RU2655691C1

RU2655691C1 - Electric filter

Info

Publication number: RU2655691C1
Application number: RU2017116361A
Authority: RU
Inventors: Лев Валентинович Чекалов; Виталий Александрович Гузаев; Михаил Александрович Копансков
Original assignee: Акционерное общество "Кондор"
Priority date: 2017-05-10
Filing date: 2017-05-10
Publication date: 2018-05-29

Abstract

FIELD: gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to the field of gas purification from suspended particles in various industries. Device includes elements of precipitation electrodes made of a tape to form a profile in the form of alternating protrusions, flat areas and troughs, elements of the corona electrodes, made with fixed corona points. Flat section of the profile of the element of the precipitation electrode and at least one of its protrusions are located on a circle with a center coinciding with a fixed point of corona, and the distances to other parts of the profile are greater than the radius of the circle. Distance from the axis of the corona electrode to fixed point of corona is 12.5…20.0 mm, and distance between the same electrode is 300…500 mm.

EFFECT: efficiency of cleaning dust-laden gases with an electrostatic precipitator is improved.

1 cl, 1 dwg

Description

Предложение относится к электрической очистке газов от взвешенных частиц в различных отраслях промышленности, в частности в теплоэнергетике, химической промышленности, промышленности строительных материалов, металлургии и др.The proposal relates to the electrical cleaning of gases from suspended particles in various industries, in particular in the power industry, chemical industry, building materials industry, metallurgy, etc.

Известен электрофильтр, в котором элементы коронирующего электрода устанавливаются напротив плоских участков профиля элементов осадительного электрода (RU 2423200, чертеж).Known electrostatic precipitator in which the elements of the corona electrode are installed opposite the flat sections of the profile of the elements of the precipitation electrode (RU 2423200, drawing).

В качестве элемента коронирующего электрода использовано техническое решение с фиксированными точками коронирования (RU 2229939, фиг. 3), расположенными на концах игл или треугольных наконечников. Иглы или треугольные наконечники выполнены на краях профиля элемента коронирующего электрода и противоположно направлены с каждого из краев профиля к соответствующим соседним осадительным электродам. Фиксированные точки коронирования всех отдельных элементов одинаково ориентированы в направлении осадительных электродов (RU 2423200, чертеж). Это приводит к разному расстоянию от фиксированной точки коронирования до выступающих и плоских частей профиля элемента осадительного электрода, и меньшее разрядное расстояние определяет пониженную эффективность электрофильтра.As an element of the corona electrode, a technical solution with fixed corona points (RU 2229939, Fig. 3) located at the ends of needles or triangular tips is used. Needles or triangular tips are made on the edges of the profile of the element of the corona electrode and are oppositely directed from each of the edges of the profile to the corresponding adjacent precipitation electrodes. The fixed corona points of all the individual elements are equally oriented in the direction of the precipitation electrodes (RU 2423200, drawing). This leads to different distances from the fixed corona point to the protruding and flat parts of the profile of the element of the precipitation electrode, and a smaller discharge distance determines the reduced efficiency of the electrostatic precipitator.

Известен электрофильтр (RU 2377071), содержащий элементы пластинчатого осадительного электрода, выполненные из ленты с образованием профиля в виде чередующихся выступов, плоских участков и впадин, и элементы коронирующих электродов, выполненных с фиксированными точками коронирования, смещенными от оси коронирующего электрода в направлении соседних осадительных электродов и вдоль коронирующего электрода относительно друг друга. Для эффективной очистки газов электрофильтром расстояния между фиксированными точками коронирования и частями (плоскими и выступающими) профиля осадительного электрода выполняются равными. Равенство расстояний обеспечивается повышенным количеством фиксированных точек коронирования, направленных на элемент осадительного электрода, и каждая точка обеспечивает равное расстояние с соответствующей частью профиля элемента осадительного электрода. При одинаковости формы профиля элементов соседних осадительных электродов, когда выступ по отношению к одному коронирующему электроду является впадиной по отношению к другому коронирующему электроду, расположение двух и более точек коронирования, направленных в одну сторону, приводит к уменьшению расстояния от фиксированных точек коронирования до частей профиля элемента осадительного электрода и, как следствие, к пониженному уровню пробивных напряжений и недостаточной эффективности очистки.Known electrostatic precipitator (RU 2377071), containing plate-like precipitation electrode elements made of tape to form a profile in the form of alternating protrusions, flat sections and depressions, and elements of corona electrodes made with fixed corona points offset from the axis of the corona electrode in the direction of adjacent precipitation electrodes and along the corona electrode relative to each other. For effective gas purification by an electrostatic precipitator, the distances between fixed corona points and parts (flat and protruding) of the precipitation electrode profile are equal. The equality of distances is provided by an increased number of fixed corona points directed to the element of the precipitation electrode, and each point provides an equal distance with the corresponding part of the profile of the element of the precipitation electrode. If the profile shape of the elements of adjacent precipitation electrodes is the same, when the protrusion with respect to one corona electrode is a depression with respect to the other corona electrode, the arrangement of two or more corona points directed in one direction leads to a decrease in the distance from fixed corona points to parts of the element profile precipitation electrode and, as a result, to a lower level of breakdown voltage and insufficient cleaning efficiency.

Технической задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности электрофильтров.The technical task of the proposed technical solution is to increase the efficiency of electrostatic precipitators.

Техническая задача решается за счет того, что в электрофильтре, включающем элементы осадительных электродов, выполненные из ленты с образованием профиля в виде чередующихся выступов, плоских участков и впадин, и элементы коронирующих электродов, выполненные с фиксированными точками коронирования, плоский участок и по крайней мере один выступ профиля элемента осадительного электрода расположены на окружности с центром, совпадающим с фиксированной точкой коронирования, а расстояния до других частей профиля больше радиуса окружности.The technical problem is solved due to the fact that in the electrostatic precipitator including the elements of the precipitation electrodes made of tape with the formation of a profile in the form of alternating protrusions, flat sections and depressions, and elements of the corona electrodes made with fixed corona points, a flat section and at least one the protrusion of the profile of the precipitation electrode element is located on a circle with a center coinciding with a fixed corona point, and the distances to other parts of the profile are greater than the radius of the circle.

К тому же расстояние от оси коронирующего электрода до фиксированной точки коронирования составляет 12,5…20,0 мм, а расстояние между одноименными электродами составляет 300…500 мм.In addition, the distance from the axis of the corona electrode to the fixed point of corona is 12.5 ... 20.0 mm, and the distance between the electrodes of the same name is 300 ... 500 mm.

Расположение плоского участка и по крайней мере одного выступа профиля элемента осадительного электрода на окружности с центром, совпадающим с фиксированной точкой коронирования, позволяет обеспечить равномерную напряженность электрического поля у осадительного электрода и соответственно повышенный уровень пробивных напряжений. При этом другой выступ либо соприкасается с окружностью, либо, как и впадина, удален на большее расстояние, т.е. исключается вариант, когда расстояние до ближайшего выступа меньше, чем до плоского участка.The location of the flat section and at least one protrusion of the profile of the element of the precipitation electrode on a circle with a center coinciding with a fixed corona point, allows to ensure uniform electric field strength at the precipitation electrode and, accordingly, an increased level of breakdown voltage. In this case, the other protrusion is either in contact with the circle, or, like the cavity, is removed to a greater distance, i.e. the option is excluded when the distance to the nearest protrusion is less than to a flat section.

В предлагаемой конструкции расстояния от фиксированной точки коронирования до плоского участка и до выступа равны радиусу окружности и однозначно определяют максимальный разрядный промежуток и, как следствие, при равных расстояниях от оси коронирующего электрода до фиксированных точек коронирования определяют максимальную величину межэлектродного промежутка. Учитывая, что в конструкции электрофильтра профили элементов осадительного электрода одинаковые, для обеспечения равномерной напряженности электрического поля у соседних осадительных электродов элемент коронирующего электрода выполнен со смещенными вдоль коронирующего электрода и разнонаправленными фиксированными точками коронирования, например, расположенными на краях профиля элемента коронирующего электрода и противоположно направленными с каждого из краев профиля к соответствующим соседним осадительным электродам (RU 2229939, фиг. 3). Но в отличие от известного расположения элементов коронирующего электрода (RU 2423200, чертеж) и для реализации предлагаемого технического решения фиксированные точки коронирования соседних элементов коронирующего электрода, направленные в сторону выступа профиля элемента осадительного электрода, располагаются с удалением друг от друга, и соответственно фиксированные точки коронирования этих же элементов коронирующего электрода, но направленные в сторону впадины профиля элемента осадительного электрода, приближены друг к другу.In the proposed design, the distances from the fixed corona point to the flat section and to the protrusion are equal to the radius of the circle and the maximum discharge gap is uniquely determined and, as a result, at equal distances from the axis of the corona electrode to the fixed corona points, the maximum value of the interelectrode gap is determined. Considering that in the design of the electrostatic precipitator the profiles of the elements of the precipitation electrode are the same, to ensure uniform electric field strength at the adjacent precipitation electrodes, the element of the corona electrode is made with fixed corona points offset along the corona electrode and multidirectional, for example, located on the edges of the profile of the element of the corona electrode and oppositely directed with each of the edges of the profile to the corresponding adjacent precipitation electrodes (RU 2229939, f ig. 3). But unlike the known arrangement of the elements of the corona electrode (RU 2423200, drawing) and for the implementation of the proposed technical solution, the fixed corona points of the neighboring elements of the corona electrode directed towards the protrusion of the profile of the element of the precipitation electrode are located away from each other, and accordingly, fixed corona points of the same elements of the corona electrode, but directed towards the cavity of the profile of the element of the precipitation electrode, are close to each other.

Расстояние от оси коронирующего электрода до фиксированной точки коронирования составляет от 12,5 до 20,0 мм. Нижний предел ограничен отрицательным влиянием профиля элемента коронирующего электрода на коронный разряд (экранирование), а превышение верхнего предела увеличивает зону около элемента коронирующего электрода, где интенсивность коронного разряда низкая.The distance from the axis of the corona electrode to the fixed corona point is from 12.5 to 20.0 mm. The lower limit is limited by the negative effect of the profile of the element of the corona electrode on the corona discharge (shielding), and exceeding the upper limit increases the area near the element of the corona electrode, where the intensity of the corona discharge is low.

Расстояние между одноименными электродами составляет 300…500 мм. Нижний предел используется для электрофильтров малой производительности, когда затраты на агрегат питания для увеличенного расстояния превышают экономический эффект от снижения массы оборудования от увеличения этого расстояния. Верхний предел также ограничен экономическими соображениями: при превышении межэлектродного расстояния 500 мм резко возрастают затраты, связанные с безопасной эксплуатацией электрофильтра. При этом при прочих равных условиях с увеличением расстояния между одноименными электродами высота выступов (или глубина впадин) для обеспечения равномерной напряженности у осадительного электрода снижается.The distance between the electrodes of the same name is 300 ... 500 mm. The lower limit is used for low-performance electrostatic precipitators, when the cost of the power supply unit for an increased distance exceeds the economic effect of reducing the mass of equipment from increasing this distance. The upper limit is also limited by economic considerations: when the interelectrode distance of 500 mm is exceeded, the costs associated with the safe operation of the electrostatic precipitator increase sharply. Moreover, ceteris paribus, with increasing distance between the electrodes of the same name, the height of the protrusions (or the depth of the depressions) to ensure uniform tension at the precipitation electrode decreases.

Исполнение электрофильтра по предлагаемому техническому решению позволяет при одинаковом расстоянии между осадительными электродами обеспечить равномерную напряженность электрического поля у осадительного электрода на более высоком уровне, повысить пробивное напряжение и эффективность очистки электрофильтром.The execution of the electrostatic precipitator according to the proposed technical solution allows, with the same distance between the precipitation electrodes, to ensure a uniform electric field strength at the precipitation electrode at a higher level, to increase the breakdown voltage and the cleaning efficiency of the electrostatic precipitator.

Использование предлагаемого технического решения для электрофильтра, выполненного с элементами осадительного электрода по патенту RU 2377071, фиг. 1, и с элементами коронирующего электрода по патенту RU 2229939, фиг. 3, повышает эффективность очистки газов электрофильтром с 99% до 99,4%, что соответствует снижению выбросов в 1,67 раза.Using the proposed technical solution for an electrostatic precipitator made with elements of a precipitation electrode according to patent RU 2377071, FIG. 1, and with elements of the corona electrode according to patent RU 2229939, FIG. 3, increases the efficiency of gas purification by electrostatic precipitator from 99% to 99.4%, which corresponds to a reduction of emissions by 1.67 times.

Настоящее изобретение промышленно применимо и осуществляется применением известных и освоенных конструкций путем установки соседних элементов коронирующего электрода по отношению к профилю элемента осадительного электрода в соответствии с предлагаемым техническим решением.The present invention is industrially applicable and is carried out by the use of known and mastered designs by installing adjacent elements of the corona electrode with respect to the profile of the element of the precipitation electrode in accordance with the proposed technical solution.

Сущность изобретения поясняется на чертеже, где изображено:The invention is illustrated in the drawing, which shows:

1 - элемент осадительного электрода (осадительный электрод);1 - element precipitation electrode (precipitation electrode);

2 - элемент коронирующего электрода (коронирующий электрод);2 - element of the corona electrode (corona electrode);

3 - ось между элементами соседних осадительных электродов (ось коронирующего электрода);3 - the axis between the elements of adjacent precipitation electrodes (axis of the corona electrode);

4 - выступ элемента осадительного электрода относительно элементов коронирующего электрода;4 - protrusion of the element of the precipitation electrode relative to the elements of the corona electrode;

5 - впадина элемента осадительного электрода относительно элементов коронирующего электрода;5 - the depression of the element of the precipitation electrode relative to the elements of the corona electrode;

6 - плоские участки профиля элемента осадительного электрода;6 - flat sections of the profile of the element of the precipitation electrode;

7 - фиксированная точка коронирования, направленная на элемент одного (из соседних) осадительного электрода;7 is a fixed corona point directed at an element of one (from neighboring) precipitation electrode;

8 - фиксированная точка коронирования, направленная на элемент другого (из соседних) осадительного электрода;8 is a fixed corona point directed at an element of another (from neighboring) precipitation electrode;

R - радиус окружности, соприкасающейся с частями профиля элемента осадительного электрода;R is the radius of the circle in contact with the parts of the profile of the element of the precipitation electrode;

r - расстояние от оси коронирующего электрода до фиксированной точки коронирования;r is the distance from the axis of the corona electrode to a fixed point of corona;

H - межэлектродное расстояние (между одноименными электродами).H is the interelectrode distance (between the electrodes of the same name).

На чертеже изображена электродная система предлагаемого электрофильтра, состоящая из элементов осадительного электрода 1 (электрод полностью не показан) и элементов коронирующего электрода 2 (электрод полностью не показан). Элементы 2 расположены на оси 3 между осадительными электродами. Профиль элемента осадительного электрода 1 выполнен из ленты. Участки профиля элемента осадительного электрода 1 выполнены в виде чередующихся выступов 4 и впадин 5 по отношению к элементам коронирующего электрода 2.The drawing shows the electrode system of the proposed electrostatic precipitator, consisting of elements of the precipitation electrode 1 (the electrode is not shown completely) and elements of the corona electrode 2 (the electrode is not shown completely). Elements 2 are located on the axis 3 between the precipitation electrodes. The profile of the element of the precipitation electrode 1 is made of tape. The profile sections of the element of the precipitation electrode 1 are made in the form of alternating protrusions 4 and depressions 5 with respect to the elements of the corona electrode 2.

Учитывая, что элементы коронирующего электрода 2 находятся на оси 3 между однотипными осадительными элементами, выступ 4 элемента осадительного электрода в направлении элементов коронирующего электрода 2 с одной стороны является впадиной 5 элемента осадительного электрода 1 с другой стороны. Между отдельными выступами 4 и отдельными впадинами 5 имеются плоские участки 6 профиля элемента осадительного электрода 1. Каждый элемент коронирующего электрода 2 выполнен с фиксированными точками коронирования 7 и 8, расположенными на краях профиля элемента и направленными с одного края профиля элемента (точка 7) на плоский участок профиля элемента одного осадительного электрода, а с другого края профиля элемента (точка 8) - на плоский участок профиля элемента другого осадительного электрода. Расстояния от разнонаправленных фиксированных точек коронирования 7 и 8 до плоских участков и выступов профиля соседних элементов осадительного электрода равны и обозначены буквой R и являются радиусом окружности с центром в фиксированных точках коронирования. Расстояние от оси коронирующего электрода до фиксированной точки коронирования обозначено буквой r и составляет 12,5…20,0 мм, а расстояние между одноименными электродами обозначено буквой H и составляет 300…500 мм.Considering that the elements of the corona electrode 2 are located on the axis 3 between the same precipitation elements, the protrusion 4 of the elements of the precipitation electrode in the direction of the elements of the corona electrode 2 on the one hand is the depression 5 of the element of the precipitation electrode 1 on the other hand. Between the individual protrusions 4 and the individual depressions 5 there are flat sections 6 of the profile of the element of the precipitation electrode 1. Each element of the corona electrode 2 is made with fixed corona points 7 and 8 located on the edges of the element profile and directed from one edge of the element profile (point 7) to a flat a section of the profile of the element of one precipitation electrode, and from the other edge of the profile of the element (point 8) to a flat section of the profile of the element of another precipitation electrode. The distances from the multidirectional fixed corona points 7 and 8 to the flat sections and profile protrusions of the neighboring elements of the precipitation electrode are equal and are indicated by the letter R and are the radius of the circle centered at the fixed corona points. The distance from the axis of the corona electrode to the fixed corona point is indicated by the letter r and is 12.5 ... 20.0 mm, and the distance between the electrodes of the same name is indicated by the letter H and is 300 ... 500 mm.

Электрофильтр работает следующим образом.The electrostatic precipitator works as follows.

Запыленный газ поступает в пространство между элементами соседних осадительных электродов 1. На элементы коронирующего электрода 2, расположенные на оси 3 между элементами соседних осадительных электродов, подается высокое напряжение от агрегата питания (агрегат не показан). Частицы пыли под действием коронного разряда, создаваемого высоким напряжением, заряжаются и движутся под действием электрического поля к элементам осадительного электрода, осаждаются на них и при ударном воздействии отрываются от элементов и падают в бункер (не показан) электрофильтра.Dusty gas enters the space between the elements of adjacent precipitation electrodes 1. High voltage is supplied from the power supply unit (the unit is not shown) to the elements of the corona electrode 2 located on the axis 3 between the elements of the adjacent precipitation electrodes. Dust particles under the influence of a corona discharge created by a high voltage are charged and move under the influence of an electric field to the elements of the precipitation electrode, are deposited on them and, when impacted, break away from the elements and fall into the hopper (not shown) of the electrostatic precipitator.

Скорость движения частиц к элементам осадительного электрода зависит от уровня напряжения, а уровень напряжения определяется расстоянием от фиксированных точек коронирования до участков профиля элемента осадительного электрода. С увеличением этого расстояния увеличивается уровень напряжения и соответственно повышается скорость движения частиц в пространстве от коронирующего до осадительного электродов и возрастает эффективность очистки. Увеличенное расстояние от фиксированных точек коронирования до участков профиля элемента осадительного электрода (при одинаковом расстоянии между электродами) обеспечивается в предлагаемом электрофильтре путем расположения плоского и по крайней мере одного выступающего участка на окружности с центром, совпадающим с фиксированной точкой. Таким образом, в тех же габаритах межэлектродного промежутка обеспечивается повышенная эффективность очистки запыленных газов электрофильтром.The velocity of particles to the elements of the precipitation electrode depends on the voltage level, and the voltage level is determined by the distance from fixed corona points to the profile sections of the element of the precipitation electrode. With an increase in this distance, the voltage level increases and, accordingly, the particle velocity in space from the corona electrode to the precipitation electrode increases and the cleaning efficiency increases. The increased distance from the fixed corona points to the profile sections of the element of the precipitation electrode (with the same distance between the electrodes) is provided in the proposed electrostatic precipitator by arranging a flat and at least one protruding portion on a circle with a center coinciding with the fixed point. Thus, in the same dimensions of the interelectrode gap, an increased efficiency of cleaning dusty gases with an electrostatic precipitator is provided.

Claims

1. An electrostatic precipitator comprising precipitation electrode elements made of tape to form a profile in the form of alternating protrusions, flat sections and depressions, and elements of corona electrodes made with fixed corona points, characterized in that the flat section and at least one protrusion of the element profile the precipitation electrode is located on a circle with a center coinciding with a fixed corona point, and the distance to other parts of the profile from a fixed corona point is greater than the radius kruzhnosti.

2. An electrostatic precipitator according to claim 1, characterized in that the distance from the axis of the corona electrode to the fixed corona point is 12.5 ... 20.0 mm, and the distance between the electrodes of the same name is 300 ... 500 mm.