Глава 18. Электростатические промышленные

УСТАНОВКИ

18.1. Принцип действия и устройство электрофильтров

Электрофильтр, как агрегат, состоит из следующих основных элементов (рис. 18.1):

– система подготовки газов для подачи в электрофильтр, в которую входят устройства для увлажнения газа и выравнивания профиля скоростей;

– источник питания – повышающий трансформатор в комплекте с регулирующим автотрансформатором и высоковольтный выпрямитель;

– собственно электрофильтр.

Рис. 18.1. Принципиальная схема электрофильтра:

1 – регулирующий автотрансформатор, 2 – повышающий трансформатор, 3 – высоковольтный выпрямитель, 4 – кабель с ограничительным сопротивлением, 5 – изолирующий вход, 6 – коронирующий электрод,7 – осадительный электрод, 8 – механизм встряхивания, 9 – бункер.

Процесс воздействия поля на частицы вещества в электрофильтрах включает две стадии: а) предварительная бесконтактная зарядка частиц; б) осаждение частиц за счет кулоновского взаимодействия их зарядов с электрическим полем.

Принцип действия электрофильтра. От источника питания через изолирующий ввод на коронирующий электрод и осадительный электрод подается высокое напряжение постоянного тока.

Необходимая разность потенциалов U₀ для возникновения коронного разряда в электрофильтре определяется по известному значению Е₀ для соответствующей системы электродов:

По мере повышения напряжения после возникновения коронного разряда ток быстро растет и может перейти в искровой. Рабочие токи в электрофильтре обычно составляют порядка 0,1-0,5 мА/м длины электрода.

При прохождении через полость электрофильтра запыленного газа большинство пылинок получает отрицательный заряд и направляется к положительному осадительному электроду 7. Осадительные электроды периодически встряхиваются специальными механизмами 8, и осевшая на них пыль осыпается в бункер 9.

В общем виде энергия, затрачиваемая для выделения взвешенных частиц из газового потока, пропорциональна току I, потребляемому электрофильтром, и напряжению U на его электродах: Р=UI. Она может быть определена по формуле

, (19.2)

где U_m – амплитудное значение напряжения, кВ; I_cp – среднее значение тока, потребляемого электрофильтром, А; I_cp=i₀L (i₀ – линейная плотность тока, А/м; L – активная длина коронирующих электродов, м); – коэффициент формы кривой; – КПД электроагрегата ( 0,8); cos ; Р₁ – мощность, потребляемая вспомогательными устройствами электрофильтров, кВт.

Электрофильтры подразделяют на две группы: - однозонные, в которых зарядка и осаждение частиц происходят в одной конструктивной зоне, где расположены коронирующая и осадительная системы; - двухзонные, в которых зарядка и осаждение частиц происходят в двух конструктивных зонах: в первой располагается коронирующая система - ионизатор, во второй - осадительная система - осадитель.

По конструкции осадительного электрода электрофильтры подразделяют на трубчатые и пластинчатые.

В корпусе электрофильтра размещены коронирующие осадительные электроды. Здесь собирается улавливаемый продукт. При использовании трубчатых осадительных электродов корпус иногда выполняют из двух частей: нижней - входной коробки с бункерами и верхней - выходной коробки.

Коронирующие электроды должны обладать особой формой для создания интенсивного и достаточно однородного коронного разряда; механической прочностью и жесткостью для обеспечения продолжительной службы электродов в условиях вибрации и раскачивания под влиянием сил электрического поля, воздействия механизма встряхивания и движущегося газового потока; стойкостью в газовой среде, которая может иметь повышенную температуру и содержать агрессивные компоненты.