Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
12 сунками 0,870
Г азы, выделяемые печыо Циклонный с трубами Вен- 0,459
13 выплавки ферросилиция тури 0,363
Душистые вещества С трубами Вентури 1,41
28—1144
ГЛАВА X
ОЧИСТКА ГАЗОВ В ЭЛЕКТРОФИЛЬТРАХ
Метод электроосаждения заключается в следующем. Маленькие капельки и частицы сначала получают заряд от ионов газа, которые образуются в электрическом поле высокого напряжения, а затем движутся к заземленному осадительному электроду. Попав на заземленный уловитель, частицы прилипают и разряжаются. Когда осадительный электрод обрастает слоем частиц, они стряхиваются «постукиванием» и собираются в бункере. Так как система не является полностью статической ввиду того, что заряды, переносимые частицами и ионами газа, создают небольшой ток, многие исследователи предпочитают называть такой тип установки электроуловителем. В данной книге будет употребляться обычный термин «электрофильтр».
Электрофильтры применяются там, где необходимо очищать очень большие объемы газа и отсутствует опасность взрыва. Эти установки неизменно используются для улавливания летучей золы на современных электростанциях, работающих в базовом режиме, с котлами, сжигающими пылевидное топливо, для улавливания пыли в цементной промышленности, а также в металлургической промышленности в мощных системах улавливания дыма, в химической промышленности и смежных с ней отраслях для улавливания частиц и капель тумана (деготь, фосфорная кислота, серная кислота), для пылеудаления в системах кондиционирования воздуха, и фактически для решения проблем улавливания частиц и тумана, когда имеют дело с большими объемами газа.
Еще Фалесу Милетскому, греческому философу, жившему в 600-х годах до н. э., было известно, что небольшие ниточки притягиваются к кусочку янтаря, если его перед этим натереть. Существует ряд более поздних сообщений, приписываемых иногда Феофрасту (300 г. до н. э.), Плинию (I век) и Солину (II век), о притягивании соломинок, листьев и других тел к натертому янтарю [694, 697].
Современные исследования исходят из первых наблюдений Уильяма Джиль-берта (1600 г.), который заметил, что янтарь, сера и другие диэлектрики, будучи заряженными путем трения, «увлекают дым от погашенного огня». Аналогичные наблюдения велись Бойлем (1675 г.), почти одновременно Отто фон Герике (1672 г.) построил электростатический генератор, который состоял из шара, сделанного из серы и заряжаемого путем трения; он обнаружил способность остроконечных проводников притягивать заряженные тела. Примерно через 30 лет Фрэнсис Хоксби (1709 г.) сообщил на заседании Королевского общества об от-
434
крытии «электрического ветра», а позднее Исаак Ньютон рассматривал явления коронального свечения и электрического ветра (1718 г.), но безотносительно к свойствам частиц.
В течение следующего столетия появляется ряд сообщений о явлениях электростатики, наиболее примечательными из которых явились исследования Бенджамина Франклина (1747 г.), основанные на способности заостренных проводников притягивать электрические токи, и Кулона (1785 г.), который изучал потерю заряда из изолированного проводника путем подвода к нему через воздух заряженных частиц. Первый наглядный показ электростатического осаждения приписывается Гольфельду, который в 1824 г. продемонстрировал исчезновение тумана из стеклянного сосуда, в котором был помещен наконечник, заряженный электричеством. Позже, в XIX в, стало известно об аналогичных опытах, продемонстрированных другими исследователями; одним из таких примеров является опыт с осаждением табачного дыма в стеклянном цилиндре высотой 450 мм и диаметром 230 мм, показанный Житаром примерно через 26 лет после научного доклада Гольфельда.
Однако успешное применение принципа электростатического осаждения в промышленных целях относится к первым годам XX в. и связано с именами Лоджа в Англии, Коттрелла в США и Меллера в Германии.
Лодж экспериментировал в области электростатического осаждения с 1880 г. и указывал на возможности, связанные с промышленным применением данного метода, в научном докладе, опубликованном в журнале «Нейчэ» в 1883 г. [525]. Вместе с двумя другими исследователями Уолкером и Хатчингсом, он установил первый электрофильтр промышленного значения на свинцовоплавильном заводе в г. Багиллте в Северном Уэльсе. Конструкция электрофильтра, показанная на рис. X-I1 представляет собой коронирующие острия, установленные в канале, а также две электростатические машины Уимсхерста каждая диаметром 130 мм, с которых подавалось высокое напряжение и которые приводились в движение паровыми двигателями мощностью 0,76 кВт. К сожалению установка оказалась неудачной по двум основным причинам [735, 930]: из-за примитивного способа получения энергии высокого напряжения, а также потому, что дым свинцовоплавильных печей оказался одним из наиболее трудных для улавливания, так как содержал очень маленькие частицы и обладал очень большим удельным сопротивлением. Если бы этот дым содержал проводящие частицы или капли (например, туман серной кислоты), то метод электростатического осаждения несомненно нашел бы свое промышленное применение на 25 лет раньше.