способ и устройство для очистки газа с помощью заряженных капель
| Классы МПК: | B03C3/16 мокрого типа |
| Патентообладатель(и): | РИЧАРДС Клайд Н. (US) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2000-01-26 публикация патента:
10.01.2004 |
Изобретение относится к электростатической очистке газов и обеспечивает эффективное удаление незаряженных частиц из потока очищаемого газа без предварительной электростатической зарядки частиц. В устройстве и способе очистки газа используют сильно заряженные капли жидкости для удаления из очищаемого газа частиц и загрязняющих окружающую среду газов. Устройство содержит расширяющиеся в виде листов жидкие электроды, испускающие капли с краев жидких листов, чередующиеся с электропроводящими индукционными электродами. 2 с. и 29 з.п.ф-лы, 6 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37
Формула изобретения
1. Устройство очистки газа от загрязнителей окружающей среды в виде частиц и газообразных загрязнителей окружающей среды, при этом очищаемый газ на входе в устройство проходит в виде установившегося потока газа и в установившемся направлении прохождения газа, причем направление прохождения газа определяет направление "вниз по потоку" в потоке газа как направление, параллельное направлению прохождения газа, и “вверх по потоку” в потоке газа как направление, противоположное направлению прохождения газа, содержащее: (a) средство обеспечения жидкостью под повышенным давлением, представляющее собой источник, снабжающий жидкостью под повышенным давлением, при регулируемом давлении жидкости, (b) средство создания капель, соединенное со средством обеспечения жидкостью под повышенным давлением, для испускания большого числа капель жидкости, (c) средство зарядки капель, взаимодействующее со средством создания капель, для зарядки капель до среднего заряда, который составляет, по меньшей мере, значительную часть от максимального заряда, который может переноситься каплями жидкости, (d) средство ввода, действующее на капли, для ввода капель в очищаемый газ и для однородного перемешивания капель с очищаемым газом путем обеспечения прохождения капель через очищаемый газ при движении капель относительно очищаемого газа на длине прохождения и (e) средство удаления капель, взаимодействующее с очищаемым газом и каплями, введенными в газ, для удаления капель из очищаемого газа, после взаимодействия капель с газом, и для собирания вместе жидкости, содержащейся в каплях, при этом средство обеспечения жидкостью под повышенным давлением, средство создания капель, средство зарядки капель и средство ввода выполнены такой формы, которая обеспечивает необходимый размер капель, заряд, частоту образования и длину прохождения капель в очищаемом газе.2. Устройство по п.1, в котором очищаемый газ содержит электрически заряженные частицы, имеющие полярность заряда частиц до ввода в устройство, а средство зарядки капель создает капли с зарядом, имеющим противоположную полярность по отношению к полярности заряда частиц.3. Устройство по п.1, в котором направление прохождения газа -вертикальное.4. Устройство по п.1, в котором направление прохождения газа - вертикально вниз.5. Устройство по п.1, в котором направление прохождения газа -горизонтальное.6. Устройство по п.1, в котором средство создания капель и средство ввода обеспечивают ввод капель в очищаемый газ в направлении "вниз по потоку".7. Устройство по п.1, в котором средство создания капель и средство ввода обеспечивают ввод капель в очищаемый газ в направлении "вверх по потоку".8. Устройство по п.1, в котором средство удаления капель содержит сепаратор ударного типа.9. Устройство по п.1, в котором средство удаления капель дополнительно содержит брызгоуловитель.10. Устройство по п.1, в котором средство удаления капель содержит электростатический осадитель.11. Устройство по п.1, которое дополнительно содержит средство рециркуляции, соединенное со средством удаления капель и со средством обеспечения жидкостью под повышенным давлением, для повторного направления жидкости, собранной из капель с помощью средства удаления капель, обратно в средство обеспечения жидкостью под повышенным давлением.12. Устройство по п.11, в котором средство рециркуляции содержит поточную линию, включающую насос и фильтр грубой очистки для фильтрации жидкости.13. Устройство по п.1, в котором капли имеют диаметр в диапазоне от 25 до 250 мкм.14. Устройство по п.13, в котором капли имеют диаметр, по существу равный 140 мкм.15. Устройство по п.13, в котором капли вводятся в очищаемый газ со средним электрическим зарядом, имеющим величину в диапазоне (0,1-2,0)
десять миллионов единиц элементарного заряда.16. Устройство по п.1, в котором средство создания капель содержит средство для создания множества расширяющихся жидких, в виде листов, электродов из проводящей жидкости, причем каждый электрод имеет основное направление прохождения, параллельное направлению прохождения газа, листы имеют края, испускающие капли, а средство зарядки капель электростатически взаимодействует со средством создания капель.17. Устройство по п.16, в котором средство зарядки капель содержит, в комбинации с расширяющимися жидкими электродами в виде листов, множество параллельных индукционных электродов, параллельных направлению прохождения газа, и средство высокого напряжения, соединенное с индукционными электродами, для создания высокого напряжения между индукционными электродами и расширяющимися жидкими электродами в виде листов.18. Устройство по п.17, в котором каждый из расширяющихся жидких электродов в виде листов и индукционных электродов расположен в, по меньшей мере, по существу равноотстоящих параллельных плоскостях, причем плоскость каждого из расширяющихся жидких в виде листов электродов является, по меньшей мере, по существу равноотстоящей от плоскостей примыкающих индукционных электродов, а индукционные электроды расположены, по меньшей мере, в основной своей части ниже по потоку от краев расширяющихся жидких в виде листов электродов, при этом край каждого из расширяющихся жидких в виде листов электродов расположен, по меньшей мере, по существу между примыкающими индукционными электродами.19. Устройство по п.18, в котором напряжение между индукционными электродами и расширяющимися жидкими в виде листов электродами в диапазоне от 10 до 20 кВ, а расстояние между плоскостями примыкающих индукционных электродов и расширяющихся жидких в виде листов электродов по существу равно 25,4 мм, расход жидкости в средстве создания капель в диапазоне 0,038-0,114 м3/мин на 28,3 м3/мин расхода очищаемого газа, средство обеспечения жидкостью под повышенным давлением снабжает жидкостью под давлением в диапазоне от 207 до 690 кПа, капли имеют средний диаметр в диапазоне от 25 до 150 мкм, и средний электрический заряд величиной в диапазоне (0,1-2,0) десять миллионов единиц элементарного заряда, а длина прохождения капель относительно газа равна, по меньшей мере, 0,5 м.20. Устройство по п.18, в котором напряжение между индукционными электродами и расширяющимися жидкими в виде листов электродами по существу равно 17 кВ, а зазор между плоскостями примыкающих индукционных электродов и расширяющихся жидких в виде листов электродов по существу равен 25,4 мм.21. Устройство по п.18, в котором расход жидкости в средстве создания капель по существу 0,06 м3/мин на 28,3 м3/мин расхода очищаемого газа.22. Устройство по п.18, в котором капли имеют средний диаметр, по существу равный 140 мкм.23. Устройство по п.18, в котором капли имеют средний электрический заряд величиной, по существу равной десяти миллионам единиц элементарного заряда.24. Устройство по п.18, в котором длина прохождения капель относительно газа равна, по меньшей мере, 0,5 м.25. Устройство по п.18, в котором напряжение между индукционными электродами и расширяющимися жидкими в виде листов электродами по существу равно 17 кВ, зазор между плоскостями примыкающих индукционных электродов и расширяющихся жидких в виде листов электродов по существу равен 25,4 мм, расход жидкости в средстве создания капель по существу 0,06 м3/мин на 28,3 м3/мин расхода очищаемого газа, капли имеют средний диаметр, по существу равный 140 мкм, капли имеют средний электрический заряд величиной, по существу равной десяти миллионам единиц элементарного заряда, и длина прохождения капель относительно газа по существу равна 1 м.26. Устройство по п.1, в котором эффективность удаления частиц составляет, по меньшей мере, 90%.27. Устройство по п.1, в котором эффективность удаления частиц составляет, по меньшей мере, 99%.28. Устройство по п.1, в котором эффективность удаления газообразных загрязнителей окружающей среды составляет, по меньшей мере, 90%.29. Устройство по п.1, в котором эффективность удаления газообразных загрязнителей окружающей среды составляет, по меньшей мере, 99%.30. Способ очистки газа от загрязнителей окружающей среды в виде частиц и газообразных загрязнителей окружающей среды, при этом очищаемый газ на входе в устройство проходит в виде установившегося потока газа и в установившемся направлении прохождения газа, причем направление прохождения газа определяет направление "вниз по потоку" в потоке газа как направление, параллельное направлению прохождения газа, и "вверх по потоку" в потоке газа как направление, противоположное направлению прохождения газа, включающий следующие этапы: (a) создание большого количества капель жидкости, (b) зарядку капель до среднего электрического заряда, который составляет, по меньшей мере, значительную часть от максимального заряда, который может переноситься каплями жидкости, (c) ввод заряженных капель в поток очищаемого газа таким образом, чтобы вызвать однородное перемешивание капель с очищаемым газом путем обеспечения прохождения капель через очищаемый газ при прохождении капель относительно очищаемого газа на длине прохождения, и (d) удаление капель из очищаемого газа после взаимодействия капель с очищаемым газом, при этом обеспечивают необходимый размер капель, заряд, частоту образования и длину прохождения капель в очищаемом газе.31. Способ по п.30, в котором капли имеют средний диаметр в диапазоне от 25 до 250 мкм и средний электрический заряд величиной в диапазоне (0,1-2,0) 
десять миллионов единиц элементарного заряда.
