УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОГАЗООЧИСТНОЙ УСТАНОВКИ
1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ
Установка для электрической очистки газов состоит из электрофильтра, агрегатов питания и системы транспорта уловленной золы или пыли (рис. 1).
Собственно электрофильтр состоит из металлического корпуса с размещенными внутри него осадительными и коронирующими электродами. На входе в электрофильтр обычно устанавливается газораспределительное устройство, обеспечивающее равномерное распределение газов в активной зоне аппарата. Электрофильтр снабжается специальными устройствами для удаления уловленной пыли. Осадительные электроды выполняются из металлических пластин различной конфигурации или из труб круглого или шестиугольного сечения. Коронирующие электроды выполняются из круглой проволоки, из узких полос с выступающими острыми иглами и других профилей. Процесс электрической очистки газов заключается в следующем. Подлежащий очистке газ поступает в электрофильтр, коронирующие электроды которого изолируются от земли и присоединяются к отрицательному полюсу агрегата питания, а осадительные электроды присоединяются к положительному полюсу агрегата и заземляются.
При определенном значении напряжения, приложенного к межэлектродному промежутку, напряженность поля около коронирующего электрода становится достаточной для появления коронного разряда, следствием которого является заполнение внешней части межэлектродного промежутка в основном отрицательно заряженными ионами.
Рис. 1. Электрогазоочистная установка.
Отрицательно заряженные ионы под действием сил электрического поля движутся от коронирующих электродов к осадительным. Частицы золы или пыли, встречая на своем пути ионы, адсорбируют их, заряжаются и под действием сил поля также двигаются к осадительным электродам, где и осаждаются. Описанный процесс наглядно иллюстрирует рис. 2. Электроды периодически встряхиваются (или омываются водой), слой осажденной пыли разрушается, и пыль осыпается в бункеры электрофильтра, откуда ее периодически или непрерывно удаляют.
Рис. 2. Механизм зарядки и осаждения частиц в электрофильтре.
1 — коронирующий электрод; 2 — электроны: 3 — ионы; 4 — частицы золы; 5 - осадительный электрод.
Конструкция электрофильтров может быть различной. В зависимости от направления газов в активной зоне аппарата различают вертикальные и горизонтальные электрофильтры, а по конструкции осадительных электродов — трубчатые и пластинчатые. По способу удаления осаждающихся на электродах частиц различают сухие и мокрые электрофильтры. В сухих электрофильтрах осевшие на электродах частицы удаляют при помощи механизмов встряхивания, и под действием сил тяжести они осыпаются в бункер с последующим удалением из аппарата. В мокрых электрофильтрах оседающие на электродах частицы смываются водой.
Поскольку в процессе зарядки некоторая часть пыли приобретает положительный заряд и осаждается на коронирующих электродах, их также снабжают механизмами встряхивания или обмывания водой.
Рис 3. Подключение агрегатов питания к электрофильтру типа УГЗ-З-177.
1 — корпус; 2 — полуфильтр; 3 — агрегат питания.
Сухие электрофильтры, как правило, состоят из нескольких расположенных последовательно по ходу газа ячеек с автономным электрическим питанием. Установленные в ячейках системы осадительных и коронирующих электродов образуют самостоятельные электрические поля. В зависимости от числа полей электрофильтры называют двухпольными, трехпольными и т. п. (рис.3).
В последнее время для интенсификации работы электрофильтров начинают применять конструкции, в которых электрические поля одного аппарата снабжают осадительными и коронирующими электродами различной геометрии и неодинаковыми разрядными расстояниями.
К числу основных преимуществ электрофильтра следует отнести:
высокую эффективность очистки больших объемов промышленных газов; при этом степень очистки может достигать 99% и выше;
возможность улавливания частиц размером 100— 0,1 мкм и менее. При этом концентрация взвешенных частиц в очищаемых газах может колебаться от долей до 50 г/м3 и более, а температура может превышать 500°С.
Благодаря указанным преимуществам электрофильтры нашли широкое применение почти во всех отраслях промышленности: энергетике, черной и цветной металлургии, химии и нефтехимии, в строительной индустрии и др.
Вольт-амперная характеристика короны в электрофильтре является одним из основных показателей работы аппарата. До возникновения в активной зоне электрофильтра коронного разряда электрическое поле является практически электростатическим. При увеличении рабочего напряжения до критического и возникновении коронного разряда между электродами начинается интенсивное движение зарядов, протекает ток и поле становится динамическим.
Вольт-амперная характеристика короны в значительной степени зависит от расстояния между разноименными электродами, формы и диаметра коронирующих электродов.
Рис. 4. Вольт-амперные характеристики короны, измеренные в воздухе (/) и технологическом газе (II).
а — электрофильтр ПГД-38-4; б — электрофильтр ПГДС(УГ)-73-3; 1—4 — номера полей электрофильтра.
На рис. 4 показаны полученные в промышленных условиях вольт-амперные характеристики короны в электрофильтрах ПГД-38-4 (со штыковыми коронирующими электродами) и ПГДС-73-3 (с игольчатыми коронирующими электродами). Критическое напряжение, при котором зажигается корона в аппарате со штыковыми коронирующими электродами, составляет около 26 кВ, тогда как при игольчатых электродах это значение ниже на несколько киловольт. Наблюдаемое заметное снижение напряжения и почти двукратное увеличение тока короны в электрофильтре ПГДС можно объяснить сокращением разрядного промежутка (со 160 до 125 мм) за счет применения игольчатых коронирующих электродов.
