Подбор и расчет электрофильтров. подбор и расчет электрофильтров. 1. Очистка газов от пыли. 4

• Название: 1. Очистка газов от пыли. 4
• Анкор: Подбор и расчет электрофильтров
• Дата: 07.12.2022
• Размер: 330.35 Kb.
• Имя файла: подбор и расчет электрофильтров.docx
• Тип: Реферат; #833261

Содержание

Введение 3

1. Очистка газов от пыли. 4

5

2.Принцип действия электрофильтров. 6

3.Конструкции электрофильтров 13

4. Подбор и расчет электрофильтров. 20

Заключение 26

Список литературы 27

Введение

Промышленное предприятие и остальные виды деятельности человека сопровождается выделение в атмосферу разных веществ, загрязняющие воздушную среду. В воздух поступают аэрозольные частицы(пыль, туман, дым),газы, пары, а также микроорганизмы и радиоактивные вещества.

Для большинства промышленных предприятий очистка вентиляционных выбросов от вредоносных веществ является одним из действ по защите воздушного бассейна. Благодаря очистке выбросов перед их поступлением в атмосферу предотвращается засорение атмосферного воздуха

Электрических фильтр представляет собой четырехполюсник, предназначенный для выделения из состава сложного электрического колебания частотных составляющих, расположенных в заданной полосе частот, и подавления тех составляющих, которые расположены в других полосах частот. Первая из названных полос представляет собой полосу пропускания, а вторая - полосу задерживания

Электрическая очистка- один из совершеннейших видов очистки газов от взвешенных в них частиц пыли и тумана. Процесс основан на ударной ионизации в зоне коронирующего разряда, передаче заряда ионов частиц примесей и осаждении последних на осадительных и коронирующих электродах.

В курсовой работе, предоставила информацию об очистке газов от пыли, принцип работы электрофильтров, а так же виды электрофильтров и где они применяются, их подбор и правильный расчет

1. Очистка газов от пыли.

Под электрической чисткой газа уясняют процесс, при котором твёрдые микрочастицы исчезают из газообразной среды под влиянием электрических сил.

Главным различием процесса электростатического осаждения от механических методов фильтрации частиц подразумевается то, что в этом случае осаждающая сила действует напрямую на частицы, а не создается на прямую влиянием на поток газа. Это буквальное и очень действенное применение силового воздействия и показывает такие отличительные черты электростатического метода, как минимальное потребление энергии и маленькое сопротивление потоку газа. Даже маленькие частицы субмиллиметрового диапазона улавливаются результативно, так как на эти частицы воздействует довольно огромная сила. Особых ограничений степени фильтрации не находится, поскольку результативность может быть выше из-за увеличения длительности нахождения частиц в электрофильтре.

Энергия, расходуемая в электрофильтре, складывается из энергии, затрачиваемой генератором тока высокого напряжения, и энергии, нужной для преодоления сопротивления при прохождении газа через электрофильтр. Гидравлическое сопротивление электрофильтра при его адекватной эксплуатации не превышает 100…150 Па, т. е. гораздо ниже, чем у большинства других пылеуловителей. Энергия, подводимая к обрабатываемым газам при электроосаждении, затрачивается преимущественно на обеспечении непосредственного влияния на осаждаемые частицы. Этим обусловлены многие преимущества процесса электрофильтрации.

Электрофильтр относится к весьма действенным пылеулавливающим приборам. Эффективность фильтрации достигает 99, 9 % в широких пределах концентраций (от нескольких мг до 200 г/) и дисперсности частиц (до долей мкм) и не большой затрате электроэнергии(около 0, 1…0, 5 кВт-ч на 1000 газов). Электрофильтр может обеспечивать влажную и коррозионно активную газовую среду с температурой до 500°С. Производительность электрофильтров достигает сотен тысяч /ч очищаемого газа.

К недочётам электрофильтров относится их высокая восприимчивость к сохранению параметров очистки, высокая металлоемкость и большие размеры, а также высокая требовательность к уровню ремонта и обслуживания.

Использование электрофильтрации имеет перечень ограничений. Электрофильтр не используют для улавливания пыли, которые обладают высоким электрическим сопротивлением. не рекомендуется направлять в электрофильтры взрывоопасные газовые выбросы, в том числе те которые становятся взрывоопасными в процессе обработки. Не следует использовать электроочистку, если осаждение взвешенных частиц может сопутствовать электрохимическими реакциями с выходом токсичных продуктов и тем более - добавлять такие (например, SO3, NH4 и др. ) для интенсификации процесса электрофильтрации.

Электрофильтры, как более сложное и затратное оборудование, которое гарантирует тонкую очистку воздуха, обычно группируют с другими пылеулавливающими приспособлениями, устанавливаемыми на первоначальных ступенях очистки. В итоге увеличивается экономичность применения электрофильтров и гарантируется наиболее полная очистка.

2.Принцип действия электрофильтров.

Очистка газов проходит под воздействием электрических сил. Частицам приходит электрический заряд, и они под действием электрического поля осаждаются из газового потока.

Процесс обеспыливания в электрофильтре заключается из стадий: пылевые частицы, проходя с потоком газа электрическое поле, получают заряд; заряженные частицы переходят к электродам с противоположным знаком; осаждаются на электродах; удаляется пыль.

Зарядка частиц - главный шаг процесса электростатического осаждения. Большинство частиц, с которыми приходится иметь дело при промышленной газоочистке, несут заряд, обретённый в процессе их формирования, впрочем, эти заряды слишком маленькие, чтобы гарантировать действенное осаждение. На практике зарядка частиц происходит пропусканием частиц через корону беспрерывного тока между электродами фильтра. Можно применить и положительную и отрицательную корону, для промышленной газоочистки целесообразнее отрицательная корона из-за наибольшей устойчивости и способности использования больших рабочих значений напряжения и тока, но при очистке воздуха используют только положительную корону, так она дает меньше озона.

Главными элементами электрофильтра являются коронирующий и осадительный электроды. Первый электрод в простейшем виде представляет собой проволоку, натянутую в трубке или между пластинами, второй - представляет собой поверхность трубки или пластины, окружающей коронирующий электрод (рис. 4.1 )



Рис. 4.1 . Конструктивная схема электродов:

а - электрофильтр с трубчатыми электродами; б - электрофильтр с пластинчатыми электродами; 1 - коронирующие электроды; 2 - осадительные электроды

На коронирующие электроды подаётся электроток напряжением 30…60кВ. Коронирующий электрод часто приобретает отрицательную полярность, осадительный электрод обесточен. Это объясняется тем, что корона при такой полярности наиболее устойчива, чувствительность отрицательных ионов выше, чем положительных.

Таким образом равно как электрическая безопасность газового интервала присутствие отрицательной короне больше, нежели присутствие положительной, в системах фильтрации промышленных выбросов подают в коронирующий электрод отрицательное напряжённость испрямленного тока. Впрочем, в отрицательной короне образуется значимое количество озона, что способен формировать в обстановке большое количество взаимодействий, порождающих к повторному засорению. Электрофильтры с целью вентиляции а также кондиционирования воздуха функционируют только лишь вместе с положительной короной. Частицы, передвигаясь в зоне ионизации и сортируя на своей поверхности ионы, обретают в итоге положительный или отрицательный заряд и под влиянием электрических сил двигаться к электроду противоположного знака. Частицы заряжаются на первых 100…200 мм пути и перемещаются к заземленным осадительным электродам под влиянием непрерывного поля короны. Процесс в целом протекает быстро, на полное осаждение частиц требуется всего несколько секунд. По мере накапливания частиц на электродах их стряхивают или смывают.
Коронный разряд типичен для неоднородных электрических полей. Для их создания в электрофильтрах используют системы электродов типа точка (острие) - плоскость, линия (острая кромка, тонкая проволока) - плоскость или цилиндр.

В поле короны электрофильтра проявятся два разных механизма зарядки частиц. Наиболее важна зарядка ионами, которые передвигаются к частицам под воздействием внешнего электрического поля. Вторичный процесс зарядки обусловлен диффузией ионов, скорость которой зависит от энергии теплового передвижения ионов, но не от электрического поля. Зарядка в поле преобладает для частиц диаметром наиболее 0, 5 мкм, а диффузионная — для микрочастиц мельче 0, 2 мкм; в промежуточном диапазоне (0, 2…0, 5 мкм) важны оба агрегата

Заряд частицы, достигаемый за время t, определяется следующим уравнением:

(4.1)

Где –относительная диэлектрическая постоянная частицы по отношению к диэлектрической постоянной вакуума;

- проницаемость вакуума, равна ;

- напряженность электрического поля;

-радиус частицы;

К- подвижность газовых ионов;

е- заряд электрона;

- ионная плотность;

t- время.

Уравнение (4.1) может быть переписано в более краткой форме, если учесть, что заряд достигает предельного значения определяемого как:



И что величина имеет размерность времени. Эта величина называется временной постоянной зарядки и обозначается символом .повставляя в (4.1) и получаем упрощенное выражение:



Около 90 % заряда частица получает через отрезок времени, равный 10 .

Напряженность поля располагается в пределах 300-600 кВ/м, но так же может превышать 1000 кВ/м в дополнительных системах. Ионная плотность приобретает порядок … , но в некоторых моментах может быть гораздо выше.

Временная непрерывной зарядки составляет 0,11 секунд при относительно маленькой ионной плотности и сокращается до 0,001 с при высоком значении плотности . Если воспринять время для практически полного окончания зарядки, то при умеренной плотности ионов время зарядки составит 0,1 с. Это время соотносится длине пути газа в осадителе, равной 0,1…0,2 м, так что зарядка протекает на незначительном расстоянии от входа в электрофильтр.

Нестабильность поля, в котором появляется корона, именуют начальной или критической. Ее размерность в чём-либо влияет от показателей обрабатываемых газов и может насчитывать для обычных требований порядка (15...20) кВ/см. Критическое перенапряжение на электродах Uкр, при котором возникает коронный разряд, зависит от их геометрии. При критичной напряженности поля Екр, В/м, величину Uкр, В, для системы из цилиндрического осадительного и размещенного центрально проволочного коронирующего электрода можно рассчитать по формуле:



а для пластинчатых осадительных и проволочных коронирующих электродов - по формуле:



где , - радиусы коронирующего и цилиндрического осадительного электродов, м;

- расстояние между коронирующим и пластинчатым осадительным электродом, м;

- расстояние между соседними коронирующими электродами, м.

Обычно для промышленных электрофильтров значения составляют порядка 0,001…0,002 м, и – 0,1…0,15 м, Uкр = 20…30 кВ.

Скорость передвижения взвешенных частиц увеличивается с напряженностью поля, впрочем при конкретном значении напряжения на электродах наступает пробой газового промежутка и возникает дуга. Поэтому приемлемым понятием напряжения на электродах считается предельно ближайшее к пробойному.

Таким образом равно как электрическая безопасность газового интервала присутствие отрицательной короне больше, нежели присутствие положительной, в системах фильтрации промышленных выбросов подают в коронирующий электрод отрицательная напряжённость испрямленного тока. Впрочем, в отрицательной короне образуется значимое количество озона, что способен формировать в обстановке большое количество взаимодействий, порождающих к повторному засорению. Электрофильтры с целью вентиляции, а также кондиционирования воздуха функционируют только лишь вместе с положительной короной.

Уровень очищения газов с дисперсных примесей в электрофильтрах находится в зависимости почти с абсолютно всех характеристик газов а также весовых элементов, с полезных данных агрегатов, систем эксплуатации а также строя иных условий.
В максимальной грани процедура улавливания пыли в электрофильтре находится в зависимости с удельного гальванического противодействия (УЭС) пыли, наилучшее значимость коего располагается в границах (10⁶ ...10⁹ ) Ом. м. Согласно величине противодействия пыли разделяют в 3 категории:

• 
  низкоомная пыль с малым удельным электрическим сопротивлением. УЭС < Ом.м. Низкоомные частички просто заряжаются в электрическом области, но вместе с приближением к электроду вместе с противоположным знаком перезаряжаются, а также среди ними приступают действовать силы отталкивания. Данное предназначается фактором повторного уноса низкоомных частиц, в том числе и поспевших упасть в катод то что уменьшает результативность улавливания пыли в электрофильтре;
  
• 
  среднеомные пыли с УЭС в пределах … Ом.м без каких-либо осложнений осаждаются на электродах и удаляются;
  
• 
  высокоомные пыли со значительным УЭС > Ом.м.
  

Улавливание данных пылей в электрофильтре предполагает максимальную трудность. Садясь на электроды, они формируют неоднородный изоляционный слой. Согласно участку более низкой обособленности напряжение степь делается наибольшей. Данное содействует формированию короны с противоположным символом ("обратной короны"), стремительно портящей службу электрофильтра. Значительным удельным электрическим сопротивлением имеют пыли магнезита, гипса, оксиды свинца а также цинка РbО, ZnO, сульфид свинца PbS.
Сокращение УЭС пыли добивается добавкой к газу строя реагентов, к примеру, сернистого ангидрида, аммиака, хлоридов кальция а также натрия а также др. Такого рода ведь итог предоставляет дополнение в газ электропроводных элементов сажи либо река. Значительное противодействие строя пылей способен являться понижено остыванием пылегазового струи далее 130° C либо его нагреванием больше 350 °С.

Конкретное воздействие на уровень осаждения частиц проявляют их концентрация, а также дисперсный состав. Во входе в фильтр частички имеют все шансы обладать личный электростатический заряд, что присутствие их крупном числе (т. е. при значительной счетной концентрации) способен значительно воздействовать в характеристики осаждения частиц, снижая напряжение электрического поля в аппарате вплоть до запирания короны. На теоретическом уровне минимальный размер улавливаемых частиц в электрофильтрах никак не ограничен. Но почти никак не все без исключения частички в их улавливаются. Присутствие весьма значительного сосредоточения высокодисперсных частиц (как правило субмиллиметрового спектра) начинается подавление тока короны большим электрическим зарядом. Данное приводит к тому, то что концентрация ионов делается очень низкой, для того чтобы гарантировать необходимую зарядку элементов.

Скорость дрейфа частиц в электрическом поле в существенной мере находится в зависимости с объемов частиц. Данная взаимозависимость обладает непростой вид по причине отличия элементов передвижения элементов различных объемов. Считается, то что в спектре размеров меньше 0, 1... 0, 3 мкм скорость передвижения элементов в электрическом поле снижается вместе с их укрупнением, в спектре с 0, 3 вплоть до 20 мкм ─ возрастает вместе с повышением диаметра, а также потом снова несколько уменьшается.
С характеристик газового потока максимальное воздействие в оседание проявляют влагосодержание, а также температура. С уменьшением температуры снижается вязкость газов, из-за чего они проявляют наименьшее противодействие движению взвешенной частицы к электроду. Вместе со снижением температуры увеличивается устойчивость коронного разряда, что дает возможность функционировать присутствие наиболее значительной напряженности электрического поля. Помимо этого, вместе с охлаждением обрабатываемого потока увеличивается его условная влагосодержание, то что водит к снижению УЭС элементов из-за их увлажнения.

Весьма значимым условием, сопряженным почти с абсолютно всем действием электроосаждения, считается темп газового потока. С нее напрямую зависят период присутствия элементов в аппарате, а также его размеры

Присутствие малом течении газа, очень огромный скорости газа либо плохих условиях удержания способен осуществляться унос осажденных частиц. Частички, унесенные с осадительного электрода, в случае отрицательной короны получат положительный запас из-за эмиссии. Данные частички имеют все шансы никак не подвергаться перезарядке либо перезарядиться только лишь отчасти. В каждом случае частички станут вынесены с электрофильтра, то что значительно уменьшит эффективность улавливания.

При быстроте потока более (1... 1, 5) м/с быстро увеличивается повторный унос пыли с электродов. Весьма немаловажно в связи вместе с данным обеспечить размеренное разделение потока по сечению аппарата с тем, чтобы локальные скорости в межэлектродных интервалах ненамного различались со средней быстроты.
Конкретное воздействие в результативность обрабатывания газов проявляют полезные характерные черты тех или иных видов электрофильтров.Электрофильтры функционируют равно как под разрежением, таким образом, а также около излишнего давления. Концепция пылеулавливания, в каковой использован фильтр, способен быть полностью автоматизирована.

3.Конструкции электрофильтров

Аппараты с целью очищения газов данным способом именуют электрофильтрами. Главными компонентами электрофильтров считаются: газоплотный корпус вместе с размещенными в нем коронирующими электродами, к каким подводится выпрямленный ток высочайшего напряжения, а также осадительными заземленными электродами, изоляторы электродов, приборы для однородного распределения потока по сечению электрофильтра, бункера с целью сбора уловленных частиц, концепции регенерации электродов а также электропитания.

Конструктивно электрофильтры имеют все шансы быть с корпусом прямоугольной либо трубчатой формы. Изнутри корпусов смонтированы осадительные а также коронирующие электроды, а кроме того механизмы встряхивания электродов, изоляторные узлы, газораспределительные устройства.

Часть электрофильтра, в которой расположены электроды, именуют активной областью (реже - действующим объемом). В связи с количеством действующих полос знакомы электрофильтры однозонные, а также двухзонные. В однозонных электрофильтрах коронирующие, а также осадительные электроды в пространственном взаимоотношении, конструктивно никак не разделены, В двухзонных электрофильтрах существует точное распределение. С целью автосанитарной очищения пыльных выбросов применяют однозонные конструкции вместе с размещением коронирующих, а также осадительных электродов в одном рабочем объеме. Двухзонные электрофильтры вместе с отдельными участками с целью ионизации, а также осаждения взвешенных частиц применяют в основном присутствие чистке приточного атмосферы. Связано это с тем, то что в ионизационной области совершается выделение озона, приток которого никак не разрешается в воздушное пространство, подаваемый в помещения.

В связи с тенденцией перемещения газа электрофильтры подразделяют в горизонтальные, а также вертикальные. Вертикальные аппараты занимают в проекте существенно меньше места, но присутствие других равных условиях коэффициенты очищения в них ниже. Интенсивная длина степь вертикального электрофильтра сходится вместе с интенсивной высотой его электродов.

По мере осаждения пыли в электродах понижается результативность пылеулавливания. В уклонение данного явления, а также поддержания подходящей производительности электрофильтров электроды время от времени чистят с пыли встряхиванием либо промывкой. В соответствии с этим электрофильтры разделяются на сухие, а также мокрые.

К мокрым причисляют устройства, улавливающие жидкие либо весьма увлажненные твердые частички, а также электрофильтры, электроды каковых очищаются самотеком (конденсатом уловленного жидкого аэрозоля) либо с помощью смывки осевших элементов жидкостью.
К сухим причисляют электрофильтры, улавливающие сухие твердые частички, какие удаляют с электродов с помощью встряхивания посредством конкретного интервала времени.

В связи с формой осадительных электродов известны электрофильтры трубчатые, а также пластинчатые (злак. 4. 1). Трубчатые электрофильтры заключаются с большого количества элементов, обладающих круглое либо сотообразное сечение. Согласно оси трубчатого компонента расположен коронирующий электрод. В пластинчатом электрофильтре имеется огромное количество параллельных пластинок. Между ними пребывают натянутые коронирующие электроды.

Фигуры осадительных, а также коронирующих электродов имеют все шансы быть самыми различными. Коронирующие электроды имеют все шансы запасаться с тонких круглых либо толстых шестигранных стержней, стальных пилообразных полос, профилированных лент вместе с игольчатой выштамповкой. В некоторых случаях применяются и прочие формы. Осадительные электроды сухих фильтров осуществляют в виде профилированных пластинок, желобов, реже - коробка вместе с круглыми либо сложными вырезами с целью наилучшего удержания осажденной пыли с вторичного уноса. В мокрых электрофильтрах проблема вторичного уноса не имеет большого значения, по этой причине электроды выполняют в виде наборов прутков, а также гладких пластинок, то что дает возможность просто вымывать остаток.

Электроды сухих фильтров встряхивают соударением либо при поддержках специализированных ударно-молотковых элементов. Соударения используют в основном с целью встряхивания коробчатых электродов. Другие виды коронирующих, а также осадительных электродов встряхивают ударами крутящихся молотковых механизмов по наковальням, закрепленным к данным электродам.

Очистка электродов во влажных электрофильтрах может делаться время от времени либо постоянно. С целью периодической помывки подают огромное число воды либо иной промывочной жидкости в электроды (в активный участок) при отключенном напряжении. В период помывки секции подачу газа заканчивают.

Переток неочищенного газа возле активной зоны, в том числе и в небольшом числе может значительно усугубить уровень очищения. В горизонтальных фильтрах неактивные области находятся над и под электродной системой (в том числе бункера), а кроме того в интервалах среди последними осадительными электродами, а также корпусом. В вертикальных пластинчатых фильтрах неактивны промежутки между осадительными электродами, а также корпусом. В вертикальных цилиндрических агрегатах неактивные зоны возможно ликвидировать целиком. В пластинчатых системах зазоры нужны с целью встряхивания электродов, а также соблюдения пробойных промежутков. По этой причине в подобных электрофильтрах учитывают клапаны (щитки), формирующие лабиринтное сжатие, а также снижающие перетоки газа.

Темп очищаемого газа в активной области считается одной с ключевых характеристик электрофильтра. Максимальное значение электрического заряда частички размером до 1 мкм приобретают из-за периода пребывания в электрическом поле около 1 с. Темп получают в связи с системой электрофильтра. Таким образом, в сухих электрофильтрах ее значение располагается обычно в пределах 0, 8…1, 7 м/с. Обязано быть обеспечено размеренное разделение быстроты очищаемого газа согласно сечению аппарата. С целью выравнивания высокоскоростного поля в электрофильтре устанавливают сетки, направляющие лопатки, перфорированные пластинки.

Обширное распространение в промышленности поручили электрофильтры вида УГ, ЭГА а также др. Данные устройства используют в тепловых электростанциях, в черной, а также цветной металлургии, химической промышленности, в фирмах строительных материалов. Электрофильтры серии ЭГА (злак. 4. 2) предусмотрены с целью обеспыливания неагрессивных невзрывоопасных газовых выбросов вместе с температурой вплоть до 330 °С.

Рис. 4.2 . Электрофильтры типа ЭГА:

1 – механизм встряхивания осадительных электродов; 2 – люк обслуживания; 3 – газораспределительная решетка; 4 – защитная коробка для подвода тока; 5 – механизм встряхивания коронирующих электродов; 6 – коронирующий электрод; 7 – осадительный электрод; 8 – корпус.

Корпус аппарата металлической, имеет прямоугольную форму, а также рассчитан на выкачивание до 4 кПа, в аппарате существует 3 электрических поля, расположенных поочередно по ходу газа. Осадительные электроды представляют собою плоские полотна, набранные из прутков, а коронирующие – проволочные. Уловленная пыль удаляется с электродов механическим встряхиванием с помощью ударов молотков по наковальням осадительных и рамам подвеса коронирующих электродов.

Э
лектрофильтр УГТ (рис. 4. 3) предназначен для сухой очистки с пыли неагрессивных газов температурой вплоть до 400 °С в хим промышленности, промышленности строительных материалов, в черной а также цветной металлургии.

Рис. 4.3. Электрофильтр УГТ:

1 – механизм встряхивания газораспределительных решеток; 2 – газораспределительные решетки; 3 – осадительный электрод; 4 – изоляторная коробка; 5 – защитная коробка для подвода тока; 6 – механизм встряхивания коронирующих электродов; 7 – коронирующий электрод; 8 – корпус; 9 – механизм встряхивания осадительных электродов; 10 – люк обслуживания.

Он содержит в себе 3 электрических поля, установленных поочередно по ходу газа. Интенсивная область электрофильтра складывается с осадительных электродов (плоских полотен, набранных с прутков) а также коронирующих электродов, натянутых при поддержки грузов между осадительными электродами. Дистанция между соседними осадительными электродами 260мм. Удаление уловленного продукта с электродов — механическое, линией периодического встряхивания ударами молотков по наковальням осадительных электродов и рамам подвеса коронирующих электродов.

Электрофильтры вида УГМ (рис. 4. 4) применяются с целью обеспыливания неагрессивных, а также невзрывоопасных технологических газовых выбросов с температурой вплоть до 250°С.

Рис.4.4. Электрофильтры типа УГМ:

1 – газораспределительная решетка; 2– механизм встряхивания коронирующих электродов; 3– корпус; 4– осадительный электрод; 5– коронирующий электрод; 6– люк обслуживания; 7– механизм встряхивания осадительных электродов

Устройства односекционные, вместе с двумя электрическими полями по ходу газов. Здания электрофильтров прямоугольные, рассчитаны в выкачивание вплоть до 4 кПа. Седиментационные электроды предполагают собою тонкие полотна, взятые с пластинчатых компонентов специального профиля. Коронирующие электроды составлены с ленточно-игольчатых компонентов, натянутых в трубчатых рамах. Пыль с электродов удаляется механическим встряхиванием.
Вертикальные сухие электрофильтры вида УВ (злак. 4. 5) имеют все шансы использоваться с целью обеспыливания неагрессивных, а также невзрывоопасных научно-технических газовых выбросов вместе с температурой вплоть до 250 °С

Рис. 4.5. Электрофильтры типа УВ:

1 – люк обслуживания; 2 – газораспределитель; 3 – механизм встряхивания газораспределителя; 4 - механизм встряхивания осадительных электродов; 5 – корпус; 6 – коронирующий электрод; 7 – осадительный электрод; 8 - механизм встряхивания коронирующих электродов.
Электрофильтры однопольные, применяются при невысокой запыленности (до 30 г/м³), в границах оптимальных значений удельного сопротивления пыли. Электрофильтры имеют все шансы быть одно-, двух- либо трехсекционными. Перемещение газов в любой секции сформировано снизу наверх. Разрежение в аппарате до 3, 5 кПа. Осадительные электроды выполнены в виде пластинчатых полотен. Коронирующие электроды представляют собою трубчатые рамы, в которых натянуты ленточно-зубчатые элементы. Удаление пыли с электродов осуществляется встряхиванием.
Влажные электрофильтры вида ПГ (злак. 4. 6) предназначены с целью очищения с пыли, а также смолы генераторных газов температурой никак не более 50 °С, а также с целью использования в ряде иных производств при аналогичных технологических действиях, а также параметрах.
Р ис. 4.6. Мокрый электрофильтр:

1 – люк обслуживания; 2 – защитная коробка для подвода тока; 3 – изоляторная коробка; 4 –

коллектор промывки электродов; 5 – коронирующий электрод; 6 – осадительный электрод; 7 –

корпус; 8 – газораспределительная решетка; 9 – дроссельный клапан

4. Подбор и расчет электрофильтров.

При подборе вида электрофильтра отталкиваются с расхода, физико-химических параметров газа, а также дисперсной примеси, а кроме того условий размещения фильтра.

Мокрые аппараты обладают наиболее высокие коэффициенты очистки из-за снижения вторичного уноса, но им присущи и общие минусы мокрых способов: необходимость обработки либо удаления загрязненных стоков, а также шлама, коррозия металлических узлов агрегатов, затруднение эксплуатации очистного устройства, а также т. д. По этой причине с целью осаждения твердых примесей сухие аппараты преимущественнее мокрых. С конструкций сухих электрофильтров вертикальную компоновку используют при недостатке производственной площади, невысокой начальной запыленности, а также не слишком мелкодисперсной пыли, таким образом, как период присутствия в их гораздо меньше, чем в горизонтальных.

Осаждение частиц в электрофильтрах совершается под воздействием кулоновских либо электрических сил на частицы. Данные силы заставляют частицы передвигаться к осадительным электродам со скоростью, характеризуемой равенством электрической силы, а также силы гидродинамического сопротивления. Скорость осаждения увеличивается совместно со скоростью передвижения частиц, по этой причине последняя должна обладать наибольшее значение.

Модели улавливания находятся в зависимости с характера течения газа в осадителе. В простом случае частички переносятся ламинарным потоком. В этом случае темп перемещения частиц w к осадительному электроду возможно рассчитать, применяя законы классической механики, а также электростатики: -закон Кулона электростатического взаимодействия;

- закон сопротивления Стокса-Кенингема.

Записывая F_e =F_с и решая уравнение, получаем для скорости миграции.



Где Q –заряд частицы;

Е- осаждающее поле;

- вязкость газа;

r_ч- радиус частицы;

λ- средняя длина пробега молекул окружающего газа;

А- безразмерный параметр, величина которого для атмосферного воздуха составляет примерно 0,86.

Абсолютное улавливание происходит в тех случаях, когда наиболее медлительная частица имеет достаточно времени для этого, для того чтобы проделать путь с коронирующего электрода вплоть до осадительного. Условия безупречного ламинарного направления ни разу никак не реализуются в практике, несмотря на то к ним возможно подступиться в некоторых видах двухступенчатых осадителей. В одноступенчатых фильтрах, как правило, применяемых в промышленности, течение газа носит сложный турбулентный вид.

У небольших частиц, показывающих максимальный интерес для электрофильтрации, темп передвижения большое количество менее быстроты газа в осадителе. Перемещение элементов в данных обстоятельствах обусловливается в первую очередь полем турбулентного направления и лишь во вторую очередь - электрическими силами. Частички осаждаются в то время, если они приближаются к осадительному электроду, а также заносятся в ламинарный пограничный слой, где электрические силы вынуждают их передвигаться к осадительной поверхности.

Уровень очищения газов, а также прочие рабочее свойства электрофильтра имеют все шансы являться точно установлены только лишь присутствие присутствии четкой информации об эксперименте эксплуатации подобных конструкций в аналогичных условиях. При нехватке требуемых данных (отсутствие аналога, трудность либо дороговизна поиска, а также извлечения данных) можно определить уровень очищения расчетом. Но вычисленных методов, предоставляющих надежные итоги, отсутствует..

Осаждение частиц в условиях турбулентного потока можно рассмотреть на основе вероятностного подхода, который ведет к экспоненциальной формуле для вероятности захвата частицы, двигающейся в поле электрофильтра. Формула для эффективности улавливания имеет вид:



где – поверхность осаждения фильтра, м² ;

–скорость миграции ( дрейфа) частиц, м/с;

- скорость течения газа, м/с.

Это уравнение теоретически применимо только к монодисперсным частицам, скорости миграции которых не превышают 10…20 % скорости течения газа.

Под быстротой дрейфа понимают результирующую скорость перемещения взвешенных элементов в интенсивной области электрофильтра. Степень очищения может быть вычислена довольно точно, в случае если известна скорость дрейфа, найденная экспериментальным линией, к примеру, с навыка эксплуатации аналогичных электрофильтров присутствие схожих параметрах выбросов, в подобных обстоятельствах а также т. д. в электрофильтре возможно рассчитать согласно последующим формулам (в %):

Теоретическую степень очистки газов в электрофильтре можно рассчитать последующим формулам (в %):

• 
  Для пластинчатого электрофильтра
  

• 
  Для трубчатого электрофильтра
  

Где – скорость движения частиц к осадительными электродами (скорость дрейфа частиц), м/с;

-скорость газов в активном сечении электрофильтра, т.е. в свободном сечении для прохода газов, м/с,

-активная длина электрофильтра, т.е. протяженность электрического поля в направлении хода газов ( в вертикальных электрофильтрах совпадает с высокой электродов), м;

-радиус трубчатого электрода, м;

- расстояние между коронирующим электродом и пластинчатым осадительным электродом ( межэлектродный промежуток), м.

В пределах применимости формулы Стокса скорость рассчитывается по следующим формулам (в м/с):

• 
  Для частиц диаметром d_ч ≥ 1мкм
  

• 
  Для частиц диаметром d_ч ≤ 1 мкм
  

Где Е-напряженность электрического поля в электрофильтре, В/м;

- диаметр частицы, м;

-динамических коэффициент вязкости газа, Па с;

С_к- поправка Кенингема – Милликена;

С_к = (А- численный коэффициент, равный 0,815…1,63; λ-длина среднего свободного пробега молекул газа, м.; λ= )

Для упрощенных расчетов используется модифицированная формула



Где -параметр вторичного уноса;

А- безразмерный параметр, величина которого зависит от соотношения площадей активной и неактивной зон электрофильтра;

- безразмерный параметр, зависящий от соотношений электрических и аэродинамических сил.

В случае полидисперсных частиц можно прибегнуть к интегрированию с использованием известной или гипотетической функции распределения частиц по размерам для расчета (х) будет функцией распределения по размерам, т. е.эффективности электрофильтра. Пусть (х) (х + dx). Тогда эффективность определяется(х) до .dx - доля частиц, имеющих размер от уравнением



которое возможно решить аналитически для ряда случаев, показывающих практичную заинтересованность. Более значимый инцидент - логарифмически стандартное разделение в условиях, если доминирует полевая зарядка.
Эффективность осаждения заряженных элементов в электрофильтрах находится в зависимости от ряда условий: электрической проводимости а также объема весовых частиц, скорости газов, их температуры а также влажности, капиталом плоскости осадительных электродов и т. д.

Важнейшим фактором, влияющим на размеры электрофильтров, является время, необходимое для того, чтобы улавливаемая частица достигла осадительного электрода _ос . Эту величину определяют по соотношению:

_ос (4.2)

Где - расстояние между коронирующим и осадительным электродами, м;

- скорость дрейфа (средняя условная скорость движения частиц по направлению к осадительным электродам), м/с

время осаждения _ос должно быть всегда меньше общего времени пребывания частиц в воздушном потоке, происходящем через электрофильтр (_п), т.е. условие нормальной работы электрофильтра имеет вид:

_ос≤_п

Величина _п может быть выражена следующим образом:

_п=l/v (4.3)

Где l-путь движения запыленного газа в аппарате, м;

v- средняя расходная скорость движения газа в фильтре, м/с.

В электрофильтрах улавливают частички величиной несколько микрон, по этой причине в отсутствии большой погрешности возможно позволить, то что скорость перемещения частиц вместе с потоком газа равна средней расходной скорости газа в аппарате. В то время, приравняв правые части уравнений (4. 2) а также (4. 3), получим выражение с целью установления предельной величины средней расходной быстроты через фильтр:



Для частиц размером d_ч=2…50 мкм теоретический путем было получено следующее уравнение для расчета скорости дрейфа:

=0.059*10^-10E² d_ч /

Где Е- напряженность электрического поля осаждения, В/м;

-динамическая вязкость газа при рабочей температуре, Па*с.

Но в практике скорость дрейфа как правило оказывается в полтора-два раза ниже теоретической. В то время необходимая площадь (в м²) активного сечения электрофильтра может быть обнаружена по зависимости:

S=(1,5…2)

Согласно рассчитанной по величине площади интенсивного сечения подбирают серийно выпускаемый фильтр той либо другой серии.

Степень очистки (в %) может быть рассчитана по уравнению:



Где -удельная поверхность осаждения электрофильтра, м² /(м³*с)

В общем случае для любого электрофильтра

=S/V

Где S-общая плотность осадительных электродов, м²;

V- расход очищаемых газов, м³/с.

При установке электрофильтров требуется определять их число а также выбирать вид аппаратов электрического питания. Приемлемый режим в электрофильтре достигается при питании любого электрического поля от отдельного электроагрегата. Подобным способом, число агрегатов соответствует количеству полей в электрофильтре. Типоразмер электроагрегата определяется средней силой тока, потребляемой одним полем электрофильтра, которую подсчитывают как произведение удельного тока короны в область плоскости осаждения одного поля:

I_ср= i S₁

где i- удельная сила тока на 1 м² поверхности осаждения ( для пластинчатых электродов ее принимают равной 0,30…0,40 мА/м²);

S₁ –поверхность осаждения одного поля, м².

Потребляемая мощность электрофильтра (в кВт):



Где -максимальное выпрямленное напряжение, кВ;

( принимают коэффициент =1,2…1,5;

-коэффициент мощности электроагрегата (0,80…0,90);

1,41-коэффициент перехода отамплитудного значения напряжения к эффективному;

-КПД электроагрегата;

-мощности, потребляемые механизмами встряхивания и нагревательными элементами изоляторных коробок, кВт

Заключение

Основной целью курсовой работы было изучение электрофильтров, а также то какую выгоду они вносят в окружающую среду. Так как, загрязнение окружающей среды является серьезной проблемой, данная тема остается актуальной. По мере увеличения масштабов производства экологические последствия становятся более серьезными.

В настоящее время одним из более совершенных методов очистки промышленных газов с пыли, а также туманов является электрическая очистка в электрофильтрах. Электрофильтры обусловлены универсальностью, а также высокой степенью очищения при невысоких расходах, а результативность доходит 99%.

Электрофильтры имеют все шансы работать при разрежении, а также под давлением очищаемых газов. Они отличаются относительно низкими эксплуатационными затратами, но важные расходы на сооружение электрофильтров достаточно возвышенны, таким образом, как данные аппараты металлоемки, а также занимают большую площадь, а кроме того снабжаются специальными агрегатами для электропитания. При этом с сокращением производительности установок по газу удельные капитальные расходы сильно увеличиваются.

Преимущественной областью использования электрофильтров с точки зрения экономической целесообразности является очищение больших объемов газа.

К минусам электрофильтров наряду вместе с их высокой ценой следует отнести значительную чувствительность процесса электрической очистки газов к отклонениям с заданного технологического режима, а кроме того к механическим дефектам внутреннего оборудования.

Список литературы

«охрана окружающей среды» учебное пособие 092 для студентов вузов/ под ред. Белова С.В. : высшая школа 1983 г.– 264с

«процессы и аппараты защиты окружающей среды» А.Г. Ветошкин /711с

Дополнительные источники:

https://helpiks.org/5-48054.html