Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
492
их присутствие в больших количествах может вызывать частые короткие замыкания.
Строгие требования, предъявляемые к электрофильтрам при их применении (например, на подводных лодках) привели к разработке аппаратуры для очистки окружающего воздуха при более высоких скоростях (10 м/с) газа и к.п.д порядка 99,8% [934]. Установки состояли из пластинчатой зарядной секции, за которой следовала осадительная секция, с установленными в ней горизонтальными шестигранными трубками и высоковольтными цилиндрическими трубчатыми электродами диаметром 12 мм. Потенциал в зарядной секции равен 38 кВ, а в осадительной секции — 20 кВ. В установке применялись скорости, равные 8 м/с.
Опробованы и другие рабочие условия. Например, в одноступенчатой установке при скорости, равной 30 м/с, к.п.д. снижался до 91%, при этом создавались высокие концентрации озона (1,43 млн~1) при токе 121 мА. При уменьшении тока до 27 мПа, концентрация озона снижалась до 0,32 млн-1, а к.п.д. — до 80%. Более низкие скорости, равные 15 м/с, обеспечивали к.п.д. 98 и 96% при аналогичных значениях тока короны. Результаты этих исследований указывают на то, что, если допустить высокие концентрации озона (1 млн-1), то существует возможность создания электрофильтров высокой производительности и гораздо меньших размеров, чем электрофильтры, применяемые в настоящее время для очистки окружающего воздуха.
10. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ОСАЖДЕНИЕ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ И ДАВЛЕНИЯХ
Существуют системы, в которых необходимо удалять частицы из потока газа при высоких температурах, высоких давлениях или одновременно при высоких температурах и давлениях, например, система сжигания в кипящем слое, в которой выхлопные газы используются для газовой турбины [429] (1000 кПа, 900 °С) газовая турбина с прямым сжиганием топлива (650 кПа, 800 °С) [759], отработанные газы при выплавке стали с применением кислорода (0,1 кПа, 1600 °С) [834], газы, циркулирующие в высокотемпературном ядерном реакторе с газовым охлаждением, работающем под давлением (800 °С, 5000 кПа) [829], высокотемпературная установка для сжигания твердого топлива (100—200 кПа, 850 °С) [693] и др.
Крупные экспериментальные исследования высокотемпературного (при среднем давлении) электростатического осаждения до сих пор ограничены программой, осуществляемой Управлением шахт США (Маргантаун, Западная Виргиния) совместно с лабораторией «Рисерч Коттрелл» (650 кПа, 820°С). Проблема электростатического осаждения при экстремальных условиях имеет три аспекта, которые следует уточнить, если планируется разработка такого проекта: ©о-первых, условия, при которых будет поддер-
493
живаться устойчивая корона, и величина оптимального потенциала; во-вторых, скорость миграции частиц в этих условиях; и в-третьих, детали, которые должны быть использованы для обеспечения безопасной, эффективной и длительной работы.
Перекрывающие напряжения между параллельными пластинами возрастают при увеличении давления, однако такое расположение электродов не применяется для электростатического осаждения за исключением очистки окружающего воздуха с положительной короной (см. выше). Схема «проволока в трубе» (или в крайнем случае «проволока — пластина», когда пластина рассматривается как трубка с бесконечным диаметром) гораздо более уместна в данном случае и к тому же отчасти экспериментально исследована [693, 696].
Робинсон доказал [693], что пусковое напряжение положительной короны в воздухе может быть определено из уравнения (Х.7) при значении относительной 'плотности (т. е. р/р«) до 35 и диаметров в пределах 0,18 мм<Rі<6,3 мм до тех пор, пока не происходит превышения критической плотности. Ограничением является условие R2/Ri>10 или 15 [697] или искровое перекрытие произойдет без короны (даже при обычных давлениях).
Критическое давление (или критическая плотность) представляет собой величину, при которой перекрывающее напряжение, уже достигнув максимума, снижается до тех пор, пока не будет равно пусковому напряжению короны. Вне этого критического значения искровое перекрытие будет происходить без предшествующей короны. Положительная относительная критическая плотность (p/ps) CR для систем электродов типа «проволока — трубка» в воздухе при комнатной температуре может быть определена из эмпирической зависимости [696]:
где Со=900 м-1; /гР=0,11 (1+0,1 R2) для 20 мм<і?2<80 мм н возможно для 7?2>80 мм.
Четыре графика на рис. Х-27 показывают зависимость пределов давления и потенциала отношения RiIR2- Напряжение представляет собой неизменяющееся напряжение постоянного тока. Сплошные линии кривых напряжения короны находятся в соответствии с уравнениями (Х.7) и полностью согласуются с данными ниже критической плотности; продление этих кривых за пределы критической плотности не имеет физического значения.
Результаты свидетельствуют о преимуществах широкого диапазона устойчивости короны при использовании тонких проволоч-
Характеристика короны при высоких температурах и давлениях
(X-76)
494
^доэд
S
d?o3d.
