Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
406
На рис. Х-9 показаны кривые, иллюстрирующие экспериментально измеренное удельное сопротивление нескольких видов промышленной пыли с различным содержанием влаги. Из этих графиков видно, что при высоком содержании влаги удельное сопротивление, снижается, особенно при температуре ниже 90 °С, когда обеспечивается проводимость через влагу, окружающую частицы. Кривые достигают максимума между 90 и 180 °С, а затем снижаются вновь. Примерно при 250—300 °С эффект влаги становится пренебрежимо малым. У таких полупроводников, как сульфид свинца проводимость носит электронный характер, тогда как у других (хлорид свинца) — ионный. Во всех случаях сопротивление быстро снижается при повышении температуры.
Удельное сопротивление летучей золы с низким содержанием углерода и шлака с высоким содержанием углерода при производстве синтетического газа исследовали Шейл и др. [761] при температурах, превышающих температуры, применяемые в промышленных электрофильтрах [790, 794, 929]. Результаты этого исследования приведены на рис. X-10.
Удельное сопротивление золы с низким содержанием углерода равно 10" Ом-м при 38 °С, при 120 °С оно достигает максимума, а затем снижается примерно до IO5 Ом-м при 815°С. С другой стороны удельное сопротивление золы с высоким содержанием углерода 5-Ю3 Ом-м при 38 °С плавно возрастает при повышении температуры до 375 °С, а затем резко при 480 0C. Затем оно снижается примерно до IO5 Ом-м при 850°С.
Высокая электропроводность при температурах ниже 375 °С объясняется присутствием графитизированного углерода, который является хорошим проводником; при повышении температуры этот материал окисляется и сопротивление заметно повышается. При еще более высоких температурах происходит снижение сопротивления, так как оно становится функцией электронной проводимости.
100
200 300 400 500 CSO
Температура, "г
700 ш
Рис. Х-9. Функциональная зависимость электрического удельного сопротивления золы с высоким (!) и низким (2) содержанием углерода от температуры.
30* 4G7
Рис. Х-10. Кажущееся удельное сопротивление различных пылей [794]:
а — порошкообразного известняка, используемого при производстве портланд-цемента (при влажности 1,3; 5; 10 и 15%); б —паров, содержащих около 3% цинка и в основном сульфв* свинца (при влажности й,3; 5; IO и 15%); в — паров свннца, содержащих около 13% цннк% (при влажности 1,0; 5; 10 и 15%); г — паров, содержащих около 20% цинка и в основнощ
Снижение удельного сопротивления выражается следующей формулой [794]:
г = аеь/т (Х.67)
где а и b — постоянные, определяемые опытным путем.
468
9К З
сульфат свинца (при влажности 1,3; 10; 20 и 30%); д — паров, содержащих около 40% цинка при влажности 1,3%; є — паров, содержащих около 50% цинка при влажности 1,3%; ж — Дыма, выделяющегося из мартеновской печи (при влажности 1,3; Ю; 20 и 30%); а — то же, что и в ж, мо для другой мартеновской печи (при тех же значениях влажности).
Исключением для данного поведения частиц (даже при температурах окружающей среды) является поведение порошкообразной серы. Она представляет собой гидрофобное вещество, которое сохраняет свойства идеального изолятора.
469
Воздействие влаги в газе на удельное сопротивление может быть оценено по эмпирическому уравнению типа, предложенного Масудой [558]:
Гвл = Гсух exp ( T тр Ojebl7) (X. 68)
где гвл и Гсух — удельное сопротивление соответственно влажного и сухого осадка; Ttр — точка росы газа, °С; T — фактическая температура газа, °С.
Маартман [541] доказал, что предсказания, основанные на данном уравнении, дают надежные максимальные значения удельных сопротивлений летучей золы (примерно при 50 °С), но имеют тенденцию к недооценке удельного сопротивления при более высоких температурах (200°С).
В тех случаях, когда возникают большие трудности в осаждении некоторых видов пыли и летучей золы, в газы могут быть добавлены влага, SO3, SO2 и NH3 для повышения эффективности осаждения. Для повышения эффективной скорости миграции цементной пыли от 35 до 50 мм/с при 220 °С использовали SO2; удельное сопротивление при этом снижалось до IO9 Ом-м [453]. Химическое кондиционирование угля с низким содержанием золы (например, уголь, добываемый на угольных месторождениях Шотландии и сжигаемый в Кинкардине, или добываемый на угольных месторождениях в Новом Южном Уэльсе) позволило эффективно повысить к. п. д. электрофильтра.
В Кинкардине [145, 199], где содержание серы в угле составляет 0,47%, применяется непрерывное дозирование SO3 в количестве 7—10 млн-1 (25—35 мг/м3). В условиях испытаний к. п. д. повышается с 94 до 99,3%. Содержание SO3 в дымовых газах на выходе из электрофильтра составляет приблизительно 1,3 млн-1 (5 мг/м3), т. е. столько же, что и в отсутствие кондиционирующего реагента. Когда количество вводимого SO3 равно или меньше 10 млн-1, то с точки зрения экономичности это равноценно увеличению размера электрофильтра. Система дозирования SO3, описанная в Англ. пат. № 933, 286, состоит из баков SO3, подогреваемых для предотвращения затвердевания и образования полимеров, регулятора расхода, испарителя, системы подачи воздуха и дис-пергатора [146].
