Принципы улавливания пыли в электрофильтрах

Электрофильтры обеспечивают высокую степень очистки η=0,95-0,995% при гидравлическом сопротивлении до 150 Па.

В электрофильтрах (рисунок 6.12) запыленный газ движется в каналах, образованных осадительными электродами, между которыми через определенное расстояние расположены коронирующие электроды.

На заземленном осадительном электроде с развитой поверхностью улавливается подавляющее количество пыли, меньшее количество пыли - на коронирующем. К коронирующему электроду подводится выпрямленный электрический ток высокого напряжения с отрицательным знаком, между электродами возникает электрическое поле. При напряженности электрического поля 15 кВ/см у поверхности коронирующего электрода происходит интенсивная ударная ионизация газов, сопровождающая возникновением коронного заряда. Ионы газов с различной полярностью в электрическом поле движутся к разноименным электродам. Возникает электрический ток, представляющий собой ток короны. Частицы золы из-за адсорбции на их поверхности ионов приобретают в межэлектродном промежутке электрический заряд и под влиянием силы электрического поля движутся к одному из электродов и осаждаются на нём. По мере накопления осажденные частицы при снятом напряжении удаляются встряхиванием или промывкой электродов.

Электрофильтры бывают однопольными и многопольными.

На процесс осаждения частиц влияют следующие факторы: электропроводность, размер, скорость частиц, также скорость дрейфа частиц золы, температура и влажность газа, удельная поверхность осаждения и состояние поверхности электрода.

Увеличивая удельную поверхность осаждения можно повысить и степень улавливания. Но одновременно увеличивая площадь и габариты, расход металла и стоимость.

Скорость дрейфа определяется электрическими свойствами пылегазового потока (УЭС золы – удельное энергетическое сопротивление).

При эксплуатации экибастузких углей (углей с повышенным УЭС) столкнулись с явлением, называемыми «обратная корона».

На осадительных электродах образуется слой зоны с высоким УЭС. Проводимость слоя пыли уменьшается, увеличивается потенциал поверхности слоя, увеличивается падение напряжения в слое, увеличивается разность потенциалов между поверхностью слоя и заземленным электродом. В результате происходит выброс в межэлектродное пространство ионов со знаком обратным знаку ионов основного процесса.

-u - эл.ток отрицательный; +u – эл.ток положительный; 1 - загрязненный поток; 2 – осадительный электрод; 3 – коронирующий электрод; 4 – очищенный поток; 5 – бункер.

Рисунок 6.12а - Электрофильтр в разрезе

1-осадительный электрод; 2 -коронирующий электрод; 3- частицы золы; 4-электрическое поле; 5-слой осевшей золы; 6 -заряженная зола.

Рисунок 6.12б - Принцип работы электрофильтра

Положительные ионы, образующиеся в зоне «обратной короны» движутся к коронирующему электроду и нейтрализуют отрицательно заряженные частицы золы на своем пути. В результате золовые частицы вылетают в дымовую трубу, повышается потребляемый ток, снижается напряжение на электродах, падает эффективность золоуловителя. На степень улавливания золы оказывает влияние равномерность распределения поля скоростей дымовых газов по сечению электрофильтра. Для создания равномерного поля скоростей дымовых газов на входе в электрофильтр устанавливают газораспределительные решетки.

Недостатки электрофильтров: высокие капитальные затраты; металлоёмкость; необходимость в специальном повысительно-выпрямительном агрегате для электропитания; большая занимаемая площадь; ЭФ не используется для взрывоопасной пыли.