Книга - Охрана окружающей среды - Белов (1991) (994567), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Жалюаийчый пылеотделитель верхностн решетки при соударенин. Обогащенный пылью газовый поток после жалюзийной решетки направляется к циклону, где очищается от частиц, и вновь вводится в трубопровод за жалюзнйной решеткой, Жалюзийные пылеотделнтелн отличаются простотой конструкции и хорошо компонуются в газоходах, обеспечивая эффективности очистки 0,8 и более для частиц размером бо- 77 ке 1 газовый поток расходом се' разделя- рис 14.
Радиальный пыле- ется на два потока расходом Щ н 1~ь уловитель Обычно 1',1~ = (0,8 — 0,9) 1„1, а Яг = (0,1— — 0,2)Я. Отделение частиц пыли от основного газового потока на жалюзийпой решетке происходит под действием инерционных сил, возникающих прн повороте газового потока на входе в жалюзий- ную решетку, а также за счет эффекта отражения частиц от по- лее 20 мкм, Они применяются для очистки дымовых газов от крупнодисперсной пыли нри температуре до 450 — 600'С, Методика расчета жалюзнйных пылеотделнтелей приведена в работе [30!. $ !2.
ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ Электрическая очистка — один нз наиболее совершенных видов очистки газов от взвешенных в них частиц пыли и тумана. Этот процесс основан на ударной ионизации газа в зоне коронирующего разряда, передаче заряда ионов частицам примесей и осаждении последних на осадительных и коронирующих электродах, Загрязненные газы, поступающие в электрофильтр, всегда оказываются частично ионнзованными за счет различных внешних воздействий (рентгеновских н космических лучей, радиоактивных излучений, нагрева газа и др.), поэтому они способны проводить ток, попадая в пространство между двумя электродами. Сила тока зависит от числя ионов и напряжения между электродами. Прп увеличении напряжения в движение между электродами вовлекает- Рис. !6. Схема расположевив электродов в электрофильтре Рис. ! 7. Зависимость силы тока от напряжении между электрода ми ся все большее число ионов и сила тока растет до тех пор, пока в движении не окажутся все ионы, имеющиеся в газе.
При этом величина силы тока становится постоянной (ток насыщения), несмотря на дальнейший рост напряжения. При некотором достаточно большом напряжении движущиеся ионы и электроны настолько ускоряются, что, сталкиваясь с молекулами газа, ионнзируют их, превращая нейтральные молекулы в положительные ионы и электроны. Образовавшиеся новые ноны и электроны ускоряются электрическим полем и, в свою очередь, ионизируют новые молекулы газа. Этот процесс, названный ударной ионизацией газа, протекает устойчиво лишь в неоднородном электрическом поле, характерном для цилиндрического конденсатора (рис. 16).
В зазоре между ко- 78 ронирующим 1 и осадительным 2 электродами создается электрическое поле убываюшей напряженности с силовыми линиями 3, направленными от осадвтельнаго к коронирующему электроду или наоборот. Напряжение к электродам подается от выпрямителя 4. Изменение силы тока между электродами по мере роста напряжения показано на рис. 17. Критическое напряжение (),р на электродах, при котором возникает коронирующий разряд, определяется соотношением и„р =- Е.
Е, !ч Е~,')7!, где Й~ и Й~ — радиусы корониРующего и асадительного электродов соответственно, м; Евр — критическая напряженность электрического поля, при которой возникает корона, В/и. Величину Е„р определяют по эмпирическим формулам Пика. Для коронирующего электрода положительной полярности Е,𠆆†3,37 (9 + 0,0242 ) 97)7~) 104, (8) для коронирующего электрода отрицательной полярности Е„р = 3,04 (~й+ 0,0311 )'РЯ!) 104. (9) В формулах (8) и (9) р--поправка на плотность газов в рабочих условиях, равная (рокр+ рг) 293 1,013 10а (273 + !) где р,„— давление окружающей среды, Па; р,— разрежение или избыточное давление в газоходе, Па; ! — температура газов, 'С.
Формулы Пика получены для воздуха и электрода круглого сечения, Коронирующий разряд возникает обычно при высоких напряжениях, достигающих 50 кВ и более. Лэрозольные частицы, поступающие в зону между коронирующим и осадительным электродами, адсорбируют на своей поверхности ионы, приобретая электрический заряд, и получают тем самым ускорение, направленное в сторону электрода с зарядом противоположного знака, Процесс зарядки частиц зависит от подвижности ионов, траектории движения и времени пребывания частиц в зоне коронирующего заряда Учитывая, чго ь воздухе и дымовых газах подвижность отрицательных ионов выше, чем положительных, злектрофильтры обычна делают с короной отрицательной полярности.
Время зарядки аэрозольных частиц невелико и измеряется долями секунды. Необходимо отметить, чта частицы, поступаюшие в электрофильтр, обычно уже имеют небольшой заряд, полученный за счет трения о стенки трубопроводов и оборудования. Этот заряд (трубозаряд) не превышает 5Р)р заряда, получаемого частицей при коронном разряде. Движение заряженных частиц к осадительному электроду происходит под действием аэродинамических сил, силы взаимодействия 79 электрического поля и заряда частицы, силы тяжести и силы давления электрического ветра. Под действием аэродинамических сил частица движется по направлению основного потока газа со скоростью тп„, близкой к скорости газа, которая составляет 0,5 — 2 м/с. Основной, вызывающей движение частицы к осадительному электроду, является сила взаимодействия между электрическим полем и зарядом частицы.
Расчеты скорости этого движения ш, показывают, что ее значение зависит главным образом от размеров частиц и напряженности электрического поля Е, Расчетные значения скорости приведены ниже: Диаметр частиц, мим.... 0,4 1,0 2,0 10,0 30,0 м„м!с, при Е=!5.10' В/м . 0,012 0013 0,0!5 0,075 0,10 в„м!с, при Е=ЗО!О' В!м 0025 0,030 0060~ 0,50 0,60 Сила тяжести не оказывает заметного влияния на траекторию движения частиц пыли. За время пребывания в электрофильтре (10 — 15 с) частицы размером 10 мкм падают всего па 3 — 5,см, поэтому в расчетах силу тяжести обычно не учитывают.
Электрический ветер, возникающий в местах генерации ионов, т. е. у коронирук>щих электродов, и вызывающий циркуляцию газа в межэлектродном промежутке со скоростью до 0,5 — 1,0 и/с, обусловлен механическим воздействием движущихся ионов на молекулы газа и частиц пыли. Этот ветер оказывает влияние на движение частиц к осадительпым электродам и иа перемешивание ионов и взвешенных частиц в межэлектродном пространстве.
Однако из-за отсутствия методики расчета скорости электрического ветра его влиянием на движение частиц пренебрегают. Таким образом, отрицательно заряженные аэрозольные частицы движутся к осадительному электроду под действием аэродинамических и электрических сил, а положительно заряженные частицы оседают на отрицательном коронирующем электроде. Ввиду того, что объем внешней зоны коронного разряда во много раз больше объема внутренней, большинство частиц пыли получает заряд отрицательного знака. 11оэтому основная масса пыли осаждается на положительном осадительном электроде и лин!ь относительно небольшая на отрицательном коронирующем электроде. Важное значение на процесс осаждения пыли на электродах имеет электрическое сопротивление слоев пыли.
По величине электрического сопротивления различают. 1) пыли с малым удельным электрическим сопротивлением ((!04 Ом см), которые при соприкосновении с электродом мгновенно теряют свой заряд и приобретают заряд, соответствующий знаку электрода, после чего между электродом и частицей возникает сила отталкивания, стремящаяся вернуть частицу в газовый поток. Противодействует этой силе только сила адгезии и, если она оказывается недостаточной, то резко снижается эффективность процесса очистки; ВО 2) пыли с удельным электрическим сопротивлением от 1О' до 10" Ом см хорошо осаждаются на электродах и легко удаляются Е них при встряхивании; 3) пыли с удельным электрическим сопротивлением более 10" Ом см труднее всего улавливаются в электрофильтрах, таккак яа электродах частицы разряжаются медленно„что в значительной втепени препятствует осаждению новых частиц, В реальных условиях снижение удельного электрического сопротивления пыли можно осуществить увлажнением запыленного газа.
Теоретическое определение эффективности очистки запыленного ваза н электрофильтрах обычно проводят по формуле Дейча: Ч вЂ” 1 — е тд, (10) где Етд — удельная поверхность осадительных электродов, равная Отношению поверхности осаднтельных элементов к расходу очищаеМых газов в м' с/м', Из формулы (10) следует, что эффективность вчистки газа в электрофильтрах возрастает с ростом значения показателя степени гв,г»д: Ы~дРуд ч 3,0 3,7 3,9 4,6 0,95 0,975 0,98 0,99 81 Конструкцию электрофильтров определяют следующие условия работы состав н снойства очнщаемых газон, концентрация и свойства взвешенных частиц, параметры газового потока, требуемая эффективность очистки и т.
д. В промышленности используют несколько типовых конструкций еухих и мокрых электрофильтров 1301, применяемых для очистки технологических выбросов. Сухие электрофильтры тина УГМ (унифицированпые горизонтальные малогабаритные) рекомендуется применять для тонкой очистки газов от пыли различных видов. В корпусе электрофильтра установлены коронирующие и осадительные электроды. Равномерный подвод газа к электродам достигается установкой распределительной решетки на входе в фильтр. Периодическая очистка коронируюьцих и осадительных электродов производится встряхивающим Механизмом.
Технические характеристики электрофильтра типа УГМ принедены в табл. 37. На рис. 18 показана конструктивная схема мокрого электрофильтра типа С. В корпусе 3 установлены коронирующие и осадительные электроды 2, к которым подводится газ через распределительные решетки 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
