Paglilinis ng electric gas - ang pisikal na batayan ng pagpapatakbo ng mga electrostatic precipitator

Kung pumasa ka ng isang maalikabok na gas sa pamamagitan ng zone ng pagkilos ng isang malakas na electric field, pagkatapos ay theoretically dust particle kumuha ng electric charge at magsisimulang bumilis, gumagalaw kasama ang mga linya ng puwersa ng electric field sa mga electrodes, na sinusundan ng pagtitiwalag sa kanila.

Gayunpaman, sa ilalim ng mga kondisyon ng isang pare-parehong electric field, hindi posible na makakuha ng impact ionization sa pagbuo ng mga mass ions, dahil sa kasong ito ang pagkasira ng puwang sa pagitan ng mga electrodes ay tiyak na magaganap.

Ngunit kung ang electric field ay inhomogeneous, kung gayon ang epekto ng ionization ay hindi hahantong sa pagkasira ng puwang. Ito ay maaaring makamit, halimbawa, sa pamamagitan ng pag-aaplay guwang cylindrical kapasitor, malapit sa gitnang elektrod, kung saan ang electric field ng stress E ay magiging mas malaki kaysa sa malapit sa panlabas na cylindrical electrode.

Malapit sa gitnang elektrod, ang lakas ng electric field ay magiging maximum, habang lumalayo mula dito sa panlabas na elektrod, ang lakas E ay unang mabilis at makabuluhang bababa, at pagkatapos ay patuloy na bumaba, ngunit mas mabagal.

Sa pamamagitan ng pagtaas ng boltahe na inilapat sa mga electrodes, una tayong nakakakuha ng patuloy na saturation current, at sa pamamagitan ng karagdagang pagtaas ng boltahe, mapapansin natin ang pagtaas ng lakas ng electric field sa gitnang elektrod sa isang kritikal na halaga at ang simula ng shock. ionization malapit dito.

Habang ang boltahe ay higit na tumaas, ang epekto ng ionization ay kumakalat sa isang lalong malaking lugar sa silindro at ang kasalukuyang sa pagitan ng mga electrodes ay tataas.

Bilang resulta, magkakaroon ng corona discharge, samakatuwid Ang pagbuo ng ion ay magiging sapat upang singilin ang mga particle ng alikabok, bagama't hinding-hindi mangyayari ang huling pagsira ng agwat.

Upang makakuha ng isang paglabas ng corona upang ma-charge ang mga particle ng alikabok sa isang gas, hindi lamang isang cylindrical capacitor ang angkop, kundi pati na rin ang isang iba't ibang mga pagsasaayos ng mga electrodes na maaaring magbigay ng isang hindi magkakatulad na electric field sa pagitan ng mga ito.

Halimbawa, laganap mga electrofilter, kung saan ang isang inhomogeneous electric field ay ginawa gamit ang isang serye ng mga discharge electrodes na naka-mount sa pagitan ng parallel plates.

Ang pagpapasiya ng kritikal na diin at ang kritikal na diin kung saan nangyayari ang corona ay ginawa dahil sa kaukulang analytical dependencies.

Sa isang inhomogeneous electric field, dalawang rehiyon na may magkakaibang antas ng inhomogeneity ay nabuo sa pagitan ng mga electrodes. Ang rehiyon ng corona ay nagtataguyod ng pagbuo ng mga opposite-sign ions at libreng electron malapit sa manipis na elektrod.

Ang mga libreng electron, kasama ang mga negatibong ion, ay nagmamadali sa positibong panlabas na elektrod, kung saan binibigyan nila ito ng kanilang negatibong singil.

Ang corona dito ay nakikilala sa pamamagitan ng isang makabuluhang dami, at ang pangunahing puwang sa pagitan ng mga electrodes ay puno ng mga libreng electron at negatibong sisingilin na mga ion.

Sa mga tubular electrostatic precipitator, ang gas na aalisin ng alikabok ay ipapasa sa mga patayong tubo na 20 hanggang 30 cm ang lapad, na may 2 — 4 mm na mga electrodes na nakaunat sa gitnang mga palakol ng mga tubo. Ang tubo ay isang collecting electrode, dahil ang nakulong na alikabok ay naninirahan sa panloob na ibabaw nito.

Ang isang plate precipitator ay may isang hilera ng discharge electrodes na nakasentro sa pagitan ng mga plato, at ang alikabok ay naninirahan sa mga plato. Kapag ang isang maalikabok na gas ay dumaan sa naturang precipitator, ang mga ion ay nasisipsip sa mga particle ng alikabok at sa gayon ang mga particle ay mabilis na na-charge. Sa panahon ng pagsingil, ang mga dust particle ay pinabilis habang lumilipat sila patungo sa collecting electrode.

Mga determinant ng bilis ng paggalaw ng alikabok sa panlabas na zone paglabas ng corona ay ang pakikipag-ugnayan ng electric field na may particle charge at ang aerodynamic wind force.

Ang puwersa na nagiging sanhi ng paggalaw ng mga particle ng alikabok patungo sa collecting electrode— Coulomb na puwersa ng pakikipag-ugnayan ng singil ng mga particle sa electric field ng mga electrodes… Habang gumagalaw ang particle patungo sa collecting electrode, ang aktibong puwersa ng coulomb ay nababalanse ng puwersa ng paghatak ng ulo. Ang drift velocity ng isang particle sa collecting electrode ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng equating ang dalawang pwersa na ito.

Ang kalidad ng pagtitiwalag ng butil sa elektrod ay apektado ng mga kadahilanan tulad ng: laki ng butil, ang kanilang bilis, kondaktibiti, kahalumigmigan, temperatura, kalidad ng ibabaw ng elektrod, atbp.Ngunit ang pinakamahalagang bagay ay ang electrical resistance ng alikabok. Ang pinakamalaki paglaban Ang alikabok ay nahahati sa mga pangkat:

Alikabok na may partikular na electrical resistance na mas mababa sa 104 Ohm * cm

Kapag ang naturang particle ay nakipag-ugnayan sa isang positibong sisingilin na collecting electrode, agad itong nawawala ang negatibong singil nito, na agad na nakakakuha ng positibong singil sa elektrod. Sa kasong ito, ang butil ay maaaring madaling madala mula sa elektrod, at ang kahusayan sa paglilinis ay bababa.

Alikabok na may partikular na electrical resistance na 104 hanggang 1010 Ohm * cm.

Ang gayong alikabok ay naayos nang maayos sa elektrod, ay madaling inalog sa labas ng tubo, ang filter ay gumagana nang napakahusay.

Alikabok na may partikular na electrical resistance na higit sa 1010 Ohm * cm.

Ang alikabok ay hindi madaling makuha ng electrostatic precipitator. Ang mga namuong particle ay napakabagal na inilalabas, ang layer ng mga negatibong sisingilin na mga particle sa elektrod ay nagiging mas makapal. Pinipigilan ng sisingilin na layer ang pagtitiwalag ng mga bagong dating na particle. Bumababa ang kahusayan sa paglilinis.

Alikabok na may pinakamataas na electrical resistance - magnesite, dyipsum, oxides ng lead, zinc, atbp. Kung mas mataas ang temperatura, mas matindi ang pagtaas ng resistensya ng alikabok muna (dahil sa pagsingaw ng kahalumigmigan), at pagkatapos ay bumababa ang paglaban. Sa pamamagitan ng pagbabasa ng gas at pagdaragdag dito ng ilang reagents (o mga particle ng soot, coke), maaari mong bawasan ang resistensya ng alikabok.

Pagpasok sa filter, ang ilan sa mga alikabok ay maaaring kunin ng gas at madala muli, depende ito sa bilis ng gas at sa diameter ng collecting electrode. Mababawasan ang pangalawang pagpasok sa pamamagitan ng paghuhugas kaagad ng alikabok sa tubig.

Katangian ng kasalukuyang boltahe ng filter ay tinutukoy ng ilang mga teknolohikal na salik.Kung mas mataas ang temperatura, mas mataas ang kasalukuyang corona; gayunpaman, ang stable operating boltahe ng filter ay bumababa dahil sa isang pagbaba sa breakdown boltahe. Ang mas mataas na kahalumigmigan ay nangangahulugan ng mas mababang corona current. Ang mas mataas na bilis ng gas ay nangangahulugan ng mas mababang kasalukuyang.

Kung mas malinis ang gas — mas mataas ang corona current, mas maalikabok ang gas — mas mababa ang corona current. Ang ilalim na linya ay ang mga ion ay gumagalaw nang higit sa 1000 beses na mas mabilis kaysa sa alikabok, kaya kapag ang mga particle ay sinisingil, ang corona current ay bumababa at ang mas maraming alikabok sa filter, mas mababa ang corona current.

Para sa sobrang maalikabok na mga kondisyon (Z1 25 hanggang 35 g / m23) ang kasalukuyang corona ay maaaring bumaba sa halos zero at ang filter ay titigil sa paggana. Ito ay tinatawag na crown locking.

Ang isang naka-lock na korona ay nagreresulta sa kakulangan ng mga ion upang magbigay ng sapat na singil sa mga particle ng alikabok. Kahit na ang korona ay bihirang ganap na nakakandado, ang electrostatic precipitator ay hindi gumaganap nang maayos sa maalikabok na kapaligiran.

Sa metalurhiya, ang mga electrofilter ng plato ay kadalasang ginagamit, na nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na kahusayan, nag-aalis ng hanggang 99.9% ng alikabok na may mababang pagkonsumo ng enerhiya.

Kapag kinakalkula ang isang electrofilter, ang pagganap nito, kahusayan ng operasyon, pagkonsumo ng enerhiya upang lumikha ng isang korona, pati na rin ang kasalukuyang ng mga electrodes ay kinakalkula. Ang pagganap ng filter ay matatagpuan sa pamamagitan ng lugar ng aktibong seksyon nito:

Alam ang lugar ng aktibong seksyon ng electrofilter, ang isang naaangkop na disenyo ng filter ay pinili gamit ang mga espesyal na talahanayan. Upang mahanap ang kahusayan ng filter, gamitin ang formula:

Kung ang laki ng mga particle ng alikabok ay naaayon sa ibig sabihin ng libreng landas ng mga molekula ng gas (mga 10-7m), kung gayon ang bilis ng kanilang paglihis ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula:

Ang drift velocity ng malalaking aerosol particle ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula:

Ang kahusayan ng filter para sa bawat bahagi ng alikabok ay ginawa nang hiwalay, pagkatapos nito ay naitatag ang pangkalahatang kahusayan ng electrostatic precipitator:

Ang operating intensity ng electric field sa filter ay depende sa pagbuo nito, ang distansya sa pagitan ng mga electrodes, ang radius ng corona electrodes at ang kadaliang mapakilos ng mga ions. Ang karaniwang saklaw ng operating boltahe para sa isang electrofilter ay mula 15 * 104 hanggang 30 * 104 V / m.

Ang mga pagkalugi sa friction ay karaniwang hindi kinakalkula, ngunit ipinapalagay lamang na 200 Pa. Ang pagkonsumo ng enerhiya upang lumikha ng isang korona ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula:

Ang kasalukuyang kapag nangongolekta ng metallurgical dust ay itinatag bilang mga sumusunod:

Ang distansya ng interelectrode ng electrofilter ay nakasalalay sa pagtatayo nito. Ang haba ng pagkolekta ng mga electrodes ay pinili depende sa kinakailangang antas ng koleksyon ng alikabok.

Ang mga electrostatic precipitator ay karaniwang hindi ginagamit upang makuha ang alikabok mula sa malinis na dielectric at malinis na conductor. Ang problema ay ang mga high-conductive particle ay madaling ma-charge, ngunit mabilis din silang na-ejected sa collecting electrode at samakatuwid ay agad na inalis mula sa gas stream.

Ang mga particle ng dielectric ay tumira sa electrode ng pagkolekta, bawasan ang singil nito at humantong sa pagbuo ng reverse corona, na pumipigil sa filter na gumana nang maayos. Ang normal na operating dust content para sa electrostatic precipitator ay mas mababa sa 60 g / m23, at ang maximum na temperatura kung saan ginagamit ang mga electrostatic precipitator ay +400 ° C.

Tingnan din ang paksang ito:

Mga electrostatic na filter - aparato, prinsipyo ng pagpapatakbo, mga lugar ng aplikasyon