RO104867B1 - Device for moistured electrostatic separators - Google Patents

Description

Invenția se referă la o perfecționare a separatoarelor electrostatice umede, care includ un dispozitiv separator și electrozi de emisie, dispuși într-o multitudine de electrozi colectori ce se extind prin dispozitivul de răcire, pentru curățirea gazelor încărcate cu vapori și particule de praf.

Separatoarele electrostatice se folosesc, de exemplu, pentru curățirea gazelor încărcate cu praf obținute, printre altele, din procedeele de preparare a acidului sulfuric, procedeele de topire a metalelor și uzinele de combustie a reziduurilor și a cărbunelui.

Când gazele cu încărcătură de praf și vapori conțin o cantitate dată de vapori este folosit, în general, separatorul electrostatic umed la care se are în vedere faptul că gazele saturate în vapori determină probleme de coroziune.

în cazul separatoarelor electrostatice umede care sunt destinate, de exemplu, pentru tratarea gazelor de proces saturate în vapori și a gazelor reziduale care conțin Cl, F, SO2, SO3 etc, și alte componente puternic corozive, piesele componente supuse atacului coroziv sunt realizate din plumb sau material plastic. Aceste materiale sunt satisfăcătoare în ceea ce privește rezistența la coroziune în multe cazuri, dar ele prezintă o serie de dezavantaje, ca de exemplu formarea fisurilor. Alt dezavantaj este că suprafața părților separatorului făcută din material plastic respinge apa (hidrofobă), ceea ce împiedică formarea unui film lichid dispersat uniform, de exemplu pe suprafața electrozilor colectori.

Oțelul prezintă avantaje clare din punct de vedere funcțional. Construcțiile din oțel sunt rezistente la uzură, stabile dimensional și pot fi verificate cu ușurință. Mai mult, materialul prezintă proprietăți electrice bune și proprietăți de suprafață hidrofile, deci proprietăți care sunt decisive pentru caracteristicile funcționale și performanțele, separatoarelor electrostatice, de exemplu.

Folosirea unui oțel inoxidabil, înalt aliat, la separatoarele electrostatice este limitată de rezistența la coroziune în mediul de ucru agitat, generat de gazul saturat în vapori și temperaturile ridicate. Rezistența îmbunătățită la coroziune poate fi realizată prin alegerea unor aliaje de oțel inoxidabil cu conținuturi ridicate de aliere. Totuși, aceste oțeluri înalt aliate sunt, de asemenea, supuse coroziunii și în multe cazuri la un grad inacceptabil de mare, când temperatura gazului saturat începe să depășească, de exemplu 4O...6O°C.

Pentru a asigura un mediu mai puțin coroziv, este preferabil să se integreze un dispozitiv de răcire cu condensare în dispozitivul separator actual al separatorului electrostatic. Dispunerea unui dispozitiv separat pentru răcirea gazului rezidual înainte de intrarea gazului în dispozitivul separator constituie o soluție mult mai scumpă din punct de vedere economic.

Se cunosc, de asemenea, probleme serioase de coroziune în legătură cn filtrele electrostatice umede, având dispozitive de răcire și de condensare integrate, ca rezultat al răcirii inegale a gazelor fierbinți la suprafața interioară a electrozilor de colectare care încojoară electrozii de emisie și care pot avea formă, de exemplu de tuburi goale, care preiau lichidul ce se condensează din gazul încărcat cu vapori pentru a fî curățat în separatorul electrostatic.

Dispozitivul, confonn invenției, înlătură aceste dezavantaje prin aceea ca cuprinde niște conducte de distribuție dispuse între electrozii colectori in partea superioară și inferioară a zonei de răcire, aceste conducte fiind prevăzute cu mai multe deschideri practicate pe toată lungimea conductelor.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției în legătură cu fig. 1...5, care reprezintă:

- fig.l, vedere în perspectivă, parțial transparentă, a unui separator electrostatic umed;

- fîg.2, vedere schematică, longitudinală, în secțiune, a separatorului electrostatic umed;

- fig.3, vedere în secțiune a dispozitivului de răcire din fig.2, luat pe linia , ΪΙΪ-ΪΪΙ; .. .

- fig.4, vedere în secțiune a dispozitivului de răcire din fig.2, pe linia IVIV;

* - fig.5, vedere lărgită a secțiunii V din fig.2.

Separatorul electrostatic umed, conform invenției, cuprinde o sursă de înaltă tensiune 1 și niște izolatori 2 care poarta mai mulți electrozi de emisie 3 printr-o construcție cadru. Fiecare dintre electrozii de emisie 3, este înconjurat de un electrod colector 4 corespunzător de construcție tubulară. Sursa de tensiune 1 crează o diferență de potențial între electrozii de emisie 3 și electrozii colectori înconjurători 4, pentru a genera un câmp electric în zona a. Praful și particulele de vapori sunt influențate de câmpul electric și se depun pe suprafețele interioare ale tuburilor 4 astfel, încât gazul este efectiv curățat de vapori și particule de praf când iese din separatorul de praf. Curgerea de gaz încărcat cu praf și vapori în separatorul electrostatic umed este simbolizată de săgeata A, iar ieșirea gazului curățat ce iese din separator este simbolizată de săgeata B.

După cum s-a menționat anterior, gazul încărcat cu praf și vapori curge prin electrozii colectori tabulari 4 și diș ferența de potențial, de preferat sub forma unei tensiuni continue creată între electrozii colectori 4 și electrozii de emisie 3, determină descărcarea Corona și scânteie, prin aceasta asigurând un coeficient maxim de separare a vaporilor și particulelor de praf purtate de gaz și prin aceasta efectul de curățire a gazului este maximum posibil. Particulele de vapori și praf fiind colectate, mai ales pe suprafețele interioare ale tuburilor 4, cad jos în separator în direcția săgeții C.

Dispozitivul de separare al separa4 torului electrostatic umed include un răcitor cu condensare 5, ce are o intrare 6 și o ieșire 7, pentru agentul de răcire 8 care este, de preferință, un lichid, de exemplu, apa.

în exterior răcitorul cu condensare § are niște plăci metalice laterale 9, o placă inferioară 10 și o placă superioră 11. Placa inferioară 10 și placa superioară 11 sunt prevăzute cu deschideri în care intră capetele electrozilor colectori tabulari 4. Prin fixarea, de exemplu prin sudare* a tuburilor 4 de plăcile 10 și 11 se asigură evitarea pierderilor de agent de răcire.

Agentul de răcire circulant 8 umple spațiul definit între suprafețele exterioare ale tuburilor 4 și carcasa exterioară a răcitorului, formată de plăcile laterale 9, placa bază 10 și placa superioară 11.

între plăcile laterale 9, pentru motive de rezistență mecanică, sunt dispuse niște tije 12.

Dispozitivul de separare include astfel electrozii colectori 4, electrozii emisie 3, plasați centrali în/și coaxial cu electrozii colectori 4 și dispozitivul de răcire prin condensare 5.

Deoarece gazele reziduale încărcate cu aerosoli care au ioni și acizi circulă în electrozii colectori tabulari 4, este adesea necesar să se construiască acești electrozi 4 dintr-un oțel de aliaj ridicat, scump sau dîntr-un material mai rezistent la coroziune, determinând prețuri ridicate, comparativ cu restul separatorului electrostatic umed. Răcirea exterioară a tuburilor 4 coboară temperatura tuburilor și îmbunătățește condensarea pe suprafețele interioare ale tuburilor 4, ceea ce permite ca viteza de corodare a tuburilor datorită straturilor ce provoacă coroziunea pe suprafețele interioare ale tuburilor să fie redusă.

Pentru răcirea uniformă a tuturor tuburilor colectoare 4 sunt prevăzute mai multe conducte de distribuire 13 și 14, atât la partea superioară cât și la cea inferioară a dispozitivului de separare.

Numărul conductelor de distribuire 13 și 14 este dependent de numărul de electrozi colectori 4 și, în cazul variantelor exemplificatoare ilustrate în fig.2...5, sunt prevăzute trei conducte de distribuție 13 și 14, atât la partea superioară cât și la cea inferioară a dispozitivului de separare.

Cum se vede din fig.4, conductele de distribuție 13 sunt dispuse la partea inferioară a dispozitivului de separare și sunt, de preferat, montate în paralel astfel, încât agentul de răcire 8 intrând pe intrarea 6 este distribuit în paralel la toate conductele de distribuție-intrare 13 printr-un canal de distribuție 15. Conductele de distribuție-intrare 13 sunt închise sau etanșate la capetele lor libere b și sunt prevăzute de-a lungul suprafețelor lor superioare cu mai multe găuri c de ieșire a agentului de răcire 8.

Conductele de distribuție-ieșire 14 sunt prezentate în fig.3. Capetele libere d ale conductelor 14 sunt închise sau etanșate și o multitudine de găuri de intrare e sunt distribuite de-a lungul suprafeței inferioare a conductelor 14.

Conductele de distribuție-ieșire 14 comunică cu canalul 16 care comunică cu ieșirea 7 a agentului de răcire 8.

Se înțelege că intrarea 6 și ieșirea 7 comunică cu un circuit extern, pentru a recupera energia termică luată de la electrozii colectori 4, această energie termică recuperată fiind întrebuințată pentru scopuri folositoare.

în vederea lărgită din fig.5, se vede că, conductele de distribuție 14 sunt închise sau etanșate la unul din capetele d. Aceasta se aplică desigur, atât la conductele de distribuție intrare 13 cât și la conductele de distribuție ieșire 14.

Se înțelege că numărul și dimensiunile găurilor c și e pot varia de-a lungul conductelor de distribuție 13 și 14 astfel, încât să compenseze căderea de presiune ce apare în conducte și lichidul 8 să intre și să iasă uniform pe toata lungimea conductelor 13 și 14. Pentru rațiuni de stabilitate, capetele închise sau etanșate b și d ale conductelor 13 și 14 pot fi fixate printr-un sistem, în sine cunoscut.

Este mai avantajos când intrarea 6 a lichidului este plasată în partea inferioară a dispozitivului separator și ieșirea 7 a lichidului este plasată la partea superioară a dispozitivului, deoarece co-acțiunea este atunci realizată cu deplasarea mediului termal.

Se înțelege că rămâne în scopul invenției să se comuteze locașurile intrării 6 și ieșirii 7.

Se înțelege, de asemenea, că găurile c și e din conductele de distribuție 13 și 14 pot fi direcționale în diferite direcții astfel, încât să se realizeze distribuția optimă a agentului de răcire 8 în răcitorul cu condensare 5.

Se dă, în continuare, un exemplu nelimitativ de aplicare a invenției:

Picăturile aerosol formate, de exemplu, într-tm turn de spălare cu curent superior care circulă în separatorul electrostatic umed de sus în jos prezintă adesea concentrații foarte ridicate de soluții, de exemplu H2SO4.

Pe de altă parte cantitatea de lichid H2SO4 în aerosol este mică. să presupunem că poate atinge lg/Nm.

Presupunând că un separator electrostatic umed prelucrează circa 20000 Nm³ de gaz pe oră, aceasta implică 20000 x 0,001 = 20 kg lichid conținând, de exemplu, 35% H2SO4 care se depozitează într- o oră pe suprafețele interioare ale electrozilor colectori tubulari.

Când gazul se răcește vaporii de apă condensează pe suprafețele/pereții de răcire ale dispozitivelor filtru. Cantitatea vaporilor de apă astfel precipitați se situează normal între 500 și 15001/h.

Presupunând că gazul are o temperatură de saturare de 60°C și că 1000 1 de gaz sunt răcite la fiecare oră.

Acidul sulfuric (20 kg x 0,35 = 7,0 kg) este atunci diluat cu încă 10001 apă.

Concentrația actuală de acid sulfuric scade de la 35% la “circa 0,7%.

1,013 kg

Acest procedeu de răcire/condensare face ca punctul nou de lucru pentru oțelul electrozilor colectori să fie deplasat, parțial datorită temperaturii joase a oțelului și parțial datorită concentrației de acid radical modificată, prin aceasta descrescând rata de coroziune a oțelului.

Se înțelege că, configurația structurală a dispozitivului, conform invenției, pentru efectuarea răcirii uniforme și eficiente a electrozilor colectori poate fi ușor adaptată la construcția separatorului, indiferent de numărul de electrozi colectori sau forma și configurația lor.

în cazul când se preferă realizarea dispozitivului separator cu contururi exterioare circulare sau altă formă în secțiune transversala, plăcile laterale 9 ale răcitorului cu condensare 5 sunt, în principiu, înlocuite de un tub relativ larg și în acest caz cel puțin o parte din conductele de distribuție 13 și 14 prezintă o curbă adaptată la conturul circular mai sus menționat.

Separatorul, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- asigură un randament energetic îmbunătățit, prin realizarea unei distribuții uniforme a agentului de răcire;

- prelungește viața tehnică a separatorului, atunci când electrozii sunt realizați dintr-un anumit oțel aliat dat;

- permite utilizarea unui oțel cu coeficient scăzut de aliere pentru construcția electrozilor colectori, și de exemplu oțel nealiat pentru plăcile late10 rale;

- asigură un coeficient scăzut de coroziune a elctrozilor;

- asigură curățirea efectivă a gazelor reziduale foarte problematice, în separatoare realizate din oțel, fără a mai necesita utilizarea plumbului și materialelor plastice în construcția acestora.

Claims (2)

1. Revendicări

   1. Dispozitiv pentru separator electrostatic umed folosit la curățirea gazelor încărcate cu vapori și particule de praf care cuprinde un răcitor de condensare integrat cu dispozitivul separator al separatorului electrostatic umed, în care electrozii de emisie sunt dispuși fiecare în câte un electroc colector care se extind în răcitorul cu condensare și în care gazul de purificat trece prin electrozii colectori, caracterizat prin aceea că, în scopul răcirii uniforme a pereților electrozilor colectori (4) cuprinde niște conducte de distribuție (13 și 14) dispuse între electrozii colectori (4), în partea superioară și inferioară a zonei de răcire, aceste conducte (13 și 14) fiind prevăzute cu mai multe deschideri (c și e) practicate pe toată lungimea conductelor (13 și 14).
2. 2. Dispozitiv, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, conductele de distribuție (13 și 14) sunt închise sau etanșate la capetele lor (b, respectiv d).