Классификация электрофильтров

Размещено на http://www.allbest.ru/

Классификация электрофильтров

электрофильтры эксплуатацию газов кондиционирование

Электрофильтры можно классифицировать по многим признакам. По расположению зон зарядки и осаждения электрофильтры подразделяют на однозонные и двухзонные. В однозонных электрофильтрах зоны зарядки и осаждения совмещены, а в двухзонных коронирующие и осадительные электроды разделены и размещены в разных конструктивных зонах. В соответствии с направлением движения газового потока фильтры подразделяют на горизонтальные и вертикальные. По форме осадительных электродов различают электрофильтры пластинчатые, трубчатые и иногда шестигранные. В зависимости от числа последовательно расположенных полей электрофильтры бывают однопольные и многопольные, а в зависимости от числа параллельно работающих секций -- односекционные и многосекционные. Вывод уловленной пыли из электрофильтра может осуществляться в сухом виде посредством встряхивания электродов и в мокром виде смывом водой. В соответствии с этим различают сухие и мокрые электрофильтры.

В зависимости от условий эксплуатации, состава, температуры, давления и влажности газов, физико-химических свойств пыли, требуемой степени очистки, создано много различных конструкций электрофильтров. Эти конструкции, часто значительно отличающиеся друг от друга, включают следующие основные элементы: корпус электрофильтра; узлы подвода, распределения и отвода очищаемых газов; электроды (коронирующие и осадительные); устройства для удаления уловленной пыли с электродов; изоляторные коробки -- узлы для подачи на электроды высокого напряжения; устройства для сбора и вывода уловленной пыли из аппарата. Корпус электрофильтра выполняют из листовой стали, бетона, кирпича и других материалов в зависимости от температуры и агрессивности газов. При необходимости корпус футеруют или снабжают наружной теплоизоляцией. Корпус может быть прямоугольным и цилиндрическим. В нем размещаются коронирующие и осадительные электроды и собирается уловленная пыль. Подвод газов к электрофильтру и отвод из него должны обеспечивать равномерное распределение газов в аппарате. Сечение подводящих и отводящих газопроводов определяют исходя из скорости газа (около 20 м/с), исключающей осаждение пыли в газопроводе. При присоединении газопроводов к электрофильтру устанавливают диффузоры и конфузоры, необходимые для осуществления плавного перехода от скорости газа в газопроводе к значительно более низкой скорости газа в электрофильтре и обратно. При многосекционных электрофильтрах конструкция газопроводов должна позволять отключать отдельные секции. На входе газов в электрофильтр устанавливают специальные устройства, выравнивающие скорости газа в сечении электрофильтра: направляющие аппараты, распределительные решетки. Основным технологическим элементом, решающим образом, влияющим на работу электрофильтра, являются электроды (коронирующие и осадительные). Коронирующие электроды могут быть гладкими или иметь фиксированные точки разряда. Гладкие электроды могут быть круглого, квадратного, звездообразного или ленточного сечений. Коронирующие электроды с фиксированными точками разряда снабжены иглами, на которых и возникает коронный разряд. Меняя шаг игл и их высоту, можно получать определенное значение тока короны. Чаще всего применяют электроды из ленты со штампованными зубцами или шипами.

В России наибольшее распространение получили электроды открытого профиля, характеризующиеся относительной простотой изготовления, достаточной жесткостью и заметно меньшим расходом металла. Распределение пыли по поверхности для этих электродов значительно благоприятнее, чем, например, для перфорированных электродов, у которых внутрь коробки попадает не более 12 % осаждающейся на электроде пыли. Пыль с электродов, как уже отмечалось, может удаляться сухим и мокрым способами. Сухое удаление пыли с электродов осуществляют встряхиванием, для чего используют различные системы.

В мокрых электрофильтрах удаление пыли осуществляется смывом ее водой с поверхности электродов. Смыв можно осуществлять непрерывно и периодически. В первом случае на поверхности осадительных электродов образуется непрерывно текущая пленка воды, которая и смывает осаждающиеся частицы пыли; во втором случае смыв осуществляется при помощи периодически включающихся брызгал и форсунок, направляющих смывающую жидкость на поверхность электродов.

В изоляторных коробках размещены изоляторы, обеспечивающие подачу напряжения на коронирующие электроды. Изоляторы работают в тяжелых условиях: высокая температура, загрязненный газ, значительные механические усилия, особенно в моменты встряхивания коронирующих электродов. Вынос изоляторов из газового потока и размещение их в изоляторных коробках существенно облегчают условия их работы вследствие снижения рабочей температуры и предотвращения попадания на их поверхности пыли, вызывающей утечку тока и пробой. В зависимости от условий работы в электрофильтрах применяют изоляторы из фарфора, плавленого кварца, бакелита и других изоляционных материалов. Для предотвращения осаждения пыли на внутренних поверхностях изолятора в шапках изоляторов делают отверстия для подсоса воздуха. При очистке влажных газов изоляторные коробки снабжают теплоизоляцией и электроподогревом для предотвращения конденсации паров на поверхностях изоляторов. На крышках изоляторных коробок иногда устанавливают приводы механизмов встряхивания для коронирующих электродов.

Для сбора пыли, уловленной в электрофильтрах, служат бункера, размещаемые в нижней части аппарата. Как правило, для каждого поля отдельный бункер. При большой влажности пыли во избежание ее слеживания бункера теплоизолируют, а иногда снабжают обогревом. Если пыль склонна к налипанию, бункер может быть оборудован вибратором. Усилие вибратора передается через шток и раму специальным пруткам, которые, вибрируя, разрушают своды пыли, образующиеся на стенках бункера. Оптимальный цикл работы вибратора подбирают на месте в зависимости от свойств пыли. Обычно вибратор включают на 15-20 с через каждые 5-6 мин. Во избежание больших присосов воздуха пыль выгружается из бункера периодически. Для выгрузки применяют роторные (ячейковые) питатели, шнеки или скребковые транспортеры. Датчиками для автоматического включения питателей могут служить сигнализаторы уровня пыли в бункере.

Эксплуатация электрофильтров.

Ввод электрофильтра в эксплуатацию осуществляют по специально разработанной программе. Перед пуском аппарата в работу снимают вольтамперную характеристику на воздухе, позволяющую оценить качество монтажа. После ввода электрофильтра в эксплуатацию необходимо отработать режим встряхивания электродов и газораспределительных решеток. При нормальной эксплуатации поля электрофильтра должны питаться от своих рабочих агрегатов. При неисправности агрегата необходимо перевести питание на резервный агрегат, а в случае его отсутствия -- на агрегат соседнего поля. Для обеспечения нормальной эксплуатации необходимо выполнение следующих требований.

Охлаждение газов. Наиболее эффективно охлаждение в котлах-утилизаторах или поверхностных холодильниках с использованием отнятого от газов тепла. Возможно также охлаждение впрыском воды или подмешиванием холодного воздуха. Последний способ особенно неэкономичен, так как связан со значительным увеличением объема газа, т. е. непроизводительным увеличением сечения газового тракта, размеров газоочистки и мощности дымососа.

Увлажнение газов. При малой влажности газов (менее 50 г/м3і) работа электрофильтров в большинстве случаев неустойчива. Поэтому часто газы приходится увлажнять до 70-80 г/мі. Это делается за счет испарения впрыскиваемой в газ тонкораспыленной воды. Для совмещения процессов увлажнения и охлаждения газа обычно используют скрубберы, устанавливаемые перед электрофильтром. Хорошие результаты получают при смешивании газа с паром: на коротком участке пути можно получить значительное увлажнение газа. Однако этот способ, как правило, неэкономичен.

Поддержание расчетной скорости газов. С течением времени разрушается кладка боровов, нарушается плотность швов, фланцевых соединений, прокладок смотровых люков, герметичность пылеспускных устройств и т.п. В результате увеличиваются присосы и объемы проходящего через электрофильтр газа начинают возрастать. В процессе эксплуатации нужно тщательно следить за плотностью всех соединений.

Кондиционирование газа. При высоком удельном сопротивлении пыли во избежание образования обратной короны газ необходимо кондиционировать. При улавливании магнезитовой пыли достаточно кондиционировать газы с помощью подачи в них пара. В более сложных случаях возможно добавление в газы серного ангидрида, аммиака, хлоридов натрия и калия. Вопросы кондиционирования газов изучены недостаточно и требуют промышленной проверки.

Снижение запыленности газа. Если в процессе эксплуатации электрофильтра запыленность систематически повышается до 25-30 г/мі и более, то следует принимать меры, обеспечивающие нормальную работу аппарата. Несколько ослабить явление запирания короны можно повышением напряжения на электродах, снижением скорости пылегазового потока, применением многопольных фильтров. Более радикальным решением вопроса является установка перед электрофильтром аппарата грубой очистки, снижающего концентрацию пыли до допустимых пределов.

Предварительная коагуляция пыли. При работе на очень тонкодисперсных пылях эффективность работы электрофильтра может быть довольно низкой. Для повышения ее можно применить предварительную коагуляцию (агрегирование) частиц пыли. Коагуляция осуществляется различными способами: пропуском газа через акустическое или электрическое поле, а также через какой-либо аппарат мокрой очистки, работающий в режиме коагуляции.

Работа систем пыле- и шламоулавливания. Необходимо внимательно следить за уровнем пыли в бункерах. Переполнение бункеров может привести к короткому замыканию и отключению электрофильтра, а также к слеживанию и схватыванию некоторых пылей, что в дальнейшем крайне затруднит их удаление из бункера.

Изоляция корпуса. Некачественная изоляция корпуса или ее нарушение приводит к местному охлаждению стенок и, как следствие, к их коррозии и налипанию пыли. Кроме того, плохая изоляция обусловливает большие температурные перепады, вызывающие деформации и коробление корпусов, что особенно опасно для высокотемпературных аппаратов и аппаратов больших размеров.

Принцип действия электрофильтров.

Применение сильных электрических полей в различных технологических процессах представляет широкий интерес. Это направление, получившее название электронно-ионной технологии, интенсивно развивается с шестидесятых годов. К нему, в первую очередь, относится электрогазоочистка, позволяющая создавать на ее принципах различные электрофильтры .

Принцип действия электрофильтра основан на направленном движении заряженных частиц под действием электрического поля. В электрофильтре частицам сообщается избыточный заряд, и в пространстве между электродами, создающими электрическое поле, эти частицы движутся по направлению к электроду, имеющему полярность, противоположную полярности зарядов частиц, осаждаясь на этом электроде.

Электрофильтры, оказывая малое гидравлическое сопротивление потоку газа, обеспечивают высокую степень очистки, пригодны для использования в самых различных условиях, в том числе при высокой температуре и для химически активных газов. Они применяются в цементной, химической, металлургической промышленности, на тепловых электростанциях.

В настоящее время широко используются трубчатые и пластинчатые электрофильтры. Трубчатые электрофильтры (рис. 1, а) - аппараты с вертикальным потоком газа. Подлежащие очистке газы проходят внутри трубчатых осадительных электродов, по оси которых располагаются коронирующие провода.

Рис. 1 Виды электрофильтров: а) - трубчатый; б) - пластинчатый.

Пластинчатые электрофильтры (рис.1, б) - аппараты с осадительными электродами в виде пластин, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, с размещенными между пластинами коронирующими электродами. Поток очищаемого газа проходит между пластинами. В одном корпусе электрофильтра может быть расположено несколько независимых последовательно расположенных систем электродов.

В электрофильтре с резко неоднородным электрическим полем между электродами образуется коронный разряд с ионизацией газа вблизи электрода с малым радиусом кривизны. В остальной, большей части межэлектродного промежутка имеются ионы только одного знака, которые движутся в направлении к противоположному осадительному электроду. В поле коронного разряда ионы, сталкиваясь с частицами, осаждаются на них, сообщая частицам заряд. Зарядившись, частицы под действием электрического поля движутся к осадительным электродам и осаждаются на них. Слой осажденных частиц удаляется периодическим встряхиванием осадительных электродов. В пластинчатых электрофильтрах Электрическое поле несколько слабее, чем в трубчатых, но пластинчатые электрофильтры проще изготавливать, и в них легче обеспечить встряхивание электродов.

По объему очищаемого газа электрофильтры подразделяются на фильтры высокой производительности - более 10 тыс. м3 очищаемого газа в час и малогабаритные фильтры - 1 - 2 тыс. м3.По расположению электродов электрофильтры подразделяются на двухзонные (рис. 2) (где зоны зарядки и осаждения частиц конструктивно выполнены в виде отдельных частей) и однозонные (где указанные зоны конструктивно совмещены).

1 - диффузор, 2 - конфузор, 3 - предфильтр, 4 - зарядное коронирую щее устройство, 5 - электростатическое осадительное устройство, 6 - механический фильтр, 7 - газораспредели-тельное приспособление, 8 - заземленные пластины, 9 - провода.

Принцип действия коронного электрофильтра следующий. Внутри трубы натягивается отрицательно заряженная проволока, вокруг которой зажигается корона. Воздух внутри трубы становится сильно ионизированным. Ионы оседают на частицах дыма, поднимающихся по трубе. В результате частицы дыма приобретают такой же заряд, как коронирующая проволока, поэтому отталкиваются от нее и оседают на стенках трубы. Со стенок трубы они могут в последующем собираться, утилизоваться, либо использоваться опять в производстве, если это ценный продукт, как, например, в случае дыма в литейных цехах.

Описанный метод электрофильтрации дымов с использованием коронного разряда очень эффективен. В этом можно убедиться на простом опыте. Если прозрачную трубу с центральной проволокой заполнить темным дымом и потом включить напряжение, то воздух в трубе моментально очистится и станет светлым.

Размещено на Allbest.ru