Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Как правило, ток короны может выражаться в виде зависимости
I = ?(V-VK)* (Х.29)
где ? — эмпирическая постоянная, являющаяся функцией подвижности ионов, геометрии электрофильтра и вида пыли; х — постоянная, зависящая от состава газа и равная величине от 1 до 2.
Последняя зависимость была обширно исследована Винкелем и Шютцем [948], которые использовали для этой цели трубчатый
электрофильтр диаметром 35 мм и длиной 100 мм с коронирующим
электродом диаметром 0,3 мм из інихромовой проволоки. Эксперименты проводились при различных температурах, вплоть до
447
Характеристика короны [/Pi]
ТАБЛИЦА X-3
Газ Температура, °С Напряжение, кВ Ток перекрытия, мА Напряжение, кВ Ток перекрытия, мА
порог. перекрыв. порог. перекрыв.
Отрицательная корона Положительная корона
Воздух 20 20 54 2,8 20 28 0,2
225 9 35 3,1 8 22,5 2,1
Смесь воздуха
+20% пара 225 4 45 3,0 5 31 2,6
+35% пара 225 4 46 2,2 4 48 2,2
+ 1% CCl4 20 24 62 2,3 26 63 2,2
Диоксид углерода 20 21 49 1,2 29 49 0,7
Метан 20 2,5 29 17,0 25 21 0,2
Вода (пар) 225 9 67 5,2 9 >40 >1,0
Примечания: I. Характеристику снимали на пластинчатом электрофильтре с параллельными пластинами (100 мм друг от Друга), проволокой диаметром 2,8 мм и длиной 0.3 м. натянутой между пластинами. 2. Использовали устойчивый, ле пульсирующий ток.
Э. Данные для водяного пара были получены с помощью менее точной аппаратуры, и при положительной полярности электропитание не смогло обеспечить перекрытия.
600 °С. В результате были получены значения для Vk, ? и х из уравнения (Х.29), приведенные в табл. Х-2. Экспериментальные токи показаны также на рис. Х-6.
Если бы значение ? изменялось как квадратный корень из абсолютной температуры, что должно следовать из уравнения (Х.17) ДЛЯ ПОДВИЖНОСТИ ИОНОВ Ui, TO отношение ?/yr было бы приближенно постоянным. Однако тенденция отношения при увеличении температуры (см. табл. Х-2) указывает на то, что эта модель подвижности ионов является чрезмерно упрощенной, необходимы дальнейшие серьезные исследования для создания более полной теории. J
3. ЗАРЯДКА ЧАСТИЦ
Как только частицы или капельки попадают в электрическое; поле электрофильтра, они приобретают электростатический заряд в результате воздействия двух механизмов: механизма бомбардированной зарядки и механизма диффузионной зарядки. Ионы газа, а также электроны в случае отрицательной короны движутся при нормальных условиях сквозь поток газа, перенося частицы под влиянием электрического поля и заряжая частицы, с которь^ ми они сталкиваются. Такая зарядка называется бомбардировкой (столкновение ионов). Кроме того, ионы газа (и электроны — там, где они присутствуют) осаждаются на частицах вследствие их теплового движения, такое явление называется диффузионной за-j рядкой (диффузия ионов).
448
Несмотря на то, что эти два механизма действуют одновременно, до сих пор еще не разработана единая теория; обычно каждый механизм рассматривается в отдельности. Это приводит к появлению погрешности, которая не столь велика, так как механизм бомбардировочной зарядки имеет первостепенную важность для частиц размером более 1 мкм, в то время как диффузионная зарядка имеет наибольшее значение для частиц размером менее 0,2 мкм. Ввиду того, что эти маленькие частицы обычно представляют собой только небольшую часть пыли, входящей в электрофильтр, при объяснении сущности электростатического осаждения ими пренебрегают. Если эти частицы составляют большую часть пылевой и газовой нагрузки, необходимо изменить ряд уравнений [например (X. 186); (Х.39) —(Х.44).
При зарядке частиц путем столкновения с ионами (бомбардировка) напряженность электрического поля, общая площадь поверхности частиц и их диэлектрические свойства играют главную роль, тогда как при зарядке частиц ионной диффузией наиболее важными факторами являются число ионов, их подвижность (которая является функцией температуры) и время, отпущенное на этот процесс. Теоретические расчеты заряда, приобретенного частицами, позволяют сделать следующие предположения:
1) частицы имеют сферическую форму;
2) расстояния между частицами велики по сравнению с диаметрами частиц;
3) в начальной стадии концентрация ионов и электрическое гголс рассматриваются как однородные;
4) на процесс зарядки одной частицы не оказывают влияния электрические поля других заряженных частиц;
5) средний свободный пробег ионов невелик по сравнению с диаметром частиц.
Эти предположения не противоречат теоретическим расчетам. Так, Смит и Пенни доказали, что на практике отступления от сферичности не создают серьезной погрешности, а второе предположение справедливо в отношении концентраций частиц, встречающихся в промышленных отработанных и технологических газах; последнее же предположение является обоснованным и справедливо всегда кроме случаев с крайне малыми частицами и (или) при очень низких давлениях. С остальными предположениями приходится сталкиваться в той или иной степени на практике Г630, 780а 1.
Механизм зарядки бомбардировкой изучался Рохманном и По-тенье и Моро—Aho [625]. Предполагают, что ионы газа движутся вдоль силовых линий между высоковольтным и пассивным электродами. Некоторые из ионов газа будут перехватываться незаряженными частицами. Теперь частицы заряжены и силовые линии исказятся; некоторые ионы газа будут отталкиваться заряженными частицами, тем самым снижая скорость зарядки. Через некоторое время заряд на частице достигнет своего предельного значения.
