200116. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés porleválasztó kamrákban a porleválasztás hatékonyságának növelésére
1 HÜ 200116 A 2 A találmány tárgya eljárás porleválasztó kamrákban a porleválasztás hatékonyságának növelésére, amikor is érzékeljük az ellenkorona kisülést, és a porleválasztó kamra feszültségét változtatjuk. A találmány tárgya továbbá berendezés a porleválasztó kamrákban a tápfeszültségnek szaggatással történő szabályozására, amely porleválasztó kamrát és a porleválasztó kamra töltő és felfogó elektródjaira kapcsolt nagyfeszültségű transzformátort és ennek szekunder tekercsére csatlakoztatott egyenirányítót magába foglaló tápegységet tartalmaz, amelynek bemenete vezérelhető félvezetős kapcsolóegységen keresztül vari a tápfeszültséget előállító forrásra csatlakoztatva. A környezetvédelmi követelmények növekedésével az ipar egyre több területén alkalmazzák a villamos porleválasztó berendezéseket, ill. kamrákat. A um alatti és néhány um körüli szemcseméretű szennyeződéseknél, poroknál, ill. folyadékcseppeknél a villamos porleválasztás lényegében az egyetlen nagyipari technológiákban is alkalmazható gáztisztitási eljárás. Az ismert és általánosan elterjedt porleválasztó berendezéseknél a porleválasztó kamrához nagy egyenfeszültséget előállító villamos berendezést csatlakoztatnak. Ilyen módon hozzák létre a porleválasztó kamrában a leválasztáshoz szükséges nagyfeszültségű koronakisülést és a villamos erőteret. A villamos porleválasztóknál, ill. porleválasztásnál a szennyezett gázáramból a szennyezőanyagokat villamos erőtér segítségével választják le. A gázban lévő porszemcséket, ill. folyadékcseppeket villamosán feltöltik, majd a gáz haladási irányára megközelítőleg merőleges irányú villamos erőtérrel a feltöltött részecskéket a mozgó gázból eltávolítják. A részecskéket az ún. töltő elektródokon fellépő nagyfeszültségű kisüléssel, koronakisüléssel töltik fel, majd villamos erőtér segítségével a részecskéket a felfogó elektródról eltávolítják, például lerázzák, a megtisztított gázt pedig elvezetik. A fentiek szerint tehát a gázokat a szennyezésektől a porleválasztó kamrában tisztítják meg. A porleválasztó kamrához nagyfeszültségű villamos berendezés van csatlakoztatva, amely az ismert berendezéseknél nagyfeszültségű transzformátort, egyenirányítót és feszültségszabályozót tartalmaz. Ezek a berendezések a porleválasztókban nagy egyenfeszültséget állítanak elő a koronakisülés és a leválasztó villamos erőtér létrehozásához. Az ipari berendezésekben általában 40- -100 kV-os negatív egyenfeszültséget használnak. A feszültségszabályozó berendezés pedig gondoskodik arról, hogy a porleválasztó kamrára kapcsolt feszültség, a megfelelően hatásos működés érdekében minél nagyobb legyen, azaz minél inkább megközelítse az elektródok közötti átütófeszültség értékét. Ilyen módon tehát a feszültségszabályozó berendezés, az ismert porleválasztóknál - a minél jobb leválasztási hatásfok érdekében - a lehetséges maximális energiafelvételt igyekszik beállítani. A legújabb kutatások eredményei azonban azt mutatták, hogy ez az elgondolás hibás. Sem a szennyezések feltöltéséhez, sem pedig a porleválasztást megvalósító villamos erőtér létrehozásához nincs szükség folyamatos egyenfeszültségre. Ugyanakkor a porleválasztó berendezés által felvett viszonylag nagy áram jelentős része nem a részecskék töltésének növelésére fordítódik, sót a porleválasztó kamrában kialakuló nagy áram egyéb másodlagos folyamatok révén a porleválasztás hatásfokát leronthatja. A villamos porleválasztók széleskörű elterjedése és a velük szemben támasztott követelmények rohamos növekedése az elmúlt években további új problémákat is felvetett. Egyrészt fokozott igény jelentkezett az olcsó, üzembiztos és energiatakarékos villamos porleválasztókra, másrészt pedig kiderült, hogy a nagyobb fajlagos ellenállású porokat az ismert porleválasztók alig vagy egyáltalában nem választják le. Ha a leválasztandó por fajlagos térfogati ellenállása eléri a ÍO^IO9 ohm m értéket, a leválasztási hatásfok jelentősen csökken. Ha pedig a por fajlagos térfogati ellenállása 10u ohm m fölött van, az ismert villamos porleválasztók gyakorlatilag nem működnek. A széleskörű kutatások egyértelműen igazolták, hogy a leválasztási hatásfok csökkenését az úgynevezett ellenkorona kisülés megjelenése okozza. Az ellenkorona kisülés lényegében nem más, mint a felfogó elektródon lerakodott porrétegben kialakuló kisülés, a porréteg villamos átütése. Az ellenkorona kisülés azonban csak egy kritikus idő elteltével, egy kritikus porréteg vastagság elérését követően jön létre. Az ellenkor-ona kisülés létrejöttekor egyrészt jelentősen megnövekszik a porleválasztó kamrában az áram, másrészt pedig a kamra belsejében, az elektródok közötti térben kiterjedt szikrázás tapasztalható. Az így kialakult helyzet rendkívül hátrányos, hiszen a megnövekedett áramfelvétel nem a leválasztást növeli, hanem egyéb káros jelenségeket okoz.- A felfogó elektróda lerakódott porrétegból az ellenkorona kisülés kisebbnagyobb portömeget robbant ki, és így a már leválasztott por egy része újra visszakerül a gázáramba.- A porrétegben, illetőleg annak felületén kialakuló ellenkorona kisülés a töltőelektród által termelt töltéshordozókkal ellentétes polaritásé töltéshordozókat termel, és igy semlegesíti, illetőleg ellentétesen tölti fel a leválasztandó porszemcsék egy részét. 5 10 lf> 20 25 ,'!0 35 40 45 50 55 60 65 3
