Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Если частицы обладают очень высоким удельным сопротивлением (более 5-Ю8 Ом-м), скорость разряда из слоя осажденных частиц очень мала; разряд на осажденных частицах возрастает до тех пор, пока не происходит электрического пробоя газов сначала в промежутках между частицами, а затем на поверхности слоя пыли. Такое явление носит название «обратная ионизация», или «обратная корона». Теория обратной короны широко рассматривалась Робинсоном [697] и Бемом [96].
Происходит образование некоторого количества ионов с полярностью, противоположной полярности заряда на пыли, и эти ионы мигрируют обратно к коронирующему электроду. Их заряд ослабевает в зоне зарядки и нейтрализуется на заряженных частицах. Для решения этой проблемы необходимо предусмотреть больше времени для стекания заряда слоя пыли. Это осуществ-
464
б
Рис. Х-8. Камера типа «острие — пластина» для измерения удельного сопротивления пыли [929]:
а — схема камеры; б — принципиальная схема установки; J — высоковольтный выпрямитель 0,20 кВ; 2 — прибор для измерения удельного сопротивления типа «острие—пластина»; 3 — электрометр; 4 — осциллограф; 5 — миллиамперметр; 6 — вольтметр.
ляют путем временного понижения тока электрофильтра, что приводит соответственно к временному снижению его к. п. д.
Если удельное сопротивление осажденной пыли в IO2—IO8 Ом-•м, такие проблемы не возникают. Для изучения условий, при которых удельное сопротивление осажденной пыли находится в указанных пределах, были сделаны многочисленные измерения удельного сопротивления осажденной пыли [790, 794, 929]. Для этой цели использовали лабораторную камеру типа «острие — пластина» (рис. Х-8). Для этой системы «острие — пластина» было разработано два варианта установки. Первый вариант предусматривает циклонный коллектор, в котором воронка представляет собой измерительную камеру [145, 146]. В этой камере Центральный стержневой электрод с изменяющимся потенциалом помещен внутри заземленного цилиндра. Для всей установки при-
30—1144
465
меняют полимерный изолятор (например, тефлон), ее помещают в воздушный термостат. Несмотря на то, что эта система проста в обращении, в ней нельзя собрать образец пыли, характерный для работы электрофильтра.
В другой системе используется электрофильтр, в котором заземленный электрод состоит из зацепляемых зубцов двух гребенок, не касающихся друг друга. Высоковольтные электроды представляют собой ленты, прикрепленные к проводам снаружи гребенок. Когда пыль соберется на заземленных электродах, она заполняет зазоры между зубцами, и гребенки могут использоваться как электроды электрометра. Всю систему также помещают в термостате, что позволяет производить измерения по всему диапазону температур и составов газа с использованием тех же самых или различных образцов пыли [235].
На рнс. Х-8 показан один тип лабораторной камеры. Эта камера смонтирована в печи, оснащенной электронагревателем и термостатом, в которой можно повышать температуру до 315—370 °С. Для измерений обычно используется слой частиц толщиной в несколько миллиметров. Этот слой может быть либо нанесен на пластинчатый электрод вручную, либо осажден на него с помощью короны постоянного тока, образованной на высоковольтном острие. Высоковольтный дисковый электрод опускается на слой пыли для измерения фактически существующего удельного сопротивления.
В другом типе камеры можно регулировать как температуру, так и влажность, причем влажность может изменяться от абсолютного минимума до 30 или 40% (об.). Высокая влажность возможна, конечно, только при температурах выше точки росы.
На рисунке показана принципиальная схема электрических соединений, при-; меняемая для указанных камер. Электрометр имеет чувствительность до IO-12 А, что позволяет производить измерения удельных сопротивлений вплоть до IO13 Ом-м. В промышленных условиях удельные сопротивления частиц могут измеряться с помощью компактных легких приборов, которые аналогичны ла-; бораторным приборам. В тех случаях, когда газы обладают высокими скоростями, прибор защищают экраном от прямого динамического воздействия газа. По другой схеме газ можно отводить из дымохода через боковую камеру, тогда его удельное сопротивление можно измерять при контролируемых низких скоростях газа.
В результате эксперимента доказано, что удельное сопротивление до некоторой степени зависит от плотности слоя частиц, а также от приложенного напряжения. Влияние плотности в урав-і нениях расчета удельного сопротивления отражается коэффициент том неопределенности, равном примерно 2.
Приложенное напряжение ограничивается пробоем или искрением через слой частиц. Пробивная прочность слоев частиц обычно колеблется от нескольких тысяч В/м до 1000—20 000 кВ/м» причем последние являются более характерными. Так как ток; через слой частиц обычно увеличивается несколько быстрее, чем прилагаемое напряжение, измеренное удельное сопротивление будет меньше при более высоких напряжениях. Поэтому измерение удельного сопротивления обычно проводят при напряжении, близком к пробойному, или, по крайней мере, при значениях, со--ответствующих напряженности электрического поля порядка не-: скольких киловольт на сантиметр.
