4.2.3. Очистка газов в электрическом поле

Скорость осаждения очень мелких частиц (< 10 мкм) из ГНС очень мала не только в поле сил тяжести, но и в поле центробежных сил. Улов таких частиц можно провести в электрическом поле. Этот способ очистки НС основан на ионизации газов или воздуха в пространстве между двумя электродами, к которым подается постоянный ток высокого напряжения – 40–75 кВ.

При некоторой критической разности потенциалов в газовом пространстве между электродами возникает электрический разряд, сопровождающийся голубоватым свечением (короной) около проволоки (рис. 4.9). Этот разряд называется коронирующим, а проволока – коронирующим электродом.

Под действием высокого напряжения в области короны молекулы газа расщепляются на положительно и отрицательно заряженные ионы. Отрицательно заряженные ионы устремляются к положительному электроду. На своем пути электроны встречают взвешенные частицы, оседают на их поверхности, сообщают им свой заряд, под действием которого частицы оседают на осадительном электроде.

Рис. 4.9. Схемы образования неоднородного электрического поля

Коронирующие электроды выполняются в виде проводов, а осадительные – с целью увеличения поверхности осаждения – в виде труб или плоских поверхностей.

Технологический расчет электроосадителей возможен только тогда, когда известна скорость осаждения взвешенных частиц .

Для предлагается формула:

, (4.11)

где E – напряжение поля, n – число элементарных зарядов e,  – вязкость сплошной среды, – диаметр частицы.

Формула (4.11) может быть использована для предварительной (приближенной) оценки значения . Однако, определение заряда частицы e затруднено, он зависит от многих факторов.

Для оценки степени очистки газа в трубчатых электроосадителях предлагается формула:

, (4.12)

где и – начальная и конечная концентрации дисперсной фазы в газовзвеси, L – длина осадительной трубы, R – радиус трубы, – скорость НС в трубе. Примерное значение скорости газа для сухих электроосадителей = 0,5–1,5 м/с, для мокрых – =1,0–2,5 м/с.

Инженерный расчет электроосадителей выполняется на основе эксплуатационного опыта, исходя из условия обеспечения максимальной степени очистки газового потока.

Конструкции электроосадителей

В трубчатых аппаратах (рис.4.10, а) удается получить более высокие значения рабочего напряжения, следовательно, и более высокие степени очистки НС.

Пластинчатые аппараты (рис. 4.10, б) имеют большую производительность, чем трубчатые при более низкой степени очистки НС.

а) б)

Рис. 4.10. Схемы электроосадителей: а – трубчатый аппарат;

б – пластинчатый аппарат

В зависимости от осаждаемых из газа частиц различают сухие и мокрые электроосадители. Первые применяют для очистки газов от пыли, а вторые – от мельчайших капель жидкости, взвешенных в газе.

В электроосадителях возникает проблема очистки поверхности осадительного электрода. Обычно пыль удаляется из труб и пластин путем вытряхивания. В пластинчатых аппаратах удаление пыли решается более просто.