двухзонный электрофильтр для очистки воздуха от аэрозолей и токсичных газов

Формула изобретения

1. ДВУХЗОННЫЙ ЭЛЕКТРОФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ АЭРОЗОЛЕЙ И ТОКСИЧНЫХ ГАЗОВ, содержащий в общем корпусе установленные последовательно по ходу газа ионизатор в виде заземленных параллельных пластин, между которыми расположены коронирующие электроды, осадитель, состоящий из набора чередующихся потенциальных и заземленных параллельных пластин, и электростатический фильтр в виде потенциального и заземленных электродов, в пространстве между которыми размещен неэлектропроводный наполнитель, отличающийся тем, что потенциальный и заземленный электроды электростатического фильтра выполнены в виде набора чередующихся проницаемых и непроницаемых перегородок, установленных поперек направления движения воздуха в электрофильтре, причем проницаемые перегородки потенциального электрода установлены напротив непроницаемых перегородок заземленного электрода, а наполнитель выполнен в виде гранул.

2. Электрофильтр по п.1, отличающийся тем, что расстояние h между потенциальным и заземленным электродами электростатического фильтра, ширина a проницаемых и ширина b непроницаемых перегородок удовлетворяют условию

h a b 1,0 1,2 1 1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области очистки воздуха от твердых и жидких аэрозолей с помощью электрического поля коронного разряда от токсичных газов и тонкой очистки от аэрозолей на наполнителе с наложенным электростатическим полем, образующихся при различных видах сварки. Изобретение может быть использовано для очистки воздуха и в других технологических процессах, а также воздуха бытовых помещений.

Известен двухзонный электрофильтр [1] состоящий из установленных друг за другом по ходу газа узла зарядки частиц (ионизатор) и узла осаждения (осадитель). Ионизатор выполнен в виде параллельных пластин, между которыми расположены коронирующие электроды. Осадитель представляет собой набор параллельных пластин, между которыми создается электростатическое поле. Применение указанного электрофильтра удовлетворительно решает проблему очистки воздуха от аэрозолей. Однако в некоторых технологических процессах, например сварке, плазменной резке металлов, обработке пластических масс и др. помимо аэрозолей выделяются токсичные газы. В вентиляционных системах с возвратом в производственные помещения очищенного воздуха от аэрозолей помимо электрофильтров должны быть применены дополнительные устройства для улавливания газов, что приводит к усложнению вентсистем и их стоимости.

Известен аппарат [2] состоящий из смонтированных друг за другом в общем корпусе двухзонного электрофильтра и ячейкой, заполненной наполнителем из активированного угля, предназначенной для поглощения озона.

Недостаток данного аппарата низкая (не более 10%) эффективность улавливания аэрозолей наполнителя.

Прототипом предлагаемого изобретения является известный трехзонный электрофильтр [3] содержащий в общем корпусе и последовательно по ходу газа установленные ионизатор в виде параллельных пластин, между которыми расположены коронирующие электроды, осадитель из набора параллельных пластин с созданным между ними электростатическим полем и электростатический фильтр из проницаемых перегородок, между которыми создано электростатическое поле, а пространство между перегородками заполнено наполнителем из волокнистого материала. Высокая эффективность улавливания (более 90%) аэрозолей в электростатическом фильтре может быть достигнута либо при малой (менее 0,5 м/с) скорости фильтрации, либо увеличением толщины слоя наполнителя. Оба указанных фактора приводят к необходимости увеличения габаритных размеров фильтра.

Цель изобретения повышение эффективности очистки воздуха от аэрозолей и токсичных газов в двухзонном электрофильтре.

Указанная цель достигается тем, что в двухзвенном электрофильтре, содержащем установленные в общем корпусе последовательно по ходу газа ионизатор в виде заземленных параллельных пластин, между которыми расположены коронирующие электроды, осадитель, состоящий из набора чередующихся потенциальных и заземленных параллельных пластин и электростатический фильтр в виде потенциального и заземленного электродов, в пространстве между которыми размещен неэлектропроводный наполнитель, потенциальные и заземленные электроды электростатического фильтра выполнены в виде набора чередующихся проницаемых и непроницаемых перегородок, установленных поперек направления движения воздуха в электрофильтре. Проницаемые перегородки потенциального электрода установлены против непроницаемых перегородок заземленного электрода, а наполнитель выполнен в виде гранул. Наполнитель, помещенный в электростатическое поле, позволяет ему выполнять две функции: во-первых, очистка воздуха от аэрозолей; во-вторых, улавливание токсичных газов. Улавливание токсичных газов наполнителем известно как процесс абсорбции, который достаточно хорошо изучен и широко используется в различных сферах деятельности человека. Известно, что гранулы из неэлектропроводного материала во внешнем электростатическом поле поляризуются. Частицы аэрозоля, проходя вблизи поляризованных гранул приобретают индуцированный заряд и под действием сил электростатического взаимодействия осаждаются на них. Эффективность как процесса абсорбции токсичных газов, так и осаждение аэрозоля на гранулы существенно зависит от контактирующей поверхности наполнителя с очищаемым воздухом. В предлагаемом электрофильтре контактирующая поверхность гранул увеличивается за счет увеличения пути прохождения воздуха и его дополнительного перемешивания в электростатическом фильтре.

На фиг. 1 изображен электрофильтр, поперечный разрез; на фиг. 2 электростатический фильтр.

Электрофильтр состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, внутри которого последовательно друг за другом по ходу очищаемого воздуха установлены ионизатор 4, состоящий из параллельных заземленных пластин 5 и коронирующих электродов 6, осадитель 7, состоящий из набора параллельных чередующихся заземленных 8 и потенциальных 9 пластин, электростатический фильтр 10, состоящий из параллельных и установленных поперек потока воздуха заземленных 11 и потенциального 12 электродов, каждый из которых состоит из чередующихся проницаемых перегородок 13 и непроницаемых перегородок 14, а пространство между электродами заполнено наполнителем из гранул 15. Высокое напряжение на коронирующие электроды ионизатора подается от источника U₁, на потенциальные пластины осадителя и потенциальный электрод электростатического фильтра соответственно от источника U₂ и U₃.

Электрофильтр работает следующим образом. Очищенный воздух через входной патрубок поступает в ионизатор, где частицы аэрозоля заряжаются в поле коронного разряда, а затем в осадителе под действием сил электрического поля осаждаются на заземленных электродах. Затем воздух, содержащий токсичные газы и неосажденные частицы аэрозоля в осадителе, поступает в электростатический фильтр, где токсичные газы и частицы осаждаются на наполнителе. Очищенный воздух через выходной патрубок выходит из электрофильтра.

Характер движения воздуха в электростатическом фильтре показан на фиг. 2. Очищаемый воздух через проницаемые перегородки 1 заземленного электрода 2 поступает в пространство между этим электродом и потенциальным электродом 3, где за счет непроницаемой перегородки 4 изменяет свое направление и движется к проницаемой перегородке 5 потенциального электрода. Пройдя проницаемую перегородку, воздух повторно изменяет свое направление и выходит через проницаемые перегородки 6 заземленного электрода 7. Пространство между потенциальным и заземляющими электродами заполнено наполнителем из гранул 8. На потенциальный электрод подается высокое напряжение, которое создает электростатическое поле.

Наличие в электростатическом фильтре проницаемых в непроницаемых перегородок и их смещение друг относительно друга позволяет увеличить степень очистки электрофильтра по аэрозолю с 92 до 98% а по токсичным газам, например от окиси углерода и окислов азота, с 80 до 88-90%