SU1063437A1

SU1063437A1 - Centrifugal tubular electric precipitator

Info

Publication number: SU1063437A1
Application number: SU823491179A
Authority: SU
Inventors: Лев Максимович Новиков; Валерий Тимофеевич Стефаненко; Николай Васильевич Инюшкин; Владимир Борисович Ведерников
Original assignee: Предприятие П/Я А-7125
Priority date: 1982-09-15
Filing date: 1982-09-15
Publication date: 1983-12-30

Abstract

1. ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ТРУБЧАТЫП ЭЛЕКТРОФИЛЬТР, содержащий корпус с входным и выходным коллекторами с патрубками дл входа загр зненного газа и выхода очищенного, пыпесборник со штуцером, трубные решетки , осадительные электроды цилиндроконической формы, герметично закрепленные между трубными решетками, коронирующие электроды , расположенные внутри осадительных электродов на т гах подвеса , жестко прикрепленных к раме «подвеса, закрепленной в опорно- проходных изол торах в верхней части корпуса, отличающийс тем, что, с целью повышени эксплуатационной надежности электрофильтра путем предотвращени загр знени изол торов и забивани межтрубного пространства пылью, входной патрубок расположен непосредственно под верхней трубной решеткой, осадительные электроды снабжены верхними и нижними цилиндрическими патрубками, Закрепленными торцами в трубных решетках, винтовыми крышками, установленными на верхних цилиндрических патрубках и тангенциально расположенными пр моугольными входными штуцерами. 2.Электрофильтр по п. 1, отличающийс тем, что т -. ё ги подвеса коронирующих. электродов (Л внутри верхних цилиндрических патрубков снабжены корониругацими дисками. 3.Электрофильтр по п.п. 1 и 2, отличающийс тем, что корпус снабжен дополнительной трубной решеткой, расположенной ниже верхней трубной решетки, на рассто нии, равном высоте входных о штуцеров осадительных электродов. СА: 4 00 1. CENTRIFUGAL TRUBCHATYP electrostatic precipitator comprising a housing with inlet and outlet headers with inlet nozzles contaminated gas and outlet of purified pypesbornik with hose, tube plates, collecting electrodes of cylindrical shape, is hermetically secured between the tube plates, discharge electrodes disposed inside the collecting electrodes t gah suspension, rigidly attached to the frame of the suspension, fixed in the reference-pass insulators in the upper part of the body, characterized in that, in order to increase operational reliability of an electrostatic precipitator by preventing insulators from contaminating and clogging the annular space with dust; rectangular inlet fittings. 2. The electric filter of claim 1, wherein t is. gigi of coronary suspension. electrodes (L inside the upper cylindrical nozzles are equipped with corona disks. 3. Electrofilter according to claims 1 and 2, characterized in that the housing is provided with an additional tube sheet located below the top tube sheet at a distance equal to the height of the input fittings of the collecting electrodes . CA: 4 00

Description

Изобретение относитс к очистке технологических газов и. аспирационного воздуха от взвешенных частиц и может быть использовано в раз-, личных отрасл х промышленности (химической , металлургической, энергетической , строительных материалов и др, ЬThis invention relates to the purification of process gases and. aspiration air from suspended particles and can be used in various personal fields of industry (chemical, metallurgical, energy, building materials, etc., b

Известны трубчатые электрофильтры , состо щие из общего корпуса с решетками, между которыми размещены осадительные элементы в виде стальных цельнот нутых труб, по оси которых проход т свободно вис щие нихромовые коронирующие провода, прикрепленные в верхней части к раме подвеса и нат гиваемые грузами Г1.Tubular electrostatic precipitators are known, consisting of a common body with gratings, between which precipitating elements are placed in the form of steel one-piece pipes, along the axis of which free-hanging nichrome corona wires are mounted, attached in the upper part to the suspension frame and tensioned by weights G1.

Однако при использовании известных источников высокого напр же ,ни диаметр осадительных труб не может превышать 300 мм, а скорость газового потока, как правило, ограничена величиной 1 м/с, поэтому трубчатые электрофильтры малопроизводительны по газу. По очистке больших объемов газа эти фильтры содержат много элементов, что приводит к их громоздкости и повышенной металлоемкости. Загр знение изол торов неизбежно приводит к электрическому разр ду по их поверхности , т.е. к нарушению электрического режима работы аппарата, а зачастую и к выходу из стро изол торов.However, when using well-known sources of high pressure, neither the diameter of the precipitation pipes can exceed 300 mm, and the gas flow velocity is usually limited to 1 m / s, therefore tubular electric filters are inefficient in gas. For cleaning large volumes of gas, these filters contain many elements, which leads to their bulkiness and increased metal consumption. Contamination of insulators inevitably leads to electrical discharge over their surface, i.e. to a violation of the electrical mode of operation of the apparatus, and often to the failure of insulators.

Известен центробежный электрофильтр , включающий корпус с входным и выходным коллекторами с патрубками дл входа и выхода газа, пьшесборник со штуцером, трубные решетки,осадительные электроды цилиндроконической формы, закрепленные между трубными решетками, коронирующие электроды, расположенные внутри осадительных электродов на т гах подвеса, прикрепленных к раме подвеса, закрепленной в опорнопроходных изол торах в верхней части корпуса. Осадительные электроды имеют направл ющие лопатки 2A centrifugal electrostatic precipitator is known, including a housing with inlet and outlet headers with connections for gas inlet and outlet, a collector with a choke, tube grids, cylindrical constrictor collecting electrodes fixed between the tube grids, corona electrodes located inside the collecting electrodes on the pendants attached to the frame of the suspension is fixed in the supporting bushing insulators in the upper part of the body. Precipitation electrodes have guide vanes 2

Недостатком известного пылеуловител вл етс ввод запыленного газа над верхней трубной решеткой , где размещена его токоподвод ща и изол торна части. Кроме того , направл ющие лопатки на входе газа в элементы и изолирующие держтели разр дных электродов, закрепленные в их выхлопных патрубках, значительно ослабл ют электрическую изол цию аппарата, так они неизбежно, загр зн ютс пылъю, что также приводит к нарушению электрического режима работы аппарата . При таком коронирующем электроде диаметр элемента не может превышать 300 мм. Следует такжеA disadvantage of the known dust collector is the introduction of a dusty gas above the upper tube sheet where its current-carrying and insulating parts are located. In addition, the guide vanes at the gas inlet to the elements and the insulating holders of the discharge electrodes, fixed in their exhaust pipes, significantly weaken the electrical insulation of the apparatus, so they inevitably become soiled with dust, which also leads to disruption of the electrical operation of the apparatus . With such a corona electrode, the diameter of the element cannot exceed 300 mm. Should also

учесть,что при известнс}й цилиндрическЬй форме элемента, закрученный поток газа быстро тер ет свою окружную скорость, что приводит к уменьшению центробежной силы и, 5 соответственно, ухудшению процесса улавливани пыли.It should be taken into account that in case of the known cylindrical shape of the element, the swirling gas flow quickly loses its peripheral speed, which leads to a decrease in the centrifugal force and, 5 respectively, deterioration of the dust collection process.

Цель изобретени - повышение эксплуатационной надежности элек,трофильтра путем предотвращени гр знени и забивани межтрубногр пространства пылью.The purpose of the invention is to increase the operational reliability of the electro-trophilter by preventing the accumulation and interstitial space of dust.

Указанна цель достигаетс тем, что в электрофильтре, содержащем корпус с входным и выходным коллекC торами с патрубками дл входа загр зненного газа иВыхоДа очищенного , пылесборник со штуцером, труб ные решетки, осадительные электроды цилиндроконической формы,герметихно закрепленные между трубными решетками , коронирующие электроды, расположенные внутри осадительных электродов-, на т гах подвеса, жестко прикрепленных к раме подвеса, закрепленной в опорно-проходных изол торах в верхней части корпуса входной патрубок расположен непосредственно под верхней трубной решеткой, осадительные электроды снабжены верхними и нижними ци0 линдрическими патрубками, закрепленными торцами в верхней и нижней трубной решетках, винтовыми крышками , установленными на верхних цилиндрических патрубках и танген5 ционально расположенными пр моугольными входными штуцерами.This goal is achieved by the fact that in an electrostatic precipitator comprising a housing with inlet and outlet collectors with connections for the input of contaminated gas and EXIT cleaned, a dust collector with a fitting, tube grids, cylindrical shaped collecting electrodes fixed between tube grids, corona electrodes located inside the collecting electrodes-, on the suspension arms rigidly attached to the suspension frame, fixed in the support-through insulators in the upper part of the housing, the inlet nozzle is not located mediocre beneath the upper tube sheet, the collecting electrodes are equipped with upper and lower cylindrical nozzles fixed by ends in the upper and lower tube grids, screw caps mounted on the upper cylindrical nozzles and tangentially located rectangular inlet fittings.

Кроме того, т га подвеса коронирующих электродов внутри верхних цилиндрических патрубков снабженыIn addition, the mounts of the suspension of the corona electrodes inside the upper cylindrical nozzles are equipped with

0 коронирующими дисками.0 corona discs.

Поскольку пыль при подаче запыленного газа под верхнюю трубную ре .шетку может оседать в промежутках между элементами и забивать меж5 трубное пространство, корпус аппарата снабжен дополнительной трубной решеткой, расположенной ниже верхней трубной решетки на рассто нии равном высоте входных штуцеров осадительных электродов.Since dust during the supply of dusty gas under the upper tubular grid can settle in the interstices between the elements and plug the tubular space, the apparatus body is equipped with an additional tubular lattice located below the upper tubular lattice at a distance equal to the height of the input fittings of the collecting electrodes.

На фиг. 1 изображен центробежный трубчатый электрофильтр,-на фиг. 2 разрез-А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows a centrifugal tubular electrostatic precipitator, FIG. 2 section-A-A in FIG. one.

Центробежный трубчатый электрофильтр содержит корпус 1 с входнымThe centrifugal tubular electrostatic precipitator comprises a housing 1 with an input

5 2 и выходным 3 коллекторами, паза и сборником 4 уловленной пыли. Внутри корпуса по его поперечному сечению установлены верхн 5 и нижн 6 решетки с отверсти ми, в кото0 рь1Х вертикально закреплены осадительные электроды 7 цилиндроконической формы, имеющие винтовые крьлики 8j тангенциальные пр моугольные штуцеры 9, коаксиальные верхние5 2 and output 3 collectors, a groove and a collection of 4 collected dust. Inside the case, over its cross section, there are installed upper 5 and lower 6 lattices with openings, in which vertical collecting electrode 7 of cylindrical conical shape, having screw screws 8j tangential rectangular fittings 9, coaxial upper

5 и нижние цилиндрические патрубки5 and lower cylindrical nozzles

10 и 11, причем в верхней решетке элементы закреплены своими верхними патрубками. В конической части по оси элементов между верхними и нижними патрубками установлены-коронирующие электроды 12 в виде обтекателей потока с коронирующими шипа1ли иглами ) по их боковой поверхности, параллельной поверхности корпуса осадительного электрода элемента. Коронирующие электроды установлены на т гах подвеса 13 и жестко закреплены на раме 14 подвеса коронирующих электродов. В свою очередь рама подвеса жестко закреплена э опорно-проходных изол торах 15 и центрируетс втулками 16. Внутри верхних патрубков осадительпых элементов на т гах подвеса установены Коронирующие диски (шипы Г 17. Между верхней и нижней трубными решетками параллельно им в корпусе аппарата установлена дополнительна трубна решетка 18. Сборник уловленных частиц внизу оканчиваетс штуцером 19.10 and 11, and in the upper lattice the elements are fixed with their upper nozzles. In the conical part along the axis of the elements between the upper and lower nozzles, there are installed-corona electrodes 12 in the form of flow cone with corona spikes (needles) along their side surface parallel to the surface of the housing of the precipitating electrode of the element. The corona electrodes are mounted on the suspension arms 13 and are rigidly mounted on the suspension frame 14 of the corona electrodes. In turn, the suspension frame is rigidly fixed to the supporting bushing insulators 15 and centered by sleeves 16. Corona discs (spikes D 17) are installed inside the upper nozzles of the precipitating elements. Additional pipes are installed in parallel with the upper and lower tube sheets. lattice 18. The collection of trapped particles at the bottom ends with choke 19.

Аппарат работает следующим образом .The device works as follows.

Запыленный газ поступает во входной коллектор 2, затем в тангенциально расположенные пр моугольные штуцеры 9 осадительных электродов фильтра. Благодар тангенциальному расположению штуцеров 9 и винтовым крышкам 8 осадительных электродов газ приобретает вращательно-поступательное движение вниз. Взвешенные в газе частицы, в первую очередь, наиболее крупные, под йствйем центробежных сил уже на первом витке потока смещаютс в пристенную об|Ласть осадительных электродов. Кони ческа форма нижней части электродов обусловливает увеличение скорости вращени газового потока по мере его продвижени вниз, а значит и возрастание центробежной силы, действующей на частицы. Одновременно с центробежной силой на взвешенные частицы, наход щиес в межэлектродном кольцевом пространстве между осадительным электродом 7 и коронирующим электродом 12, действует сила электрического пол , совпадающа по направлению с центробежной силой.. Частицы в поле коронного разр да приобретают электрический зар д и, . соответственно, дополнительную скорость по направлению к стенкам корпуса элементаПОД действием кулоновских сил. При этом складываетс благопри тное взаимодействие сил, действующих на все взвешенные частицы. Более крупные отдел ютс под преобладающим воздействием на них центробежной силы, мелкие - под преобладающим воздействием электрической силы , а частицы промежуточных разме- ров - под совместным воздействием центробежной и электричес;кой сил. Так, при улавливании кварцевой пыли в предлагаемом электрофильтре диаметром 300 мм и приложенным напр жением 25 кВ, расчетна скорость радиального перемещени частиц размером 5 мкм под воздействием центробежной силы составл ет 0,68 м/с, а под действием электрической си0 лы - 0,29 м/с, в то врем как дл частиц размером 1 мкм эти величины соответственно равны 0,027 и 0,057 м/с. .Таким образом, при наложении дополнительного электрического пол на центробежное интенсифицируетс процесс сепарации трудноулавливаемых мелких частиц.Dust gas enters the inlet manifold 2, then into the tangentially located rectangular fittings 9 of the collecting electrodes of the filter. Due to the tangential arrangement of fittings 9 and screw caps 8 of collecting electrodes, the gas acquires a rotational-translational motion downward. Particles suspended in gas, first of all, the largest ones, under the pressure of centrifugal forces, are already displaced to the near-surface area of the collecting electrode during the first turn of the flow. The conical shape of the lower part of the electrodes causes an increase in the rate of rotation of the gas flow as it moves downward, and hence an increase in the centrifugal force acting on the particles. Simultaneously with the centrifugal force, suspended particles located in the interelectrode annular space between the collecting electrode 7 and the corona electrode 12 are acted upon by the force of the electric field, which coincides in direction with the centrifugal force. The corona particles acquire an electric charge and. accordingly, the additional velocity in the direction of the housing walls of the element under the action of Coulomb forces. In this case, a favorable interaction of forces acting on all suspended particles is added. The larger ones are separated under the predominant influence of the centrifugal force on them, the smaller ones - under the predominant influence of the electric force, and the particles of intermediate sizes - under the combined influence of the centrifugal and electric forces. Thus, when quartz dust is captured in the proposed electrostatic precipitator with a diameter of 300 mm and an applied voltage of 25 kV, the calculated radial movement of particles 5 microns in size under the influence of centrifugal force is 0.68 m / s, and under the action of electric power - 0.29 m / s, while for particles with a size of 1 micron, these values are 0.027 and 0.057 m / s, respectively. Thus, when an additional electric field is applied to the centrifugal one, the separation process of the hard-to-catch small particles is intensified.

Уловленные чаСтицы под действием силы т жести и аэродинамического воздействи вращающегос нисход щего потока газа вдоль стенок элементов опускаютс сначала в кольцевое пространство между электродом 7 и патрубком 11, а затем через кольцевые отверсти в нижней части элементов поступают в сборник 4 дл уловленной пыли, откуда через штуцер 19 вывод тс из аппарата. Очищенный газ выходит из элементов через, нижние патрубки 11 и, объеди0 н сь в выходном коллекторе 3, выводитс из аппарата.Caught particles under the action of gravity and aerodynamic effects of rotating downward gas flow along the walls of the elements are first lowered into the annular space between the electrode 7 and the pipe 11, and then through the annular holes in the lower part of the elements enter the collection 4 for the collected dust, from where 19 is output from the apparatus. The purified gas exits the elements through the lower nozzles 11 and, combined in the outlet manifold 3, is withdrawn from the apparatus.

Применение коронирующих дисков (шипов) на т гах подвеса способствует тому, что взвешенные частицы , которые могут попасть в верхние патрубки 10 осадительных электродов , осаждаютс в электрическом поле коронного разр да между коронирующими дисками (шипами ) и внут.ренними стенками этих патрубков.The use of corona discs (spikes) on suspension strands ensures that suspended particles that can get into the upper nozzles 10 of the collecting electrodes are deposited in the corona discharge electric field between the corona disks (spikes) and the inner walls of these nozzles.

Дл предотвращени забивани пылью межэлементного пространства в корпусе 1 под верхней трубной решеткой 5 параллельно ей на рассто нии j равном высоте входных штуцеров 9, установлена-дополнительна трубна решетка 18. Благодар этому между верхней и дополнительной трубными решетками в корпусе аппарата образован герметичный входной коллектор 2 газа, откуда вс поступающа с газом пыль через входные штуцеры попадает в элементы аппарата . Поскольку при этом несколько увеличиваетс содержание крупных частиц в поступающем в элементы аппарата газе, это способствует повышению сыпучести пыли, что облегчает вывод уловленной пыли из сепарационной зоны элементов и далее из аппарата. Кроме того, предотвращение забивани пылью межэлементного пространства позвол ет значительно облегчить доступ к элементам при профилактических осмотрах и ремонтных работах, аTo prevent the inter-element space from clogging in the housing 1 under the upper tube sheet 5 parallel to it at a distance j equal to the height of the inlet nipples 9, an additional tube grid 18 is installed. Due to this, a tight gas inlet manifold 2 is formed between the upper and additional tube sheets , from where all the dust coming from the gas through the inlet fittings gets into the elements of the apparatus. Since this slightly increases the content of coarse particles in the gas entering the elements of the apparatus, this contributes to an increase in the flowability of dust, which facilitates the removal of collected dust from the separation zone of the elements and further from the apparatus. In addition, the prevention of clogging of inter-element space with dust makes it much easier to access the elements during preventive inspections and repairs.

также устранить нежелательные дополнительные нагрузки на опоры и пе рекрыти промыишенных зданий, где размещаютс эти аппараты.Also, remove unwanted additional loads on the pillars and overlap the industrial buildings where these vehicles are located.

Преимуществом конструкции центробежного трубчатого электрофильтра по сравнению с известными вл етс надежна электрическа изол ци токоведущих частей аппарата, что значительно повышает надежность его работы, сокращает затраты на ремонтно-профилактические работы по оч истке или замене изол торов, увеличийает срок службы изол торов. Улучшение электрической .изол ции дает возможность работать на повышенном напр жении, что обеспечивает высокоэффективную очистку газа и сокращение пылевыбросов в атмосферу.Повышенные скорости очищаемого газа в элементах аппарата обеспечивают возможность создани высокоэффективного компактного аппарата большой единичной производительности по гаЗУ , так как скорость газа в сечении осадитёльного элемента может достигать 4 м/с. Повышение скорости по сравнению с известными электрофильтнами приводит к значительному снижению металлоемкостиThe advantage of the centrifugal tubular electrostatic precipitator design in comparison with the known ones is the reliable electrical insulation of the current-carrying parts of the apparatus, which significantly increases the reliability of its operation, reduces the cost of maintenance and repair work on insulating or replacing insulators, and increases the service life of the insulators. Improving electrical insulation makes it possible to work at elevated voltage, which provides highly efficient gas cleaning and reduced dust emissions into the atmosphere. The increased gas velocity in the apparatus elements makes it possible to create a highly efficient compact unit with a large unit gas flow rate, since the gas velocity in the cross section of the precipitator element can reach 4 m / s. The increase in speed compared with the known electrofilters leads to a significant decrease in metal consumption

преедтагаемого аппарата. Расчеты показывают , что по сравнению с труб чатым электрофильтром ПГ-8 При оди наковой производительности по газу (28000 ) вес предлагаемого аппарата уменьшаетс примерно в 6,5 раз,predtagayemogo apparatus. Calculations show that, compared with a PG-8 tubular electrostatic precipitator, with the same gas productivity (28000), the weight of the proposed apparatus decreases by about 6.5 times,

Применение предлагаемого аппарата позвол ет совместить процессы грубойThe application of the proposed apparatus allows combining processes of coarse

(центробежной )и тонкой (электрической ) очистки газа в одном пылеуловителе , обеспечить возможность эффективного улавливани высокоомной пыли, поскольку при больших окРУжНых скорост х газа в элементах аппарата (20-25 м/с )на их стенках не образуетс значительного сло уловленной пыли и не может возникнуть нежелательного влени обратНОЙ королы. Наличие конической части осадительных. элементов аппарата позвол ет значительно интенсифицировать процесс центробежной очистки газа, а наличие коронирующих(centrifugal) and fine (electric) gas cleaning in one dust collector, to ensure the possibility of efficient trapping of high-resistance dust, since at high ambient gas velocities in the apparatus elements (20-25 m / s) there is no significant layer of dust on their walls An undesirable occurrence of an inverse king may occur. The presence of the conical part of precipitation. elements of the apparatus allows to significantly intensify the process of centrifugal gas cleaning, and the presence of corona

электродов в виде обтекателей потока с шипами по их боковой поверхности обеспечивает значительное увеличение производительности по газу.electrodes in the form of flow fairings with spikes along their lateral surface provides a significant increase in gas productivity.

Claims

1. CENTRIFUGAL TUBULAR ELECTRIC FILTER, comprising a housing with inlet and outlet manifolds with nozzles for the entry of contaminated gas and the outlet of a cleaned one, a dust collector with a fitting, tube sheets, cylindrical-shaped precipitation electrodes, hermetically fixed between the tube grids, corona electrodes located inside the precipitation electrodes on the precipitation electrodes on suspension fixed to the frame of the suspension, fixed in supporting bushings in the upper part of the housing, characterized in that, in order to increase the operation atation reliability of the electrostatic precipitator by preventing contamination of insulators and clogging of the annular space with dust, the inlet pipe is located directly below the upper tube sheet, the collecting electrodes are equipped with upper and lower cylindrical pipes, fixed ends in the tube sheets, screw caps installed on the upper cylindrical pipes and tangentially located rectangular input fittings.

2. The electrostatic precipitator according to π. 1, characterized in that § The suspension of the corona electrodes inside the upper cylindrical nozzles are equipped with corona disks.

3. The electrostatic precipitator 1 and 2, characterized in that the housing is equipped with an additional tube sheet located below the upper tube sheet at a distance equal to the height of the inlet nozzles of the precipitation electrodes.

SU, 1063437 f