Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 93
Текст из файла (страница 93)
Турбулентность оказывает преобладающее влияние на движение частиц, размер которых менее 1 мкм; осаждение этих частиц происходит только в случае их отбрасывания под воздействием турбулентности в ламинариый пограничный слой, примыкающий к осадительному электроду, или если частица забрасывается под действием турбулентности в электрическое поле, имеющее очень высокую напряженность, рядом с коронирующим электродом. Электрический ветер. Явление электрического ветра, также называемое «корональный ветер», имеет отношение к движению газа, вызванному выталкиванием ионов из области, прилегающей к коронирующему электроду.
Несмотря па то что это явление относилось к одному из ранних явлений газового разряда, исследованием которого занимались на протяжении ХЧ1П и Х1Х в 16901, значение его как механизма, способствующего электростатическому осаждению, стало рассматриваться лишь совсем недавно [6951. Робинсон изучал явление электрического ветра на модели электрофильтра с положительной короной, используя вводимый гелий в качестве индикатора. Гелий рассеивался, двигаясь по направлению к стенке электрофильтра, и обозначал результирующий газовый поток от проволочного электрода к стенке электрофильтра.
Робинсон (697~ доказал, что дополнительная скорость дрейфа. обусловленная воздействием электрического ветра (в>гн), может быть рассчитана по формуле: в>>,н == К, (1/рпг)чг (Х.65) >ас К> — снстеннан постоянная, нвляющаяся ф)нкцнея геонетрнн; > — ток: н, — гн>пвнжность ионов; р — плотность газа. Эта дополнительная величина, обусловленная воздействием электрического ветра на эффективную скорость миграции в>', может быть подсчитана путем сложения скоростей электрического ветра и миграции из уравнения Дойча [697): (Х. 66) Содействие, оказываемое электрическим ветром, представляет собой важный эффект второго порядка, который должен учитываться в любом обширном исследовании свойств электрофильтра.
Например, прн рассмотрении вопроса о накоплении золы, которое наблюдается на проволочных коронирующих электродах электро- фильтра и для устранения которой необходимо устанавливать специальное устройство стряхивания, Шейл предполагает, что это осаждение в значительной степени обусловлено воздействием электрического ветра, создаваемого ионами газа с полярностью, противоположной полярности коронирующего электрода.
Эти ионы об>разу!отея под влиянием короны, являясь одновременно частью ее. 6. ВТОРИЧ!)ЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ ))А ОСАЖДЕНИЕ ЧАСТИТ!. УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ПЫЛИ В предыдуших разделах рассматривали удаление частиц и капель из потоков газа с помощью электростатических сил. Однако практическая эффективность электрофильтра зависит от ряда втор>гчных,факторов, определяемых поведением пыли при попадании ее на осадительные электроды и при ее удалении с этих электродов. Эти факторы зависят от типа пыли, ее физических сш>йств — размера частиц и удельного сопротивления — и в определенной степени от общей скорости газа в электрофильтре.
Они учитываются в эффективной скорости миграции (з.с. м.), которую рассчитывают с помощью к.п.д. электрофнльтра [уравнение (Х.56)) и удельной площади поверхности осаждения (рассчитанной) па е;нтпицу объема. Наиболее важным из этих факторов является удельное сопротивление частиц, которое определяет возможность применения электростатического осаждения для каждого конкретного случая, связанного с проблемой пылеудаления. Когда частицы или капли попадают на осадительный электрод, они частично разряжаются и прилипают к нему под воздействием молекулярных адгезионных спл типа Лондона-Ван-дер-Ваальса, сил поверхностного натяжения вследствие присутствия влаги и электростатических сил. Степень электростатической адгезии зависит от скорости, с которой заряд стекает с частиц в заземленный осадительный электрод.
Скорость зависит от удельного сопротивления пыли, а оно, в свою очередь, зависит от электропроводностн частиц пыли и присутствующей влаги. Жидкие капли и некоторые металлические и угольные частицы являются очень хорошими проводниками тока, тогда как частицы, извлекаемые из газов большинства промышленных плавильных заводов, содержат металлические оксиды, которые, будучи сухими, представляют собой отличные изоляторы. В промышленных дымах всегда присутствуют следы загрязнений, а также влага. Поэтому при достаточно низкой температуре в дыме будет содержаться достаточно ела~и для образования проводящего легкого тумана. Удельное сопротивление пыли, осаждаемой в электрофильтрах, лежит в пределах от 10-' Ом-м (для газовой сажи) до 10'> Ом.м (для сухой известняковой пыли) при 90'С 1794).
Для наиболее эффективной работы удельное сопротивление пыли должно составлять от 10> до 5 10«Ом м. Если частицы обладают малым удельным сопротивлением (например газовая сажа), они быстро разряжаются, касаясь заземленного электрода. Поскольку молекулярные силы и силы поверхностного натяжения недостаточны для удержания частиц сажи на осадительном электроде, эти частицы повторно увлекаются в газовый поток.
Угольные частицы в дымовых газах имеют тенденцию «проскакивать» или <проползать» сквозь электрофильтр, если электроды выполнены в виде плоских пластин, и для предотвращения этого не предусмотрены никакие меры. В случае использования электрофильтров по очистке воздуха в жилых помещениях осадительные пластины обычно покрывают липким растворимым маслом, что предотвращает повторное увлечение частиц. Пыль из атмосферы накапливается в неболыпих ко. личествах и едва покрывает пластины к тому времени, когда масло смывают .и заменяют новым, что практикуется с периодичпостью ! — 6 недель. Если частицы обладают очень высоким удельным сопротивлением 1более 5 10» Ом м), скорость разряда из слоя осажденных частиц очень мала; разряд на осажденных частицах возрастает до тех пор, пока не происходит электрического пробоя газов сначала в промежутках между частицами, а затем на поверхности слоя пыли.
Такое явление носит название «обратная ионизация», или «обратная корона». Теория обратной короны широко рассматривалась Робинсоном 1697) и Бемом 196). Происходит образование некоторого количества ионов с полярностью, противоположной полярности заряда на пыли, и эти ионы мигрируют обратно к коронирующему электроду. Их заряд ослабевает в зоне зарядки и нейтрализуется на заряженных частицах. Для решения этой проблемы необ>ходимо предусмотреть больше времени для стекания заряда слоя пыли. Это осуществ- 464 а нмы Ркс. Х-8. Камера типа «острие — пластина» длп измерении удельного сопротнвлеппп пмлп 19291> а — скема камеры; б — прнпцкпнальнан схема устаковкк; т — высоковольтный выпркмнтель Обв ьп; у — прнбор длк камсрспкн удельного сопротквлейня тнпа «острее — пластнна»; 3— влектрометр; б — осциллограф; б мнллнамперметр; б — вольтметр.
ляют путем временного понижения тока электрофильтра, что приводит соответственно к временному снижению его к.п.д. Если удельное сопротивление осажденной пыли в 10' — 10в Ом. и, такие проблемы не возника>от. Для изучения условий, при которых удельное сопротивление осажденной пыли находится в указанных пределах, были сделаны многочисленные измерения )дельного сопротивления осажденной пыли [790, 794, 9291. Для этой цели использовали лабораторну>о камеру типа «острие— пластина» (рис.
Х-8). Для этой системы «острие — пластина» было разработано два варианта установки. Первый вариант предусматривает циклонный коллектор, в котором воронка представляет собой измерительную камеру [145, 1461. В этой камере центральный стержневой электрод с изменяю>цимся потенциалом помегцеи внутри заземленного цилиндра. Для всей установки при- 30 — М 44 465 меняют полимерный изолятор (например, тефлон), ее помещают в воздушный термастат. Несмотря на то, что эта система проста в обращении, в ией нельзя собрать образец пыли, характерный для работы электрофильтра. В другой системе используется электрофильтр, в котором заземленный электрод состоит из зацепляемых зубцов двух гребенок, не касающихся друг друга.
Высоковольтные электроды представляют собой ленты, прикрепленные к проводам снару>ки гребенок. Когда пыль соберется на заземленных электродах, она заполняет зазоры между зубцами, и гребенки могут использоваться как электроды электрометра. Всю систему танже помещают в термостате, что позволяет производить измерения по всему диана- зону температур и составов газа с использованием тех же самых или различных образцов пыли ~235). На рнс.
Х-8 показан один тпп лабораторной камеры. Эта камера сл~онтнравана в псчн, оснащенной электронагревателем н тсрмоствтом, в которой можно повышать тел>порах>ру до 316 — 370'С. Длк измерений обычно используется слой частиц толщиной в несколько миллиметров. Этот слой может быть либо нвпссеп на ппастннчатый электрод вручную, либо осажден нв него с помощью короны постоянного тока, образованной на высоковольтном острие. Высоковольтнл~й дисковый электрод опускается на слой пыли длп измерения фактически с>шествующего >дельного сопротивления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
