Старк С.Б. - Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве (1044944), страница 31
Текст из файла (страница 31)
!4г7 электроду, навстречу заряженным частицам пыли и частично нейтрализуют заряд последних. Это явление, называемое обратной короной, резко ухудшает работу электрофильтра. Появление обратной короны сопровождается значительным увеличением потребляемого тока (в несколько раз выше нормального) при значительно сниженном напряжении на электродах. Пыли третьей группы часто образуют плотный и прочный изолирующий слой, трудно удаляемый с электрода.
Высоким удельным сопротивлением характеризуются пыли некоторых огнеупорных материалов (магнезита, гипса), з также некоторые пыли цветной металлургии (оксидов свинца В то же время величина вторичного уноса зависит от длительности падения частиц пыли в бункер, которая определяется высотой электродов Н.
Принимая, что вначале частицы движутся равноускоренно, а затем равномерно, можно считать, что величина вторичного уноса пРопоРциональна геггНпР„ где а лежит в пределах 0,6 — 0,75. При смыве уловленной пыли с электродов водой вторичный унос практически отсутствует. УЗО, Омтт 1Ога 1ао 1а' 1О7 1Ое 1ОУ О 1ОО ЛЮ ЗОО Т,'О $3. Вольтамперные характеристики коронного разряда Рнс. 11.7. Влияние тем. пературы н елажностн газа на удельное элентрнчесное сооротяеленне слоя пыли: 1 — елажнаго газа 30 Зн г — го; г — |0; 4— егч 149 Кривая зависимости силы тока от величины приложенного напряжения в трубчатом электрофильтре показывает, что до возникновения коронного разряда сила тока пренебрежимо мала и напряженность поля в любой точке межэлектродного промежутка может определяться по формуле (11.6), выведенной для цилиндрического конденсатора.
С момента возникновения короны в межэлектродном промежутке начинается интенсивное движение зарядов, сила тока значительно повышается и электрическое поле из статического становится динамическим. Кривая зависимости силы тока от величины приложенного напряжения на участке коронного разряда называется вольтамперной характеристикой. Чтобы исключить ее зависимость от размеров электрофильтра, силу тока относят к единице поверхности, сквозь которую проходят электрические заряды.
Получаемая величина плотности тока, мА(м', равна 10 — — пешн = пейЕ. (11.23) В ряде случаев плотность тока удобнее относить к 1 м длины осадительного электрода. Такая линейная плотность тока равна (о = 2п/40/о = 2п/4гпеЯЕ, (11.24) где Яг — радиус осадительиого электрода. Для определения величины напряженности электрического поля в условиях протекания через трубчатый фильтр тока короны аналитически получено дифференциальное уравнение. В электрическом поле трубчатого электрофильтра с объемным униполярным зарядом проведем две концентрические поверхности радиусом х и х+4/х и длиной 1 м, на которых поток индукции будет соответственно равен 2пхР и 2п(х+4/х)(Р+ +АР). Эти величины будут отличаться друг от друга на вели- ~ину потока индукции, создаваемого объемным униполярным зарядом, находящимся в области дх и равным пе [и (х+4(х)г — пхг) = пе 2пх4/х, так как весьма малой величиной второго порядка 4/хг можно пренебречь, Таким образом, дифференциальное уравнение потока индук- ции будет иметь следующий вид: 2пхР+ пе 2пх41х= 2п (х+дх) (Р+г/Р).
После несложных преобразований будем иметь пе-2пи/х = 2пхг/Р+ 2пРг/х (11.26) (11.30) 149 или = 2пхе41/Е + 2пеоЕ4(х. ое В результате интегрирования от Ят до х и от Ео до Е получим закон распределения напряженности поля во внешней зоне коронного разряда: с,= „/ — "[1 — ( а' ) )э(л,— ') . 01.м) При достаточном удалении от оси (рис. 11.2, б) Е = т/210/2пзой. Для пластинчатого электрофильтра приближенно Е„= 1(810Н/4пеоИ . (11.27) Выразив напряженность поля через напряжение, приложенное на электродах, и решив уравнение (11.25) относительно линейной плотности тока, получим уравнение вольтамперной характеристики коронного разряда, аппроксимирующейся кривой параболического вида (рис. 11,8): ,= Си (и — ин,), (11.28) где У,р — критическое напряжение короны, В; С вЂ” постоянная, зависящая от конструкции электрофильтра и подвижности ионов й.
Для трубчатого электрофильтра С= (11.29) 9' 100/4гг 1п — ' Нд где Рг — радиус осадительного электрода, м. Для пластинчатого электрофильтра 4пей/ 9 !Оа ~ — — 1и За г пН япдз х ~3 3) г,п4 50 га, «Ч» 05 1ю нй/м го гй и 04 1,0 ог Д1 0 10 Л14Пи,кп О го РПцкп ихд и О 50 днб Рнс. 11.8. Вольтамперные характеристики злектрофильтров при различных коронирующих злеитродахг и — трубчатый электрофильтр; б— пластиичатый электрофильтр. 1 — игольчатый электрод; 2 — пРовод лиаметром 2 мм; 2 — то же.
4 мм: 4— штыковой электрод Рис. 11.8. Вольтамперная характеристика электро- Фильтра: о — нормальная; б — редупировавная 15 (П.31) О= !и+ !п, (11.32) !50 где Н вЂ” расстояние между коронирующими и осадительными электр одами; о — расстояние между коронирующими электроНк5': дами в ряду; / — коэффициент, зависящий от отношения к Н/3 ... 0,6 0,7 0,8 0,9 1.0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 .
О, . 0,08 0,068 0,046 0,035 0,027 0,022 0,0175 0,015 0,013 0,0115 Квадратичное уравнение может быть приведено к линейной форме следующим образом: '" =с((/ — (/„,). !7 Прямая, описываемая уравнением (11.31), получила название редуцированной вольтамперной характеристики (см.
рис. 11.8, б). Очевидно, что редуцированная характеристика отсекает иа оси абсцисс отрезок, соответствующий величине критического напряжения. Вольтамперная характеристика позволяет судить о величине тока короны, проходящего через межэлектродный промежуток, т. е. об электрическом режиме работы электрофильтра. Расположение вольтамперной характеристики на графике зависит от ряда факторов как конструктивного, так и технологического характера. На рис, 11.9,а, б приведены вольтамперные характеристики для коронирующих электродов различных размеров и формы.
Кривые показывают, что при одном и том же напряжении сила тока короны тем больше, чем меньше диаметр коронирующего электрода. Влияет также и конфигурация провода. На рис. 11.10 показано влияние технологических факторов на вольтамперную характеристику электрофильтра. С ростом температуры сила тока короны растет, однако напряжение, при бпикп,п 4О Впу/кп го йпикп гп, РИ/М Рнс. !!.1О. Влияние технологнческик факторов на вольтамперные характе- ристики электрофнльтров: а — температуры; б — давления; а — влажности; а — скорости газа; д— состава газа 0 В! 50и,кв 0 4 В икп котором возможна устойчивая работа электрофильтра, уменьшается вследствие снижения пробойного напряжения электро- фильтра. Повышение влажности газа уменьшает ток короны. Наблюдаемое иногда увеличение силы тока объясняется утечками его по влажной поверхности изоляторов.
С ростом скорости газа в электрофильтре вольтамперные характеристики смещаются вправо, что свидетельствует о снижении силы тока. В чистом газе ток короны всегда больше, чем в запыленном, Это объясняется тем, что скорость ионов (цг, =60 †: !00 м/с) в тысячу и более раз выше скорости заряженных пылевых частиц (цг,=0,1-:0,2 м/с). Поэтому появление заряда иа частицах пыли уменьшает ток короны (рис. 11,11). В поле электрофильгра ток короны можно представить состоящим из двух слааемых: де !н, !', — токи, вызываемые соответственно движущимися юнами и движущимися частицами пыли.
+ Вследствие малой скорости движения частиц пыли в нормально работающем электро- фильтре составляющая тока (п не превышает 1 — 2 о1о общего тока. С повышением запыленности газа ток короны уменьшается и при большой запыленности (г1=25 —:35 г/ме) может упасть почти до нуля, вследствие чего работа фильтра резко ухудшается. Такое явление, называемое запиранием короны, наступает, когда объемный заряд частиц пыли становится равным объемному заряду генерируемых ионов, т. е.
ионная составляющая тока короны обращается в нуль. Прн запирании короны ионов может оказаться недостаточно, чтобы сообщить всем частицам максимальный заряд. В этом слУчае пРедельный заРЯд 17„р,д, котоРый может полУчить частица, очевидно, равен Рве. 11.11. Яелевпе аапвраввп коровы (11.33) 17пред= а1ОЕ/Х~ ГДЕ 1КΠ— НачаЛьная концентрация ионов, ион/м', г — концентрация пыли в газе, частиц/мр. Полное запирание короны встречается сравнительно редко, однако ухудшение работы фильтра при повышенной запыленности газа наблюдается часто, Предотвратить запирание короны можно следующими способами: повышением рабочего напряжения на электродах; уменьшением скорости газа в электрофильтре; снижением концентрации пыли посредством организации предварительной грубой очистки газа; применением многопольных электрофильтров, состоящих из нескольких последовательно включенных полей с индивидуальным регулированием режима работы каждого поля.
Степень очистки газа в электрофильтре можно определить теоретически, если в известной степени идеализировать условия работы электрофильтра, считая, что пыль монодисперсна, концентрация ее в поперечном сечении одинакова, скорости газа и дрейфа постоянны, вторичный унос и присосы воздуха отсутствуют.
При соблюдении этих условий в случае трубчатого электрофильтра количество пыли Йп, оседающее на единице длины осадительного электрода радиуса 1г за время Ж, равно: 1(гп=2гр)7.1 п1дз„й, где п1д — скоРость движениЯ заРЯженных частиц к осадитель- ному электроду; г — концентрация пыли на расстоянии х от входа газа в электрофильтр. 152 $ 4. Теоретическая эффективность электрической очистки газа Ч =1 — ехр( — — "), (11.37) где Н вЂ” расстояние между коронирующими и осадительными электродами, Для электрофильтров обоих типов степень очистки может бгыть представлена в обобщенном виде, называемом иногда уравнением Дейча: В -1 — ехР( — п1 ~), где ) — удельная поверхность осаждения, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
