CZ392897A3 - Způsob a zařízení k elektrickému nabíjení a oddělování nesnadno odlučitelných částic z plynného fluida - Google Patents

Description

Způsob a zařízeni k elektrickému nabíjení a oddělování nesnadno odlučitelných částic z plynného fluida

JUDr. Miloš Všetečka advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2 ·· ···

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu, u kterého se s pomocí elektrostatického nabíjeni a separováni nesnadno odlučitelné částice uvnitř jedné nebo většího množství oblastí popř.

polí odstraňují z plynného fluida a přičemž se pro toto vysokonapěťové pole používá jen jediný napájecí zdroj vysokého napětí. Toto platí především pro takové částice, které se na základě svých fyzikálních/chemických vlastností částečně nebo převážně vymykají jinak vysoce účinnému separování v běžném, na Cottrellově principu pracujícím elektrostatickém odlučovači.

Dosavadní stav techniky

U elektrostatických odlučovačů, pracujících na takzvaném Cottrellově principu, se uskutečňuje, jak známo, nabíjení a transport odlučovaných částic, jakož i jejich navrstvení na popřípadě speciálně vytvarované usazovací elektrody, zároveň v jednom elektrickém poli, přičemž se částice, po dostatečném nahromadění popř. aglomeraci buď mechanickým otřásáním (suché očišťování) nebo proplachováním (mokré očišťování) odstraňují z usazovací elektrody. V případě potřeby se zařazuje větší množství popisovaných elektrických polí v sérii nebo také paralelně, aby se docílilo žádaného celkového separačního výkonu.

··

• · · • · · e·· · • ·

Příčina problematiky nesnadno odlučitelných částic může být odvozena jak elektrickými vlastnostmi částic, které na základě svých chemických/fyzikálních vlastností vedou na usazovacích elektrodách k izolující vrstvě a/nebo k tomu, že na základě elektrické turbulence proudění popř. takzvaného elektrického větru při vysoké hustotě proudu je jako následek ionizace plynu v oblasti mezi nabíjecími a separačními elektrodami možno především podíl částic v oblasti zrna < 10 μη přibývajíc nesnadněji ukládat na usazovací elektrody. Přitom je známo, že jako následek fyzikálně působících nabíjecích mechanismů, totiž takzvaného nárazového nabíjení nebo nabíjení polí a difúzního nabíjení, vzniká více nebo méně výrazné minimum frakčního separačního výkonu částic. Aby se předešlo problémům elektrické turbulence proudění následkem elektrického větru, byly vyvinuty také takzvané dvoustupňové elektrostatické odlučovače, u kterých se nabíjení a separování částic uskutečňuje v následně zařazených oddělených elektrických polích. Nevýhody tohoto způsobu postupu jsou dány prostorově potřebným oddělováním stupňů a jejich rozdílným elektrickým napájením vysokého napětí.

Podstata vynálezu

Vynález řeší úkol zamezit nevýhodám popisovaného způsobu elektrostatických odlučovačů a vyvinout způsob, u kterého se s pomocí jenom jednoho zdroje vysokého napětí v každém elektrickém poli uskutečňuje efektivní nabíjení částic a následně se uskutečňuje transport nabitých částic a jejich separace na opačně polované separační elektrody při dostatečně vysoké intenzitě pole.

• ·

Tento úkol je řešen tím, že se čištěná fluida uvnitř vysokonapěťového pole po sobě ionizuji a separuji, přičemž intenzita pole ionizační oblasti je menši než intenzita pole separačni oblasti.

To znamená, že oblast extrémní ionizace s příslušně vysokou elektrickou turbulencí popř. elektrickým větrem příčně k proudění plynu následuje do značné míry uklidněná, prakticky laminární oblast - v podstatě bez elektrické turbulence - ve které se může separace nesnadno odlučitelných nabitých částic uskutečňovat vysoce efektivně a bez překážek.

Efektivní nabíjení částic se provádí při přiloženém vysokém napětí, které v následující separačni oblasti vyrábí intenzitu pole, která je pro transport a separaci částic dostatečná.

Toto se v principu pro různé způsoby provedení elektrostatických odlučovačů realizuje jednak tím, že se pro zdroj vysokého napětí v ionizační oblasti nastavují větší geometrické sršící rozestupy oproti uzemněným usazovacím elektrodám než v separačni oblasti, jakož i jednak tím, že se geometrie normálně, negativně polovaných sršících elektrod pro ionizační a separačni oblast provádějí. rozdílně příslušně k jejich žádanému postavení. Tak se pro ionizační oblast volí vysoce proudově intenzívní tvar sršících elektrod, zatímco pro separačni oblast se používá do značné míry proudově chudý popř. napěťově intenzívní tvar sršících elektrod.

V principu může být popřípadě upraveno větší množství • · · · úseků pro ionizaci a separaci uvnitř pole elektrostatického odlučovače, když by jednorázové nabíjeni částic nemělo být dostatečné.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje

obr. 1	separační chování částic v elektrostatickém odlučovači,
obr. 2	schematické přehledné uspořádání vynálezu,
obr. 3	další přehledné uspořádání,
obr. 4	horizontální pole s ionizační oblastí,
obr. 5	horizontální pole se dvěma ionizačními oblastmi,
obr. 6	horizontální pole s ochlazenými usazovacími elektrodami v ionizační oblasti a
obr. 7	vertikální filtr o jednom poli.

Příklady provedeni vynálezu

Elektrický způsob separace podle vynálezu je použitelný v prakticky všech stavebních způsobech popi. formách provedení elektrostatických odlučovačů.

Aby se dosáhlo co možná nej vyšší elektrické intenzity pole v separační oblasti, je proto pro použití v horizontálně protékaném elektrostatickém odlučovači navrhováno využití více než jedné sousedící uličky odlučovače pro ionizační oblast. Tímto uspořádáním se mohou ideálním způsobem slaďovat na sebe elektrické požadavky ionizace a separace s pomocí pouze jedné vysokonapěťové napájecí jednotky na filtrační pole.

Obr. 1 ukazuje separační chování částic v elektrostatickém odlučovači. Následkem fyzikálně působících nabíjecích mechanismů, totiž takzvaného nárazového nabíjení nebo nabíjení polí a difúzního nabíjení, dochází k více nebo méně výraznému minimu frakčního separačního výkonu částic. Toto je jasně vidět na znázorněné křivce.

Obr. 2 ukazuje přehled jednotlivé separační uličky s předem postavenou, zvětšenou ionizační uličkou. Sousedící uličky nejsou znázorněny. Na jednom zdroji 1 proudu vysokého napětí je napojen vysokonapěťový systém 2, který je opatřen proudově intenzivními sršícími elektrodami _6 a napěťově intenzivními popř. proudově chudými sršícími elektrodami 7. Sršící elektrody _6 se nacházejí v ionizační oblasti _4, která je tvořena usazovacími elektrodami 3. Sršící elektrody 7 se nacházejí v separační oblasti 5, která je tvořena uzemněnými usazovacími elektrodami 3. Vztahovou značkou 11 je' vyznačeno celé vysokonapěťové pole. Ionizační oblast _4 a separační oblast 5 jsou geometricky vytvořeny tak, že jsou rozestupy sršících elektrod v ionizační oblasti větší, než rozestupy sršících elektrod v separační oblasti. Ve zvětšené ionizační oblasti _4 se dociluje dostatečné nabíjení částic, které jsou pak v následující separační oblasti 5 redukovanými • · • · · ·

• · • · · · · turbulencemi popř. téměř chybějícím elektrickým větrem optimálně separovány.

Nestačí-li jednorázové nabíjení částic pro optimální separaci, může být podle obr. 3 ionizační oblasti 4_ a separační oblasti 5 následně zařazena další ionizační oblast 4a se separační oblastí 5a.

Obr. 4 znázorňuje schematické zobrazení horizontálně upraveného elektrostatického odlučovače. Zde je uvnitř tělesa _8 odlučovače s uzemněním 12 upraveno větší množství řad usazovacích elektrod 3, které tvoří v separační oblasti více separačních uliček 13. V každé této separační uličce jsou upraveny napěťově intenzívní sršící elektrody Ί_. Viděno ve směru proudění čištěných fluid, jsou právě jedné ionizační oblasti 4. s proudově intenzívní sršící elektrodou následně zařazeny dvě separační uličky 13 se sršícími elektrodami 7. Tečkované čáry 14 naznačují, že se mohou napojovat další uličky 13.

Obr. 5 ukazuje další příklad provedení, podle kterého jsou jedné ionizační oblasti 4_ následně zařazeny tři uličky

13. Zde se tedy plyn v jedné ionizační oblasti nabíjí a ve třech uličkách uvnitř separační oblasti 5 separuje. Mimo to ukazuje tento příklad provedení, že je ionizační oblasti 4 následně zařazena další ionizační oblast 4a se. separační oblastí 5a.

Obr. 6 ukazuje příklad provedení s ionizační oblastí 4_, u kterého jsou uzemněné usazovací elektrody 9 znázorněny jako dutá tělesa, která jsou protékána chladicím prostředkem

10. S tímto chlazením se na základě extrémního elektrického odporu částic zamezuje zpětné ionizaci.

Obr.

ukazuje přiklad provedeni vertikálního trubkového filtru o jednom poli. Zde je mezi vstupním tělesem 15 a výstupním tělesem 16 upraveno větší množství trubek 17, které mají ve vstupní oblasti zvětšený příčný řez

18. Na napájení 1 proudem vysokého napětí je přes izolátor napojen vysokonapěťový systém 2. Rozšířený příčný řez 18 trubek tvoří s proudově intenzivními sršícími elektrodami 6 ionizační oblast 4_ a trubky 17 tvoří s napěťově intenzivními sršícími elektrodami 7_ separační oblast 5. Trubky 17 s rozšířeným příčným řezem 18 tvoří zároveň uzemněné usazovací elektrody.

Příklady provedení je jasně ukázána podstata vynálezu, totiž dosahovat uvnitř vysokonapěťového pole 11 s pouze jedním zdrojem 1 proudu vysokého napětí ve zvětšené ionizační oblasti £ optimální nabíjení a potom v následujících menších jednotlivých uličkách separovat částice z čištěného fluida.

Zastupuje:

Dr. Miloš Všetečka v.r.

···· ·♦·· elektrody oblast oblast oblast oblast

Seznam vztahových značek zdroj proudu vysokého napětí systém vysokého napětí usazovací ionizační ionizační separační separační sršící elektroda sršící elektroda těleso filtru usazovací elektroda chladicí prostředek vysokonapěťové pole uzemnění ulička tečkovaná čára vstupní těleso výstupní těleso trubka příčný řez izolátor

		·· ···· · ·· ·· ····
JUDr. Miloš Všetečka		e · · · · · · · · · ····· · · · · ·
advokát		• · ·· · ·♦···· • · · · ♦ · ·
120 00 Praha 2, Hálkova 2		·· ··· ··· ···· ·· ·

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (7)

1. Způsob, u kterého se nabíjení a separování nesnadno jedné nebo většího počtu oblastí plynného fluida používá jenom s pomocí elektrostatického odlučitelné částice uvnitř a přičemž se pro jeden napájecí vyznačující se tím, že se popř. polí odstraňují z tuto vysokonapěťovou zónu zdroj vysokého čištěná fluida napětí, uvnitř pole po vysokonapěťového pole ionizační oblasti.

intenzita separačni sobě ionizují a separují, oblasti přičemž je menší než intenzita pole

Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se fluida uvnitř vysokonapěťového pole ionizují a separují dvakrát nebo vícekrát po sobě.

3.

Způsob podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že se čištěná fluida ionizují ve zvětšené uličce a potom se separují ve dvou nebo více navazujících uličkách.

4. Způsob podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se uzemněné elektrody ionizační oblasti ochlazují.

5. Zařízení k provádění způsobu podle nároků 1 až 4, s elektrostaticky pracujícím filtrem, s napájením proudem vysokého napětí, s usazovacími elektrodami, tvořícími uličky, a tam upravenými sršícími elektrodami, vyznačující se tím, že jsou předřazeny dvě nebo větší množství uliček pro separaci, jedna ulička pro ionizaci.

6.

Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že je ve vysokonapěťovém poli nastavena ionizační oblast s větším geometrickým sršicim rozestupem oproti uzemněným usazovacím elektrodám.

7. Zařízeni podle nároků 5 a 6, vyznačující se tím, že geometrie normálně negativně polovaných sršicích elektrod pro ionizační a separační oblast jsou provedeny rozdílně, přičemž pro ionizační oblast je použit vysoce proudově intenzívní tvar sršící elektrody a pro separační oblast do značné míry proudově chudý popř. napěťově intenzívní tvar sršící elektrody.

8. Zařízení podle nároků 5 až 7, vyznačující se tím, že v jednom poli je za sebou uspořádáno více ionizačních a separačních oblastí ve směru toku fluid.

9. Zařízení podle nároků 5 až 8, vyznačující se tím, že jsou usazovací elektrody ionizační oblasti ochlazeny.