Преимущества электрофильтров. Очистка газов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

1. Электрофильтры. Их преимущества

2. Применение электрофильтров в промышленности

1. Электрофильтры. Их преимущества

Электрофильтры - это высоковольтное электротехническое оборудование, в котором используется коронный разряд для зарядки взвешенных в газе частиц и их улавливания в электрическом поле. Для этого электрофильтры питаются от повысительно-выпрямительных агрегатов с номинальным выпрямленным напряжением 80 кВ, 110 кВ и 150 кВ.

электрофильтр высоковольтный электрический газ

Электрические фильтры предназначены для высокоэффективной очистки технологических газов и аспирационного воздуха от твердых или жидких частиц, выделяющихся при технологических процессах в различных отраслях промышленности. Электрические фильтры применяют в энергетике, черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов, химической промышленности и др.

Основные преимущества очистки газов электрофильтрами следующие:

· электрофильтры имеют широкий диапазон производительности - от сотен до миллионов м³/ч

· электрофильтры обеспечивают высокую степень очистки газов - до 99,95 %

· электрические фильтры имеют низкое гидравлическое сопротивление - 0,2 кПа

· Электрические фильтры могут улавливать твердые и жидкие частицы размером от 0,01 мкм (вирусы, табачный дым) до десятков мкм.

В зависимости от вида улавливаемых частиц и способа их удаления с электродов, электрофильтры подразделяются на сухие и мокрые. В сухих электрических фильтрах для очистки поверхности электродов от пыли, используются механизмы встряхивания ударно-молоткового типа. Пыль из сборных бункеров выводится в сухом виде или в виде шлама. В мокрых электрофильтрах уловленный продукт с поверхности электродов, смывается жидкостью или стекает самотеком, а из бункеров удаляется в виде жидкости или шлама.

В зависимости от направления движения газа электрические фильтры делятся на горизонтальные и вертикальные. Сухие вертикальные электрофильтры обычно используются при дефиците производственной площади. В районах с умеренным климатом электротехническое оборудование размещают, как правило, на открытом воздухе, в суровых климатических условиях - в отапливаемых помещениях. Для устранения конденсации влаги на внутренних частях корпус электрофильтра теплоизолирован.

Корпуса электрофильтров рассчитаны на применение в районах с определенной сейсмичностью, которая указывается в характеристике аппаратов. Для районов с повышенной сейсмичностью необходима разработка специальных корпусов.

Высокое напряжение к электрофильтрам подводится специальным кабелем при расположении агрегатов питания в закрытых подстанциях или шинами при установке агрегатов на крышке электрофильтров.

Очистка газов в электрофильтрах широко применяется как в России, так и за рубежом. Разнообразные конструкции электрофильтров хорошо зарекомендовали себя во многих отраслях промышленности. Очистка газов в электрофильтрах является наиболее универсальным методом: в электрофильтрах происходит улавливание как микронных, так и крупных частиц. Электрофильтры могут работать в широких диапазонах температур и давления. Потери давления электрофильтром пренебрежимо малы и, следовательно, потребление электроэнергии на прохождение газов через электрофильтр сводится к минимуму.

2. Применение в промышленности

Практически электрофильтры работают во всех отраслях промышленности, но есть такие технологические процессы, в которых они незаменимы.

Энергетика: Блоки тепловых электростанций 150-800 мВт. Малые котельные. Мусоросжигающие заводы. Обработка угля, мельницы, сушилки бурого и каменного угля.

Промышленность строительных материалов: Цементная промышленность - сушильные установки, цементные мельницы, обжиг и помол клинкера при мокром и сухом способе производства. Выбросы от силосов и узлы погрузки. Известковые и гипсовые заводы - сушильные установки извести и гипса. Предприятия по производству стеновых материалов. Производство стекла, керамики, каолина, талька, графита.

Черная металлургия: Агломерационные фабрики - агломерационные ленты, барабанные и чашечные охладители агломерата, обжиговые печи, узлы пересыпки, транспортировки, сортировки агломерата, а также руды, кокса, известняка и др., зоны сжигания и охлаждения. Доменные цехи. Сталеплавильные цехи. Мартены. Конверторы. Электропечи. Печи шахтные. Печи отражательные. Коксохимические цехи. Производство огнеупоров. Прокатное, ферросплавное и др. производства.

Цветная металлургия: Свинцовые, цинковые, медеплавильные, никелевые, оловянные, алюминиевые, сурмяные, ртутные заводы. Производство германия, индия, селена, молибдена, вольфрама, ниобия, титана, циркония, магния. Очистка газов при производстве титанового и редкоземельного сырья. Плавильные, отражательные, шахтные, обжиговые печи, печи спекания, кальцинации и др. Порошковая металлургия. Производство электродов. Очистка вентиляционных газов.

Химическая промышленность: Концентраторы серной кислоты. Печи обжига пылевидного колчедана. Механические печи обжига колчедана. Печи обжига колчедана в кипящем слое. Печи сажевые и сажевые электрофильтры. Карбидные электрические печи. Сушильные установки хлористого кальция, руд на установках кальцинации и др. Производство серной кислоты, минеральных удобрений, моющих средств.

Нефтехимическая промышленность. Производство технического углерода, катализаторов, резинотехнических изделий, желтого фосфора, лакокрасочных материалов.

По назначению электрофильтры делятся на аппараты общепромышленного и специального назначения. К электрофильтрам специального назначения для химической, нефтехимической и горнодобывающей промышленности относятся:

Высокотемпературные электрофильтры. Электрофильтры для очистки газов от рудотермических печей для производства желтого фосфора. Электрофильтры для улавливания угольной пыли. Электрофильтры для улавливания пыли и смолы газогенераторных газов. Электрофильтры для очистки газов от смолы, масляных туманов. Электрофильтры для улавливания туманов серной кислоты. Электрофильтры, применяемые в производстве технического углерода и для улавливания катализаторной пыли. Электрофильтры для улавливания туманов фосфорной кислоты.

К специальным электрофильтрам для металлургической промышленности относятся высокотемпературные электрофильтры, а также:

Электрофильтры для очистки газов от смолы, масляных туманов и пыли. Электрофильтры для очистки газов от пыли и смолы. Электрофильтры для улавливания туманов серной кислоты.

Принцип очистки газов в электрофильтре универсален. В нем могут улавливаться любые твердые или жидкие частицы, так как все они способны иметь электрический заряд и, следовательно, должны осаждаться в электрическом поле. Однако универсальность принципа действия электрофильтров не удается распространить на их конструкции. В разных условиях требуются различные конструкции электрофильтров.

С этой задачей столкнулись сотрудники лаборатории электрических методов очистки газов СФ НИИОГАЗ, когда возникла необходимость создать электрофильтр для улавливания твердых и жидких частиц, содержащихся в отработанных газах (ОГ) дизелей. Каких-либо литературных данных по этой проблеме обнаружить не удалось. Специалисты СФ НИИОГАЗ были первыми, кто взялся за решение этой задачи.

Основным направлением снижения токсичности отработанных газов дизелей считается оптимизация процесса сжигания топлива непосредственно в цилиндрах. Однако таким путем не удается снизить вредные выбросы из дизелей до требуемых норм. Кроме того, для дизелей, находящихся в эксплуатации, и для устаревших двигателей этот способ снижения токсичности ОГ вообще невозможен. Поэтому решение проблемы дальнейшего снижения токсичности ОГ за пределами камеры сгорания является актуальным.

В течение длительного времени различными специалистами высказывались отрицательные суждения по поводу возможности применения электрофильтров для обработки ОГ дизелей ввиду того, что ими улавливаются не только твердые, но и жидкие частицы, и их слой на электродах будет липким.

Следует отметить, что сажа, содержащая в чистом виде 94-97 % углерода 0,5-3 % (мас.) водорода, не токсична, однако она хорошо адсорбирует канцерогенные углеводороды ОГ, и поэтому на практике рассматривается как высокотоксичное вещество.

Для решения поставленной задачи был изготовлен экспериментальный электрофильтр, который установили в филиале научно-исследовательского института токсичности двигателей (НИИТД, г. Москва) после дизеля мощностью 300 л.с. Первые же опыты показали, что сажа улавливается хорошо, однако отряхивать ее от электродов обычными методами было невозможно, при ударах бойка сажа оставалась на электроде. Но обнаружилось, что даже слабая струя воздуха легко удаляет (сдувает) сажу с электродов. Этот факт был использован при разработке устройства регенерации новых электрофильтров.

На основании данных, полученных при исследовании работы экспериментального электрофильтра, был выполнен расчет параметров электрофильтра для Управления спецпрограмм Президента РФ. Разработка первого аппарата проводилась сотрудниками СФ НИИОГАЗ, здесь же - в экспериментально-механическом цехе - он был изготовлен и отправлен заказчику.

Во время сдачи электрофильтра один из членов приемной комиссии, заглянув в электрофильтр, выразил сомнение, что «эта дыра может что-то уловить». Однако после испытаний электрофильтра и сдачи его межведомственной комиссии было установлено, что разработанный СФ НИИОГАЗ электрофильтр специальной конструкции обеспечил эффективность очистки по взвешенным частицам (сажа, пыль, микрокапли топлива) не менее 98-99 %. Это результат, с которым не могут конкурировать каталитические, термокаталитические и жидкостные нейтрализаторы, механические фильтры, сухие и мокрые центробежные аппараты, пенные и циклонно-пенные аппараты, ротоклоны, барботажные аппараты и т.д.

Кроме того, при испытаниях электрофильтра, созданного СФ НИИОГАЗ, было установлено снижение окиси углерода на 30-40 %, диоксидов азота и серы и суммарных углеводородов на 70-80 %.

В 1985 г. были разработаны и поставлены в головной институт НИИТД (г. Владимир) два электрофильтра для очистки ОГ стендов испытания дизелей.

Анализ работы спецэлектрофильтров, разработанных СФ НИИОГАЗ, позволил сделать вывод о целесообразности их применения для очистки ОГ не только находящихся в эксплуатации, но и новых дизелей.

Размещено на Allbest.ru