Oxorona_atmosfernogo_povitria / Ratyshniak_Texni4ni_zasobu_ochushennia_gazovux_vukudiv

За величиною площі активної зони та заданими умовами підбирають параметри (табл. 8.1, 8.2).

Обчислюють розрахунковий ступінь очищення відхідних газів

де Vч – швидкість дрейфу частинок до осаджувального електрода, м/с;

а – коефіцієнт, що характеризує геометричні розміри електрофільтра та швидкість газу в ньому; і для осаджувальних електродів всіх типів визначається за формулою

де П – активний периметр осаджувального електрода, м; L – довжина осаджувального електрода, м;

S – площа перерізу активної зони електрофільтра, м2.

Для пластинчастих електродів П/S = 2/b, де b – відстань між пластинами електродів (b = 0,3 м).

Швидкість дрейфу частинок до осаджувального електрода визначають залежно від величини напруженості електричного поля та діаметра частинок (табл. 8.4) або розраховують за формулою

де Е – напруженість електричного поля, В/м; r – радіус частинок, мкм;

Кч – коефіцієнт, що враховує розміри частинок (для частинок розміром 2...50 мкм Кч = 1, а для частинок менше 2 мкм Кч = 1+1/107 r);

μг – динамічна в’язкість газу, Па·с.

Таблиця 8.4 – Швидкість дрейфу частинок в активній зоні електрофільтра, м/с

Напруженість електричного поля визначають залежно від конструктивних особливостей електрофільтрів:

142

де io – лінійна густина струму корони, А/м; εо – електрична стала (εо = 8,85 ·10-12 Ф.м); К – рухомість іонів, м2/В·с (табл. 8.5);

b – відстань між пластинами електродів (b =0,3 м);

l – відстань між сусідніми коронуючими електродами в ряду (l = 0,25 м). Лінійну густину струму корони визначають залежно від конструктивних особливостей електрофільтрів:

для трубчастих

для пластинчастих

де U – напруга на електродах, В;

Uo – критична напруга коронного розряду, В;

R1 – радіус осаджувального електрода, м (R1 = 0.0015 м); К1 – коефіцієнт компоновки електродів між пластинами (К1 =

= 0,12·(l/b)2).

Таблиця 8.5 – Рухомість іонів в газах

продовження табл. 8.5

Критичну напругу коронного розряду обчислюють залежно від конструктивних особливостей електрофільтрів:

для трубчастих

де Ео – критична напруженість елетричного поля, при якій виникає корона (В/м), визначається за формулою

де β – відношення густини повітря в робочих і стандартних умовах, яке рівне

де Рбар – барометричний тиск, кПа; Р – розрідження чи надмірний тиск в апараті, кПа;

t – температура відхідних газів, ˚С.

Витрати електроенергії для роботи електрофільтра

144

де qe – значення питомої витрати електроенергії, кВт/год (табл. 8.1, 8.2, 8.3).

8.4 Класифікація технологічного обладнання для магнітного очищення газових викидів

Магнітне очищення газових викидів ґрунтується на властивості магнітосприйнятливих частинок, що мають залізовмісні домішки парів і конденсатів, піддаватися магнітному осадженню та попутно виконувати “транспортну” функцію, захоплюючи інші частинки домішок та іони. Тому метод магнітного очищення газових викидів є більш універсальним порівняно з його прямим призначенням. Доцільно попередньо штучно вводити в потік газів, що очищаються, магнітосприйнятливі частинки з наступним сумісним осадженням їх з іншими домішками.

Газ, що очищається, пропускається через фільтрувальну (гранульовану) намагнічену насадку, що безпосередньо контактує з потоком газу чи рідини (рис. 8.5).

3

Рисунок 8.5 – Соленоїдний фільтр-осаджувач:

1 – корпус; 2 – фільтрувальна насадка; 3 – соленоїд для створення магнітного поля

Перевагою гранульованих насадок є те, що при дії на них порівняно невеликим намагнічувальними полем в їх порах, переважно поблизу точок контакту гранул, формується поле високої напруженості з високим ступенем неоднорідності. Напруженість сформованого поля набагато перевищує напруженість намагнічувального поля. Під дією цього поля частинки піддаються ефективній силовій осаджувальній дії. Внаслідок цього досягається тонке очищення газів від магнітосприйнятливих фракцій домішок частинок за умови наявності у гранул антикорозійних властивостей. При цьому магнітофільтраційне очищення відбувається при порівняно великих робочих

145

швидкостях руху газових викидів, що очищаються. Швидкості руху газових викидів в 3...10 разів більші порівняно з традиційним осадженням частинок, де проявляються тільки механічні й хімічні сили захоплення. Це дозволяє виготовляти установки для магнітного очищення компактними та високопродуктивними. Гранульовані насадки зберігають свої магнітні властивості при температурах до 800°С, що дозволяє використовувати їх для очищення газових викидів, які знаходяться в різних температурних режимах.

Якщо тверда частинка не має природних магнітосприйнятливих властивостей, то механізм її переміщення в магнітному полі такий: при русі в газовому потоці з певною швидкістю частинка одержує електричний заряд. При потраплянні частинки в магнітне поле певної напруженості на неї буде діяти сила, перпендикулярна до напрямку магнітного поля та до напрямку руху частинки. В результаті дії цієї сили частинка змішується зі швидкістю, яка може бути визначена за законом Стокса

де Н – напруженість магнітного поля, А/м; Vг – швидкість руху газового потоку, м/с;

ma – абсолютна магнітна проникність вакууму, 1,257×10-6 Г/м; mв – відносна магнітна проникність.

Якщо малі магнітні частинки потрапляють в магнітне поле, то вони орієнтуються таким чином, що їх протилежні кінці направлені до різних полюсів магніту. Сумарна сила, що діє на частинку в магнітному полі, рівна алгебраїчній сумі сил притягування та відштовхування.

Очищення газових викидів від забруднень магнітним методом реалізується за допомогою технологічного обладнання, класифікація якого залежно від особливостей намагнічувальних систем та їх компоновки з зоною осадження домішок наведена на рис. 8.6.

146

ТИПИ МАГНІТНИХ ФІЛЬТРІВ

Рисунок 8.6 – Класифікація магнітних фільтрів

8.5 Електромагнітні фільтри з осердям-насадкою

Для очищення газових викидів, що містять залізовмісні домішки парів та конденсатів використовують різні модифікації соленоїдних фільтрівосаджувачів. В цих електромагнітних фільтрах робоча насадка розташована безпосередньо в порожнині електромагнітних котушок, тобто насадка є своєрідним осердям намагнічувальної котушки. Оптимальна продуктивність електромагнітних фільтрів-осаджувачів соленоїдного типу визначається за критерієм L/D ≥2…3, де L – довжина соленоїда; D – діаметр соленоїда. Для забезпечення таких значень критерія оптимальності використовують перфоровані перегородки та роздвоєння газового потоку, що дозволяє дотримуватись необхідних значень активної довжини осердя насадки. Конструктивна схема двоходового фільтра-осаджувача соленоїдного типу з перфорованою посередині перегородкою наведена на рис. 8.7.

При очищенні значних газових потоків діаметр фільтра-осаджувача збільшується і стає порівнянним з небхідною довжиною насадки. В таких випадках доцільно встановлювати дві перфоровані або коаксіальні перфоровані перегородки та пропускати очищуваний газовий потік поперек насадки. Конструктивна схема поперечно-проточного фільтра-осаджувача соленоїдного типу з перфорованими по довжині двома перегородками наведена на рис. 8.8.

147

Рисунок 8.7 – Електромагнітний двоходовий фільтр-осаджувач з перфорованою посередині перегородкою: 1 – корпус; 2 – електромагнітні котушки; 3 – перфорована перегородка; 4 – насадка

Рисунок 8.8 – Електромагнітний поперечно-проточний фільтросаджувач з двома перфорованими перегородками: 1– корпус; 2 – електромагнітні котушки; 3 – перфорована перегородка; 4 – насадка

Потрібно зменшити втрати магнітного поля в навколишнє середовище за рахунок конструктивних особливостей фільтрів-осаджувачів. Це зменшення може забезпечити модульна конструкція, яка складається із соленоїдних секцій, що спарені насадкою (рис. 8.9).

148

ОГ

1

ЗГ

Рисунок 8.9 – Електромагнітний двоходовий фільтр-осаджувач із спареною соленоїдними секціями насадкою:

1 – корпус; 2 – електромагнітні котушки; 3– насадка

При виборі принципової конструкції електромагнітного фільтра з осердям - насадкою необхідно враховувати намагнічувальну силу, площу вікна намотки, внутрішній та зовнішній діаметри соленоїда, кількість витків, загальну довжину дроту, електричний опір котушки, напруженість намагнічувального поля, довжину насадки тощо. Ці величини обчислюють за такими формулами:

намагнічувальна сила

149