Способ очистки газов

Изобретение относится к области сухой очистки газов и может быть использовано в энергетике, черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов, химической и нефтегазовой отраслях. Способ очистки газов включает электрическую зарядку и фильтрацию заряженных частиц. Частицы предварительно заряжаются в зоне пульсирующего коронного разряда, а затем фильтруются через гибкий пористый материал. Электрическая зарядка частиц осуществляется одновременно с электростатическим осаждением. Возможен вариант, когда частицы заряжаются и фильтруются одновременно. Фильтрация осуществляется через материал, выполненный путем наложения одного слоя волокон на другой, причем обращенный к потоку газа слой выполнен путем наложения перемещенных вдоль и поперек материала слоев тонких волокон размером 0,01…20,0 мкм. Фильтрация может осуществляться через материал, выполненный из иглопробивного материала, снабженного каркасом. Фильтрация также осуществляется через материал, сформированный в виде слоя из непрерывных высокотемпературных волокон, нанесенных на металлическую сетку или пористую металлическую подложку. Технический результат: повышение эффективности процесса очистки газов. 5 з.п. ф-лы.

 

Предложение относится к области сухой очистки газов и может быть использовано в энергетике, черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов, химической и нефтегазовой отраслях.

Известен способ очистки газов [1, стр. 18-20], выбранный в качестве аналога. Способ включает предварительную зарядку частиц пыли в поле коронного разряда и фильтрацию с наложением электростатического поля различной напряженности. Однако повышение эффективности процесса фильтрации заряженных частиц путем интенсификации коронного разряда не реализовано.

Известен способ очистки газов и устройство электрофильтра с фильтрующими элементами [2], выбранный в качестве прототипа. Способ реализуется путем прохождения запыленного газа через электрические поля электрофильтра с последующей фильтрацией заряженных частиц. Электрическая зарядка частиц пыли в полях коронного разряда и электростатическое осаждение в электрофильтре позволяют перед фильтрацией обеспечить: снижение пылевой нагрузки на фильтрующий материал и преимущества предварительной зарядки частиц [1, стр. 18-20]. Однако, с одной стороны, возникает необходимость в использовании нескольких полей, что увеличивает габариты газоочистного аппарата, а с другой стороны, уровень зарядки частиц недостаточен для эффективной реализации процесса фильтрации.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности процесса очистки газов.

Техническая задача решается за счет того, что в способе очистки газов, включающем электрическую зарядку и фильтрацию заряженных частиц, частицы предварительно заряжаются в зоне пульсирующего коронного разряда, а затем фильтруются через гибкий пористый материал.

Электрическая зарядка частиц осуществляется одновременно с электростатическим осаждением.

Возможен вариант, когда частицы заряжаются и фильтруются одновременно.

Фильтрация осуществляется через материал, выполненный путем наложения одного слоя волокон на другой, причем обращенный к потоку газа слой выполнен путем наложения перемещенных вдоль и поперек материала слоев тонких волокон размером 0,01…20,0 мкм.

Фильтрация может осуществляться через материал, выполненный из иглопробивного материала, снабженного каркасом.

Фильтрация также осуществляется через материал, сформированный в виде слоя из непрерывных высокотемпературных волокон, нанесенных на металлическую сетку или пористую металлическую подложку.

Технология пульсирующего коронного разряда реализуется путем организации импульсного питания (импульсного тока и импульсного напряжения), который создает пульсирующий (импульсный) коронный разряд. При этом возникает объемный заряд с крутым фронтом пульсаций, что увеличивает мгновенную напряженность в заданной точке разрядного промежутка. Задний фронт пульсации объемного заряда уменьшает мгновенную напряженность в разрядном промежутке, но предельный заряд частиц определяется максимальной величиной мгновенной напряженности в точке, где находится частица. Следовательно, при питании импульсным для создания пульсирующего (импульсного) коронного разряда в промежутке возникает объемный заряд, передний фронт которого увеличивает мгновенную напряженность в промежутке, а частицы получают больший предельный заряд.

С одной стороны, возросший уровень предельного заряда повышает эффективность процесса электростатического осаждения частиц, реализуемого в меньших по габаритам полях электрофильтра, и снижает запыленность потока перед фильтрацией.

С другой стороны, повышенная зарядка частиц улучшает фильтрацию через гибкий пористый материал. И если запыленность потока перед фильтрацией незначительна и соизмерима с уровнем запыленности после полей электрофильтра, частицы пыли, минуя процесс электростатического осаждения, приобретают заряд в специальном устройстве [1, стр. 18] и одновременно фильтруются через пористый материал.

Учитывая, что дисперсный состав большинства промышленных выбросов содержит частицы от 0,01 до 20,0 мкм, гибкий пористый материал выполнен путем наложения одного слоя волокон на другой, причем обращенный к потоку газа слой выполнен путем наложения перемещенных вдоль и поперек материала слоев тонких волокон также размером 0,01…20,0 мкм.

В качестве пористого материала можно использовать иглопробивной материал, снабженный каркасом. Однако он имеет ограничения по температуре потока.

Для фильтрации высокотемпературных потоков гибкий пористый материал должен быть сформирован в виде слоя из непрерывных высокотемпературных волокон, например из базальтовых волокон, нанесенных на металлическую сетку (каркас) или пористую металлическую подложку (каркас из нержавейки).

Способ реализуется следующим образом.

Предварительная зарядка частиц пылегазового потока с высокой концентрацией пыли (более 50 г/нм³) осуществляется в зоне пульсирующего коронного разряда, организованной, например, электрическими полями электрофильтра. При этом пульсирующий коронный разряд позволяет увеличить напряженность в разрядном промежутке, что обеспечивает более эффективное электростатическое осаждение, и повышенный уровень зарядки частиц. Это позволяет в большей мере изменить структуру слоя пыли на фильтрующем материале, что приводит к снижению гидравлического сопротивления слоя и возможности увеличить газовую нагрузку на фильтрующий материал в несколько раз и, тем самым, значительно сократить габариты газоочистного аппарата.

Литература

1. Вальберг А.Ю. и др. Сухие и мокрые методы очистки газов с предварительной зарядкой частиц пыли. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1983. 36 с.

2. Патент RU 2419478.

1. Способ очистки газов, включающий электрическую зарядку и фильтрацию заряженных частиц, отличающийся тем, что частицы предварительно заряжаются в зоне пульсирующего коронного разряда, а затем фильтруются через гибкий пористый материал.

2. Способ очистки газов по п. 1, отличающийся тем, что электрическая зарядка частиц осуществляется одновременно с осаждением.

3. Способ очистки газов по п. 1, отличающийся тем, что частицы заряжаются и фильтруются одновременно.

4. Способ очистки газов по п. 1, отличающийся тем, что фильтрация осуществляется через материал, выполненный путем наложения одного слоя волокон на другой, причем обращенный к потоку газа слой выполнен путем наложения вдоль и поперек материала слоев тонких волокон размером 0,01…20,0 мкм.

5. Способ очистки газов по п. 1, отличающийся тем, что фильтрация осуществляется через материал, выполненный из иглопробивного материала, снабженного каркасом.

6. Способ очистки газов по п. 1, отличающийся тем, что фильтрация осуществляется через материал, сформированный в виде слоя из непрерывных высокотемпературных волокон, нанесенных на металлическую сетку или пористую металлическую подложку.