8. Основы расчета эффективности работы электрофильтров

Прежде всего надо выбрать тип электрофильтра, удовлетворяющего будущим условиям эксплуатации. Далее следует определить размеры электрофильтра, обеспечивающего пропуск необ­ходимого по условиям эксплуатации объемного расхода газов. После этого проводят расчет электрических параметров, определяют скорость дрейфа и эффективность работы электрофильтра.

Пример 1. Выбрать и рассчитать электрофильтр серии УГ для очистки газов мартеновской печи емкостью 600 т при следующих исходных данных: расход влажного газа 160 т*м³/ч; плотность газов р₀ = 1,31 кг/м³; температура газов Т = 180° С; разрежение в системе р_Г = 2 кПа; рабочее напряжение 80 кВ; со­став дымовых газов:

Компонент………………... СО₂ Н₂О О₂ N₂

Содержание, % (объемн.) . 13,0 16,5 6,5 64

Концентрация пыли перед электрофильтром 6 г/м³, дисперсный состав пыли с учетом коагуляции за счет подачи пара в газоход:

Размер, мкм . . . . …………….. <1 1—2 2—15 15—30 >30

Содержание, % (по массе) ... 5 10 70 10 5

Среднее значение рабочего напряжения 80 кВ.

Решение. 1. Плотность газов при рабочих условиях

р_Г= р₀ *(р _бар- р )*(273 +Т)/ р _бар*(273 + Т) = 1,31* (101,3-2)*273/ 101,3*(273+180) = 0,77

2. Расход газов при рабочих условиях

V_г=V₀* р₀/3600* р_Г=160*10³*1, 31/3600*0, 77=76 м³/с.

3. Задаваясь скоростью газа в электрофильтре w_r — 1, получим необхо­димую площадь поперечного сечения электрофильтра:

F=V_г/ w_r=76/1=76 м².

4. Вследствие высокой дисперсности пыли выбираем электрофильтр типа УГ 22-4-74. Тогда фактическая скорость газа в электрофильтре

w=V/F=1, 03 м/г.

5. Относительная плотность газов при стандартных условиях (р_ср = 101,3 кПа;

Т_ст = 20° С)

β= (р _бар - р_г)* Т_ст / р_cт*(273+Т)=(101, 3 - 2)*(273 + 20)/ 101,3* (273 + 180)=0, 63

6. Критическая напряженность электрического поля

Е_кр=3, 04*[ β + 0, 0311(β/R₁)^1/2 ]*10⁶= 3, 04*[0, 63 + 0, 0311*(0, 63/0, 001)^1/2]*10⁶ =

= 4, 28*10⁶ В/м,

где R₁— радиус коронирующего острия (принимаем равным 1 мм).

7. Критическое напряжение короны для пластинчатого электрофильтра типа УГ, В:

U_кр= Е_кр* R₁[ π*H/S – 2, 3*lg (2 π*R₁/S)] = 4, 28*10⁶*0, 001*[(3, 14*0, 275/ 0, 180*2)] –

- 2, 3 lg (2*3, 14*0, 001/0, 180) = 24, 6*10³,

где Н — расстояние между плоскостями коронирующих и осадительных электродов, м;

Н = 0,275/2 м;

S — шаг коронирующих электродов, м; S = 0,18 м.

8. Вязкость компонентов, входящих в состав дымовых газов при рабочих условиях, определяется по формуле:

µ=µ₀*[(273 + C)/(T + C)]*[(273 + T)/273)³]^1/2=µ₀*[(273 + C)/(150 + C)] [(423/273)³)^{] /2}

9. Относительная молекулярная масса газов, кг/кмоль

М = ∑ a_i*µ_i= 0,13*44 + 0,065*32 + 0,085*18 + 0,72*28 = 29,35.

10.Удельная поверхность осаждения, м²*с/м³:

f=F_э/V_г= 4700/76=62.

11.Общий коэффициент очистки

ή= ∑( ή_i*Ф_i)/100= (0, 05*5/100) * (0, 55*10/100) * (0, 987*70/100) * (1, 00*10/100) *

* (1, 00*5/100) =0, 90