РАСЧЕТЫ

Расчет электрофильтров

 

Электрофильтры в настоящее время становятся неотъемлемой частью основного технологического оборудования цветной металлургии. Они хорошо улавливают как крупные, так и тонкие частицы. При электроочистке газов можно получить любую желаемую степень улавливания, целесообразность которой определяется только экономическими показателями.

В ряде случаев злектроочистка является единственно возможным способом. Электрофильтр может работать при давлениях как выше атмосферного, так и ниже. Температура газов может достигать 500°С. Процесс электроочистки поддается полной автоматизации. С помощью электрофильтров можно очищать большие объемы газов. Эксплуатационные затраты обычно ниже, чем при других способах достижения аналогичной эффективности.

Электрофильтры в качестве второй ступени установлены в основном для очистки богатых по сернистому ангидриду газов агломерации с дутьем снизу свинцовых шихт.

Производство свинца по сравнению с другими отраслями имеет ряд характерных особенностей, усложняющих эксплуатацию электрофильтров. Так, тонкий фракционный состав улавливаемых пылей (1-3 мкм) приводит к снижению скорости электроосаждения пыли и интенсивному загрязнению коронирующих и осадительных электродов. Обеспечение КПД электрофильтров более 99 % требует значительного уменьшения скорости газов в них (до 0,2-0,6 при допустимой 1-1,6 м/с для других производств). Большое удельное электрическое сопротивление пылей, обусловливающее явление обратной короны, дополнительно затрудняет электрическую очистку газов.

Высокие значения точки росы очищаемых газов предъявляют особые требования к конструктивным материалам электрофильтров.

При значительных концентрациях пыли (более 100 г/нм3 ) возникает "запирание короны", когда электрическая очистка газов вообще становится нерациональной, если не предусматривать специальных конструктивных и аппаратурных решений.

В электрофильтре очистка газов от твердых и жидких частиц происходит под действием электрических сил. Частицам сообщается электрический заряд, и они под действием электрического поля осаждаются из газового потока. Общий вид электрофильтра приведен ниже.

 

1 – осадительный электрод;

2 - коронирующий электрод;

3 – рама;

4 – высоковольтный изолятор;

5 – встряхивающее устройство;

6 – верхняя камера;

7 – сборник пыли.

Рис. 1. Электрофильтр

 

Процесс обеспыливания в электрофильтре состоит из следующих стадий: пылевые частицы, проходя с потоком газа электрическое поле, получают заряд; заряженные частицы перемещаются к электродам с противоположным знаком; осаждаются на этих электродах; удаляется пыль, осевшая на электродах.

Зарядка частиц - первый основной шаг процесса электростатического осаждения. Большинство частиц, с которыми приходится иметь дело при промышленной газоочистке, сами по себе несут некоторый заряд, приобретенный в процессе их образования, однако эти заряды слишком малы, чтобы обеспечить эффективное осаждение. На практике зарядка частиц достигается пропусканием частиц через корону постоянного тока между электродами электрофильтра.

Можно использовать и положительную и отрицательную корону, но для промышленной газоочистки предпочтительнее отрицательная корона из-за большей стабильности и возможности применения больших рабочих значений напряжения и тока, но при очистке воздуха используют только положительную корону, так как она дает меньше озона.

1. Рассчитывается необходимая площадь активного сечения электрофильтров, м2,

 

где WЭ - скорость газов в электрическом поле, м/с;

V – объем газов на входе электрофильтра м3/с.

 

2. Зная тип электрофильтра по справочным таблицам 9 и 10 определяем площадь сечения одного электрофильтра fэ. Тогда количество параллельно отключенных электрофильтров, шт,

 

 

где Fа- необходимая площадь активного сечения электрофильтров, м2;

fэ- площадь сечения одного электрофильтра, м2.

 

3. Для подсчета коэффициента полезного действия введем понятие удельной поверхности осаждения:

 

где S – площадь осаждения осадительных электродов, м2;

V – объемный расход очищаемых газов, м3/c3.

 

4. Определяется средняя напряженность электрического поля, В/м

Е = Ео / d,

где Ео- напряженность поля осаждения В; d - расстояние между плоскостями осадительных и коронирующих электродов м.

5Определяем скорость дрейфа заряженных частиц пыли диаметром больше 1 мкм в электрическом поле, м/с,

 

где Е– напряженность поля осаждения, В/м;

r – радиус частицы, м;

m – динамическая вязкость газов, Н×с/м2.

 

6. Определяем скорость дрейфа заряженных частиц пыли диаметром меньше 1 мкм

7. Определяется КПД для каждого размера частиц пыли:

где W – скорость дрейфа частиц, м/с.

Методику нахождения скорости дрейфа проиллюстрируем цифровым примером. Напряженность поля осаждения Ео = 50000 В, расстояние между плоскостями осадительных и коронирующих электродов d = 0,125 м. Тогда средняя напряженность поля, В/м,

 

Е = Ео / d = 50000 / 0,125 = 4 * 105 В/м

 

Температура очищаемых газов t = 140 °С.

По таблице динамическая вязкость воздуха, Н×с/м2,

 

 

Тогда для частиц размером меньше 1 мкм получим скорость дрейфа частиц

 

 

Из приведенных формул следует, что для частиц диаметром более 1 мкм скорость их движения к осадительным электродам прямо пропорциональна размеру частицы и квадрату значения напряженности поля. Частицы диаметром менее 1 мкм движутся со скоростью, не зависящей от их размера и определяемой напряженностью поля. Значения составляют несколько десятков сантиметров в секунду. Хотя значения W, рассчитанные по приведенным формулам, достаточно хорошо совпадают с данными, полученными при испытаниях электрофильтров, при наличии практически определенных значений W следует пользоваться последними.

 

 


Промокод 10000/20000 руб Aori на Яндекс Директ
Промокод 10000/20000 руб Aori на Яндекс Директ


2500 рублей iTunes Gift Card RUS | Карта оплаты айтюнс
2500 рублей iTunes Gift Card RUS | Карта оплаты айтюнс


Промокод EKAM на 2 месяца использование системы
Промокод EKAM на 2 месяца использование системы