Старк С.Б. - Пылеулавливание и очистка газов в металлургии (1044945), страница 25
Текст из файла (страница 25)
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 размеры электрофильтра, силу тока относят к единице поверхности, сквозь которую проходят электрические заряды. Получаемая величина плотности тока равна, мА!мо: )о = пеон„= пеКЕ. (11-27) В ряде случаев плотность тока удобнее относить к ! м длины осадительного электрода. Такая линейная плотность тока равна: !о = 2п)го (11-28) где )с — радиус осадительного электрода.
Для определения величины напряженности электрического поля, В/м, в условиях протекания через трубчатый фильтр тока короны аналитически получено следующее выражение: (11-32) 0,4 1,5 1,0 01 05 О! 0 10 Ю 40 444 0 10 40 0,пб 0з Рис 65 Вольтамперные характеристики электрафильтра.
а — нормальная, б— редуцированная Рис 66 Вольтамперные характеристн. кн электрофильтрав при различных карами руюгци х электр од ах а — трубчатый электрофильтр, б— пластничатый злектрофильтр, !в игольчатый электрод, у — провод диаметром 2 мм. 3 — провод диаметром 4 мм, 4 — штыковой электрод, 4 Х 4 мм 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 зависит от ряда факторов как конструктивного, так и технологического характера. На рис. 66, а, б приведены вольтамперные характеристики для коронирующих электродов различных размеров и формы. Кривые 133 Для трубчатого электрофильтра С 2К (11-31) 9 !Оэ741 !и — з 444 ГДЕ )4'з — РаДИУС ОСаДИтЕЛЬНОГО ЭЛЕКтРОДа, М. Для пластинчатого электрофильтра С= 4 Д( 9. 10' ( — — !и — ') , / по 2п!тт 4 1, 8 8 ) где Н вЂ” расстояние между коронирующими и осадительными электродами; Я вЂ” расстояние между коронирующими электродами в ряду; 1 — коэффициент, зависящий от отношения Н!5: ОЮ 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 0,08 0,068 0,046 0,035 0,027 0,022 0,0175 0,0!5 0,013 0,0!!5 Квадратичное уравнение может быть приведено к линейной форме следующим образом: ф = с(и — и„,).
(11-33) Прямая, описываемая уравнением (!1-33), получила название редуцированной вольтамперной характеристики (см. рис. 66, б). Очевидно, что редуцированная характеристика отсекает на оси 1, мЯм 1, гед,эч 0 тд 05 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. 6? показано влияние технологических факторов на вольтамперную характеристику злектрофильтра. С ростом температуры сила тока короны растет-, однако напряжение, на котором возможна устойчивая работа электрофильтра, уменьшается вследствие снижения пробойного напряжения электрофпльтра.
1,гы 50 лр71н 0,5 '7Л 70 04 Л7 пд 0,2 20 пл П гп 40п,лп П 4П ВППгВП 20 «ПОМО 1,г;Л мА)м 20 ДВ п,г Повышение влажности газа уменьшает ток короны. Наблюдаемое иногда увеличение силы тока объясняется утечками 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 (нг„=- 60 —:100 и/с) в тысячу и более раз выше скорости заряженных пылевых частиц (игр — — 0,2-:0,4 дьс). Поэтому появление заряда на частицах пыли уменьшает ток короны (рис7 68). В поле электрофильтра ток короны можно представить себе состоящим из двух слагаемых: (11-34) 1о= 1„+ ри, гДе 7и, 1п — токи, вызываемые ДвижУЩимисЯ ионами и ДвижУЩи- мися частицами пыли соответственно. 134 О,УО Вп Цап О 4 В Углп Рис Ет. Влияние е нологияесних факторов на вольтаиперние характеристики элентрофильтров. а — температуре; б— давления; и — влажности; з — скорости газа; д — состава газа Вследствие малой скорости движения пылевых частиц в нормально работающем электрофильтре составляющая тока 1„не превышает 1 — 2% общего тока.
С повышением запыленности газа ток короны уменьшается и при большой запыленности (е,, = 25 —:35 г!ма) 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 недостаточным, чтобы сообщить всем частицам максимальный заряд. В этом случае предельный заряд, который может получить частица, очевидно, равен: д„р,„— — АР,е!2, (11-35) ГДЕ У — НаяаЛЬНаи КОНЦЕНтраЦИЯ ИОНОВ, Рис 68 Явление ваон/ ' иирании вороны 7 — концентрация пыли в газе, частиц/мв. Полное запирание короны встречается сравнительно редко, однако ухудшение работы фильтра при повышенной запыленности газа наблюдается часто. Предотвратить за пир ание короны можно следующими способами: а) повышением рабочего напряжения на электродах, б) уменьшением скорости газа в электрофильтре; в) снижением концентрации пыли посредством организации предварительной грубой очистки газа; г) применением многопольных электрофильтров, состоящих из нескольких последовательно включенных полей с индивидуальным регулированием режима работы каждого поля.
й 38. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ГАЗА 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, скорость газа и скорость дрейфа постоянны, вторичный унос и присосы воздуха отсутствуют. При соблюдении этих условий, в случае трубчатого электро- фильтра количество пыли айп, оседающее на единице длины осади- тельного электрода радиуса )с за время Л, равно: д/и = 2пй ! ы~д2„а(1, где ю — скорость движения заряженных частиц к осадитель- ному электроду, 2„ — концентрация пыли на расстоянии х от входа газа в электрофильтр.
!33 Изменение показателя ш~ при постоянной скорости дрейфа прямо пропорционально изменению размеров электрофильтра. Например, чтобы повысить коэффициент эффективности очистки с 90 до 99'О, необходимо увеличить размеры электрофильтра в отношении 4,6/2,3, т. е. в два раза.
Как указывалось выше, теоретически определенный коэффициент эффективности очистки справедлив лишь для идеализированных условий работы электрофильтра. Основная определяющая его величина — скорость дрейфа частиц пыли к осадительному электроду — трудно определима, так как зависит от многих факторов, которые на данном этапе невозможно учесть в теоретических расчетах.
Поэтому к полученным расчетом результатам следует относиться очень осторожно, проверяя их по практическим данным работающих в аналогичных условиях электрофнльтров. Глава 12 КЛАССИФИКАЦИЯ И КОНСТРУКЦИИ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ Электрофильтры можно классифицировать по многим признакам. По расположению зон зарядки и осаждения электрофильтры делят на однозонные и двухзонные. В однозонных электрофильтрах зоны зарядки и осаждения совмещены, а в двухзонных коронирующие и осадительные электроды разделены и размещены в разных конструктивных зонах. В соответствии с направлением движения гь ового потока фильтры разделяют на горизонтальные и вертикальные.
По форме осадительных электродов различают электрофильтры пластинчатые, трубчатые и иногда шестигранные. По числу последовательно расположенных полей электро- фильтры бывают однопольными и многопольными, а по числу параллельно работающих секций односекционными и многосекционными. Вывод уловленной пыли из электрофильтра может осуществляться в сухом виде посредством встряхивания электродов и в мокром виде смывом водой. В соответствии с этим различают сухие и мокрые электрофильтры. 5 39.
ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИЙ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ В зависимости от условий эксплуатации, состава, температуры, давления и влажности газов, физико-химических свойств пыли, требуемой степени очистки и т. д. создано много различных конструкций электрофильтров.
Эти конструкции, часто значительно отличающиеся друг от друга, включают в себя следующие основные элементы: !37 а) корпус электрофильтра; б) узлы подвода, распределения и отвода очищаемых газов; в) электроды, коронирующие и осадительные; г) устройства для удаления условленной пыли с электродов; д) изоляторные коробки — узлы для подачи на электроды высокого напряжения; е) устройства для сбора и вывода уловленной пыли из аппарата. Корпус электрофильтра выполняют из листовой стали, бетона, кирпича и других материалов в зависимости от температуры и агрессивности газов. При необходимости корпус футеруют илн снабжают наружной теплоизоляцией.
Корпус может быть прямоугольным и цилиндрическим. В нем размещены коронирующие и осадительные электроды и собирается уловленная пыль. Подвод газов к электрофильтру и отвод из него должны обеспечивать равномерное распределение газов в аппарате. Сечение подводящих и отводящих газопроводов определяют, исходя из скорости газа около 20 м!с, обеспечивающей отсутствие осаждения пыли в газопроводе. При присоединении газопроводов к электро- фильтру устанавливают диффузоры и конфузоры, необходимые для осуществления плавного перехода от скорости газа в газопроводе к значительно более низкой скорости газа в электро- фильтре. При многосекционных электрофильтрах конструкция газопроводов должна позволять отключать отдельные секции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
