МАШИНОСТРОЕНИЕ

ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ

Электрофильтры - устройства, в кото­рых очистка газов от взвешенных в них твер­дых или жидких частиц происходит под дейст­вием электрических сил. При движении через электрофильтр взвешенные в газе частицы за­ряжаются в поле коронного разряда и под дей­ствием электрического поля осаждаются на осадительных электродах. Коронный разряд - явление ударной ионизации газа под действием движущихся электронов или ионов вблизи электрода, называемого коронирующим. Поток отрицательных ионов между коронирующими и осадительными электродами образует ток короны электрофильтра. Коронный разряд ха­рактерен для систем электродов с резко неод­нородным полем: острие - плоскость; провод внутри трубы; ряд проводов между двумя па­раллельными плоскостями при отношении ра­диуса провода к межэлектродному промежутку менее 0,1 [45, 54. 70].

Коронный разряд возникает при некото­ром начальном (критическом) напряжении, со­ставляющем в промышленных электрофильт­рах 20...40 кВ.

Осаждение частиц обусловлено или по­следующим воздействием на них поля короны, или прохождением их в чисто электростатиче­ском поле между гладкими некоронирующими электродами. Электрофильтры первого типа известны как одноступенчатые, или осадители Коттреля, а второго - как двухступенчатые, поскольку в них зарядка и осаждение протека­ют в различных ступенях. Схемы устройств этих двух типов представлены на рис. 3.2.1 и рис. 3.2.2.

К числу преимуществ электрофильтра относятся: высокая степень очистки (превыша­ет 99 %); низкие энергетические затраты на улавливание частиц, состоящие из потерь энер­гии на преодоление газодинамического сопро­тивления аппарата (не превышает 150.. .200 Па)

ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ

Осадительные пластины

Бронирующие продолоки

4 v

А)

\_________________________________________ Осадительнь/е

Пластины

~Т}ысокойальтные ________________________ электроды

Заряди и к Коллектор

Б)

Рис. 3.2.1. Принцип действия одноступенчатого (а) и двухступенчатого (б) электрофильтров:

1 - осадительные пластины. 2 - коронирующие проволоки, 3 - зарядник, 4 - высоковольтные электроды; 5 - осадите ль

ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ

Пыль с пластин - S бункер

Рис. 3.2.2. Схема одноступенчатого электрофильтра:

1 - высоковольтные проволоки; 2 - осадительные

Пластины, 3 - коронирующие проволоки; 4 - заземление, 5 - пыль, собранная на пластинах

И затрат энергии (обычно 0,3.-1,8 МДж или 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 их высокая чувствительность к отклонениям от заданных параметров технологического ре­жима, а также к незначительным механическим дефектам в активной зоне аппарата.

Электрофильтры широко применяются во многих отраслях промышленности: химиче­ской и нефтехимической, теплоэнергетической, черной и цветной металлургии, строительной, при производстве удобрений и утилизации бы­товых отходов и др.

Электрофильтры не применяются, если очищаемый газ является взрывоопасной сме­сью. так как при работе электрофильтра неиз­бежно возникновение искровых разрядов.

Классификация электрофильтров. К основным типам электрофильтров относятся горизонтальный пластинчатый, вертикальные пластинчатый и трубчатый. Каждый из них может быть использован как мокрый или су­хой, а также как одно - или многосекционный (табл. 3.2.1). Вертикальные аппараты выпол­няются, как правило, однопольными.

В трубчатых электрофильтрах в качестве осадительных электродов 3 используют цилин­дрические трубы диаметром 0,25...0,3 мили шестигранные (сотовые) с диаметром вписан­ной окружности 0,25 м (рис. 3.2.3). Длина труб 3...5 м. В пластинчатых электрофильтрах оса­дительные электроды 2 выполняют в виде гладких пластин или набирают из прутков диаметром 8 мм, если скорость газа не превы­шает 1 м/с (рис. 3.2.4). При более высоких ско­ростях газа (1,5... 1,7 м/с) осадительные элек­троды набирают из штампованных элементов специального профиля. В зависимости от ти­поразмера пластинчатого электрофильтра [56] активная длина поля составляет 1,5...4 м, а вы­сота 4... 12 м.

ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ

Рис. 3.2.3. Схема трубчатого электрофильтра:

/ - бункер; 2 - камера поступающего газа; 3 - осади - тельный электрод; 4 - коронирующий электрод; 5 - камера уходящего газа, 6 - рама подвеса корони - рующих электродов, 7 - изолятор; 8 - механизм встряхивания электродов; 9 - заземление, 10 - ниж­няя рама коронирующих электродов, 11- груз

3.2.1. Классификационные признаки электрофильтров для разделения пылегазовых смесей

Признак классификации

Типы электрофильтра

По типу осадительных электродов

Трубчатый (рис. 3.2.3). пластинчатый (рис. 3.2.4)

По способу удаления осажденных час­тиц с электродов

Сухой, мокрый

По направлению хода газа

Вертикальный (рис. 3.2.3), горизонтальный (рис. 3.2.4)

По количеству последовательных электрических полей

Однопольный (рис. 3.2.3), многопольный (рис. 3.2.4)

По количеству параллельных секций

Односекционный (рис. 3.2.3 и 3.2.4), многосекционный

Некоторые конструктивные решения оса - дительных электродов представлены на рис. 3.2.5, а коронирующих - на рис. 3.2.6.

Коронирующие электроды подключают к отрицательному полюсу высоковольтного ис­точника питания [4] с системой регулирования, позволяющей поддерживать рабочее напряже­ние в электрофильтре.

ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ

JrrXU

Пыль

Рис. 3.2.4. Схема горизонтального трехпольного пластинчатого электрофильтра:

1 - коронирующие электроды; 2 - осадительные электроды; 3 - корпус; 4 - груз; 5 - рама осадительных электродов

На смену мокрым электрофильтрам, из­готовляемым из дефицитных цветных метал­лов, пришли аппараты, отличающиеся широ­ким использованием полимерных материалов. Наиболее перспективным для этих целей, как показали исследования ОАО НИИОгаза, явля­ется композиционный материал на основе по­липропилена с наполнителями из ацетиленовой

ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ

Рис. 3.2.5. Осадительные электроды:

А - листовые; б - сетчатые; в - желобчатые (Вальтер-электроды); г - прутковые; д - перфорированные; е, и - С-образные; ж, к, н - вертикальные трубчатые круглого, шестигранного и сотового сечения; з, л - карманные; м, о, п - тюльпанообразные

ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ

ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ

ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ

ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ

ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ

UfcJUUUUUUU

Рис. 3.2.6. Коронирующие электроды

Сажи и графита с добавкой этилен-пропилено - вого каучука. Этот материал отличается значи­тельной механической прочностью, стойко­стью к низким температурам окружающего воздуха и к химически агрессивным средам и служит основой для создания ряда конструк­тивных элементов электрофильтров типа ЭВМ 1 -3,8-11 -1 - КПФ, ЭВМ-2-3,54-5,6-1 - СП, ЭВМ 2-3,5-9,0-1-СПФ [29]. Оригинальная оса­дительная система в виде полимерного моно­блока представлена на рис. 3.2.7.

К техническим характеристикам элек­трофильтров относятся:

Активная зона - рабочая часть аппарата, образованная межэлектродными промежутка­ми;

Активное сечение - свободное сечение для прохода газа в активной зоне электро­фильтра;

Активная высота электродов (поля) - вы­сота коронирующих и осадительных электро­дов в пределах активной зоны;

Активная длина поля - протяженность по­ля в направлении хода газа в пределах актив­ной зоны;

Площадь осаждения - суммарная поверх­ность осадительных электродов в активной зо­не электрофильтра;

Активная длина коронирующих электро­дов - полная длина всех элементов корони­рующих электродов в активной зоне.

ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЫ

Рис. 3.2.7. Полимерная осадительная система в виде моноблока:

1 - несущая часть (основа) коронирующего электро­да; 2 - монолитная осадительная система; 3 - стяжки системы фиксации коронирующих электродов; 4 - фиксаторы коронирующих электродов; 5 - шестере - берные зубчатые насадки коронирующего электрода; 6 - пластины подвески коронирующих электродов

В табл. 3.2.2 приведены некоторые тех­нические характеристики распространенных типов сухих электрофильтров. К перспектив­ным аппаратам следует отнести электрофильт­ры типов ЭГД, ЭГВ, ОГП, ЭГА. Следует отме -

3.2.2. Техническая характеристика некоторых распространенных типов сухих электрофильтров

Параметры

Тип электрофильтра

*

Эгд

ЭВ

ЭГАВ СРК

ЭГВ

ОГП (ОГ)

ГК

УГТ

УКТ

ЭГА

Производительность (рекомендуемая), м3/с

181,0...350,1

21,1...97,2

27,8...83,4

10,6...42,6

4,72... 9,44

30,6...40,1

20,0

24,6

11,0...49,0

Площадь активного сечения, м2, не менее

181...350

10...24

_

10,7...42,6

8,0... 16,0

30,0...40,0

40,0

_

11,0... 49,0

Массовая концентрация пыли в пылегазовом потоке, г/м3, не более:

На входе

20

30

16

90

25

15

50

-

90

На выходе

0,5

0,1

0,15

Не превышает нормативов

0,125

0,15

1,0

0,08

0,09

Максимальная темпера­тура очищаемого газа, °С

160

250

250

330

425

440

400

425

330

Гидравлическое сопро­тивление, Па, не более

150

150

200

200

150

150

_

300

500

Разрежение очищаемого газа, Па, не более

5000

3500

3000

1500

1500

3500

500

_

1500

Назначение

Очистка дымовых газов от золы

Очистка от пыли неаг­рессивных газов и аспи- рационнош воздуха

Очистка дымовых газов от пыли

Очистка газов и аспираци - онных выбро­сов от пыли

Улавлива­ние огарко - вой пыли из технологи­ческих газов

Очистка газов от пыли

Очистка от пыли неагрес­сивных газов

Очистка газов от пыли в металлургии и нефтеперера­батывающей промышлен­ности

Очистка газов и аспираци - онных выбросов от пыли

* А - модификация; В - вертикальный (для ЭВ), модификация (для ЭГВ); Г - горизонтальный; Д - двухярусный; О - огарковый; П - пластинчатый; Т - вы­сокотемпературный; У - унифицированный; Э - электрофильтр.

Тить, что в сухих электрофильтрах не образу­ется шлам, отсутствует коррозия. В то же вре­мя, в таких электрофильтрах возникают труд­ности при улавливании пылей с низким (менее 102 Ом м) и высоким (более 108 Ом м) удель­ным электрическим сопротивлением, осложне­на стабильная очистка газа до выходных кон­центраций ниже 50 г/м3. В горизонтальных многопольных аппаратах может быть достиг­нута значительно более высокая степень очи­стки, чем в вертикальных однопольных.

При выборе электрофильтра руковод­ствуются каталогом газоочистного оборудова­ния [29].

Расчет основных технологических ха­рактеристик, конструктивных размеров и энергетических затрат при выборе электро­фильтра. К исходным данным относятся:

Объемный расход V и параметры очищае­мых газов (состав, температура, давление);

Концентрация и свойства взвешенных частиц (агрегатное состояние, фракционный состав, удельное электрическое сопротивле­ние);

Требуемая степень очистки газа г|.

Рекомендуется такая последовательность расчета.

Выбирается конструктивный тип элек­трофильтра с учетом рекомендаций табл. 3.2.2 и [4, 22. 29, 45, 56, 75].

Находится требуемая площадь активного сечения электрофильтра по формуле

S = V/wr. (3.2.1)

Где wr - линейная скорость пылегазового по­тока в активной зоне электрофильтра; для су­хих электрофильтров 0,5 <wr< 1,5 м/с. для

Мокрых - 1,0 <wr < 2,5 м/с. Для выбранного типа аппарата принимают ближайшее значение площади активного сечения S и по формуле (3.2.1) находят фактическую скорость газа wr.

3.2.3. Относительная диэлектрическая проницаемость вещества г

Вещество

Газы

Кварц, сера

Стекло

Гипс

Оксиды металлов

Трансформаторное масло

8

1

4

7,5

5

12...18

2,1...2,4

Определив рабочее сечение аппарата, в нем распределяются электроды и по принятым «нормальным» расстояниям между корони - рующими и осадительными электродами нахо­дится суммарная длина коронирующих элек­тродов /.

По длине / и плотности силы тока / опре­деляется сила тока /

/ = // (3.2.2)

По соотношению (3.2.2) находится кри­тический градиент потенциала, а по нему и расстоянию между электродами - рабочая раз­ность потенциалов на электродах.

Определяется скорость осаждения (дрей­фа) частиц

W0=s0sdE2/[(e + 2)\x],

Где sо = 8,85-10~'2 Ф/м - диэлектрическая про­ницаемость вакуума: 8 - относительная ди­электрическая проницаемость вещества части­цы (табл. 3.2.3); d - диаметр частиц; Е = U/H - средняя напряженность электрического поля коронного разряда для пластинчатых электро­фильтров; Н - расстояние между коронирую - щим и осадительным электродом; U - рабочее напряжение.

Для полидисперсной пыли скорость оса­ждения рассчитывается для среднего размера частиц каждой фракции.

Если известны результаты испытаний электрофильтров аналогичной конструкции, очищающих сходные по характеристикам пы - легазовые потоки, то для расчетов использует­ся условная, так называемая, эффективная ско­рость дрейфа частиц w3 . Для пластинчатых электрофильтров

W3=(wrH/L) ln[l/(l-n)],

Где \-т\ - относительный унос, измеренный при испытаниях аналогичного электрофильтра; L - длина активной зоны электрофильтра [29].

Расчет с использованием w3 более то­чен, так как учтены проскок пыли через неак­тивные зоны электрофильтра, унос частиц при встряхивании электродов, неоднородность по­ля концентраций пылегазового потока, нерав­номерности газораспределения, полидисперс­ность частиц и другие факторы. При отсутст­вии экспериментальных данных расчет w3

Осуществляется по [56].

Требуемая длина активной зоны может быть определена и по формулам [54]: для трубчатого электрофильтра

Эксплуатация электрофильтров показала, что при неравномерном подводе пылегазового потока к рабочей зоне аппарата расчетные по­казатели эффективности не достигаются, и это приводит к увеличению токсичных выбросов в атмосферу и потере дефицитного сырья.

Для оценки степени неравномерности распределения скоростей пылегазового потока обычно используют коэффициенты количества движения (Буссинеска) Мк и кинетической

Энергии (Кориолиса) NK, определяемые по формулам [6, 26] соответственно:

=(7?>vr /2 w0 )ln [l/(l - л)];

1 f-q

Мк = — \w2dF ; NK = — Jw3rfF, (3.2.4)


Для пластинчатого

Z. =(/ftvr /w0 )ln[l/(l - л)].

Где R - радиус трубы.

По значению L окончательно выбирает­ся типоразмер электрофильтра, пользуясь табл. 3.2.2 и [4, 22, 29,45, 70].

Определяется ожидаемая степень улавли­вания монодисперсной пыли в электрофильтре выбранного типоразмера [54]:

Для трубчатого электрофильтра

N = l-exp[-2w0L/(wrfl)];

Для пластинчатого

N = l-exp[-w0L/(wr#)].

Общая степень очистки газов от поли­дисперсной пыли [54]

I=l

Где Г] j - степень очистки, рассчитанная по

Среднему размеру частиц /'-й фракции; -

Относительная доля фракции; п - число фрак­ций.

Оценивается степень неравномерности распределения пылегазового потока по рабо­чему сечению электрофильтра и выбираются устройства для снижения или устранения этой неравномерности.

Где FK - площадь поперечного сечения пото­ка; w - относительная скорость пылегазового потока; w-wt /wK: wt и wK - соответствен­но локальная и средняя по сечению скорость потока.

Для прямоугольного и круглого сечений значения Мк, приведенные в (3.2.4), опреде­ляются по формулам соответственно:

1

(3.2.5)

1

(3.2.6)

R

О

Где b, R - ширина и радиус сечения соответст­венно; у - текущая координата.

Реальные значения w определяются экс­периментально. Установлено [6, 26], что при Мк> 1,25 актуальность применения вырав­нивающих поток устройств очевидна. В каче­стве достаточно эффективных, конструктивно простых и обладающих низким гидравличе­ским сопротивлением выравнивающих пылега - зовый поток устройств можно рекомендовать распределительные решетки и разделительные стенки (рис. 3.2.8 и рис. 3.2.9).

Для обеспечения равномерной раздачи пылегазового потока эффективной является ус­тановка перед электрофильтром группы ци­клонов [26]. Нарис. 3.2.10 представлена группа из восьми циклонов типа ЦН-24 диаметром

0,6 м, выполняющая функции предварительной ступени очистки перед диффузором электро­фильтра.

Рассчитывается мощность, потребляемая дымососом, кВт,

(3.2.7)

Л

Где ру - полное давление, создаваемое дымо­сосом, Па; Q - производительность дымососа, м3/с; г| - полный КПД дымососа; Л-ЛйЛтрЛгЛм' гДе Л/г ~ гидравлический

КПД; Лтр~ КПД с учетом потерь на внутрен­нее трение; г\у - объемный КПД; Г)м - меха­нический КПД.

Определяется мощность повысительно - выпрямительного агрегата для питания элек­трофильтра током. кВт,

0,707 10-6 ©/w + 0,5

Na =------------------------------------------- ,

Р

Где © - рабочая разность потенциалов на элек­тродах. кВ; т - коэффициент формы кривой выпрямленного тока; т = 1,5...2,2; Р - КПД агрегата; р = 0.7...0.8.

МАШИНОСТРОЕНИЕ

Производство и продажа хонинговальных головок

Хонинговальные головки 36-160 мм. Контакты для заказов хонголовок: Украина: +38 050 457 1330 Россия: delo7.ru - представитель в России hon@msd.com.ua Видео обзор хонов от 60 до 80мм: Видео хонголовок с …

ЭКСТРУДЕРЫ

Рис. 7.2.19. Узел смыкания гидромеханического типа Экструдеры применяют в качестве гене­раторов расплава в агрегатах для гранулирова­ния пластичных материалов, нанесения тон­кослойных покрытий и пластмассовой изоля­ции, дублирования пленок, для производства пленки, листов, …

ВАКУУМНАЯ СУБЛИМАЦИОННАЯ АППАРАТУРА

Основными частями оборудования для сублимационной сушки и очистки веществ яв­ляются сублимационная камера (или сублима­тор), десублиматор и вакуум-насосная система. В состав сублимационной сушильной установ­ки, помимо этого, входят морозильный аппарат и холодильное …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.