Способ очистки газа от пыли в двухзонном электрофильтре и устройство для его осуществления

 

Использование: в качестве способа и устройства для очистки газа от пыли в электрофильтрах. Сущность изобретения: встряхивание сетки зарядного средства электрофильтра осуществляют отдельно от встряхивания коронирующих и осадительных электродов, непрерывно измеряют вес сетки зарядного средства и при уменьшении прироста веса сетки и работе осадительных электродов поля электрофильтра в режиме очистки газа встряхивание сетки зарядного средства осуществляют путем плавного ее подъема и резкого сброса или встряхивание сетки производят через определенные равные между собой интервалы времени. Зарядку частиц пыли осуществляют перед каждым полем, а после последнего по ходу газа поля осуществляют их торможение и вывод из потока газа, при этом в устройстве очистки газа системы подвеса коронирующих электродов и зарядного средства выполнены автономными друг от друга, выходы тензодатчиков, установленных на тягах сетки зарядного средства, и блока запрета соединены через блок управления встряхиванием сетки со входами блоков подъема и сброса сетки, выход блока управления встряхиванием осадительных электродов соединен со входом блока запрета, сетки зарядных средств расположены перед каждым полем электрофильтра, зарядное средство может быть выполнено в виде нескольких сеток, закрепленных на одной подвеске и разделенных между собой заземленными сетками, и может быть снабжено диодом, соединенным с полем и автономным высоковольтным источником питания, а на выходе электрофильтра после последнего его поля может быть установлена тормозящая сетка. 2 с. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способам очистки газов в электрофильтрах от пыли и устройствам для их осуществления и может быть использовано в химической, целлюлозно-бумажной, цементной, металлургической и в других отраслях промышленности.

Известен способ очистки газа в электрофильтре путем снижения напряжения, подаваемого на электроды, до напряжения гашения коронного разряда и его повышения по окончании процесса встряхивания электродов [1] Недостатком известного способа является низкая степень очистки газа от пыли при его использовании на промышленных объектах.

Наиболее близким к изобретению является способ очистки газа от пыли в двухзонном электрофильтре, заключающийся в зарядке и коагуляции частиц пыли на сетке зарядного средства, осаждении заряженных частиц пыли на осадительных электродах поля и встряхивании коронирующих и осадительных электродов и сетки зарядного средства, и устройство для его осуществления, содержащее корпус и установленное в нем поле с осадительными и коронирующими электродами, закрепленными на системе подвеса, выполненной в виде тяг с разделительными изоляторами и коронирующей рамы, зарядное средство, состоящее из сетки, соединенной перемычкой с электродами поля и закрепленной на системе подвеса, выполненной в виде тяг с разделительными изоляторами, и встряхивающее средство [2] Недостатками известного способа и устройства являются низкая степень очистки газа от пыли, достигаемая при их использовании в промышленности, а также высокая металлоемкость и низкая надежность конструкции устройства.

Задачей изобретения является повышение степени очистки газа от пыли, снижение удельной металлоемкости и повышение надежности конструкции электрофильтра.

Поставленная задача достигается тем, что встряхивание сетки зарядного средства осуществляют отдельно от встряхивания коронирующих и осадительных электродов поля, при этом непрерывно измеряют вес сетки зарядного средства и при уменьшении прироста веса сетки по сравнению с приростом веса в предыдущий интервал времени и работе осадительных электродов поля электрофильтра в режиме очистки газа встряхивание сетки зарядного средства осуществляют путем плавного ее подъема и резкого сброса. Возможен также вариант, при котором осаждение частиц пыли осуществляют несколькими последовательно установленными по ходу газа полями.

В другом варианте реализации данного способа сетку зарядного средства встряхивают через определенные, равные между собой, интервалы времени.

При использовании многопольного электрофильтра зарядку частиц пыли осуществляют перед каждым его полем, а после последнего по ходу газа поля осуществляют торможение частиц и вывод их из потока газа.

Технический результат также достигается тем, что системы подвеса коронирующих электродов и зарядного средства выполнены автономно друг от друга, при этом зарядное средство снабжено двумя опорно-проходными изоляторами, закрепленными на корпусе, через которые пропущены тяги сетки зарядного средства, тензодатчиками, установленными на тягах, встряхивающее средство выполнено в виде блоков подъема и сброса сетки и блока управления встряхиванием сетки, а поле электрофильтра снабжено блоком управления встряхиванием осадительных электродов и блоком запрета, причем выходы тензодатчиков и блока запрета соединены через блок управления встряхиванием сетки со входами блоков подъема и сброса сетки, а выход блока управления встряхиванием осадительных электродов соединен со входом блока запрета.

При применении многопольного электрофильтра в корпусе последнего устанавливаются несколькими последовательно размещенных по ходу газа полей, причем сетки зарядных средств расположены перед каждым полем.

Зарядное средство может быть также выполнено в виде нескольких сеток, закрепленных на одной подвеске и разделенных между собой заземленными сетками.

Тяги рамы коронирующих электродов могут быть выполнены в виде цилиндрических труб подвеса, закрепленных на корпусе электрофильтра и пропущенных через опорно-проходные изоляторы, при этом тяги подвеса сетки зарядного средства пропущены через трубы подвеса рамы коронирующих электродов.

Зарядное средство может быть снабжено диодом, соединенным с полем.

Устройство может быть снабжено тормозящей сеткой, установленной на выходе электрофильтра после последнего поля.

Зарядное средство может быть дополнительно снабжено автономным высоковольтным источником питания, например импульсного типа.

На фиг. 1 схематично представлен общий вид электрофильтра; на фиг. 2 - общий вид зарядного средства; на фиг. 3 общий вид коронирующей рамы, закрепленной на корпусе электрофильтра; на фиг.4 зарядное средство, выполненное в виде нескольких подвешенных сеток под потенциалом и заземленных сеток, подвешенных между ними; на фиг. 5 кривые изменения во времени веса сетки зарядного средства; на фиг. 6 графики встряхивания сетки зарядного средства и осадительных электродов поля.

Устройство очистки газа содержит корпус 1 электрофильтра с несколькими (до 4-5) полями 2, содержащими осадительные и коронирующие электроды (на фиг. 1 представлен двухпольный электрофильтр 1), тормозящую сетку 3, установленную на выходе электрофильтра, зарядные средства 4 и 5, выполненные в виде сеток, закрепленных на системах подвеса и установленных по ходу движения газа в электрофильтре перед каждым полем, перемычки 6, соединяющие между собой сетки зарядных средств 4 и 5 с электродами полей 2, тензодатчики 7 (фиг. 2), установленные на тягах 8 системы подвеса, на которой закреплена сетка зарядного средства 4, блоки 9 подъема и сброса сетки, опорно-проходные изоляторы 10, установленные на корпусе 1 электрофильтра, через которые пропущены тяги 8, разделительные изолятора 11, установленные на тягах 8, блок 12 запрета, блок 13 управления встряхиванием осадительных электродов полей, диод 14, блок 15 управления встряхиванием сетки, труба подвеса 16 (фиг. 3), через которую пропущена тяга 8, коронирующую раму 17 системы подвеса, закрепленную на трубе подвеса 16, подвеску 18 (фиг. 4) и заземленные сетки 19.

Способ очистки газа от пыли осуществляется следующим образом. Очищаемый газовый поток поступает на вход электрофильтра (фиг. 1). При прохождении сетки зарядного средства 4 происходит электростатическая зарядка частиц пыли, их коагуляция и частичное осаждение на сетке. По истечение определенного времени (точка А кривой I на фиг. 5) скорость осаждения пыли на сетке начинает замедляться и, как экспериментально установлено, в этот момент при условии отсутствия одновременного встряхивания осадительных электродов целесообразно произвести встряхивание сетки зарядного средства. С целью определения момента начала встряхивания выходные сигналы тензодатчиков 7, измеряющие вес Р запыленной сетки, непрерывно вводятся в блок управления 15 и усредняются между собой. Далее блок управления 15 определяет момент, при котором скорость осаждения пыли на сетки начинает замедляться (точка А кривой I на фиг. 5), и при наступлении этого момента (при условии отсутствия одновременного встряхивания осадительных электродов поля 2) производит включение в работу блоков 9 подъема и сброса сетки зарядного средства 4. Блоки 9 начинают при этом медленно (кривая II на фиг. 5) в течение времени τ_p (фиг. 5) поднимать тяги 8 и, соответственно, сетку. Последняя поднимается на определенную высоту, а затем резко сбрасывается, при этом происходит сброс с сетки осевшей на нее пыли. Для липких пылей алгоритм работы блока управления 15 может быть изменен таким образом, что подъем и сброс сетки осуществляется в 3-4 цикла.

В частном случае при стабильных во времени параметрах промышленных выбросов блок управления 15 может осуществлять очистку сетки зарядного средства 4 по временной программе, определенной экспериментально; при этом блок управления 15 выдает команды блокам 9 на встряхивание сеток через равные промежутки времени.

Газовый поток после прохождения сетки зарядного средства 4 поступает на осадительные и коронирующие электроды первого поля 2. С течением времени на осадительных электродах поля 2 накапливается пыль, поэтому через определенный временной интервал Δτ, настраиваемый экспериментально, блок управления 13 формирует команду на встряхивание осадительных электродов поля 2. Для того, чтобы моменты встряхивания осадительных электродов поля 2 и сетки зарядного средства 4 не совпали во времени (в противном случае при одновременном их встряхивании возможен залповый пылевыброс из электрофильтра), блок запрета 12, контролирующий периодичность и интервалы встряхивания осадительных электродов поля 2 по сигналам, формируемым блоком управления 13, генерирует соответствующий сигнал на блок управления 15. При этом последнему запрещаются операции по встряхиванию сетки зарядного средства 4 на время встряхивания t_в (фиг. 6) осадительных электродов поля 2 и время Δτ₁, ему предшествующее (2-3 мин) и заведомо превышающее длительность встряхивания сетки. Таким образом, в случае, если период встряхивания τ_p сетки зарядного средства 4 совпадает по времени (полностью или частично) с периодом встряхивания τ_в осадительных электродов поля 2 или временем Δτ₁ ему предшествующим, то приоритет на встряхивание электродов останется за блоком управления 13.

С целью интенсификации процессов зарядки, коагуляции и осаждения частиц пыли зарядное средство 4 может быть выполнено в виде нескольких сеток (фиг. 4), находящихся под потенциалом и подвешенных на одной подвеске 18, которая закреплена в свою очередь на разделительном изоляторе 11. При этом увеличивается площадь контакта частиц пыли с сетками зарядного средства 4. Однако между этими сетками практически отсутствует поле. Поэтому между подвешенными сетками, находящимися под потенциалом, размещаются заземленные сетки 19, что обеспечивает создание на зарядном средстве 4 электрических полей, два из которых направлены по ходу движения газа и частиц пыли, а два - навстречу движущимся частицам. Для того, чтобы пыль практически не разряжалась на заземленных сетках 19, то есть не теряла заряд, приобретенный на сетках, находящихся под потенциалом, ячейки заземленных сеток 19 делаются значительно более крупными по сравнению с ячейками сеток, находящимися под потенциалом. Создаваемый при этом более высокий градиент поля в объеме между сетками, находящимися под потенциалом, способствует более активной коагуляции частиц пыли.

Подвеска сетки зарядного средства 4 может осуществляться путем пропускания тяг 8 (фиг. 3) через трубы подвеса 16 коронирующих рам и их опорно-проходные изоляторы 10. Такая подвеска позволяет существенно удешивить и упростить конструкцию электрофильтра за счет снижения ее металлоемкости.

С целью интенсификации процессов зарядки и коагуляции частиц пыли зарядное средство может быть снабжено автономным от источника питания поля высоковольтным источником питания, например импульсного типа.

Для увеличения среднего напряжения на сетке зарядного средства 4 между потенциалом сетки и поля 2 устанавливается диод 15, сглаживающий пульсации напряжения.

После последнего по ходу газа в электрофильтре поля может быть установлена тормозящая стка 3. Режим работы последней отличается тем, что пыль на выходе электрофильтра имеет максимальный заряд и минимальный размер частиц (менее 5 мкм). При этом тормозащая сетка 3 становится практически непроницаемым потенциальным барьером, перед которым большинство частиц пыли теряют скорость (тормозятся) и выводятся из газового потока в бункер, а меньшая их часть коагулируется, оседает на тормозящую сетку 3 и при ее встряхивании также попадает в бункер.

Формула изобретения

1. Способ очистки газа от пыли в двухзонном электрофильтре, заключающийся в зарядке и коагуляции их частиц на сетке зарядного средства, осаждении заряженных частиц пыли на осадительных электродах поля и встряхивании коронирующих и осадительных электродов и сетки зарядного средства, отличающийся тем, что встряхивание сетки зарядного средства осуществляют отдельно от встряхивания коронирующих и осадительных электродов поля, при этом непрерывно измеряют вес сетки зарядного средства и при уменьшении прироста веса сетки по сравнению с приростом веса в предыдущий интервал времени и работе осадительных электродов поля электрофильтра в режиме очистки газа встряхивание сетки зарядного средства осуществляют путем плавного ее подъема и резкого сброса.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осаждение заряженных частиц пыли осуществляют несколькими последовательно установленными по ходу газа полями.

3. Способ пп. 1 и 2, отличающийся тем, что сетку зарядного средства встряхивают через определенные, равные между собой, интервалы времени.

4. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что зарядку частиц пыли осуществляют перед каждым полем электрофильтра, а после последнего по ходу газа поля осуществляют их торможение и вывод из потока газа.

5. Устройство очистки газа от пыли в двухзонном электрофильтре, содержащее корпус и установленное в нем поле с осадительными электродами и коронирующими электродами, закрепленными на системе подвеса, выполненной в виде тяг с разделительными изоляторами и коронирующей рамы, зарядное средство, состоящее из сетки, соединенной перемычкой с электродами поля и закрепленной на системе подвеса, выполненной в виде тяг с разделительными изоляторами, и встряхивающее средство, отличающееся тем, что системы подвеса коронирующих электродов и зарядного средства выполнены автономными друг от друга, при этом зарядное средство снабжено двумя опорно-проходными изоляторами, закрепленными на корпусе, через которые пропущены тяги сетки зарядного средства, тензодатчиками, установленными на тягах, встряхивающее средство выполнено в виде блоков подъема и сброса сетки и блока управления встряхиванием сетки, а поле электрофильтра снабжено блоком управления встряхиванием осадительных электродов и блоком запрета, причем выходы тензодатчиков и блока запрета соединены через блок управления встряхиванием сетки со входами блоков подъема и сброса сетки, а выход блока управления встряхиванием осадительных электродов соединен со входом блока запрета.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что электрофильтр снабжен несколькими последовательно установленными по ходу газа полями, причем сетки зарядных средств расположены перед каждым полем.

7. Устройство по пп. 5 и 6, отличающееся тем, что зарядное средство выполнено в виде нескольких сеток, закрепленных на одной подвеске и разделенных между собой заземленными сетками.

8. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что тяги рамы коронирующих электродов выполнены в виде труб подвеса, закрепленных на корпусе электрофильтра и пропущенных через опорно-проходные изоляторы, при этом тяги подвеса сетки зарядного средства пропущены через трубы подвеса рамы коронирующих электродов.

9. Устройство по пп. 5 8, отличающееся тем, что зарядное средство снабжено диодом, соединенным с полем.

10. Устройство по пп. 5 и 6, отличающееся тем, что оно снабжено тормозящей сеткой, установленной на выходе электрофильтра после последнего поля.

11. Устройство по пп. 5 9, отличающееся тем, что зарядное средство дополнительно снабжено автономным высоковольтным источником питания.

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что автономный высоковольтный источник питания выполнен импульсным.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6