КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Лекция. Механизмы процесса электрической фильтрации газов
Электрофильтры являются универсальными аппаратами для очистки промышленных газов от твердых и жидких частиц. К числу преимуществ электрофильтра относятся: высокая степень очистки (99%), низкие энергетические затраты на улавливание частиц, обычно 0,3—1,8 МДж (0,1—0,5 кВт∙ч) на 1000 м3 газа; возможность улавливания частиц размером 100—0,1 мкм и менее, при этом концентрация взвешенных частиц в газах может колебаться от долей до 50 г/м3 и более, а их температура может превышать 500 °С. Электрофильтры могут работать под давлением и разрежением, а также в условиях воздействия различных агрессивных сред. К недостаткам электрофильтров относится высокая чувствительность процесса электрической фильтрации газов к отклонениям от заданных параметров технологического режима, а также к незначительным механическим дефектам в активной зоне аппарата. Однако, несмотря на указанные недостатки, электрофильтры являются одним из распространенных, а иногда незаменимых аппаратов для очистки промышленных газов от твердых и жидких загрязняющих веществ, выделяющихся при различных технологических процессах, прежде всего больших объемов газа (порядка сотен тысяч и миллионов кубических метров газа в час). Электрофильтры широко применяются почти во всех отраслях народного хозяйства: теплоэнергетике, черной и цветной металлургии, химии и нефтехимии, в строительной индустрии, при производстве удобрений и утилизации бытовых отходов, в атомной промышленности и др. Область применения электрофильтров непрерывно расширяется. Техника электрической фильтрации газов непрерывно развивается в направлении интенсификации процесса с целью уменьшения габаритов электрофильтров, повышения степени очистки при улавливании пылей с низкой электропроводностью, создания новых источников для питания электрофильтров.
Электрофильтры не применяются, если очищаемый газ является взрывоопасной смесью или такая смесь может образоваться в ходе процесса в результате отклонения от нормального технологического режима, так как при работе электрофильтра неизбежно возникновение искровых разрядов. В исключительных случаях электрофильтры все же устанавливаются в условиях возможного образования взрывоопасных сред, однако при этом предпринимаются особые меры предосторожности, включающие специальные конструктивные решения, автоматическое отключение агрегата питания при возникновении взрывоопасных концентраций среды и т. п. Установка для электрической очистки газов состоит из электрофильтра, агрегатов питания и систем транспорта уловленной пыли. Собственно электрофильтр состоит из металлического корпуса с размещенными внутри него осадительными и коронирующими электродами. На входе в электрофильтр обычно устанавливается газораспределительное устройство, обеспечивающее равномерное распределение газов в активной зоне аппарата. Электрофильтр снабжается специальными устройствами для удаления уловленной пыли. Осадительные электроды выполняются из металлических пластин различной конфигурации или из труб круглого или шестиугольного сечения. Коронирующие электроды выполняются из круглой проволоки или из узких полос с выступающими острыми углами и др. Сущность процесса электрической фильтрации газов заключается в следующем. Газ, содержащий взвешенные частицы, проходит через систему, состоящую из заземленных осадительных электродов и размещенных на некотором расстоянии (называемом межэлектродным промежутком) коронирующих электродов, к которым подводится выпрямленный электрический ток высокого напряжения (см. рисунок 7.1).
1 – коронирующий электрод; 2 – электроны; 3 – ионы; 4 – частицы пыли; 5 – осадительный электрод.
Рисунок 7.1 - Механизм зарядки и осаждения частиц в электрофильтре
При достаточно большом напряжении, приложенном к межэлектродному промежутку, у поверхности коронирующего электрода происходит ионизация газа, сопровождающаяся возникновением коронного разряда (короны), который на весь межэлектродный промежуток не распространяется и затухает по мере уменьшения напряженности электрического поля в направлении осадительного электрода. Газовые ионы различной полярности, образующиеся в зоне короны, под действием сил электрического поля движутся к разноименным электродам, вследствие чего в межэлектродном промежутке возникает электрический ток, называемый током короны. Улавливаемые частицы из-за адсорбции на их поверхности ионов приобретают в межэлектродном промежутке электрический заряд и под влиянием сил электрического поля движутся к электродам, осаждаясь на них. Основное количество частиц осаждается на развитой поверхности осадительных электродов, меньшая их часть попадает на коронирующие электроды. По мере накопления на электродах осажденные частицы удаляются встряхиванием или промывкой электродов. Конструктивная схема электрофильтра представлена на рисунке 7.2. Между двумя осадительными плоскостями натянут ряд проводов. В пространство между каждой из плоскостей и проводами подается газопылевой поток. В поле коронного разряда, возникающего при подаче высокого напряжения на проводе, частицы заряжаются и под действием поля движутся к осадительным плоскостям, с которых они периодически удаляются. а - электрофильтр с трубчатыми электродами; б - электрофильтр с пластинчатыми электродами; 1 - коронирующие электроды; 2 - осадительные электроды.
Рисунок 7.2 - Конструктивная схема электрофильтра Таким образом, концентрация пыли в газе при прохождении его через активную зону электрофильтра значительно уменьшается. В трубчатых электрофильтрах удается получить более высокие значения рабочего напряжения, чем в пластинчатых. Вместе с тем в пластинчатых электрофильтрах проще решаются вопросы обеспыливания больших объемов газов в едином аппарате.
К числу наиболее важных параметров, влияющих на эффективность работы электрофильтров, относятся напряженность электрического поля. Кроме этого, движение частиц в электрическом поле, время пребывания частиц в активной зоне, удельное электрическое сопротивление слоя пыли на электродах, эффективность встряхивающих устройств, явления вторичного уноса частиц пыли и др. Процесс электрической фильтрации газов можно разделить на следующие стадии: зарядка взвешенных в газе частиц; движение заряженных частиц к электродам (подавляющая часть заряженных частиц движется к осадительным электродам); осаждение частиц на электродах; удаление осажденных частиц с электродов. В настоящее время в промышленности применяются два вида электрофильтров: однозонные и двухзонные электрофильтры. Однозонные электрофильтры, в которых зарядка и осаждение частиц осуществляются в одной зоне, используемые для очистки промышленных газов. Двухзонные электрофильтры, в которых процессы зарядки и осаждения протекают в двух разных зонах – ионизаторе и осадителе, применяемые в основном для тонкой очистки воздуха в системах вентиляции и кондиционирования. Современный однозонный электрофильтр для очистки промышленных газов представляет собой газоплотный корпус, в котором размещаются системы электродов, а также устройства, обеспечивающие равномерное распределение газа по сечению аппарата и вывод из него уловленных частиц.
Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 557; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |