ПРОЦЕССЫ АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ Очистка газов в электрическом

ПРОЦЕССЫ АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ Очистка газов в электрическом поле (Лекция 14) Чуракова Светлана Константиновна, к. т. н. 1

Содержание • Очистка газов в электрическом поле • Схема вертикального пластичного электрофильтра • Расчет процесса осаждения частиц в электрофильтрах 2

Очистка газов в электрическом поле Если взять электроды значительно отличающиеся по величине площади поверхности, например: пластину и острие, то при их зарядке возникает неоднородное электрическое поле силовые линии которого показаны на рисунке. Если повышать напряжение на электродах, то при некотором критическом напряжении газ начинает ионизироваться расщепляясь на положительно заряженные ионы и электроны, которые перемещаются по направлению силовых линий электрического поля. С дальнейшем повышением напряжения, около острия наблюдается голубоватое свечение, то есть наступает явление местного пробоя называемое коронным разрядом или короной. Если теперь между электродами пропустить запыленный газ, то электроны сталкиваясь с частицами пыли отдадут им отрицательный заряд и частицы будут притягиваться и осаждаться на положительной пластине. Некоторая часть частиц сталкиваясь с положительно заряженными ионами, забирает положительный заряд и будет осаждаться на отрицательно заряженном острие. 3

Очистка газов в электрическом поле (продолжение) Неоднородное электрическое поле может быть создано в цилиндрической трубе с размещенным по ее оси коронирующим проводом, либо путем сочетания пластины с коронирующими проводами. Устройство для обработки суспензий газ-жидкость или газ -твердое тело в электрическом поле называется электрофильтрами. Электрофильтры с осадительными пластинами - пластинчатыми. Электрические фильтры питаются постоянным током и, как правило, применяются отрицательно заряженные коронирующие провода и положительно заряженные осадительные элементы. 4

Схема вертикального пластичного электрофильтра 1 -штуцер для отвода запыленного газа или неоднородной смеси газ -жидкость. 2 - штуцер для вывода очищенного газа. 3 - штуцер для вывода осадка (пыли или жидкости). 4 -коронирущие провода. 5 -верхняя и нижняя рамы для подвеса коронирующих проводов. 6 -грузы. 7 -распределительное устройство для вывода газа (распределительная решетка). 8 осадительные, положительно заряженные пластины. Очищаемый газ проходит через аппарат снизу вверх. Рабочим пространством является объем заключенный между электродами Трубчатые электрофильтры устроены аналогично, вместо пластин в камеру помещен пучок труб диаметром 250300 мм и длиной 3 -4 м. При улавливании капель жидкости из тумана осажденная жидкость стекает по осадительным пластинам или трубам вниз, а при улавливании пыли ее периодически стряхивают с электродов специальными механизмами ударного действия. 5

Расчет процесса осаждения частиц в электрофильтрах проводится аналогично расчету процесса осаждения под действием силы тяжести В рассматриваемом аппарате частицы пыли движутся в вертикальном направлении и проходят путь вдоль электродов со скоростью , то есть является скоростью прохождения газового потока через аппарат. Одновременно частицы пыли получив заряд двигаются в перпендикулярном направлении от коронирующих проводов к осадительным пластинам. И для очистки газа необходимо выполнение условия Из практики известно, что Для расчета максимальной производительности => скорость прохождения газа через аппарат. Далее Для известной производительности по газу зная скорость прохождения газа можно определить площадь поперечного сечения электрофильтра. 6

Расчет процесса осаждения частиц в электрофильтрах (продолжение) Затем для пластинчатого электрофильтра выбирают соотношение линейных размеров а, в. Для трубчатых электрофильтров определяют необходимое количество труб z принимая (d - диаметр труб) d = 250. . 300 мм. В промышленных электрофильтрах скорость газа составляет 0, 75 -1, 5 м/с в трубчатых конструкциях и 0, 5 -1, 0 м/с в пластинчатых конструкциях. Это объясняется наиболее эффективным разделением в электрическом поле труб. Степень осаждения газов в электрофильтрах максимально высокая 99% Конструкции электрофильтров может быть приспособлены к любым производственным условиям (горючий газ, мокрый газ, химически агрессивные суспензии и т. д. ) Расход электроэнергии 0, 5 -0, 8 к. Вт/час на 1000 м 3 газа. Недостатком электроочистки является повышенная стоимость, связана с расходом электроэнергии, повышение капиталовложения, связанные со сравнительно высокой стоимостью трансформаторов и выпрямителей, электроочистка малоэффективна в случае очистки газов от твердых частиц с малым удельным электрическим сопротивлением. 7

Расчет процесса осаждения частиц в электрофильтрах (продолжение) Представляет интерес для технико-экономического анализа сравнение усредненных рабочих характеристик наиболее распространенных аппаратов для очистки газовых неоднородных систем. Максимальное Размеры содержание пыли отдельных частиц, в газе, кг/м 3 мкм Степень очистки, % Гидравлическое сопротивление, Па Аппараты 1 Палеосадительные камеры ------ Более 100 30 -40 ------ 2 Жалюзийные пылеуловители 0, 02 Более 25 60 500 3 Циклоны 0, 4 Более 10 70 -90 400 -700 4 Батарейные циклоны 0, 1 Более 10 85 -90 500 -800 5 Рукавные фильтры 0, 02 Более 1 98 -99 500 -2500 6 Центробежные скрубберы 0, 05 Более 2 85 -98 400 -800 7 Пенные пылеулавливатели 0, 3 Более 5 95 -99 300 -900 8 Электрофильтры 0, 005 Более 0, 005 99 50 -200 8