Результат интеллектуальной деятельности: ЭЛЕКТРОФИЛЬТР С ФИЛЬТРУЮЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Изобретение относится к технике, предназначенной для очистки газов от пыли, и может быть использовано в теплоэнергетике, металлургии, промышленности строительных материалов и других отраслях.

Известен комбинированный пылеулавливающий аппарат, состоящий из фильтра и электрофильтра (патент №2248837). Отличительной особенностью этого аппарата является то, что последовательно за электрофильтром установлен тканевый фильтр с соотношением активных объемов фильтра к электрофильтру 0,1…0,9, а электрофильтр и фильтр расположены в одном или разных корпусах. Недостатком этого аппарата является тот факт, что при размещении фильтра в корпусе электрофильтра требуется существенная переделка корпуса, а также в конструкции отсутствуют технические решения, позволяющие предохранять фильтровальный материал от сгорания при резком повышении температуры в технологической линии до аппарата.

Также известен пылеулавливающий аппарат для сухой очистки газов (патент №2396128). Аппарат содержит корпус с установленными в нем по ходу газового потока электрофильтром и тканевым фильтром, отличающийся тем, что отношение площади поверхности осаждения осадительных электродов электрофильтра к площади фильтрации тканевого фильтра 0,1…0,8. Однако данная конструкция имеет вертикальное расположение фильтровальных элементов, результатом чего являются следующие недостатки:

- плохое качество газораспределения на последнем поле электрофильтра, что приводит к снижению эффективности пылеулавливания;

- повышенная пылегазовая нагрузка на фильтровальные элементы первых рядов, расположенных у коллектора грязного газа, что приводит к интенсивному абразивному износу фильтровального материала;

- необходимость изменения направления движения потока очищаемого газа, что приводит к повышению аэродинамического сопротивления аппарата и увеличению габаритов;

- в конструкции отсутствуют технические решения, позволяющие предохранять фильтровальный материал от сгорания при резком повышении температуры в технологической линии до аппарата.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности решаемой задачи и совокупности общих существенных признаков является комбинированный электрофильтр (патент №2419478), в корпусе которого размещены одно или несколько полей электрофильтра, а за ними по ходу газа фильтрующие элементы, система регенерации и камера чистого газа, причем в корпусе торцевая часть по ходу газа закрыта рукавной плитой, в которой торцами навстречу потоку устанавливаются фильтрующие элементы. Данная конструкция обладает следующими недостатками:

- в аппарате отсутствуют газораспределительные решетки до первого и после последнего поля электрофильтра, что приводит к неравномерному распределению пылегазового потока по корпусу и снижает эффективность пылеулавливания;

- нерационально используются внутренние объемы корпуса;

- отсутствуют технические решения, позволяющие предохранять фильтровальный материал от сгорания при резком повышении температуры в технологической линии до аппарата;

- фильтровальные элементы крепятся с одной стороны в рукавной плите, что приводит к их деформации под собственным весом.

Техническая задача предлагаемого изобретения: повышение эффективности при улавливании высокоабразивной пыли с повышенным удельным электрическим сопротивлением и высокой запыленности на входе; сохранность материала фильтровальных элементов при резких повышениях температуры газа в технологической линии; снижение газовой нагрузки на фильтровальный материал и рациональное использование объема корпуса; улучшение регенерируемости фильтрующих элементов; улучшение газораспределения в электрофильтре.

Указанная техническая задача решается за счет того, что камера чистого газа совмещена с кофузором, а фильтрующими элементами являются рукава плоской формы, расположенные суженными краями вверх, выполненные из фильтровального материала, собранного в складки, причем их форма определяется соотношением l₁/l₂=1/2…1/8, а расстояние между фильтрующими элементами составляет l₁…2 l₂, где l₁ - ширина фильтрующего элемента, l₂ - высота фильтрующего элемента. Поперечный разрез фильтрующего элемента показан на фиг.1; выше камеры чистого газа установлены предохранительные клапаны с программным контроллером; рукавная плита установлена вертикально, а высота ее меньше либо равна высоте полей электрофильтра, расстояние от последнего поля до рукавной плиты определяется обеспечением нагрузки на фильтровальный материал в диапазоне 0,5…2 м³/м², а расстояние от последнего поля электрофильтра до торцов фильтрующих элементов составляет 5 l₂…50 l₂; в корпусе размещены две газораспределительные решетки, находящиеся до и после полей электрофильтра, причем вторая осуществляет фиксацию фильтрующих элементов и служит экраном для повышения степени сохранности фильтровального материала при повышении температуры газа и открытии предохранительных клапанов с программным контроллером.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности, достаточной для получения требуемого технического результата.

Возможность осуществления изобретения, охарактеризованного приведенной выше совокупностью признаков, а также возможность реализации назначения изобретения может быть подтверждена описанием возможной конструкции устройства, выполненного в соответствии с изобретением, сущность которого поясняется графическими материалами.

На фиг.2 приведен общий вид электрофильтра с фильтрующими элементами.

В начальной части корпуса электрофильтра с фильтрующими элементами (1) расположен диффузор (2), после которого расположена газораспределительная решетка (3). Далее по ходу газа в корпусе размещены поля электрофильтра (4), за которыми расположена фиксирующая газораспределительная решетка (5), поддерживающая торцы фильтрующих элементов (6) установленных навстречу потоку. Фильтрующие элементы имеют плоскую форму и расположены суженными краями вверх, фильтровальный материал собран в складки. Горловины фильтрующих элементов закреплены в рукавной плите (7), которая в свою очередь закрывает торцевую часть корпуса по ходу газа. За ней расположена система регенерации фильтрующих элементов (8), которая расположена в камере чистого газа (10), являющейся камерой для обслуживания фильтрующих элементов, причем выше нее расположены предохранительные клапаны с программным контроллером (9). Конечным элементом аппарата по ходу газа является конфузор (11). Под корпусом электрофильтра с фильтрующими элементами (1) расположены бункеры (12) для сбора уловленной пыли.

Функционирование электрофильтра с фильтрующими элементами осуществляется следующим образом. Поступающий на очистку газ входит в корпус (1) через диффузор (2), равномерно распределяется по сечению аппарата за счет газораспределительной решетки (3), после чего подвергается предварительной очистке в полях электрофильтра (4). Далее газ поступает через фиксирующую газораспределительную решетку (5) к фильтрующим элементам (6) плоской формы, фильтровальный материал которых собран в складки, где и проходит окончательную очистку от пыли. По мере запыления фильтрующих элементов происходит их продувка сжатым воздухом за счет системы регенерации (8).

В случае резкого увеличении температуры газа в технологической линии предохранительные клапаны с программным контроллером (9) открываются, и газовый поток направляется напрямую от последнего поля электрофильтра в камеру чистого газа (10), а далее в конфузор (11), минуя фильтрующие элементы (6) и тем самым предохраняя их от сгорания. При снижении температуры газа до нормы, предохранительные клапаны с программным контроллером (9) закрываются, и очистка газа фильтрующими элементами (6) возобновляется. Улавливаемая полями электрофильтра и фильтрующими элементами пыль накапливается в бункерах (12).

Техническим результатом является сохранность материала фильтрующих элементов при резких повышениях температуры газа в технологической линии за счет использования предохранительных клапанов с программным контроллером; снижение газовой нагрузки на фильтровальный материал и рациональное использование объема корпуса за счет применения фильтрующих элементов из материала, собранного в складки; улучшение регенерируемости фильтрующих элементов за счет того, что они имеют плоскую форму и расположены суженными краями вверх; улучшение газораспределения в корпусе за счет совмещения камеры чистого газа с конфузором и применения газораспределительных решеток, размещенных до и после полей электрофильтра, при этом вторая осуществляет фиксацию фильтрующих элементов и служит экраном для повышения степени сохранности фильтровального материала при повышении температуры газа и открытии предохранительных клапанов с программным контроллером. Совокупность признаков позволяет повысить эффективность при улавливании высокоабразивной пыли с повышенным удельным электрическим сопротивлением и высокой запыленности на входе.