• 5

2.5. ОЧИСТКА ГАЗОВ В ЭЛЕКТРОФИЛЬТРАХ

В электрофильтрах очистка газов от пыли происходит под дей­ствием электрических сил. В процессе ионизации молекул газов электрическим разрядом происходит заряд содержащихся в них частиц (коронирующий электрод). Ионы абсорбируются на поверхности пылинок, а затем под действием электрического ноля они перемещаются и осаждаются к осаднтельным электро­дам. Зарядка частиц в поле коронного разряда происходит по двум механизмам: воздействием электрического поля (частицы бомбардируются ионами, движущимися в направлении силовых линий поля) и диффузией ионов. Первый механизм преоблада­ет при размерах частиц более 0,5 мкм, второй — менее 0,2 мкм. Для частиц диаметром 0,2—0,5 мкм эффективны оба механиз­ма. Максимальная величина заряда частиц размером более 0,5 мкм пропорциональна квадрату диаметра частиц, а частиц размером меньше 0,2 мкм — диаметру частицы.

Величину заряда q (кА), приобретаемого проводимой части­цей сферической формы под воздействием электрического поля, рассчитывают по формуле

q - Ш\в0Е,      (1.47)

где е<| — диэлектрическая проницаемость (во=8,85-10*"12 Ф/м);, Я —напря­женность электрического поля коронного разряда, В/м.

Величину заряда, приобретаемого непроводимой частицей,

определяют по формуле

q Зв/(в + 1)m.ad,?E,            (1.48)

где. е — относительная диэлектрическая проницаемость частицы.

Рис. 1-19. Трубчатый электрофильтр:

I - осадительпый электрод; 2 ковони- рующнй электрод; d —р«м«; 4 — встряхи­вающее устройство; 5 — изолятор

Таким образом, электро­очистка включает процессы образования ионов, зарядки пылевых частиц, транспорти­рования их к осадительиым эл ектродам, периоднческое разрушение слоя накопившей­ся на электродах пыли и сброс ее в пылесборные бункеры.

По конструктивным призна­кам электрофильтры различа­ют по разным признакам: по направлению хода газов — на вер­тикальные и горизонтальные; по форме осадитсльных электро­дов—с пластинчатыми, С-образными, трубчатыми и шестигран­ными электродами; по форме коронирующих электродов — с игольчатыми, круглого или штыкового сечения; но числу после­довательно расположенных электрических нолей     на одно- и

многопольные; по расположению зон зарядки и осаждения на одно- и двухзониые; по числу параллельно работающих сек­ций—на одно- и миогосекционные .

Наиболее распространены электрофильтры с пластинчатыми и трубчатыми электродами. В пластинчатых электрофильтрах между осадительными пластинчатыми электродами натянуты проволочные коропирующие. В трубчатых электрофильтрах осадительные электроды представляют собой цилиндры (труб­ки), вь_, /ри которых по оси расположены короиирующие элек­троды.

Схема трубчатого электрофильтра представлена и а рис. 1-19. Запылен­ный газ движется по вертикальным трубам диаметром 200- 260 мм. Пыль

оседает на внутренней поверхности труб. При помощи встряхивающего устройства ее удаляют в бункер.

Электрофильтры очищают большие объемы газов от пыли с частицами размером от 0,01 до 100 мкм при температуре га­зов до 400—450 °С. Гидравлическое сопротивление их достига­ет 150 Па. Затраты электроэнергии составляют 0,36—1,8 МДж на 1000 м3 газа.

Эффективность работы электрофильтров зависит от свойств пыли и газа, скорости и равномерности распределения запылен­ного потока в сечении аппаратов и т.д. Чем выше напряжен­ность поля и меньше скорость газа в аппарате, тем лучше улав­ливается пыль.

 

Напряжение поля на расстоянии х метров от оси коронирую- щего электрода определяется по зависимости

£л— и/2,3 Ig(«s//?,), (1.49)

где и — напряжение, приложенное к электродам, В; J?t и —радиусы ко- ронирующего и осадитслыюго электродов, м.

Критическое напряжение электрического поля, при котором возникает корона, для воздуха определяется по формуле (в В/м)

и„р = 3,04 (р + 0,031 ll/JfRi)-10»,   (1.50)

отношение плотностей газа в рабочих и стандартных условиях Р == 293(РС„„ + Р)110),3-10= (273 + 0,            (1.51)

где Япир — барометрическое давление, кПа; Р — разряжение или избыточное давление в аппарате, кПа; t — температура газов, °С.

Пыль с малой электрической проводимостью вызывает яв­ление обратной короны, которое сопровождается образованием положительно заряженных ионов, частично нейтрализующих от­рицательный заряд пылинок, вследствие чего последние теряют способность перемещаться к осадительиым электродам и осаж­даться. На проводимость пыли оказывает влияние состав газа и пыли. С повышением влажности газов удельное электрическое сопротивление пыли снижается. Наличие в очищенных газах десятых и сотых долей процента SO2 и МНз значительно улуч­шает электрическую проводимость пыли.

При высоких температурах газа понижается электрическая прочность межэлектродного пространства, что приводит к ухуд­шению улавливания пыли. С повышением температуры газов возрастает их вязкость и объем, а следовательно, увеличивается скорость потока в электрофильтре, что снижает степень обеспы­ливания. С увеличением скорости газа возрастает так называе­мый вторичный унос.

Для нормальной работы электрофильтров необходимо обес­печить чистоту осадительиых и коронирующих электродов. От­ложения загрязнений на коронирующем электроде способствуют повышению начального напряжения коронирования, но это не всегда возможно. Если пыль имеет большое электрическое со­противление, то слой на электроде действует как изолятор и коронный разряд прекращается.

Теоретическая степень очистки газов в электрофильтре: для трубчатого электрофильтра

т) = 100[1 — ехр(— 2w4LjwrR)\     (1.52)

для пластинчатого электрофильтра

ц = 100[1 - ехр (- w4Ljwrh)\ (1.53)

где Шч — скорость движения частиц к осадительным электродам (скорость дрейфа частиц), м/с; ю, —скорость газов в активном сечсиин т-ктрофнльт-

ра, т. е. в свободном сечении для прохода газов, м/с; I.         ангинная длина

электрофильтра, т. е. протяженность электрического ноля в ианраплетш хода газов (в вертикальных электрофильтрах совпадает с высотой электрода»), м; R — радиус трубчатого осадительного электрода, м; п — расстояние между бронирующим электродом и пластинчатым осадитедьным эдектршущ (меж­электродный промежуток), м.

В пределах применимости формулы Стикса скорость да,, (в м/с) рассчитывают но следующим формулам: для частиц диаметром d41 мкм

шч=0,П8-10"10 Еч/„/2ц,       (1,54)

для частиц диаметром 1 мкм

юч=0,17- Ю"*1' Еск1\1,       (1.55)

где — коэффициент, равный AX/d, (Л ««0,815- -1,63); X - • длина среднего свободного пробега молекул газа (Х™= 10"7 м).

Скорость осаждения заряженных частиц

оеа-<Г/}С«/ЗяцЛ.    (1.56)

Авторы: 1379 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 1908 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я