17.2. Конструкції електрофільтрів

Апарати для очищення газів цим методом називають електрофільтрами. Основними елементами електрофільтрів є: газощільний корпус з розміщеними в нім коронирующими електродами, до яких підводиться випрямлений струм високої напруги, і осадительными заземленими електродами, ізолятори електродів, пристрою для рівномірного розподілу потоку по перетину електрофільтру, бункери для збору уловлених частинок, системи регенерації електродів і електроживлення.

Конструктивно електрофільтри можуть бути з корпусом прямокутної або циліндрової форми. Усередині корпусів змонтовані осадительные і коронирующие електроди, а також механізми струшування електродів, ізоляторні вузли, газорозподільні пристрої.

Частину електрофільтру, в якій розміщені електроди, називають активною зоною (рідше - активним об’ємом). Залежно від числа активних зон відомі електрофільтри однозонные і двозонні. У однозонных електрофільтрах коронирующие і осадительные електроди в просторовому відношенні, конструктивно не розділені, В двозонних електрофільтрах є чітке розділення. Для санітарного очищення запилених викидів використовують однозонные конструкції з розміщенням коронирующих і осадительных електродів в одному робочому об’ємі. Двозонні електрофільтри з роздільними зонами для іонізації і осадження зважених частинок застосовують в основному при очищенні припливного повітря. Зв’язано це з тим, що в іонізаційній зоні відбувається виділення озону, надходження якого не допускається в повітря, що подається в приміщення.

Залежно від напряму руху газу електрофільтри підрозділяють на горизонтальних і вертикальних. Вертикальні апарати займають в плані значно менше місця, але за інших рівних умов коефіцієнти очищення в них нижчі. Активна довжина поля вертикального електрофільтру співпадає з активною висотою його електродів.

У міру осадження пилу на електродах знижується ефективність пиловловлювання. Щоб уникнути цього явища і підтримки оптимальної ефективності електрофільтрів електроди періодично очищають від пилу струшуванням або промивкою. Відповідно електрофільтри підрозділяються на сухих і мокрих.

До мокрих відносять апарати, що уловлюють рідкі або значно зволожені тверді частинки, а також електрофільтри, електроди яких очищаються самоплив (конденсатом уловленого рідкого аерозоля) або за допомогою змиву частинок, що осіли, рідиною. До сухих відносять електрофільтри, що уловлюють сухі тверді частинки, які видаляють з електродів за допомогою струшування через певні проміжки часу.

Всі мокрі електрофільтри, що знайшли застосування в промисловості, мають вертикальну компоновку. Сухі апарати можуть бути як вертикальними, так і горизонтальними. Переважне застосування серед сухих електрофільтрів мають апарати з горизонтальним ходом газу горизонтальні багатопільні апарати, в яких газ, що очищається, проходить послідовно через декілька електричних полів.

Залежно від форми осадительных електродів відомі електрофільтри трубчасті і пластинчасті (мал. 7.2). Трубчасті електрофільтри складаються з великого числа елементів, що мають круглий або сотообразное перетин. По осі трубчастого елементу розташований коронирующий електрод. У пластинчастому електрофільтрі є велика кількість паралельних пластин. Між ними знаходяться натягнуті коронирующие електроди.

Форми осадительных і коронирующих електродів можуть бути найрізноманітнішими. Коронірующие електроди можуть набиратися з тонких круглих або товстих шестигранних стрижнів, сталевих пилкоподібних смуг, профільованих стрічок з голчатою выштамповкой. Іноді застосовуються і інші форми. Осадітсльнис електроди сухих фільтрів виконують у вигляді профільованих пластин, жолобів, рідше - коробка з круглими або складними вирізами для кращого утримання обложеного пилу від вторинного віднесення. У мокрих електрофільтрах проблема вторинного віднесення неістотна, тому електроди виконують у вигляді наборів прутков і гладких пластин, що дозволяє легко змивати осад.

Електроди сухих фільтрів струшують зіткненням або за допомогою спеціальних ударно-молотковых механізмів. Зіткнення застосовують в основному для струшування коробчатих електродів. Решта типів коронирующих і осадительных електродів струшує ударами молоткастих механізмів, що обертаються, по ковадлах, прикріплених до цих електродів.

Промивка електродів в мокрих електрофільтрах може проводитися періодично або безперервно. Для періодичної промивки подають велику кількість води або іншої промивної рідини на електроди (у активну зону) при відключеній напрузі. На час промивки секції подачу газу припиняють.

Перетікання неочищеного газу мимо активної зони навіть в невеликій кількості може помітно погіршити ступінь очищення. У горизонтальних фільтрах неактивні зони розташовані над і під електродною системою (включаючи бункери), а також в проміжках між крайніми осадительными електродами і корпусом. У вертикальних пластинчастих фільтрах неактивні проміжки між осадительными електродами і корпусом. У вертикальних трубчастих апаратах неактивні зони можна усунути повністю. У пластинчастих конструкціях зазори необхідні для струшування електродів і дотримання пробійних проміжків. Тому в таких електрофільтрах передбачають клапани (щитки), що створюють лабіринтове ущільнення і знижуючі перетікання газу.

Швидкість газу, що очищається, в активній зоні є одній з основних характеристик електрофільтру. Найбільшу величину електричного заряду частинки розміром до 1 мкм отримують за час знаходження в електричному полі близько 1 с. Швидкість приймають залежно від конструкції електрофільтру. Так, в сухих електрофільтрах її значення знаходиться зазвичай в межах 0,8... 1,7 м/с. Повинен бути забезпечене рівномірний розподіл швидкості газу, що очищається, по перетину апарату. Для вирівнювання швидкісного поля в електрофільтрі встановлюють грати, що направляють лопатки, перфоровані пластини.

Широке розповсюдження в промисловості доручили електрофільтри типу УГ, ЕГА і ін. Ці апарати застосовують на теплових електростанціях, в чорній і кольоровій металургії, хімічній промисловості, на підприємствах будівельних матеріалів.

Для промислової газоочистки з апаратів вітчизняного виробництва можуть бути рекомендовані електрофільтри загального призначення типів ЕГА, ЕГТ (горизонтальні сухі), УВ, ЕВВ (вертикальні сухі), а також ряд спеціалізованих типів електрофільтрів.

Електрофільтри серії ЕГА призначені для знепилювання неагресивних невибухонебезпечних газових викидів з температурою до 330°С. Корпуси апаратів сталеві, мають прямокутну форму. Корпус апарату сталевий теплоізольований, має прямокутну форму і розрахований на розрідження до 4 кПа, в апараті є 3 електричних поля, розташованих послідовно по ходу газу. Осадітельниє електродами є плоскі полотна, набрані з прутков, а коронирующие - дротяні (діаметр проволікай 2,2 мм), натягнуті за допомогою вантажів між осадительными. Довжина одного активного поля 2,5 м, ширина 5,97 м (ширина корпусу 6,0 м), висота 7,74 м, відстань між сусідніми осадительными електродами 260 мм. Уловлений пил віддаляється з електродів механічним струшуванням за допомогою ударів молотків по ковадлах осадительных і рамах підвісу коронирующих електродів. Апарати ОГП виготовлялися чотирипільними з активною висотою 4,5 м, завдовжки 1,5 м, шириною поля 2,17 (ОГП-4-8) і 3,98 м (ОГП-4-16), а ширина корпусу складала 2,20 і 4,0 м. Допустиме розрідження в апараті 1,5 кПа.

Електрофільтри серії ЕГТ (мал. 7.3) призначені для очищення неагресивних, невибухонебезпечних газів з температурою до 450°С.

Їх основна відмінність від апаратів попередніх серіїв полягає в конструкції осадительных електродів, які аналогічні вживаним в електрофільтрах серії ЕГА. Висота коронирующих електродів 8040 мм. Корпус апарату розрахований на розрідження до 4 кПа. Маркіровка електрофільтрів серії ЕГТ означає: електрофільтр горизонтальний високотемпературний; перше число після букв указує номер (габарит) типоразмерного ряду; друге - кількість полів, третю, - довжину одного поля, м; четверте - площа активного перетину, м2.

Рис. 17.3. Електрофільтр типу ЕГТ: а - електрофільтри Егт2-3-2,5-20 і Егт2-4-2,5-20; б - електрофільтри Егт2 - 3-2,5-30, Егт2 - 4-2,5-30, ЕГТ 2 - 3-2,5-40 і Егт2 -4-2,5-40; в - електрофільтри Егт2 - 3-2,5-60 і Егт2 - 4-2,5-60; 1 - механізм струшування осаджувальних електродів; 2 - корпус; 3 - осаджувальний електрод; 4 - ізоляторна коробка; 5 - механізм струшування коронуючих електродів; 6 - захисна коробка для підведення струму; 7 - коронуючий електрод; 8 - люк обслуговування.

Електрофільтри мазкі Ег2-2-4-37 СРК (мал. 7.4) призначені для очищення газів содорегенерационных котлоагрегатов. Електрофільтри односекционные, з двома послідовними по ходу газу електричними полями. Коронірующие електродами є трубчасті рами, в яких закріплені коронирующие елементи; осадитсльныс електроди виконані у вигляді плоских полотен, набраних з пластинчастих елементів спеціального профілю. Відстань між сусідніми осадительными електродами 300 мм, висота електродів 7200 мм, ширина поля 6000 мм.

Маркіровка електрофільтру означає: електрофільтр горизонтальний; перше число позначає номер типоразмера (габарит) осадительного електроду, друге - кількість полів, третю, - активну довжину поля, м; четверте - площа активного перетину, м2. Гідравлічний опір фільтру 200 Па, розрідження в електрофільтрі 3000 Па, пропускна спроможність по газу при швидкості 1 м/с - 37 м3/с, температура газів, що очищаються, 130...250°С, ориентировачная ступінь очищення газів содорегенерационных котлоагрегатов 98%.

Рис. 17.4. Електрофільтр Ег2 - 2 - 4 - 37 СРК: 1 - газорозподільні решітки; 2 - ізоляторна коробка; 3 - захисна коробка для підведення струму; 4 - коронуючий електрод; 5 - механізм струшування коронуючих електродів; 6 - осаджувальний електрод; 7 - корпус; 8 - скребковий конвеєр; 9 - механізм струшування осаджувальних електродів; 10 - шнековий конвеєр.

Електрофільтри типу УГМ (мал. 7.5) використовуються для знепилювання неагресивних і невибухонебезпечних технологічних газових викидів з температурою до 250°С. Апарати односекционные, з двома електричними полями по ходу газів. Корпуси електрофільтрів прямокутні, теплоізольовані, розраховані на розрідження до 4 кПа. Осадітельниє електродами є плоскі полотна, набрані з пластинчастих елементів спеціального профілю. Відстань між сусідніми осадительными електродами 275 мм. Коронірующие електроди складені із стрічково-голчатих елементів, натягнутих в трубчастих рамах. Висота електродів 3000 мм, ширина корпусу 1500 мм (УГМ-2-3,5) і 3000 мм (УГМ-2-7). Пил з електродів віддаляється механічним струшуванням. Маркіровка електрофільтрів позначає: уніфікований горизонтальний малогабаритний; перше число - кількість полів, друга, - площа активного перетину, м2.

Рис. 17.5. Електрофільтри типу УГМ (виконання корпусу - П): а - електрофільтр УГМ-2 - 3,5; б - електрофільтр УГМ-2 - 7; 1 -газорозподільні решітки; 2 - механізм струшування коронуючих електродів; 3 - корпус; 4 - осаджувальний електрод; 5 - коронуючий електрод; 6 - люк обслуговування; 7 - механізм струшування осаджувальних електродів; 8 - захисна коробка для підведення струму.

Електрофільтри ЕГ-КЕН призначені для знепилювання газів, що містять високоомні дисперсні частинки з УЕС в межах 10 10 Ом м. Ступінь очищення газів в них може досягати 99,75%. Електрофільтри виготовляються двох типоразмеров з маркіровкою ЕГ-2-3-3,8-17-0,4 КЕН і ЕГ-2-4-2,5-77-05 ЮНИЙ, яка означає: електрофільтр горизонтальний; перше число після букв позначає типоразмерный (габаритний) номер, друге - кількість полів, третя - активну довжину поля, м, четверта, - площа активного перетину, м2, п’яте, - модифікацію; абревіатура "КЕН" означає "комбіновані електроди Ніїогаз". Апарати мають висоту електродів 6000 і 7150 мм, ширину 3200 і 11810 мм, продуктивність при швидкості газів в 1 м/ з -16,7 і 77,8 жУс, допустимі межі температур 330 і 250°С відповідно. Гідравлічний опір електрофільтрів складає 200 Па, максимально допустиме розрідження - 5 кПа. Відстань між сусідніми осадительными електродами 300 мм. Коронірующие електроди набираються з профільованих стрічок і створюють електричне поле з складним характером зміни напруженості. Уловлений пил віддаляється механічним струшуванням електродів.

Ряд конструктивних характеристик горизонтальних електрофільтрів, призначених для сухого очищення газів від пилу, приведений в табл. 7.1.

Таблиця 7.1.

Конструктивні характеристики горизонтальних електрофільтрів.

Вертикальні сухі електрофільтри типу YB (мал. 7.6) можуть застосовуватися для знепилювання неагресивних і невибухонебезпечних технологічних газових викидів з температурою до 250°С. Електрофільтри однодольні, використовуються при низькій запиленій (до 30 г/м3), в межах оптимальних значень питомого опору пилу. Зокрема, вони знаходять застосування при очищенні аспіраційного повітря електролізних цехів алюмінієвих заводів.

Електрофільтри можуть бути одно-, двух- або трисекційними. Корпуси прямокутні, теплоізольовані. Секції апаратів розділені суцільними перегородками. Ширина секції апаратів УВ 2x24 і УВ 3x24 складає 6,1 м, останніх - 4,25 м. Рух газів в кожній секції організований від низу до верху. Розрідження в апараті до 3,5 кПа. Осадітельниє електроди виконані у вигляді пластинчастих полотен. Відстань між сусідніми осадительными електродами 275 мм. Коронірующие електродами є трубчасті рами, в яких натягнуті стрічково-зубчаті елементи. Активна довжина поля (висота електродів) 7,5 м. Видалення пилу з електродів здійснюється струшуванням. Маркіровка електрофільтру означає: уніфікований вертикальний; перше число після букв - кількість секцій, друга, - площа активного перетину однієї секції, м2.

Рис. 17.6. Електрофільтри типу УВ: а - електрофільтри УВ 2x10, УВ 1x16 і УВ 2x16; б - електрофільтри УВ 2x21, УВ 3x21; 1 - люк обслуговування; 2 - газорозподільник; 3 - механізм струшування газорозподільника; 4 - механізм струшування осаджувальних електродів; 5 - корпус; 6 - коронуючий електрод; 7 - осаджувальний електрод; 8 - механізм струшування коронуючих електродів; 9 - захисна коробка для підведення струму.

Деякі конструктивні характеристики сухих вертикальних електрофільтрів приведені в таблиці 7.2.

Таблиця 7.2.

Конструктивні характеристики сухих вертикальних електрофільтрів

Мокрі електрофільтри ЕОМ (мал. 7.7) призначаються для уловлювання туманів і крапель сірчаної кислоти з концентрацією (5...20) % о. у присутності слідів оксидів миш’яку, селену, з’єднань фтору. Електрофільтри виконуються вертикальними однопільними і односекционными. Корпус сталевий циліндровий, футеруется зсередини на місці монтажу кислототривкими матеріалами.

Рис. 17.7. Мокрий електрофільтр типу ЕОМ: 1 - захисна коробка для підведення струму; 2 - люк обслуговування; 3 - ізоляторна коробка; 4 - коронуючий електрод; 5 - осаджувальний електрод; 6 - корпус; 7 - футерування корпусу; 8 - газорозподільні решітки.

Осадітельниє електроди виконані з полімерних токопроводяших пластин, що мають підвищену теплопровідність. Коронірующие електроди виготовляють з освинцьованого дроту. Маркіровка електрофільтру означає: електрофільтр вертикальний мокрий.

Ступінь уловлювання речовини, що диспергує, при концентрації на вході від 3 до 5% в перерахунку на 100%-ю сірчану кислоту і двоступінчатому очищенню досягає 99,7%. Допускається робота електрофільтру під розрідженням до 6 кПа. Температура газу, що очищається, 20...45°С. При швидкості газового потоку 1 м/с пропускна спроможність складає 6,8 м /с, а опір апарату - близько 100 Па. Площа активного перетину 6,8 м2, площа осадження 218 м . Активна довжина поля (висота електродів) 3,5 м, діаметр апарату 3,6 м.