Страус В. - Промышленная очистка газов (1044946), страница 95
Текст из файла (страница 95)
С другой стороны, если уголь характеризуется низким содержанием серы но большим содержанием воды (например, бурый уголь в Яллоурне, Австралия), не возникает трудностей при его осаждении в электрофильтре. Спраулл и Накала [7941 предложили уравнение для оценки нарастания потенциала в слое пыли, рассматривая его как конденсатор и допуская, что между прибытием новых заряженных частиц пыли и стеканием заряда в землю устанавливается равно. весне Ул = глч(! — — ) Зб !0ьпт (Х.69) где Уз — разность потенциалов мек'ду границами слоя пыли; х — толщина слоя лылн, м; г — удельное сопротивление, Ом.м; ~р — плотность тока, А/м', ~в — днзлектрнчсская проницаемость (безразмерная величина), Если г невелика (менее 10п), уравнение (Х.69) упрощается (Х.70) Ул = гткр Фактическая сила притяжения г" частицы к осаднтельному электроду может быть определена из уравнения: г" = лк (КУл!г — Ул/32) 7.
ЭФФЕКТИВНАЯ СКОРОСТЬ МИГРАИИИ (Э,С.М.) Кажущаяся скорость миграции частиц в электрофильтре, рассчитанная по площади осадительного электрода, расходу газа и измеренному к. п. д. осаждения [уравнение (Х.56)1, называется эффективной скоростью миграции. Она включает воздействие таких факторов, как удельное сопротивление частиц и потери за счет увлечения во время стряхивания. 472 где К в константа. Первый член в круглых скобках представляет собой силу притяжения, обусловленную зарядом частицы, а второй член — индуцированную потенциальную силу отталкивания. При низком удельном сопротивлении пыли сила отталкивания может быть больше силы притяжения.
Молекулярные силы и силы поверхностного натяжения все еще продолжают действовать, удерживая частицы. Если пренебречь силами поверхностного натяжения, как обычно поступают при рассмотрении случаев с высокими температурами, частица удерживается одними только молекулярными силами, которые изменяются прямо пропорционально диаметру частицы. Таким образом, большие частицы с большей вероятностью покидают электрод, чем маленькие [сила отталкивания изменяется как (Улс(7т1 [5311. Подобная зависимость требует более точного подтверждения. Ф,> лг Яд уа да амату уасагцц, нпн Рис Х-11. Фуикцнональнан зависимость аффективных скоростей миграции от размера частиц длн уноса котельной, катализаторной, цементной и угольиой пы- лей (эо5)1 ! — георегннескан криван вависимссги н и' чгн1-!50 кв/м; 11 — ирелсолагаеиан средина кривая ллн среаянк условна, 1 — 5, 5-10, 11 — для ьлок~рофнлььрон кегельной пыл»; ив 1!ля ьлектрофильгра кагалиаагорпов пыли; 5 — длн ьлекгрофнльтра меменгиоа пыли: 11— ллк влектрофнльгра угольной пыли (ы — скорость миграииии Ранние исследователи (такие как Миэрдэль [5711) обнаружилп, что эффективная скорость миграции, полученная для цементной пыли и пыли бурового угля„соответствует скорости миграции, рассчитанной по уравнению (Х.44).
Аналогично этому, обширные экспериментальные исследования по летучей золе [8671, колошниковой, катализаторной и цементной пылам [3551, прове-. денные позднее другими авторами, свидетельствук>т о допустимом соответствии между теоретическими и экспериментальными скоростямн миграции. В первую очередь это относится к частицам размером более 20 мкм. Однако все эти значения были получены в ограниченном диапазоне скоростей потоков газа: 1 — 2 м/с. Хсйприк [355), изучавший влияние размера частиц на эффсктивпу1о скоросп, миграции (рис. Х-11), обнаружил, что для частиц размером менее 15 мкм скорости, определяемые теоретическим пуп и, име1от гораздо меныпис значения, чем скорости, полученные н результате экспериментов.
Хотя теоретические уравнения (Х.43) и (Х.44) указывают на то, что скорость миграции не должна зависеть от скорости газононг потока, экспериментально было доказано, что по отношению и эффективной скорости миграции это предположение не соблюдается [144, 195, 355, 356). В соответствии с этим Далмон [1951 определил максимальное :шачсние эффективной скорости миграции для скоростей газовых потоков в диапазоне от 2 до 2,2 м/с, тогда как Басби и Дарби [144] определили максимум при 5 — 6 м/с.
Даже 1(алашииков в 1034 г. [4201 наблюдал незначительный максимум, хотя он приписывал его экспериментальной погрешности. Далмон исследовал 47$ 0 70 20 0Р «0 00 00 77 00 ев,р«оч Рис. Х-!2, Зависимость эффектнвнаб скорости миграции от диалсетра частпцы при различных скоростях и использовании разных электродов в опытной уста- новке [19бй 1, 2, 3 — ллы ллоскага электроле ырк се соотвстствекко 99; 1,9 к 3,1 к/с1 в, 5, 5 — ллв гьлльпекс1ого электроде крк и еоответшвеыыо 9,9; 1.8 и 3,2 к/с. зависимость между эффективной скоростью миграции и скоростью газового потока для различных электродов (тюльпанового и плоского пластинчатого), обнаруженная зависимость показана на рис.
Х-12 для опытных установок и на рис. Х-13 для промышленной установки (желобковые и шестигранные трубчатые электроды). Для решения проблемы установленной зависимости в практических расчетах конструкции [соглин 14511 предложил эмпирическое преобразование эффективной скорости миграции вт", которое он успешно применял для осадительных электродов карманного пластинчатого типа. Преобразованная эффективная скорость миграции, являющаяся также и максимальной ш",„, может быть рас- 00 0,10 3 Ц00 70 17е ечлэl Рис. Х-13. Зависимость эффективноб скорости миграции от диаметра частицы при использовании трубчатых и жслобковых электродов в промышленной установке: сплошная криван характеризует трубчатый электрод при скорости газа 1,6 м(с, используемый на электростанции Брайтона; пунктирная кривая — желобковый осадительный электрод прн 2,6 м!с (электростанция Уиллиигтона). 474 считана по экспериментальной эффективной скорости миграции ирп определенной скорости газового потока о (м/с); вг „= (50м'+ оз)/200о' (Х.72) К.
п.д. электрофильтра при лгобой скорости о может быть определен из следующего уравнения. — Г (200м,"и., — ) Чг == 1 — схр х (Х.73) гас х — длина полн, м; Š— расстаннис мсгнду проволочным электродом и пластиной, м. Коглии исследовал также влияние концентраций пыли в сухих системах [452, 4541 и при осаждении пыли и тумана в мокрых элсктрофильтрах [453). Он обнаружил, что как в мокрых, так и в сухих системах концентрация пыли не оказывает воздействия на к.
п.д. осаждения в пределах концентрации от 2,0 до 34 г/мз для многих видов пыли (например, оксид меди, шлаковая пыль, летучая зола от каменного и бурого углей). К.п.д. электрофильтра, выраженный через преобразованную скорость миграции ог", был определен из следующего уравнения: г1 = 1 — схр (25оь/м"х — 1О) (Х.74'г гдс ог"= (2,5ог'+0,1о)г; гз' — знспсримснтально опрсдслснная скорость эффективной миграции [уравнсиис (Х.56)).
Наиболее экономичная скорость газового потока для работы элсктрофильтра развивается при максимальной эффективной скорости миграции. При этом скорость газового потока (в м/с) можно рассчитать, как 7~50 шах (Х.75)г Воздействие температуры газа на эффективную скорость миграции весьма сложное, так как оно включает следующие аспекты: )) температурную зависимость короны и характеристики искрового перекрытия в системе: 2) температурную зависимость газовой вязкости; 3) влияния температуры на удельное сопротивление осажденной пыли.
В результате исследования короны и характеристик искрового. перекрытия был сделан вывод (стр. 440), что при повышенных температурах напряженность электрического поля должна быть снижена, а это приводит к снижению скоростей миграции. Вязкость всех газов увеличивается с возрастанием температуры, что также уменьшает скорость миграции частиц. Было также доказано, что при высоких температурах удельное сопротивление обычно уменьшается экспоненциально с дальнейшим повышением температуры [7941.
475 0,г ° 410 Рис. Х-14. Зависимость эффективной скорости миграции от кагкущегося удельного сопротивления в одноступеичатом (кривая АА) и двухступенчатом (кривая ВВ) элсктрофильтре, испытанном при улавливании известковой пыли !7901. 001 На данном этапе еще не предпринимались попытки скомбинировать 10' 10' 10' 1О 1О 10 10~ 10" эти зависящие от „мпе НаЛГ0100ГГЯ 000ГЮтидЛЛНийаМЧг ратуры члены для получения общей методики предсказания влияния температуры на эффективную скорость миграции, поэтому в тех случаях, когда будут предприниматься попытки повысить температуру в электрофильтре, необходимо провести соответствующие эксперименты [762].
Сложным является также результат взаимного влияния удельного сопротивления пыли и скорости миграции. Так Спраулл [790) обнаружил, что эффективная скорость миграции исследуемой цементной пыли в одноступенчатом электрофильтре снизилась от 0,15 до 0,035 м/с при увеличении удельного сопротивления пыли от !Оз до 10э Ом ° м !кривая АА на рис.
Х-!4), в то время как в двухступенчатом электрофильтре эффективная скорость миграции поддерживалась приблизительно постоянной 0,10 м/с !кривая ВВ). Толщина слоя пыли, имеющей высокое удельное сопротивление, также влияет на эффектовнуто скорость миграции. брандт [1151 установил, что при толщине слоя летучей золы 1 мм иа осадительном электроде эффективная скорость миграции составляла 0,098 м/с, однако при увеличении слоя до 10 мм она снижалась до 0,058 м/с (рис. Х-15). Влияние изменения удельной подводимой мощности на эффективную скорость миграции выражается в том, что при данном распределении частиц (30% частиц менее 10 мкм), эффективная скорость мп рации увеличивается на 50о/э в результате удвоения мощности 1мЛ/100 1мэ) [355). Одновременно скорость мчгграцви увеличивается для частиц каждого размера прямо пропорциональнц подводимой мощности.
При постоянной подводимой мощности скорость миграции стремится оставаться постоянной независимо от того, достигается ли это подводом большого тока при низком потенциале или малого тока при высоком потенциале. Хейнрик [355) систематизировал результаты испытаний, проведенных для ряда электростанций, где были установлены котлы, работающие па сухом пылевидном угле, и электрофильтры с коронирующими электродами различной конфигурации: 4-милли- метровые квадратные, гофрированные или проволочные, н с осадптельными электродами карманного или желобкоаого типа, отсы>ящими на расстоянии 0,30 — 0,32 мм друт от друга. В результате систематизации полученных данных сделаны выводы о существовании прочной взаимосвязи между эффективной скоростью миграции и удельным подводимым током или удельной подводимой мощностью; была также установлена очень слабая занисимость между эффективной скоростью миграции и приложенным высоковольтным напряжением.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
