система очистки газов

область техники

изобретение относится к системам для очистки загрязненного воздуха и промышленных газов от вредных примесей и может быть использовано в различных отраслях промышленности при очистке газов от токсичных газообразных и дисперсных примесей.

предшествующий уровень техники

известно устройство для очистки газа, содержащее камеру с абсорбирующим раствором, подсоединенную к источнику высокого напряжения, и электрод, патрубки загрязненного газа и очищенного газа. устройство снабжено пенной решеткой, соединенной с источником высокого напряжения, экстрактором для подачи абсорбционно-пенного раствора и регенерации отработанного раствора, а также каплеуловителем, расположенным под электродом и соединенным патрубком с экстрактором, при этом пенная решетка и электрод расположены последовательно вдоль движения газа (а.с. ссср JYo 874196, кл. в 03 с 3/16, 1981).

недостатком указанного устройства является его сложная конструкция. известен электрофильтр, включающий камеру в виде горной выработки, перекрытой перегородкой и частично заполненной водой, являющейся жидкостным осадительным электродом, коронирующую систему, подводящий воздуховод и отводящий воздуховод с патрубком забора чистого воздуха, коронирующая система подвешена по центру камеры к кровле выработки и выполнена в виде плоского кольца, к которому прикреплены снизу с возможностью вертикального перемещения рамки с коронирующими фиксированными элементами, а сверху по диаметру

внутреннего отверстия кольца - патрубок забора чистого воздуха отводящего воздуховода, к свободному концу которого прикреплен гидрозатвор, при этом часть отводящего воздуховода размещена в камере, выполнена из диэлектрического материала и вмонтирована одним концом в перегородку, другим концом подвешена на изоляторе и погружена в гидрозатвор, а камера снабжена откидными трапами, шарнирно укрепленными по ее периметру над жидкостным осадительным электродом (a.c. ссср ш 1430109 кл. в 03 с 3/14, 1988).

в указанном устройстве осаждение примесей осуществляется на горизонтальной поверхности воды, что не обеспечивает высокой степени очистки газов. кроме того устройство имеет сложную конструкцию и не позволяет извлекать загрязняющие компоненты из воды. при этом не обеспечивается циркуляция воды для ее повторного использования и не достигается очистка от токсичных газообразных веществ. известна система очистки газов, содержащая газопровод, конический корпус, подводящий трубопровод и электрод с иглами, подключенный к источнику тока, в верхней части корпуса расположена коаксиально емкость с водой, а в нижней части - коллектор отвода воды, емкость установлена с возможностью образования заземленного потока воды, стекающего по внутренней поверхности корпуса и служащего жидкостным осадительным электродом (евразийский патент N° 005264, кл. в 03 с 3/53, 2004).

в указанной системе подача газа в рабочую зону производится не через сопло, что снижает эффективность очистки.

раскрытие изобретения

задачей изобретения является разработка усовершенствованной системы для очистки газов от газообразных и механических примесей. технический результат - повышение эффективности очистки и расширение арсенала средств аналогичного назначения - достигается тем, что система очистки газов, содержащая газопровод, конический

корпус, подводящий трубопровод и электрод с иглами, подключенный к источнику тока, в верхней части корпуса расположена коаксиально емкость с водой, а в нижней части - коллектор отвода воды, емкость установлена с возможностью образования рабочей зоны между жидкостным осадительным электродом из заземленного потока воды, стекающего по внутренней поверхности корпуса и иглами электрода, согласно изобретению, снабжена кольцевым соплом для подачи газа в рабочую зону, при этом сопло образовано верхним и нижним коническими элементами, а радиус кривизны острия игл не превышает 50 мк. расстояние между иглами соответствует длине игл.

система снабжена устройством регулирования положения электрода с иглами.

система снабжена устройством регулирования положения корпуса и имеет флотационную установку для очистки воды, соединенную с коллектором отвода воды, и конвейер для транспортировки шлама.

газопровод снабжен шиберами для регулирования расхода газа, а на газопроводе выполнена уравнительная газовая камера.

установка кольцевого сопла, образованного коническими элементами, позволяет направлять газ в рабочую зону так, что вектор скорости газа на срезе сопла параллелен образующей конуса корпуса. это повышает эффективность массообмена и улучшает процесс очистки. радиус кривизны острия иглы ограничен значением 50 микрон, так как при большем радиусе интенсивность очистки падает. радиус кривизны острия иглы должен быть как можно меньше, например, порядка 5 микрон. в этом случае достигается наибольшая эффективность очистки.

краткое описание чертежей

изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема очистки; на фиг. 2 - система очистки, продольный разрез; на фиг. 3 - газопровод, вид сбоку; на фиг. 4 - газопровод, вид сверху.

варианты осуществления изобретения

система очистки газов содержит газопровод 1, конический корпус 2, подводящий трубопровод 3 и электрод 4 с иглами, подключенный к источнику тока, в верхней части корпуса 2 расположена коаксиально емкость 5 с водой, а в нижней части - коллектор 6 отвода воды, емкость 5 установлена с возможностью образования рабочей зоны между жидкостным осадительным электродом из заземленного потока воды, стекающего по внутренней поверхности корпуса 2 и иглами электрода 4. кольцевое сопло 21 для подачи газа в рабочую зону образовано верхним 22 и нижним 23 коническими элементами, а радиус кривизны острия игл не превышает 50 мк. расстояние между иглами соответствует длине игл.

система снабжена устройством 7 регулирования положения электрода с иглами. система снабжена устройством 8 регулирования положения корпуса и имеет флотационную установку 9 для очистки воды, соединенную с коллектором 6 отвода воды, и конвейер 10 для транспортировки шлама.

газопровод 1 снабжен шиберами 11 для регулирования расхода газа, подаваемого через вентиляторы 12, а на газопроводе 1 выполнена уравнительная газовая камера 13, которая установлена на опорах 14 и имеет входное отверстие 15. устройство 7 регулирования положения электрода 4 включает домкраты подъема 16 и механизм 17 перемещения в горизонтальной плоскости. система имеет воздуховод 18, кольцевую рециркуляционную газовую камеру 19 и подвесные изоляторы 20, бункер- шламосборник 24, насос 25, дымосос 26. для регулирования количества очищенного воздуха предназначен шибер 27, а расход оборотной воды регулируют вентилем 28. для сброса грубого шлама из флотационной установки 9 предназначена задвижка 29 и шламопровод 30. газопровод 1 снабжен переходными манжетами 31 и несущей рамой 32. устройство работает следующим образом.

газ, например, загрязненный атмосферный воздух или дымовой газ нагнетают с помощью вентиляторов 12 в газопровод 1. расход газа

регулируют шиберами 11. в уравнительную газовую камеру 13 газ поступает через входное отверстие 15, а затем направляется в кольцевое сопло 21, образованное верхним 22 и нижним 23 коническими элементами, для последующей подачи в рабочую зону установки между жидкостным осадительным электродом из заземленного потока воды, стекающего по внутренней поверхности корпуса 2 и иглами электрода 4. подачу газа из сопла 21 осуществляют таким образом, чтобы вектор скорости газа на срезе сопла был параллелен образующей конуса корпуса 2. на электрод 4 подают напряжение 30 кв, сила тока 1,5 микроампера. воду в емкости 5 заземляют. вода, образующая жидкостной осадительный электрод, служит акцептором извлекаемых из газа примесей. при движении потока воды и газов в рабочей зоне обеспечивается высокая интенсивность массообмена, при котором частицы вредных примесей заряжаются от электрода 4 и оседают на поверхности воды, стекающей по конической поверхности корпуса 2. загрязненную воду с осажденными в ней примесями через коллектор б направляют во флотационную установку 9 для очистки воды, извлеченные шламы конвейером 10 транспортируют в бункер — шламосборник 24, а воду направляют обратно в систему очистки насосом 25 для образования жидкостного осадительного электрода. очищенные газы отводят через воздуховод 18.

восстановление химических компонентов примесей производится атомарным водородом, выделяющимся при пропускании газов в смеси с воздухом между электродом с иглами и жидкостным электродом. например, при очистке газов тэц или газов металлургического производства процесс очистки от соединений серы происходит по следующей схеме:

H ₂ O = OH^ H ⁺ H ⁺ + е ^" = H

4OH ^" - 4e ^" = O ₂ + 2H ₂ O 6H + SO ₂ = H ₂ S + 2H ₂ O

SO ₂ + 2H ₂ S = 3Sj + 2H ₂ O

загрязняющие компоненты, например сера или углерод, выделяются в элементарном виде и собираются во флотационной установке 9 в виде механических примесей и шлама.

промышленная прменимость

система очистки может быть использована в металлургической промышленности при очистке газов от оксидов серы, железа и других токсичных газообразных и дисперсных примесей. при очистке газов теплоэлектростанций от оксидов углерода возможно осуществить работу станций в замкнутом цикле, который заключается в следующем: сжигание исходного углеродного топлива; очистка отходящих газов от оксидов углерода с получением элементарного углерода; повторное сжигание полученного в результате очистки углерода для получения электроэнергии. этот процесс можно осуществлять непрерывно, что позволяет значительно снизить расход невозобновляемых природных источников углеродного топлива.

кроме того, полученный в результате очистки углерод может быть использован в производстве каучуков, резин и других различных эластомеров, так как состоит из ультрамелкодисперсной однородной фракции, содержащей до 10 мае. % фуллеренов и позволяет получить износостойкие шины для транспортных средств.