Электрическая очистка газов. Преимущества и принцип работы
Практическое занятие
Тема занятия:
Назначение и применение, устройство и принцип работы матерчатых (рукавных_ фильтров и электрофильтров. Факторы, влияющие на эффективность их работы
Цель занятия:
Материальное оборудование:конспект лекции, раздаточный материал
Литература:
МАТЕРЧАТЫЕ ФИЛЬТРЫ это:
МАТЕРЧАТЫЕ ФИЛЬТРЫ
- устройства для очистки промышленных газов от пыли путемфильтрации их через тканевые и синтетические нетканые материалы (рис. М-6). Матерчатые фильтрыотносятся ко второй ступени очистки (очистка от пыли с размерами частиц менее 5 мкм) и применяютсяпосле очистки газов в циклонах. Коэффициент очистки газов от высокодисперсной пыли доходит до 99%. Матерчатые фильтры бывают рулонными и рукавными. Наиболее распространены матерчатые фильтры, вкоторых помещена система матерчатых рукавов и электрический вибратор для встряхивания фильтра вовремя его очистки от пыли. Загрязненный газ поступает в бункер через отверстие, а очищенный - выходитчерез камеру и патрубок. Для очистки фильтра пневмоцилиндром открывают отверстие, закрытое резиновымклапаном, и подают через него воздух с одновременным включением вибратора. Пыль ссыпается в бункер. клапан; 6 - патрубок; 7 - камера; 8 - вибратор
Матерчатые фильтры для очистки воздуха.
Матерчатые фильтры широко применяют для очистки воздуха. Действие этих фильтров основано на том, что между волокнами фильтрующего материала пыль задерживается. Пыль, осевшая на поверхности ткани матерчатых фильтров, должна регулярно стряхиваться с помощью специального устройства.
Схема матерчатого фильтра с механизмом для встряхивания показана на рис. 24.
Рис. 24. Пылеочистительный матерчатый фильтр для тонкой очистки воздуха:
1 - матерчатые мешки для задержания пыли; 2 - канал для выхода воздуха; 3 - механизм встряхивания; 4 - вытяжной вентиляционный воздуховод; 5 - канал для удаления пыли; 6 - бункер для сбора пыли
Ткань фильтра лучше освобождается от пыли, когда, кроме встряхивания, применяют продувку ткани чистым воздухом с обратной стороны.
Эффективность матерчатого (рукавного) фильтра очень велика - более 99% при улавливании пыли с размерами частиц 0,3-4 мкм.
Вместе с тем матерчатые фильтры имеют серьезные недостатки: имеют большие габариты, требуют частой очистки рукавов от пыли, по мере засорения сопротивление их ткани возрастает, пропускная способность фильтра резко снижается.
Электрофильтры
Швейцарская производственно-инжиниринговая компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) образовалась в 1999году, имеет 16 представительств и офисов в странах СНГ, предлагает оборудование и комплектующие с производственных площадок в США, Канаде и Японии, готова разработать и поставить по Вашему индивидуальному техническому заданию электрофильтры.
· Электрическая очистка газов. Преимущества и принцип работы
· Процесс осаждения пыли в электрофильтре
· Конструкция и классификация (виды) электрофильтров
· - трубчатые электрофильтры. Описание
· - пластинчатые электрофильтры. Описание
· - вертикальный пластинчатый электрофильтр
· - горизонтальный пластинчатый электрофильтр
· Мокрые электрофильтры
· Многопольные электрофильтры
· Эффективность электроочистки. Сила тока и напряжение
· Расчет электрофильтров. Скорость осаждения в электрофильтрах
· Осадительные и коронирующие электроды
· Электростатическое обеспыливание
Электрическая очистка газов. Преимущества и принцип работы
Схема работы электрофильтра
Электрофильтры состоят из следующих основных элементов:
· корпус;
· системы осадительных электродов;
· системы коронирующих электродов;
· узлы подвода и распределения запыленных газов;
· устройства для удаления (вывода) уловленной с электродов пыли;
· изоляторные коробки для ввода в аппарат тока высокого напряжения.
Преимущества у такого способа газоочистки, как электрическая очистка газов:
1.Можно добиться самой высокой чистоты газа (в пределах от 95 до 99,9 процентов)
2.Небольшие затраты энергии – ее расход на осаждение частиц пыли составляет всего от 0,1 до 0,8 киловатт на тысячу кубометров газа;
3.Процедуру очистки газа можно производить даже при довольно высоких температурах, а так же в химически агрессивных средах;
4.Весь процесс очистки можно полностью автоматизировать.
Чтобы понять принцип работы электрофильтра, следует сначала рассмотреть электрическую цепь. Она состоит из таких элементов, как источник тока и двух, параллельно расположенных друг к другу металлических пластин, которые разделены между собой воздухом. Это устройство представляет собой не что иное, как воздушный конденсатор, однако электрический ток в такой цепи течь не будет, потому что слой воздуха между пластинами, как, впрочем, и другие газы, не способен проводить электричество.
Однако стоит только приложить к металлическим пластинам необходимую разность потенциалов, как гальванометр, подключенный к этой цепи, зафиксирует прохождение электрического тока из-за ионизации слоя воздуха между этими пластинами.
Что касается ионизации газа между двумя электродами, то она может возникать в двух случаях:
1. Несамостоятельно, то есть с применением каких-либо «ионизаторов», к примеру, рентгеновских или других лучей. После того, как воздействие этого «ионизатора» будет закончено, начнет постепенно наступать рекомбинация, то есть будет происходить обратный процесс: ионы различных знаков вновь станут соединяться между собой, образовывая тем самым электронейтральные молекулы газа.
2. Самостоятельно, осуществляется за счет повышения в электросети напряжения до величины, которая превышает величину диэлектрической постоянной используемого газа.
При электрической очистке газов применяется только вторая ионизация, то есть самостоятельная.
Если начать увеличивать разность потенциалов между металлическими пластинами, то в какой-то момент она обязательно достигнет критической точки (пробивное напряжения для слоя воздуха), воздух будет «пробит» и в цепи резко возрастет сила тока, а между металлическими пластинами появится искра, которую назвали – самостоятельный газовый разряд.
Молекулы воздуха под напряжением начинают расщиплятся на положительно и отрицательно заряженные ионы и электроны. Под воздействием элесктрического поля ионы двигаются к электродам, которые заряжены противоположно. С увеличением напряжения электрического поля скорость, а, соответственно, и кинетическая энергия ионов и электронов начинает постепенно возрастать. Когда их скорость доходит до критической величины и несколько превышает ее, они расщепляют все нейтральные молекулы, встрещающиеся на пути. Так происходит ионизация всего газа, находящегося между двумя электродами.
Когда между параллельно расположенными пластинами одновременно образуется довольно значительное число ионов, сила электрического тока начинает сильно возрастать и появляется искровой разряд.
В силу того, что молекулы воздуха получают от ионов, движущихся в определенном направлении, импульсы, вместе с так называемой «ударной» ионизацией возникает еще и достаточно интенсивное движение воздушной массы.
Самостоятельную ионизацию в методике электроочистки газов осуществляют путем приложения на электроды высоких напряжений. При ионизации данным способом нужно, чтобы слой газа пробивало лишь на некотором отрезке расстояноя между двумя электродами. Необходимо чтобы часть газа оставалась непробитой и служила в своем роде изоляцией, которая бы предохраняла от короткого замыкания параллельные электроды от возникновения искры или дуги (чтобы не произошло пробоя диэлектрика).
Создают такую «изоляцию» путем подбора формы электродов, а так же расстояния между ними в соответствии с напряжением. Стоит отметить, что электроды, которые представлены в виде двух параллельных плоскостей, в этом случае не подойдут, так как между ними в любой точке поля всегда будет одинаковое напряжение, то есть поле будет неизменно однородным. Когда разность потенциалов между одним плоским электродом и другим достигнет величины пробивного напряжения, весь воздух будет пробит и появится искровой разряд, однако ионизации воздуха не случится в силу того, что все поле однородно.
Неоднородное поле может возникнуть только между электродами, которые имеют вид концентрических цилиндров (трубы и провода), либо же плоскости и цилиндра (пластина и провода). Непосредственно вблизи провода напряжение поля настолько большое, что ионы и электроны становятся способны к ионизации нейтральных молекул, однако по мере удаления от провода напряжение поля и скорость движения ионов настолько уменьшаются, что ударная ионизация попросту становится нереальной.
Соотношение между величиной радиуса трубы (R) и провода (r) должно быть обязательно определенным во избежание появления искры между двумя цилиндрическими электродами. Расчеты показали, что ионизация газа без короткого замыкания возможна при R/r больше или равным 2,72.
Появление вокруг проволоки слабого свечения или так зываемой «короны» является основным видимым признаком того, что наступил ионный разряд. Такое явление называется коронным разрядом. Слабое свечение постоянно сопровождает характерный звук – это может быть потрескивание, либо же шипение.
Провод (электрод), вокруг которого возникает свечение, называют коронирующим электродом. «Корона» в зависимости от того к каким полюсом соединен провод, бывает либо положительной, либо отрицательной. При электрической очистке газов используют только второй вариант, то есть отрицательную «корону». Хотя она, в отличие от положительной, менее равномерна, все же такая «корона» способна допускать более высокую критическую разность потенциалов.