Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
Миграция частиц при экстремальных условиях
Относительная скорость дрейфа частиц при высоких температурах и давлениях находится в зависимости от ряда параметров. Они рассматриваются в виде эффективного потенциала (рассмотрен в предыдущем разделе) из уравнения (Х.43), поправочного коэффициента Канингхэма С [уравнение (IV.30)] и вязкость газа [уравнение (IV.31) и Приложения]. Прочие факторы (диэлектрическая проницаемость и диаметр частиц) не подвержены значительным изменениям под влиянием температуры и давления* Влияние температуры в воздухе при атмосферном давлении было рассмотрено Трингом и Страусом [834], а расчетная относительная скорость дрейфа для ряда частиц показана на рис. Х-30. Влияние как высокого давления (или плотности), так и температуры для частиц BeO в сжатом диоксиде углерода рассматривалось Ланкастером и Страусом [829]. Результаты этих расчетов приведены на рис. Х-31 (исходя из условия, что скорость дрейфа частицы с радиусом 1 мкм в условиях окружающей среды составляет 100 единиц в единицу времени; например, 100 см/с в поле VrVp=IOOO). I
Из сказанного можно сделать следующий вывод: высокие температуры без увеличения давления способствуют осаждению очень маленьких частиц, а постоянная или повышающаяся плотность снижает скорость дрейфа частиц.
Проектирование электрофильтров для работы в экстремальных условиях
Электрофильтры, работающие в режиме высоких температур и давлений, следует специально проектировать так, чтобы они выдерживали работу в таких условиях. В связи с этим маловероятно, что прямоугольная конструкция пластинчатого электрофильтра будет удовлетворять необходимым требованиям, фактически все установки будут выполнены по схеме «проволока в трубе». При' этом необходимо учитывать расширение металлических дета<-лей и избегать соединений из различных металлов для предотвращения искривлений из-за дифференциальных расширений. Для решения проблем, связанных с электрической изоляцией и уплотнен нием при температурах свыше 400—500 °С, требуется точный расчет и тщательный выбор материалов.
На рис. Х-32 [757, 760] показана модель электрофильтра, которая была создана и испытывалась при темпёратурах до 820 °С
498
Рис. Х-32. Опытный электрофильтр:
/ — механизмы встряхивания; 2 — диск пробоя; 3— шина; 4 — изолятор; 5 — пробоотбориая линия; 6 — высоковольтная шииа; 7 — люк; 8 — эмиссионный электрод; 9 — трубчатый электрод для осаждения пыли; /0 —бункер для пыли с затвором; // —электрофильтр; 12 —
груз.
и давлениях до 750 кРа. Осадительные электроды представляют собой 16 трубок длиной 1,83 м и диаметром 0,15 м; короиирующие электроды выполнены из проволоки диаметром 2,1 мкм, высота фильтра 10 м. К-п. д. электрофильтра с отрицательной короной составлял 91—96%, когда он работал в указанном режиме при удалении летучей золы из потока газа с линейной скоростью
1,5 м/с, причем плотность газа составляла 1,5, потенциал — 38 кВ, ток — 6,6 мА/м.
При положительной короне к. п. д. составляет 75—77%.
Горячий запыленный газ проходит снизу вверх и, проходя сквозь осадительные электроды, подвергается электризации. Частицы пыли собираются внутри трубок и с помощыс) механизма стряхивания выбиваются из трубок и падают иа дно. Чистый газ выходит сверху из трубок и выводится из электрофильтра через выходные трубы. На оборудовании такой мощности можно получить ценную информацию для йроектирования электрофильтров промышленного значения [757, 760].
Серьезные проблемы возникли во время стряхивания электродов при данной Температуре, так как оно привело к серьезному Нарушению единства компонентов установки, в результате которого она вышла иб строя. Исследуя эти явления, Шейл делает
32*
499
вывод, что электростатическое осаждение при температурах да 700 °С с применением отрицательной короны возможно при ссм хранении необходимой относительной плотности, а установка конг структивно проектируется жесткой. <
Модификации обычных электрофильтров, которые позволили им работать при температурах до 450 °С, были описаны Лиесегаїк гом [511]. Этот исследователь также установил, что в данных установках наблюдаются серьезные искривления рамы коронирую-] щих проволочных электродов, что приводит к раскалыванию изо-1 ляторов и соприкосновению коронирующих проволочных электро-1 дов с пластинами во время стряхивания.
11. ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ
Надежное высоковольтное питание постоянным током является необходимым условием для работы электрофильтров, поскольку, на промышленных установках применяются отрицательные потен-, циалы до 90 кВ, а для очистки окружающего воздуха применяются положительные потенциалы до 13 кВ. Ток, подаваемый на промышленные электрофильтры, в соответствии с размером и режимом работы электрофильтра изменяется между 30 и 500 мПа, поэтому необходимы трансформаторы и выпрямители мощностью' до 40 кВ-А. Поскольку скорость миграции зависит от зарядки и напряженности осадительного поля, необходимо прикладывать наибольшее возможное напряжение, не вызывающее зажигание дуги.
