Устройство для очистки воздуха - RU2775021C1
Код документа: RU2775021C1
Чертежи
Описание
Изобретение относится к системам воздухоочистки, а именно к электрическим воздухоочистителям, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для очистки воздуха от загрязнений.
Известны трубчатые промышленные электрофильтры, в которых вдоль оси осадительного электрода, выполненного в виде трубы, располагается коронирующий электрод, выполненный в виде провода диаметром 1,5 - 2,2 мм (стр. 49-50 в [1]).
Недостатком известного решения является применение постоянного высоковольтного напряжения, формирующего коронный разряд постоянного тока.
Техническим результатом, на получение которого направлено изобретение, является расширение арсенала электрофильтров за счет создания трубчатого электрофильтра с жестко отцентрированным коронирующим электродом, в котором очистка осуществляется стриммерным коронным разрядом.
Технический результат достигается в устройстве для очистки воздуха содержащем генератор высоковольтных импульсов, осадительный электрод, выполненный в виде металлической трубы с заземлением, и жестко закрепленный вдоль оси трубы с помощью элементов крепления коронирующий электрод, выполненный в виде металлического стержня, который расположен с зазором относительно выходного электрода генератора высоковольтных импульсов, причем размер зазора обеспечивает его пробой импульсами генератора высоковольтных импульсов.
Предпочтительно выполнение выходного электрода генератора высоковольтных импульсов в виде острия, направленного в сторону коронирующего электрода
Предпочтительно выполнение коронирующего электрода заостренным в сторону выходного электрода генератора высоковольтных импульсов.
Предпочтительно выполнение коронирующего электрода, в виде металлического стержня диаметром 2,5 - 5 мм.
Предпочтительно выполнение трубы осадительного электрода длиной из диапазона 1 - 1,5 м и внутренним диаметром из диапазона 200 - 300 мм.
Предпочтительно выполнение коронирующего электрода с выходом его концов на расстояние 50-100 мм за пределы трубы осадительного электрода.
Предпочтительно выполнение элементов крепления коронирующего электрода в виде одно-, двух- или трехзаходного шнека, размещенного на его участке, расположенном внутри трубы осадительного электрода, винтовая поверхность при этом выполнена из металлической полосы, соединенной своим внешним краем с осадительным электродом через изоляторы.
Предпочтительно выполнение устройства с возможностью регулировки размера зазора между концом коронирующего электрода и выходного электрода генератора высоковольтных импульсов.
Предпочтительно выполнение устройства с возможностью подключения к системе газоудаления, обеспечивающей прохождение потока очищаемого воздуха через устройство со стороны генератора высоковольтных напряжений.
На фиг.1 показана схема устройства для очистки воздуха, где 1 - осадительный электрод в виде металлической трубы, 2 - коронирующий электрод, 3 - генератор высоковольтных импульсов, 4 - выходной электрод генератора высоковольтных импульсов, 5 - зазор между концами электродов 2 и 4, 6 - элемент крепления коронирующего электрода в виде однозаходного шнека, 7 - изоляторы, 8 - лопасть однозаходного шнека, 9 - поток загрязненного воздуха, 10 - поток очищенного воздуха.
Изобретение может быть реализовано в устройстве, содержащем генератор высоковольтных импульсов 3, осадительный электрод 1, выполненный в виде металлической трубы с заземлением, и установленный вдоль оси трубы 1 с помощью элемента крепления 6 коронирующего электрода 2, расположенный с зазором 5 относительно выходного электрода генератора высоковольтных импульсов 4. При этом элемент крепления 6 коронирующего электрода 2 выполнен в виде однозаходного металлического шнека с лопастью 8, соединенной с осадительным электродом 1 через изоляторы 7. Устройство подключается к системе газоудаления (на фигурах не показана), обеспечивающей движение потока очищаемого воздуха через устройство со стороны выходного электрода 4 генератора высоковольтных импульсов 3.
Устройство работает следующим образом. В устройство подается поток загрязненного воздуха 9. Генератор высоковольтных импульсов 3, подает высоковольтный импульс на выходной электрод 4, при превышении напряжения на котором напряжения пробоя зазора 5 осуществляется пробой зазора 5 и импульс высокого напряжения поступает на коронирующий электрод 2 с лопастью 8, между которыми и осадительным электродом 1, как известно из источника [2], при каждом импульсе возникает стриммерный коронный разряд, который приводит к появлению в области между электродами множества заряженных частиц, а также к наведению заряда на частицы загрязнений воздуха которые притягиваются к осадительному электроду, на котором за счет электростатической индукции наводится электрический заряд противоположного знака, и, таким образом, указанные частицы загрязнений удаляются из потока загрязненного воздуха 9. Кроме того, в присутствии в очищаемом воздухе паров воды, плазма коронного стриммерного разряда воздействует на молекулы воды, вызывая образование свободных радикалов при их разрушении H2O → OH• + H•. Кроме того, под воздействием коронного стриммерного разряда образуются и другие активные вещества О3, О2(a1Δ), H2O2, ОН, O(3P), NO, HNO2 и HNO3. Коронный разряд является также источником ультрафиолетового (УФ) излучения. Указанные активные вещества и УФ излучение оказывают разрушающее воздействие на любые органические вещества, содержащиеся в очищаемом воздухе, приводя к их полной деструкции с образованием безвредных газообразных продуктов реакции - воды и углекислого газа. Процесс окисления органических веществ в воде является цепной реакцией [3]. Неорганические составляющие загрязнения, осажденные на осадительном электроде 1, разрушаются образующимися кислотами. Инициирование цепной реакции с малой скоростью может осуществляться кислородом воздуха и озоном. С высокой скоростью цепная реакция инициируется радикалами ОН•. То есть в устройстве осуществляется плазмохимическая деструкции как органических, так и неорганических веществ, присутствующих в потоке загрязненного воздуха 9. Из устройства выходит поток очищенного воздуха 10.
Таким образом, достигается технический результат в виде создания трубчатого электрофильтра с жестко отцентрированным коронирующим электродом, в котором очистка осуществляется стриммерным коронным разрядом.
[1] Экотехника. Аппаратура процессов очистки промышленных газов и жидкостей: учебное пособие / Д. Е. Смирнов [и др.]; под общ. ред. Л.В. Чекалова, А. В. Сугака. - Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2013. - 180 с. ISBN 978-5-9914-0351-1.
[2]. Аристова Н.А., Пискарев И.М., Ивановский А.В., Селемир В.Д., Спиров Г.М., Шлепкин С.И. Инициирование химических реакций под действием электрического разряда в системе твердый диэлектрик - газ - жидкость. // Журнал физической химии. 2004. Т. 78. № 7. С. 1326-1331.
[3]. Пискарев И.М. Окислительно-восстановительные процессы в воде, инициированные электрическим разрядом над ее поверхностью. //Журнал общей химии. 2001. Т. 71. Вып. 10. С. 1622.
Реферат
Изобретение относится к системам воздухоочистки, а именно к электрическим воздухоочистителям, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для очистки воздуха от загрязнений. Устройство содержит генератор высоковольтных импульсов, осадительный электрод, выполненный в виде металлической трубы и коронирующий электрод. Осадительный электрод выполнен с заземлением. Коронирующий электрод выполнен в виде металлического стержня и жестко закреплен вдоль оси трубы с помощью элементов крепления. Коронирующий электрод расположен с зазором относительно выходного электрода генератора высоковольтных импульсов. Размер зазора обеспечивает его пробой импульсами генератора высоковольтных импульсов. Технический результат: расширение арсенала электрофильтров за счет очистки газа стриммерным коронным разрядом и подачи импульса высокого напряжения на коронирующий электрод за счет пробоя зазора. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.
