «4», и попадает в электростатического поля, созданное плоскостями осадительных электродов «1» и плоскостями коронирующих электродов «2». Проходя сквозь зоны коронного разряда коронирующих электродов «2», частицы пыли получают максимально возможный электрический заряд отрицательной полярности. Известно, что время зарядки частиц пыли в поле коронного разряда электрофильтра составляет около 0,1 секунд. За это время частица пыли заряжается в среднем на 90%. Если скорость пылегазового потока в электрофильтре 0,8-1,5 м/с, то прямолинейный участок при времени заряда 0,1 и составляет 0,15 метров. При высокой концентрации пыли время заряда может повыситься до 0,5 секунд. Тогда величина участка заряда возрастет до 0,45 м, что соизмеримо с межэлектродным шагом «Н», равном порядка 0,5 м (Чекалов Л.В. Защита атмосферного воздуха от выбросов пыли, аэрозолей и туманов. «Кондор-Эко», 2004 г.). Таким образом, в квадратной активной зоне «6» длиной канала порядка 0,5 м и межэлектродным расстоянием 0,5 м частицы пыли получают максимальный отрицательной электрический заряд.The dust-gas flow “7” (see Fig. 1) enters the channel “3”, open at the beginning, but closed at the end with a plug “4”, and enters the electrostatic field created by the planes of the deposit electrodes “1” and the planes of the corona electrodes “ 2 ". Passing through the corona discharge zones of the corona electrodes “2”, dust particles receive the maximum possible electric charge of negative polarity. It is known that the charging time of dust particles in the field of the corona discharge of the electrostatic precipitator is about 0.1 seconds. During this time, a dust particle is charged on average by 90%. If the velocity of the dust and gas stream in the electrostatic precipitator is 0.8-1.5 m / s, then the rectilinear section at a charge time of 0.1 is 0.15 meters. With a high concentration of dust, the charge time can increase up to 0.5 seconds. Then the size of the charge section will increase to 0.45 m, which is commensurate with the interelectrode pitch “H”, equal to about 0.5 m (Chekalov L.V. Protection of atmospheric air from dust, aerosol and fog emissions. “Condor-Eco”, 2004 g.). Thus, in the square core “6”, the channel length is about 0.5 m and the interelectrode distance is 0.5 m, dust particles receive the maximum negative electric charge.
За счет диафрагм «5» пылегазовый поток «7» разделяется пополам и каждая из половинок изменяет направление движения перпендикулярно в сторону плоскости газопроницаемого осадительного электрода «1» и движется синусоидально. За счет формы циклоиды интерцептора «5» пылегазовый поток «7» дополнительно приобретает вращательное движение «9» в зоне «6» между плоскостями коронирующих электродов «1» и соседними диафрагмами «5». Таким образов осуществляется интегрированное движение пылегазового потока «7» в каналах «3» по синусоиде «8» и одновременно циклическое круговое движение «9» внутри активной зоны «6», где частицы пыли получают максимальный отрицательный электрический заряд частиц и интенсивно осаждаются на поверхности элементах «10» или «11» осадительных электродов «1».Due to the diaphragms “5”, the dust-gas stream “7” is divided in half and each of the halves changes the direction of movement perpendicular to the plane of the gas-permeable precipitation electrode “1” and moves sinusoidally. Due to the shape of the interceptor cycloid “5”, the dust-gas stream “7” additionally acquires a rotational movement “9” in the zone “6” between the planes of the corona electrodes “1” and the adjacent diaphragms “5”. Such images carry out the integrated movement of the dust and gas stream “7” in the channels “3” along the sinusoid “8” and at the same time the circular circular motion “9” inside the active zone “6”, where the dust particles receive the maximum negative electric charge of the particles and are intensively deposited on the surface of the elements “10” or “11” of the deposit electrodes “1”.
Проходя сквозь газопроницаемые осадительные электроды «1», заряженные частицы пыли попадают в зону действия квазиоднородного электростатического поля «12» осадительных элементов «10» или «11» (см. фиг. 2). Благодаря наличию квазиоднородного электростатического поля «12» в непосредственной близости от осадительных элементов «10» и «11», на заряженную частицу пыли воздействует дополнительная сила градиента напряженности по причине изменения вектора напряженности по величине и направлению.Passing through the gas-permeable precipitation electrodes “1”, charged dust particles fall into the zone of action of the quasihomogeneous electrostatic field “12” of the precipitation elements “10” or “11” (see Fig. 2). Due to the presence of a quasihomogeneous electrostatic field “12” in the immediate vicinity of the precipitation elements “10” and “11”, an additional force of the tension gradient acts on the charged dust particle due to a change in the tension vector in magnitude and direction.
Благодаря циклическому круговому движению «9» пылегазового потока «7», неуловленные частицы пыли в канале «3» вновь попадают в зону интенсивной зарядке «6» поля коронного разряда «2», получают максимальный заряд и далее движутся к осадительной поверхности «1» элементов осадительных электродов «10» или «11» в зоне квазиоднородного электростатического поля «12» с другой стороны поверхности осадительного электрода «1». И так циклично протекает процесс пылеулавливания в следующей зоне «6» в канале «3» электрофильтра. Расчеты показали, что время пребывания заряженной частицы пыли в одном поле модернизированного электрофильтра по предлагаемому способу пылеулавливания возрастает от 3,13 секунды до 7,7 секунд, то есть в 2,5 раза. Эффективность пылеулавливания одного поля возрастает с 0,714 до 0,954.Due to the cyclic circular motion “9” of the dust and gas stream “7”, the non-trapped dust particles in the channel “3” again fall into the zone of intensive charging “6” of the corona discharge field “2”, receive the maximum charge and then move to the precipitation surface “1” of the elements depositing electrodes "10" or "11" in the zone of a quasihomogeneous electrostatic field "12" on the other side of the surface of the depositing electrode "1". And so the dust collection process proceeds cyclically in the next zone “6” in the channel “3” of the electrostatic precipitator. The calculations showed that the residence time of a charged dust particle in one field of a modernized electrostatic precipitator according to the proposed dust collection method increases from 3.13 seconds to 7.7 seconds, that is, 2.5 times. The dust collection efficiency of one field increases from 0.714 to 0.954.
На частицы пыли дополнительно действует центробежная сила, которая возникает при круговом движении пылегазового потока «9» в активной зоне «6», направлена совместно с электрической силой и осаждают частицы пыли на поверхности диафрагм «5». Таким образом, за счет диафрагм «5» дополнительно увеличивается площадь осаждения активной зоны «6» электрофильтра, что способствует увеличению степени пылеулавливания электрофильтра. Расчеты показали, что площадь осаждения повышается в 2,25 раз, значит, увеличивается и эффективность пылеулавливания.The dust particles are additionally affected by the centrifugal force, which occurs during the circular motion of the dust and gas stream "9" in the active zone "6", is directed together with the electric force, and dust particles are deposited on the surface of the diaphragms "5". Thus, due to the diaphragms "5", the area of deposition of the active zone "6" of the electrostatic precipitator increases further, which contributes to an increase in the degree of dust collection of the electrostatic precipitator. The calculations showed that the deposition area increases 2.25 times, which means that the dust collection efficiency also increases.
При каждом повороте движения пылегазового потока по синусоиде «9», на заряженные частицы пыли дополнительно действует инерционная сила. Направление действия инерционной силы совпадает с направлением движения пылегазового потока «7» вдоль плоскости коронирующих электродов «2». За счет инерционной силы заряженные частицы пыли осаждаются на поверхности диафрагм «5», что тоже способствует повышению эффективности пылеулавливания.At each rotation of the dust and gas flow along the sinusoid "9", an inertial force additionally acts on the charged dust particles. The direction of action of the inertial force coincides with the direction of motion of the dust and gas stream "7" along the plane of the corona electrodes "2". Due to the inertial force, charged dust particles are deposited on the surface of the diaphragms "5", which also helps to increase the efficiency of dust collection.
Под действием совокупных, одновременных по времени и направлению сил электростатического поля, сил градиента напряженности квазиоднородного электростатического поля, инерционной силы и центробежной силы, частицы пыли движутся к поверхности осадительного электрода «1» с повышенной скоростью дрейфа и интенсивно осаждаются на поверхности элементов «10» или «11» (см. фиг. 2). Таким образом, процесс пылеулавливания интенсифицируется, значит, уменьшается размер корпуса электрофильтра и его металлоемкость.Under the action of the combined forces of the electrostatic field simultaneously in time and direction, forces of the gradient of the strength of the quasihomogeneous electrostatic field, inertial force and centrifugal force, the dust particles move to the surface of the precipitation electrode "1" with an increased drift velocity and intensively deposited on the surface of the elements "10" or "11" (see Fig. 2). Thus, the dust collection process is intensified, which means that the size of the housing of the electrostatic precipitator and its metal consumption are reduced.
За счет криволинейной геометрической формы элементов «10» и «11» (см. фиг. 2) осадительного электрода «1», площадь осаждения приобретает максимально возможную величину. Длина полуокружности осадительного элемента «10» равна πR и на 0,5π больше длины плоской поверхности осаждения, равной 2R=h. Длина осадительной поверхности в виде эллипса «11» равна π(а+в), что еще больше по величине, так как малый радиус «а» намного больше большого радиуса «в» элипса окружности «10» осадительной поверхности «1». За счет этого увеличивается общая площадь осаждения, что позволяет уменьшить размеры корпуса электрофильтра и его металлоемкость.Due to the curved geometric shape of the elements "10" and "11" (see Fig. 2) of the precipitation electrode "1", the deposition area acquires the maximum possible value. The semicircle length of the precipitation element “10” is πR and 0.5π greater than the length of the flat deposition surface, equal to 2R = h. The length of the precipitation surface in the form of an ellipse “11” is equal to π (a + b), which is even larger in size, since the small radius “a” is much larger than the large radius “b” of the ellipse of the circle “10” of the precipitation surface “1”. Due to this, the total deposition area increases, which reduces the size of the electrostatic filter housing and its metal consumption.
Сравнительный расчет и анализ показал, что эффективность пылеулавливания двухпольного электрофильтра по предлагаемому способу пылеулавливания равна 0,998, что больше по сравнению с эффективностью пылеулавливания типового базового промышленного трехпольного электрофильтра, равной только 0,977.A comparative calculation and analysis showed that the dust collection efficiency of a two-field electrostatic precipitator according to the proposed dust collection method is 0.998, which is greater than the dust collection efficiency of a typical basic industrial three-field electrostatic precipitator, which is only 0.977.
Значит, 2-польный модернизированный электрофильтр, использующий очистку газа по предлагаемому способу, заменяет 3-польный обычный базовый электрофильтр. От этого металлоемкость электрофильтра снижается на 1/3 массы корпуса, а эффективность пылеулавливания при этом возрастает с 0,977 до 0,998.So, a 2-pole modernized electrostatic precipitator using gas purification according to the proposed method replaces a 3-pole ordinary basic electrostatic precipitator. From this, the metal consumption of the electrostatic precipitator decreases by 1/3 of the body mass, and the dust collection efficiency in this case increases from 0.977 to 0.998.
Предлагаемый способ пылеулавливания соответствует принципам энергоэффективности и энергосбережению, в том числе ресурсосбережению.The proposed method of dust collection complies with the principles of energy efficiency and energy conservation, including resource conservation.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016105988A RU2636488C2 (en) | 2016-02-20 | 2016-02-20 | Method of cleaning gases from dust and electrostatic precipitator for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016105988A RU2636488C2 (en) | 2016-02-20 | 2016-02-20 | Method of cleaning gases from dust and electrostatic precipitator for its implementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016105988A RU2016105988A (en) | 2017-08-24 |
| RU2636488C2 true RU2636488C2 (en) | 2017-11-23 |
Family
ID=59744541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016105988A RU2636488C2 (en) | 2016-02-20 | 2016-02-20 | Method of cleaning gases from dust and electrostatic precipitator for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2636488C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2740202C1 (en) * | 2020-06-16 | 2021-01-12 | Виктор Александрович Гавриленко | Air cleaning and sterilizing device |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4342571A (en) * | 1974-05-08 | 1982-08-03 | United Mcgill Corporation | Electrostatic precipitator |
| SU1393483A1 (en) * | 1986-05-20 | 1988-05-07 | Оренбургский политехнический институт | Electric precipitator |
| RU2116138C1 (en) * | 1997-02-13 | 1998-07-27 | Юрий Львович Чистяков | Electric precipitator |
| KR20030019503A (en) * | 2003-01-27 | 2003-03-06 | (주)지엔텍 | electric precipitation |
| EP1946845A1 (en) * | 2005-08-10 | 2008-07-23 | Lieshui Jin | Electrostatic precipitator with high efficiency |
-
2016
- 2016-02-20 RU RU2016105988A patent/RU2636488C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4342571A (en) * | 1974-05-08 | 1982-08-03 | United Mcgill Corporation | Electrostatic precipitator |
| SU1393483A1 (en) * | 1986-05-20 | 1988-05-07 | Оренбургский политехнический институт | Electric precipitator |
| RU2116138C1 (en) * | 1997-02-13 | 1998-07-27 | Юрий Львович Чистяков | Electric precipitator |
| KR20030019503A (en) * | 2003-01-27 | 2003-03-06 | (주)지엔텍 | electric precipitation |
| EP1946845A1 (en) * | 2005-08-10 | 2008-07-23 | Lieshui Jin | Electrostatic precipitator with high efficiency |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2740202C1 (en) * | 2020-06-16 | 2021-01-12 | Виктор Александрович Гавриленко | Air cleaning and sterilizing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016105988A (en) | 2017-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jaworek et al. | Two-stage electrostatic precipitators for the reduction of PM2. 5 particle emission | |
| US7585352B2 (en) | Grid electrostatic precipitator/filter for diesel engine exhaust removal | |
| US8894745B2 (en) | Vane electrostatic precipitator | |
| US7527675B2 (en) | Electrostatic particulate separation system and device | |
| WO2014014090A1 (en) | Wet-type electric dust collection device and dust removal method | |
| US10751729B2 (en) | Electrostatic precipitor | |
| WO2014002641A1 (en) | Wet electric dust-collecting device and exhaust gas treatment method | |
| RU2636488C2 (en) | Method of cleaning gases from dust and electrostatic precipitator for its implementation | |
| US8338734B2 (en) | Electrostatic particle charger, electrostatic separation system, and related methods | |
| CN112512695B (en) | Electric dust collector | |
| KR101947233B1 (en) | Electrode for separating particles based on dielectrophoresis and electroosmosis, and an apparatus for separating particles including the same | |
| RU2525539C1 (en) | Electric precipitator | |
| Niewulis et al. | Collection efficiency in narrow electrostatic precipitators with a longitudinal or transverse wire electrode | |
| US7377957B2 (en) | Method and construction of filters and pre-filters for extending the life cycle of the filter bodies therein | |
| RU2385176C1 (en) | Electrical purifier of dielectric fluids (and gases) with one-sided arrangement of holes in electrodes | |
| RU2139145C1 (en) | Electrostatic precipitator | |
| RU2544202C1 (en) | Gas purification method | |
| SU1834712A3 (en) | Horizontal electric filter with longitudinally lateral gas movement | |
| CA2661043A1 (en) | An electrostatic precipitator | |
| RU2060830C1 (en) | Two-zone electric filter for cleaning of gases (versions) | |
| RU2417125C1 (en) | Electric cleaner of dielectric fluids and gases with electrode hole isolation | |
| UA150801U (en) | Electrofilter | |
| RU2330727C1 (en) | Electric filter | |
| RU2612292C1 (en) | Method for removing charged particles from gas flow | |
| RU2303487C1 (en) | Method and device for cleaning gases |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180221 |