Область применения электрофильтров

Электрофильтры

Принцип действия электрофильтров

Электрофильтр – пылеуловитель, в котором улавливание частиц пыли или жидкости осуществляется с помощью электрических сил. Частицы пыли получают (как правило) отрицательный электрический заряд в поле коронного разряда и движутся под действием электрического поля к заземленным электродам, оседают на них и после регенерации электродов собираются в бункерах. Небольшая часть пыли, примерно 0,5–1 % от общего количества, приобретает положительный заряд и осаждается на коронирующих электродах и также периодически удаляется.

Характер распределения количества уловленной пыли по длине осадительного электрода выражается (за исключением начальной части) кривой, близкой к экспоненте (рис. 1).

Для создания электрического поля в электрофильтрах применяются повысительно-выпрямительные агрегаты напряжением 80 кВ и выше с системами регулирования, обеспечивающими требуемый режим питания.

Область применения электрофильтров

Среди других способов обеспыливания газов электрический является наиболее эффективным, а электрофильтр – самым универсальным аппаратом, т.к. сила, обеспечивающая улавливание, приложена непосредственно к частице, несущей электрический заряд.

Необходимо, однако, особо отметить, что универсальность принципа действия электрофильтров ни в коей мере нельзя относить к конструкции аппарата, которая для успешной реализации возможностей электрогазоочистки, должна быть индивидуальной, применительно к конкретным условиям его эксплуатации.

Другими словами, конструкции электрофильтров, устанавливаемых в различных отраслях промышленности, имеют существенные отличия. А аппараты, устанавливаемые даже в одной отрасли промышленности, например, в теплоэнергетике, должны иметь индивидуальные особенности, вплоть до конструктивных отличий, обусловленных проектными, технологическими и режимными особенностями их работы.

Основные преимущества электрической очистки газов следующие:

– широкий диапазон производительности – от нескольких м³/час до миллионов м³/час;

– степень очистки газов – до 99,9 % и выше;

– гидравлическое сопротивление – не более 0,2 кПа (является основной причиной низких эксплуатационных затрат);

– электрофильтры могут улавливать сухие частицы, капли жидкости и частицы тумана;

– в электрофильтрах улавливаются частицы размером от 0,01 мкм (вирусы, табачный дым) до десятков микрон.

Преимущественная и экономически более целесообразная область применения электрофильтров –очистка больших объемов газов, отходящих от технологических агрегатов большой мощности, однако, в ряде случаев, применение электрофильтров может оказаться целесообразным и при очистке относительно малых объемов газов.

Особенностью электрофильтров является высокая чувствительность процессов электрической очистки газов к неудовлетворительной центровке электродной системы и отклонениям технологического режима от проектного, а также к механическим дефектам внутреннего оборудования, которые могут являться результатом недостаточно тщательного проведения монтажных работ или неквалифицированного обслуживания при эксплуатации.

Применение электрофильтров ограничено, если очищаемый газ представляет собой взрывоопасную смесь

или такая смесь может образоваться в ходе процесса в результате отклонения от нормального технологического режима, так как при работе электрофильтра существует вероятность возникновения искровых разрядов. В исключительных случаях электрофильтры могут устанавливаться в условиях возможного образования взрывоопасных сред, однако при этом принимаются особые меры предосторожности, включающие спе-циальные конструктивные решения, автоматическое выключение электропитания при возникновении взрывоопасных ситуаций и др.

В тех случаях, когда удельное электрическое сопротивление осажденного слоя пыли (УЭС) чрезмерно высоко, применение электрофильтров требует использования специальных мер по снижению УЭС пыли, что удорожает стоимость пылеулавливающей установки.

В зависимости от вида улавливаемых частиц электрофильтры подразделяются на сухие (пластинчатые горизонтальные и вертикальные) и мокрые. Осадительные электроды мокрых электрофильтров представляют собой трубы с различной формой сечения. Они изготавливаются для агрессивных и не агрессивных газов, имеющих различную температуру.

В сухих электрофильтрах очистка осадительных электродов от пыли осуществляется путем их встряхивания с помощью специальных механизмов.

В мокрых электрофильтрах удаление пыли производится с помощью жидкостей (слабая кислота, вода и др.).

Для обеспечения равномерного распределения очищаемого газа по сечению электрофильтра их корпуса снабжаются специальными газораспределительными решетками и газонаправляющими устройствами, определение параметров которых производится на моделях.

Корпуса электрофильтров рассчитаны на использование в районах определенной сейсмичности. Для районов повышенной сейсмичности разрабатываются специальные корпуса. В районах с умеренным климатом

электрофильтры обычно размещают на открытом воздухе, а при необходимости защиты от атмосферных осадков – под навесом. Климатическое исполнение аппаратов и сейсмичность района установки указываются в описании конкретных типов электрофильтров.

Производительность конкретного типоразмера электрофильтра по очищаемому газу не является величиной постоянной. Ее величина зависит от скорости газа в электрофильтре, которая определяется физико-химическими свойствами пылегазового потока, проектными решениями и технологическими особенностями пылевыделяющего агрегата.

Для ориентировочного сравнения аппаратов в справочной литературе приводится производительность электрофильтров при условно принятой скорости газов в активном сечении электрофильтра равной, например, 1 м/с (фактическая скорость может существенно отличаться от этой величины в большую или меньшую сторону).

Подвод электрического тока от повысительно-выпрямительных агрегатов осуществляется с помощью высоковольтных кабелей или шин (при установке источников питания на крышке электрофильтра).

Степень очистки газов электрофильтрами зависит от многих факторов (физико-химических свойств пылегазового потока, скорости и времени пребывания газа в электрофильтре, конструкции электродов, режимов питания и встряхивания электродов, качества газораспределения и др.).

Режимы электропитания полей и встряхивания электродов необходимо безусловно поддерживать на оптимальных уровнях, учитывающих все особенности работы электрофильтра.

Качество газораспределения обеспечивается на стадии проектирования установки электрогазоочистки путем продувки физических моделей, а при необходимости инструментальным обследованием непосредственно промышленного электрофильтра и внесением требуемых изменений в конструкции газораспределительных устройств.

Степень очистки газов электрофильтром неразрывно связана с технологическими и режимными условиями его работы. Величина степени очистки газов электрофильтров, требуемый типоразмер электрофильтра, ряд режимов его работы определяются фирмой-разработчиком аппарата по специально разработанным методикам.

Методика, разработанная кафедрой ТВН Московского энергетического института и Семибратовским филиалом НИИОГАЗ с использованием баз данных НИИОГАЗ, ВТИ им. Дзержинского и Гипрогазоочистки учитывает распределение электрического поля, зарядку и движение частиц в межэлектродном промежутке в поле коронного разряда, а также профили концентрации пыли по сечению электрофильтра и степень неравномерности распределения газа в аппарате. Работы, выполненные в СФ НИИОГАЗ, позволили также учесть унос пыли в процессе осаждения пыли и при встряхивании электродов, и унос через неактивные и полуактивные зоны. В методику постоянно вносятся изменения, отслеживающие конструктивное усовершенствование в новых аппаратах.

Для того чтобы правильно выбранный электрофильтр обеспечил проектные показатели, холдинговая группа Кондор Эко –СФ НИИОГАЗ обеспечивает его инженерное сопровождение, начиная от разработки проекта установки и изготовления аппарата и кончая монтажными и пуско-наладочными работами на объекте установки, а при необходимости и надзор при эксплуатации.

Обеспечение качественного монтажа и проведения пуско-наладочных работ под надзором специалистов позволяет гарантированно обеспечивать требуемые режимы пуска и останова электрофильтра, режимы питания и регенерации электродов и др. и в итоге получать проектное значение выбросов пыли из аппарата. Краткая характеристика отечественных электрофильтров.

В 1932 г. на базе конторы по электрофильтрам был создан трест электрической, химической и механической очистки промышленных газов – трест Газоочистка, в состав которого вошли институты НИИОГАЗ и Гипрогазоочистка. Особое внимание в работе треста было уделено проектированию и строительству электрофильтров. В 1941 г. в различных отраслях промышленности работало 167 газоочистных установок с 548 отечественными электрофильтрами. (В настоящее время их количество составляет примерно в десять раз больше).

Конструкцию электрофильтра определяют в основном технологические и проектные условия его работы: состав и свойства очищаемых газов и улавливаемых взвешенных частиц, требуемая величина выбросов из электрофильтра и условия его размещения.

Все электрофильтры по условиям зарядки и осаждения можно разделить на две основные группы: однозонные (зарядка и осаждение частиц происходят в одной конструктивной зоне) и двухзонные (в первой зоне происходит зарядка, во второй – осаждение частиц). Кроме этого существуют группы комбинированных аппаратов (например, циклон + электрофильтр, электрофильтр + фильтр, сочетания электрофильтров с мокрыми пылеуловителями и др.). Эти аппараты могут изготавливаться в одном или раздельных корпусах (рис. 2).

Электрофильтры по форме осадительных электродов можно классифицировать на два основных вида: пластинчатые и трубчатые. Подавляющее количество пластинчатых аппаратов – сухие, а мокрых – трубчатые. Однако известны пластинчатые мокрые и трубчатые сухие, но их количество ограничено несколькими единицами.

Пластинчатые электрофильтры разделяют по направлению движения газов в активной зоне на горизонтальные и вертикальные. Основное количество пластинчатых горизонтальных сухих электрофильтров одноярусные. Эти аппараты имеют целый ряд разновидностей. Двухъярусные электрофильтры позволяют получить увеличение активной зоны электрофильтра в стесненных условиях.

Пластинчатые вертикальные электрофильтры преимущественно однопольные.

Фосфорные электрофильтры (ВФ, ЖФП) имеют два последовательно соединенных поля.

Трубчатые мокрые электрофильтры подразделяются на аппараты для неагрессивных и агрессивных газов.

Последние могут быть предназначены для холодных и горячих газов.

Поиск по сайту: