Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
F----——E'F— (Х-42)
И
F' = Злц&о/С (X-40а)
454
Для получения скорости дрейфа эти два уравнения можно объединить:
fCE'Ed
(? + 2)4яц (Х.43)
Если и зарядка, и осаждение происходят в одной зоне осадн-теля, то уравнение (Х.43) упростится:
fCE2d
4л (? + 2) (г (Х.44)
Если частицы представляют собой проводниковый материал с большой диэлектрической постоянной, то
со = 0,08CE2d/n (Х.45)
если частица имеет малую диэлектрическую постоянную при Зє/(е+2) = 1,75, то
co = 0,046C?2d/(j, (Х.46)
Если же частицы малы и для приблизительного расчета диффузионной зарядки применяется уравнение Ладенбурга (Х.37), то
. CeE- IO5
со=—-------- (Х.47)
Из этого уравнения следует, что конечная скорость миграции очень маленьких частиц (менее 0,2 мкм) представляет собой приблизительно постоянную величину и не зависит от размера частицы.
Далее (см. стр. 472) скорости миграции, рассчитанные по приведенным выше формулам сравнивают с эффективными скоростями миграции (э. с. м.) о', полученными на основании экспериментальных значений к. п. д. электрофильтра и удельной поверхности улавливания, которая в свою очередь является функцией размеров электрофильтра и его пропускной способности.
5. К.П.Д. ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА
Если бы в электрофильтре не наблюдалось повторного увлечения частиц, теоретически можно было бы построить такой электрофильтр, который улавливал бы все частицы, входящие в этот электрофильтр. Размеры такого электрофильтра могут быть рассчитаны, исходя из скорости дрейфа и (которая принимается постоянной), средней скорости газового потока, диаметра корониру-ющего электрода, его потенциала и тока и относительных диаметров трубок или расстояний между пластинами, которые используются в качестве осадительного электрода.
Рассмотрим сначала трубчатый электрофильтр с радиусом R и Центральным расположением разрядного электрода. Если тече-
455
і .............Стенки. _ „ , ІТ
J . Рис. X-7. Направление потока газа в за-
ц А висимости от размеров электрофильтра.
1
У max ' SJiet
/управление попита
ние в трубке плавное (что маловероятно для промышленного электрофильтра, но вполне вероятно для специальных экспериментальных установок, используемых для отбора проб газа), то спектр плавного обтекания будет иметь форму, приближающуюся к параболической, а средняя скорость Vcv может быть выражена через половину максимальной скорости Umax. Тогда за время t скорость при радиусе г (рис. Х-7) будет составлять
dx
dt
— %шх ^ I ^ (Х.48а)
— 2?) р-г ~(Х.48б);
Скорость дрейфа при радиусе г соответствует и и a = drldt. С учетом пути частицы уравнение будет иметь следующий вид:
dx dx dt 2vcd
<x-49)
Если скорость дрейфа через поперечное сечение электрофильт-' ра принять приблизительно постоянной, уравнение (Х.49) может быть проинтегрировано. При этом получим
2Rvcp
{4-4(i)]+const (Х50)
Постоянная интегрирования равна нулю, так как для частицы, двигающейся в центре трубки (или между пластинами), при г=О
величина Jt=O. Когда частица начинает свое движение по оси,
до осаждения ей приходится преодолевать расстояние R. Поэтому для улавливания всех частиц длина электрофильтра должна быть больше, чем
-X-Ssi P-W
При турбулентном движении в трубке принимают поршневое течение, тогда минимальная длина электрофильтра для 100% улавливания частиц равна расстоянию, которое проходит поток газа, в то время как частица, начинающая свое движение от центра трубки, достигает ее стенки при постоянной скорости дрейфа. Таким образом,
x = vR/a> (Х.52)
456
Аналогичные уравнения могут быть выведены [704] для определения длины электрофильтра различного типа:
Ламинарное Турбулентное движение движение
Электроды
трубчатые ....... 4vcpR?(o VcpRfa
пластинчатые (оба электрода) vcvL/(?> VcvL/а
проволочный (короннрующий) и пластинчатый (осадительный) VcpLtIa VcpLtIco
Примечание. L н L* — расстояние между соответствующими электродами.
На практике происходит повторное увлечение частиц, поэтому экспериментально было установлено, что к.п.д. электрофильтра является функцией времени пребывания потока газа в поле электрофильтра. Дойч '[222] вывел уравнение такого вида, основанное на следующих предположениях: в начальной стадии пыль распределяется равномерно, несобранная пыль продолжает оставаться равномерно распределенной и скорость дрейфа является эффективной ПОСТОЯННОЙ величиной. Тогда К. П. Д. ("Г]) определяют из следующих уравнений:
для трубчатого электрофильтра
т) = I — exp (—%)x/2vcp) (X. 53а)
для пластинчатого электрофильтра
г) = I — exp (—<iix/Lvcр) (Х.536)
для любого из двух типов
т) = I — exp (—to<4/Q) (X .53в)
где А — площадь осадительной пластины электрофильтра; Q — поток газа.
Ранее отмечалось, что предположение об однородной концентрации частиц не является необходимым условием для получения уравнения к.п.д. с показательным выражением как в уравнении (Х.53в). Если концентрацию частиц у стенки трубки электрофильтра обозначить через Сст, а через С — среднюю концентрацию частиц В электрофильтре И при условии, ЧТО отношение Сст/С = % является постоянной величиной независимо от площади собирательной поверхности за входом в электрофильтр, то можно получить [697] преобразованное выражение
