§ 11. Электростатика(Электрофильтры)
Применение сильных электрических полей в различных технологических процессах представляетширокий 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. 6.1, а) - аппараты с вертикальным потоком
газа. Подлежащие очистке газы проходят
внутри трубчатых осадительных электродов,
по оси которых располагаются коронирующие
провода.
Пластинчатые электрофильтры (рис. 6.1, 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.
Рис. 6.1
Виды электрофильтров:
а) - трубчатый; б) - пластинчатый.
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 лектрическое
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. 6.2) (где зоны зарядки и
осаждения частиц конструктивно выполнены в
виде отдельных частей) и однозонные (где
указанные зоны конструктивно совмещены).
Электрофилтр состоит из: схема основных
элементов малогабаритного двухзонного
фильтра
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.