2.3.3. Электрофильтры

Электрическая очистка – один из наиболее совершенных видов очистки газов от взвешенных частиц. Этот процесс основан на ударной ионизации газов в зоне коронирующего разряда, передаче заряда ионов частицам примесей и осаждении последних на осадительных и коронирующих электродах. Между ними создается электрическое поле высокого напряжения (30-100 кВ). Поскольку коронизирующие электроды изготавливают из относительно тонких стержней, то около них создается поле высокой напряженности, вызывающее интенсивную ионизацию газовых молекул. Этот процесс и вызывает образование вокруг электродов светящейся короны. Под действием электрического поля заряженные аэрозольные частицы движутся от коронизирующего электрода к осадительному и прилипают к нему, отдавая свой заряд.

Ударная ионизация газа протекает устойчиво лишь в неоднородном электрическом поле, характерном для цилиндрического конденсатора (рис. 2.9). В зазоре между коронирующим 1 и осадительным электродами создается поле убывающей напряженности с силовыми линиями 3, направленными от осадительного к коронирующему электроду или наоборот. Напряжение к электродам подается от выпрямителя 4.

Критическое напряжение на электродах, при котором возникает коронный разряд, определяется соотношением

(2.17)

где R₂ и R₁ – радиусы коронирующего и осадительного электродов,

Е_кр – критическая напряженность электрического поля, В/м.

Величина критической напряженности определяется экспериментально или по эмпирическим формулам Пика. Для коронирующего электрода положительной полярности

(2.18)

а для коронирующего разряда отрицательной полярности

(2.19)

где β – поправка на плотность газов в рабочих условиях, определяемая по уравнению

(2.20)

где р_окр – давление окружающей среды, Па;

р_r – разряжение или избыточное давление в газоходе, Па;

t – температура газов, ^оС.

Рис. 2.9. Схема расположения электродов в электрофильтре

1 – коронирующий электрод; 2 – осадительный электрод; 3 – силовые линии электрического поля в электрофильтре; 4 – выпрямитель

Электрофильтры используют для тонкой очистки газов от масляных туманов, смолы и пыли в различных отраслях промышленности. Применяют несколько типовых конструкций сухих электрофильтров типа УГ (унифицированные горизонтальные) и мокрых (типа С) электрофильтров (табл. 2.4), а также туманоуловители типа УПП. К наиболее распространенным относится трубчатый электрофильтр (рис. 2.10).

Эксплуатационные характеристики электрофильтров весьма чувствительны к изменению равномерности поля скоростей на входе в фильтр. При использовании электрофильтров для очистки воздуха от аэрозолей горючих веществ необходимо, чтобы максимальная температура аэрозольной смеси была на 20-25^оС ниже температуры вспышки улавливаемой жидкости. Это позволяет устранить возможность воспламенения фильтрата в электроуловителе.

Рис. 2.10. Трубчатый электрофильтр

1 – осадительный электрод; 2 – коронирующий электрод; 3 – рама;

4 – встряхивающее устройство; 5 – изолятор

Таблица 2.4

Техническая характеристика электрофильтров