El método de purificación eléctrica de gases a partir de partículas en suspensión se basa en el fenómeno de ionización de moléculas de gas por una carga eléctrica en un campo eléctrico. Los gases, como dieléctricos, no conducen la electricidad. Sin embargo, bajo determinadas condiciones, se observa conductividad eléctrica de los gases. Esto se debe a que los átomos o moléculas del gas se cargan eléctricamente. En un gas siempre hay una pequeña cantidad de partículas cargadas. Su aparición está asociada con la exposición a los rayos ultravioleta y cósmicos, gases radiactivos, altas temperaturas, etc. Si dicho gas, que contiene una cierta cantidad de portadores de carga, se coloca entre electrodos conectados a una fuente de corriente Alto voltaje, entonces los iones y electrones comenzarán a moverse en el gas a lo largo de las líneas del campo. La dirección del movimiento de cada portador de carga estará determinada por la magnitud de la carga y la velocidad de movimiento estará determinada por la intensidad del campo eléctrico. Con una intensidad de campo suficientemente alta (por ejemplo, aproximadamente 16 kV/cm para aire a presión atmosférica y temperatura ambiente), un portador de carga en movimiento adquiere una velocidad tan alta que, al chocar en su camino con una molécula de gas neutro, es capaz de arrancarle uno o más electrones externos, convirtiendo la molécula en un ion positivo y libre. electrón. Los iones recién formados también se mueven bajo la influencia del campo, ionizando aún más el gas. Esta ionización se llama ionización de impacto. Número o

Arroz. 12.Principales sistemas de electrodos de precipitadores electrostáticos:

a – precipitador eléctrico;

b – precipitador electrostático de placas; +U, -U – voltaje aplicado a los electrodos; R – radio del electrodo tubular; H – distancia entre el alambre y el electrodo de placa; d – distancia entre cables; r – radio del alambre

La cantidad de iones y electrones producidos en este caso aumenta como una avalancha y, con un mayor fortalecimiento del campo, llenan todo el espacio entre los electrodos, creando así las condiciones para una descarga eléctrica.

Las más comunes e importantes para la purificación de gases eléctricos son las descargas de chispa, arco y corona. Los dos primeros tipos de descargas pueden ocurrir tanto en un campo eléctrico uniforme como no uniforme, interfiriendo con el funcionamiento del precipitador electrostático. La descarga de corona sólo puede ocurrir en un campo eléctrico no uniforme y con una determinada forma y ubicación de los electrodos. La descarga corona se utiliza para la limpieza eléctrica.

Hay dos tipos de electrodos utilizados en los precipitadores electrostáticos:

a) electrodos de un precipitador electrostático tubular (alambre en un tubo cilíndrico, Fig. 12 A);×

b) electrodos de un precipitador electrostático de placas (una serie de cables entre las placas, Fig. 12 b).

La densidad de las líneas de campo y, por tanto, la tensión. La intensidad del campo es mucho mayor en el cable que en la placa o en la pared del tubo. Debido a la falta de homogeneidad del campo indicada, puede ocurrir una ionización por impacto y luego una descarga eléctrica en la superficie del cable cuando la intensidad del campo en esta área es suficientemente alta, pero no se extiende al otro electrodo. A medida que se aleja del cable, la intensidad del campo disminuye y la velocidad del movimiento de los electrones en el gas se vuelve insuficiente para soportar el proceso de formación de nuevos iones, similar a una avalancha. Una descarga eléctrica de naturaleza tan incompleta se llama descarga de corona. como resultado, se forman nuevos iones, cuya manifestación externa es un brillo violeta azulado alrededor del cable, un suave crujido y el olor a óxidos de nitrógeno y ozono. La descarga en corona, según el signo de la carga en el cable, puede ser positiva o negativa. Externamente, se diferencian entre sí por la naturaleza del resplandor. Se ha establecido que cuando se aplica una polaridad negativa de corriente continua al electrodo de corona, es posible lograr una acumulación de polvo de hasta el 99%, y con una polaridad positiva, solo hasta el 70%.

Con polaridad negativa, es posible mantener el voltaje más alto hasta que se produzca la ruptura de la chispa que con polaridad positiva. Esto permite un mayor diámetro de corona y una mayor intensidad de campo y, por lo tanto, una mejor carga y deposición de partículas de polvo.

El electrodo alrededor del cual se produce una descarga en corona se llama coronamiento electrodo, segundo electrodo – electrodo colector.

La intensidad del campo a la que se produce la corona se llama tensión crítica. Se utiliza una fuente de CC de alto voltaje. Una corriente eléctrica fluye a través del espacio que separa los electrodos, llamado corriente de corona. El voltaje se puede aumentar hasta un valor en el que la resistencia eléctrica del espacio de gas entre los electrodos se romperá mediante una chispa o una descarga eléctrica de arco, es decir, hasta que se produzca una "ruptura" del espacio entre electrodos.

La instalación de precipitadores eléctricos consta de dos partes: el propio precipitador eléctrico o cámara de precipitación por donde se hace pasar el gas a depurar, y un equipo de alta tensión diseñado para alimentar el precipitador electrostático con corriente rectificada de alto voltaje.

La fuente de alimentación consta de un regulador de voltaje, un transformador de alto voltaje que convierte corriente alterna con un voltaje de 220 a 380 V en una corriente de voltaje de hasta 10,000 kV y un rectificador mecánico de alto voltaje que convierte la corriente alterna en rectificada. actual. Este último se suministra a los electrodos del precipitador electrostático mediante un cable de alto voltaje.

Los electrodos de precipitación y corona están instalados en la parte de precipitación del precipitador electrostático. Los electrodos de precipitación pueden ser en forma de placas (de acero corrugado con bolsillos estampados, placas de carbono, etc.) o tubulares (de tubos redondos o hexagonales). Los electrodos de corona están hechos de alambre perfilado redondo.

Los electrodos colectores están conectados al contacto positivo del rectificador mecánico y puestos a tierra; Los electrodos de corona están aislados de tierra y conectados al terminal negativo del rectificador mecánico. Cuando el gas purificado que contiene partículas sólidas o líquidas en suspensión pasa a través del espacio entre electrodos del precipitador electrostático, las partículas se cargan con iones que, bajo la influencia de un campo eléctrico, se mueven hacia los electrodos y se depositan en ellos. La mayor parte de las partículas en suspensión se depositan sobre los electrodos colectores. En este caso, las partículas líquidas en suspensión se escurren de los electrodos, las partículas de polvo se eliminan agitando o golpeando los electrodos. Las partículas recogidas se recogen en una tolva instalada debajo del precipitador electrostático, desde donde se eliminan. Dependiendo de las partículas que se capturen, se distinguen los precipitadores electrostáticos secos y húmedos.

Arroz. 13. Cuerpo (A ) y dispositivo de distribución de gas (b) precipitador electrostático de placa horizontal:

a) 1 – antecámara; 2 – cámara para colocación de electrodos; 3 y 4 – tolvas de la precámara y precipitador eléctrico;5 – caja aislante; 6 – cuello de la trampilla de servicio; b) 1 – farosel sonido de la cámara del fuerte; 2 y 3 – rejillas de distribución de gas delanteras y traseras; 4 – láminas laterales de corte de gas; 5 – láminas protectoras; 6 – textura del búnker; 7 – láminas transversales del bunker.

Los precipitadores electrostáticos también se distinguen por la dirección del movimiento del gas: vertical y horizontal. Normalmente, los precipitadores electrostáticos se instalan en paralelo con varios dispositivos. El precipitador electrostático puede constar de varias secciones paralelas para desconectar algunas secciones durante el funcionamiento (para inspección, reparación, agitación) sin detener toda la planta de tratamiento de gas. A veces, los precipitadores eléctricos tienen varias celdas o, como también se les llama, campos eléctricos, ubicados en serie a lo largo del flujo de gas. Según el número de campos eléctricos, estos precipitadores electrostáticos se denominan de dos campos, de tres campos, etc. (Fig. 13).

Además de los precipitadores electrostáticos de zona única descritos, también se utilizan los de dos zonas. Si en el primero la ionización del gas mediante una descarga de corona y la deposición de partículas cargadas se produce en un campo eléctrico (una zona), en el segundo estos procesos están separados. Los precipitadores electrostáticos de dos zonas constan de un ionizador, que es un sistema de electrodos ubicado más cerca de la entrada de gas, y un precipitador hecho de electrodos tipo placa sobre los que se deposita el polvo cargado.

El ionizador debe evitar la deposición de polvo, por lo que consta de una fila de electrodos y el gas polvoriento no permanece en esta zona por mucho tiempo, de modo que el polvo tenga tiempo de cargarse, pero no de asentarse.

La velocidad a la que se mueven las partículas de cenizas volantes en un campo eléctrico depende de su tamaño y carga. Para partículas con un radio inferior a 1 micra, la carga es proporcional al tamaño de la partícula de polvo y no depende de la intensidad del campo eléctrico. Por el contrario, la cantidad de carga adquirida por partículas con un radio superior a 1 micrón depende principalmente de la magnitud de la intensidad del campo y del radio de la partícula (al cuadrado).

El tiempo de residencia de los gases en el precipitador electrostático afecta en gran medida a la calidad de la limpieza. Muchos años de experiencia han demostrado que la velocidad de los gases en los precipitadores eléctricos es baja (entre 0,5 y 2 m/s) y el tiempo de residencia en el filtro es considerable (entre 2 y 9 s). Por tanto, los precipitadores electrostáticos son bastante voluminosos. Pero su resistencia hidráulica es pequeña (de 50 a 200 Pa). La eficacia de limpieza, especialmente para el polvo fino, es alta (95-99%). Captan bien partículas de menos de 10 micrones. El consumo de energía para la limpieza es insignificante y asciende a 0,10-0,15 kWh por 1.000 m 3 de gas a purificar. Las principales desventajas de los precipitadores electrostáticos: alto costo y necesidad de personal de mantenimiento altamente calificado.

La calidad de la limpieza en los precipitadores eléctricos está influenciada por la temperatura y la humedad de los gases. A medida que aumenta la temperatura del gas, disminuye el voltaje en los electrodos de descarga, que puede mantenerse sin averías. Esto también reduce el grado de purificación. El efecto de la humedad del gas sobre el voltaje en los precipitadores electrostáticos es inverso al efecto de la temperatura: un aumento de la humedad ayuda a aumentar el voltaje de ruptura y, además, tiene un efecto beneficioso sobre el comportamiento de la capa de polvo en los electrodos colectores. Óxidos de azufre ( ENTONCES 2) se adsorben en la capa de polvo de los electrodos colectores y cambian el comportamiento de la capa de depósito. Con una alta concentración de polvo en los gases y un aumento del tamaño de las partículas, aumenta el riesgo de "bloqueo de corona". La concentración de polvo a la que se observa el fenómeno de bloqueo de corona varía dependiendo de la composición dispersa del polvo desde varios gramos por 1 N×m 3 hasta varias decenas de gramos por 1 N×m 3.

El funcionamiento de los precipitadores electrostáticos secos se ve influenciado significativamente por la resistividad eléctrica del polvo recogido. El polvo contenido en los gases se puede dividir en tres grupos según la resistividad eléctrica volumétrica:

1) polvo con resistencia de hasta 10 Ohm/cm;

2) polvo con resistencia de 10 a 2×10 Ohm/cm;

3) polvo con una resistencia superior a 2×10 Ohm/cm. En este caso nos referimos a la resistencia de la capa de polvo que se forma en los electrodos colectores. Debido a la adsorción de gases y vapores por las partículas de polvo que llenan los huecos presentes en la capa de polvo, cambia la resistividad eléctrica del material a partir del cual se formó el polvo.

Los granos de polvo del primer grupo, al entrar en contacto con los electrodos colectores, pierden casi instantáneamente su carga negativa y adquieren la carga de los electrodos. Habiendo recibido la misma carga, las partículas de polvo rebotan en los electrodos y vuelven a entrar en el flujo de gas. Para recoger de forma fiable el polvo del primer grupo, el diseño de los electrodos colectores debe prever una velocidad mínima del gas en su superficie. Esto se consigue, por ejemplo, utilizando electrodos ondulados en precipitadores electrostáticos horizontales.

El polvo del segundo grupo (la mayoría) se captura sin dificultad en precipitadores eléctricos.

En el tercer grupo de polvo, su capa sobre los electrodos colectores actúa como aislamiento. Las cargas eléctricas que llegan con el polvo sedimentado no se descargan al electrodo colector, sino que crean una tensión en la capa de polvo. Cuando el voltaje aumenta a un valor en el que la intensidad del campo eléctrico (gradiente) se vuelve excesiva, se produce una "avería" eléctrica en los poros de la capa llena de gas. Este fenómeno, llamado “corona inversa”, va acompañado de la liberación de iones positivos, que se mueven hacia los electrodos de la corona y neutralizan parcialmente la carga negativa de las partículas de polvo. Al mismo tiempo, los iones positivos liberados por los electrodos de precipitación convierten el campo eléctrico entre los electrodos del precipitador electrostático en un campo similar al formado entre las dos puntas, que se rompe fácilmente a bajo voltaje.

En estas condiciones, es imposible mantener un voltaje en el precipitador electrostático al que se consiga una purificación eficaz del gas. Para reducir la resistencia eléctrica del polvo capturado y aumentar la eficiencia de los precipitadores electrostáticos, se recomienda:

a) bajar la temperatura del gas que se está purificando;

b) humidificación del gas purificado delante de los precipitadores eléctricos (el vapor de agua es absorbido por las partículas de polvo y la capa de polvo se vuelve eléctricamente conductora incluso a una temperatura significativamente superior al punto de rocío);

c) introducir ácido sulfúrico, compuestos de aminas alcalinas y otras sustancias en la niebla de gas purificado que reducen la resistencia eléctrica de la capa de polvo.

El proceso de recolección de cenizas que ingresan al precipitador eléctrico con gases de combustión se puede dividir en cuatro etapas:

1) carga de partículas de ceniza con iones formados en la zona de descarga de iones;

2) movimiento de partículas de ceniza cargadas en el espacio entre electrodos hacia el electrodo colector bajo la influencia de fuerzas eléctricas y aerodinámicas;

3) deposición y retención de partículas de ceniza en la superficie de los electrodos colectores;

4) eliminación periódica de las cenizas depositadas en los electrodos en una tolva. Para aumentar la eficiencia de la purificación de gases en precipitadores eléctricos, es necesario que las dos primeras etapas se realicen de la forma más completa posible. Si la carga de partículas en un precipitador electrostático con una carga de corona estable se realiza con la suficiente rapidez, entonces su movimiento hacia el electrodo colector se produce a una velocidad relativamente baja, dependiendo de la magnitud de la carga de partículas, su tamaño, intensidad de campo, aerodinámica. características del flujo, etc. Es obvio que la separación de partículas Cuanto mayor sea la velocidad de sedimentación (velocidad de deriva) de las partículas y el tiempo de residencia de los gases purificados en la zona activa del precipitador electrostático, más completa será la ceniza de Los gases serán. Dado que las posibilidades de aumentar la velocidad de deriva de las partículas están reguladas por las características físicas del proceso, el tiempo de su permanencia en el precipitador electrostático está determinado por la velocidad de los gases y la longitud de la zona activa del precipitador electrostático, que conduce a un aumento en el volumen y el coste del aparato.

Los estudios han demostrado que si el tiempo de residencia de los gases purificados en el precipitador electrostático es inferior a 8 s, no se puede esperar obtener un alto grado (99%) de purificación de gases incluso en las condiciones de funcionamiento más favorables. Con base en las pruebas industriales de precipitadores electrostáticos multicampo realizadas por VTI y NIIOGAZ, se estableció que para asegurar alto grado limpieza, la velocidad de los gases de combustión no debe exceder los 1,5 m/s. Esta conclusión coincide con datos de empresas extranjeras, que actualmente garantizan un alto grado de purificación sólo con un tiempo de residencia de al menos 8,5 sy una velocidad de 1,5 m/s. Estos valores deben tenerse en cuenta a la hora de diseñar dispositivos (precipitadores eléctricos).

Para las unidades de calderas de alta potencia, la elección del tamaño y la cantidad de precipitadores eléctricos se complica por los problemas de colocar estos dispositivos en la celda de la unidad y ensamblarlos con calderas y extractores de humos. La mayoría de las centrales eléctricas domésticas utilizan la disposición de precipitadores eléctricos en una fila a lo ancho de la celda del bloque, cuando los ejes longitudinales de los precipitadores electrostáticos están ubicados paralelos al eje longitudinal del bloque. Esta disposición facilita la distribución uniforme de gases entre dispositivos individuales. Pero al mismo tiempo, en unidades con una capacidad de 300 MW o más, los precipitadores eléctricos de diseños antiguos con una altura de electrodo de 7,5 m no pueden cumplir con los requisitos.

Para las unidades diseñadas con una potencia de 300 y 500 MW con precipitadores electrostáticos de nuevo diseño y electrodos de 12 m, la velocidad y el tiempo de residencia de los gases cumplen con los requisitos anteriores.

Es imposible diseñar precipitadores electrostáticos para un exceso de aire mínimo y una temperatura mínima de los gases de combustión. Normalmente, la desviación observada de estos parámetros con respecto a los de diseño es la causa del aumento de la velocidad del gas en los precipitadores eléctricos entre un 20% y un 25% y el ligero deterioro asociado en la purificación del gas. Por lo tanto, para garantizar la purificación necesaria de los gases de combustión de las potentes centrales eléctricas, es necesario considerar precipitadores eléctricos para aumentar 1,2 veces la cantidad de gases purificados (excepto en el caso de las calderas que funcionan bajo presión).

En los últimos años se han suministrado a las centrales eléctricas precipitadores eléctricos con electrodos de corona de aguja. Los rasgos característicos de una descarga de electrodos en comparación con una descarga que se produce en electrodos con perfil de bayoneta son la estabilidad de la posición de los puntos de corona y un mayor valor de las cargas de corriente, lo cual es especialmente importante para los dispositivos instalados detrás de calderas equipadas con hornos con líquido. eliminación de escorias, así como con capas de cenizas de alta resistividad o alto contenido de polvo de los gases de combustión.

Al comparar electrodos de los dos tipos indicados, se llama la atención sobre la diferencia significativa en la intensidad de la descarga en los puntos de la corona. El aumento de la intensidad del campo y de la corriente de descarga corta cuando se utilizan electrodos de aguja se explica por un aumento de la curvatura de la superficie debido a la curvatura en dos secciones. En este sentido, se mejoran las condiciones de carga de las partículas de ceniza, lo que garantiza un aumento de la velocidad de deriva en dirección a los electrodos colectores. La intensificación de la descarga de corona en precipitadores electrostáticos cuando se utilizan electrodos de corona de aguja también va acompañada de algunos efectos secundarios. La zona de la corona contiene electrones con energías que exceden la energía de activación. Esto provoca un proceso de reacción química: el dióxido de azufre se oxida a azufre ( ENTONCES 2 –ENTONCES 3), aparecen óxidos de nitrógeno. Así, los experimentos de descarga en corona de alta frecuencia aumentaron el contenido de anhídrido sulfúrico hasta un 20-50% y la oxidación de nitrógeno entre un 0,2-0,3%.

Los precipitadores electrostáticos horizontales de campo múltiple son dispositivos de funcionamiento continuo. Las cenizas se eliminan de los electrodos agitándolos sin desconectar el precipitador electrostático de la fuente de energía y del flujo de gases de combustión. En este caso, parte de la ceniza inevitablemente llega al flujo de gas. Este proceso se llama arrastre secundario y es la razón principal de la menor eficiencia de los precipitadores electrostáticos secos en comparación con los húmedos, en los que las partículas se depositan sobre una película de agua o aceite y no hay arrastre secundario. La cantidad de arrastre secundario depende directamente del intervalo entre sacudidas del electrodo colector.

En los precipitadores electrostáticos de producción nacional, la agitación de cada electrodo de precipitación se realiza después de 3 minutos, independientemente del contenido de polvo de los gases, la eficiencia de limpieza, la velocidad del gas, etc. Cuando la resistividad de las cenizas es alta, la capa de cenizas evita que se carguen continuamente. que llegue a su superficie fluya hacia el electrodo puesto a tierra. Sin embargo, hay que tener en cuenta que normalmente en los electrodos colectores hay una capa resistente a las sacudidas de 1 a 2 mm de espesor. El espesor de la capa de ceniza sedimentada en 3 minutos, incluso cuando se queman combustibles con alto contenido de cenizas, es de 100 a 200 micrones para los primeros campos del precipitador electrostático. Por lo tanto, aumentar diez veces el intervalo de agitación aumentará ligeramente el espesor total de la capa. Por tanto, este intervalo se puede aumentar significativamente. Cuando se hidrotransportan cenizas a un vertedero de cenizas, generalmente se instalan sellos hidráulicos continuos con un rebosadero abierto debajo de los depósitos recolectores de cenizas. En este caso no hay dispensadores de cenizas entrantes. Por lo tanto, cuando se vierte simultáneamente una gran cantidad de cenizas en ellos, la pulpa o incluso las cenizas secas pueden salir expulsadas a través de las trampillas abiertas del sello de agua hacia el cuarto de cenizas. Para calcular el intervalo de tiempo máximo permitido entre agitaciones según las condiciones de funcionamiento del sello de agua, se propone la siguiente ecuación:

Aquí Con– concentración máxima permitida de cenizas en la pulpa (500-800 g/l); V– volumen de pulpa en el sello de agua, m3; GRAMO– caudal de agua para el sello hidráulico, m 3 /s; F – sección transversal de diseño de la sección del precipitador eléctrico situada encima de la tolva indicada, m2; h– grado medio de recogida de cenizas; t– intervalo de tiempo entre agitaciones, s.

En este caso, el período de agitación de cada electrodo.

t=t × PAG,

Dónde norte- el número de electrodos encima de esta tolva.

Se ha propuesto el uso de opciones para cambiar el intervalo de agitación. Las pruebas han demostrado que usando un variador, aumentando el intervalo de agitación de los electrodos de recolección del primer campo a 30 minutos y de los últimos campos a 2 horas, se redujo la cantidad de ceniza eliminada del precipitador electrostático (arrastre secundario) en aproximadamente 1/ 3.

La cantidad de cenizas emitidas a la atmósfera depende, además de la eficiencia del precipitador electrostático, también de qué parte del tiempo total de funcionamiento de la unidad de potencia están inoperativos los campos individuales del precipitador electrostático. La mayoría de las veces, la desconexión de los campos se produce debido a problemas dentro de la carcasa del precipitador electrostático, que pueden eliminarse solo cuando la unidad de potencia está completamente parada: rotura de los cables de los electrodos de corona (la mayoría de las veces como resultado de la erosión eléctrica), rotura de los aisladores y varillas del mecanismo de sacudida, rotura y atasco de las regletas de sacudida, etc.

Un examen de muchos precipitadores eléctricos en centrales eléctricas domésticas muestra que los diseños de los conductos de suministro de gas y la rejilla perforada en la entrada de los precipitadores eléctricos no garantizan la uniformidad necesaria en la distribución del gas en todos los dispositivos y su sección transversal. Esto conduce a una disminución general de la eficiencia global de la recogida de cenizas incluso en condiciones eléctricas normales del precipitador electrostático.

La capacidad de respirar aire limpio es nuestra necesidad fisiológica, la clave para la salud y la longevidad. Sin embargo, las poderosas empresas de producción modernas contaminan nuestro medio ambiente y nuestra atmósfera con emisiones industriales que son peligrosas para los humanos.

Garantizar la limpieza del aire ambiente al realizar procesos tecnológicos en las empresas y eliminar las impurezas nocivas en la vida cotidiana: estas son las tareas que realizan los filtros electrostáticos.

El primer diseño de este tipo fue registrado mediante la patente estadounidense nº 895729 en 1907. Su autor, Frederick Cottrell, investigaba métodos para separar partículas en suspensión de medios gaseosos.

Para ello, utilizó la acción de las leyes básicas del campo electrostático, haciendo pasar mezclas gaseosas con finas impurezas sólidas a través de electrodos con potenciales positivos y negativos. Los iones con cargas opuestas y partículas de polvo fueron atraídos hacia los electrodos, se depositaron sobre ellos y los iones con cargas similares fueron repelidos.

Este desarrollo sirvió como prototipo para la creación. filtros electrostáticos modernos.

Los potenciales de signos opuestos de una fuente de corriente continua se aplican a electrodos de lámina en forma de placa (generalmente llamados "electrodos de precipitación"), ensamblados en secciones separadas y entre ellos se colocan hilos de malla metálica.

La magnitud del voltaje entre la rejilla y las placas en electrodomésticos son varios kilovoltios. Para filtros que funcionan en instalaciones industriales, se puede aumentar en un orden de magnitud.

A través de estos electrodos, los ventiladores a través de conductos de aire especiales pasan un flujo de aire o gases que contienen impurezas mecánicas y bacterias.

Bajo la influencia de un alto voltaje se forma un fuerte campo eléctrico y una descarga de corona superficial que fluye desde los filamentos (electrodos de corona). Conduce a la ionización del aire adyacente a los electrodos con la liberación de aniones (+) y cationes (-), creando una corriente iónica.

Los iones con carga negativa, bajo la influencia de un campo electrostático, se mueven hacia los electrodos de precipitación, cargando simultáneamente impurezas contrarias. Estas cargas son influenciadas por fuerzas electrostáticas que crean una acumulación de polvo en los electrodos colectores. De esta forma se purifica el aire impulsado a través del filtro.

A medida que el filtro funciona, la capa de polvo sobre sus electrodos aumenta constantemente. Debe eliminarse periódicamente. Para estructuras domésticas, esta operación se realiza manualmente. En potentes plantas de producción, los electrodos de precipitación y de corona se agitan mecánicamente para dirigir los contaminantes a una tolva especial, desde donde se transportan para su eliminación.

Características de los diseños de filtros electrostáticos industriales.

Se pueden hacer detalles de su cuerpo. bloques de concreto o estructuras metálicas.

Se instalan pantallas de distribución de gas en la entrada de aire contaminado y en la salida de aire purificado, que dirigen de manera óptima las masas de aire entre los electrodos.

La recolección de polvo se realiza en contenedores, que generalmente tienen un fondo plano y están equipados con un transportador rascador. Los colectores de polvo se fabrican en forma de:

bandejas;

pirámide invertida;

cono truncado.

Los mecanismos de vibración de los electrodos funcionan según el principio de la caída de un martillo. Pueden ubicarse debajo o encima de las placas. El funcionamiento de estos dispositivos acelera significativamente la limpieza de los electrodos. Los mejores resultados se consiguen con diseños en los que cada martillo actúa sobre su propio electrodo.

Para crear una descarga de corona de alto voltaje, se utilizan transformadores estándar con rectificadores que funcionan desde una red de frecuencia industrial o dispositivos especiales de alta frecuencia de varias decenas de kilohercios. Su trabajo se realiza mediante sistemas de control por microprocesador.

Entre los distintos tipos de electrodos de corona, las espirales de acero inoxidable funcionan mejor y crean una tensión óptima del hilo. Están menos sucios que todos los demás modelos.

Los diseños de electrodos colectores en forma de placas de perfil especial se combinan en secciones y se crean para una distribución uniforme de las cargas superficiales.

Filtros industriales para capturar aerosoles altamente tóxicos

En la imagen se muestra un ejemplo de uno de los esquemas de funcionamiento de dichos dispositivos.

Estos diseños utilizan una zona de dos etapas para purificar el aire contaminado con impurezas sólidas o vapores de aerosol. Las partículas más grandes se depositan en el prefiltro.

Como resultado, se produce una descarga en corona y se cargan partículas de impureza. La mezcla de aire soplada pasa a través de un precipitador, en el que las sustancias nocivas se concentran en placas puestas a tierra.

Un postfiltro ubicado después del precipitador atrapa las partículas restantes sin sedimentar. El casete químico además purifica el aire de las impurezas restantes de dióxido de carbono y otros gases.

Los aerosoles depositados sobre las placas simplemente fluyen hacia abajo por la bandeja bajo la influencia de la gravedad.

Áreas de aplicación de filtros electrostáticos industriales.

La purificación de ambientes de aire contaminado se utiliza para:

centrales eléctricas con calderas que queman carbón;

instalaciones de combustión de fueloil;

plantas de incineración de residuos;

calderas industriales de reducción de productos químicos;

hornos industriales de recocido de piedra caliza;

calderas tecnológicas para combustión de biomasa;

empresas de metalurgia ferrosa;

producción de metales no ferrosos;

instalaciones de la industria del cemento;

empresas de procesamiento agrícola y otras industrias.

Posibilidades de limpieza de ambientes contaminados.

En el diagrama se muestran los rangos de funcionamiento de los precipitadores electrostáticos industriales de alta potencia con diversas sustancias nocivas.

Características de los diseños de filtros en dispositivos domésticos.

La purificación del aire en locales residenciales se lleva a cabo:

acondicionadores de aire;

ionizadores.

El principio de funcionamiento del aire acondicionado se muestra en la imagen.

El aire contaminado es impulsado por ventiladores a través de electrodos a los que se les aplica un voltaje de aproximadamente 5 kilovoltios. Los microbios, ácaros, virus y bacterias en el flujo de aire mueren y las partículas de impureza, cargadas, vuelan hacia los electrodos de recolección de polvo y se depositan en ellos.

En este caso, se produce la ionización del aire y se libera ozono. Dado que pertenece a la categoría de los agentes oxidantes naturales más fuertes, todos los organismos vivos dentro del aire acondicionado son destruidos.

Superar la concentración estándar de ozono en el aire es inaceptable según las normas sanitarias e higiénicas. Este indicador es monitoreado cuidadosamente por las autoridades supervisoras de los fabricantes de aires acondicionados.

Características de un ionizador doméstico.

El prototipo de los ionizadores modernos fue el desarrollo del científico soviético Alexander Leonidovich Chizhevsky, que creó para restaurar la salud de las personas agotadas en prisión por el trabajo duro y las malas condiciones de vida.

Al aplicar voltaje de alto voltaje a los electrodos de una fuente suspendida del techo en lugar de una lámpara de araña, se produce ionización en el aire, liberando cationes beneficiosos para la salud. Se les llamó “aeroiones” o “vitaminas del aire”.

Los cationes impartieron energía vital a un cuerpo debilitado y el ozono liberado mató patógenos y bacterias.

Los ionizadores modernos no tienen muchas de las deficiencias que estaban presentes en los primeros diseños. En particular, actualmente se limita estrictamente la concentración de ozono, se toman medidas para reducir el efecto de los campos electromagnéticos de alto voltaje y dispositivos bipolares ionización.

Sin embargo, cabe señalar que muchas personas todavía confunden la finalidad de los ionizadores y ozonizadores (producción de ozono en cantidades máximas), utilizando este último para otros fines, lo que perjudica gravemente su salud.

Los ionizadores, según su principio de funcionamiento, no realizan todas las funciones de los acondicionadores de aire y no limpian el aire del polvo.

Salida de la colección:

Precipitadores electrostáticos: principio de funcionamiento y principales ventajas.

Nikolaev Mijaíl Yurievich

Doctor. tecnología. Ciencias, profesor asociado del estado de Omsk Universidad Tecnica, Federación Rusa, Omsk

mi- correo: munpar@ Yandex. ru

Yesimov Aset Muhammedovich

Universidad Técnica, Federación de Rusia, Omsk

mi- correo: esimov007@ correo. ru

Leonov Vitaly Vladimirovich

Estudiante de tercer año, Facultad de Energía, Estado de Omsk

técnico universidad, RF, GRAMO. Omsk

PRECIPITADORES ELECTROSTÁTICOS: PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Y PRINCIPALES DIGNIDADES

Nikoláyev Miguel

candidato de Ciencias Técnicas, Profesor Asociado de la Universidad Técnica Estatal de Omsk, Rusia, Omsk

Esimov Aset

Leonov Vitaliy

estudiante, Instituto de Energía de la Universidad Técnica Estatal de Omsk, Rusia, Omsk

ANOTACIÓN

Este artículo analiza el principio de funcionamiento detallado de los precipitadores electrostáticos. También se consideran varios tipos de precipitadores electrostáticos, electrodos de precipitación y descarga. Se presentan casos en los que se produce el proceso de ionización de gases entre los electrodos. Se describen las ventajas de los precipitadores electrostáticos modernos.

ABSTRACTO

Este artículo describe el principio de funcionamiento detallado de los precipitadores electrostáticos. También se consideraron varios tipos de precipitadores electrostáticos, electrodos colectores y de corona. Situaciones en las que se procesan gases entre los electrodos de ionización. Describió las ventajas de los precipitadores electrostáticos modernos.

Llavepalabras: precipitador electroestático; electrodo; ionización; descarga de corona.

Palabras clave: precipitador electroestático; electrodo; ionización; descarga de corona.

Un precipitador eléctrico es un dispositivo en el que se purifican gases a partir de partículas de aerosol, sólidas o líquidas bajo la influencia de fuerzas eléctricas. Como resultado de la acción del campo eléctrico, las partículas cargadas se eliminan de la corriente de gas que se está purificando y se depositan sobre los electrodos. La carga de partículas se produce en el campo de una descarga en corona. Un precipitador electrostático es un cuerpo rectilíneo o cilíndrico, dentro del cual se montan electrodos de precipitación y corona de varios diseños (según el propósito y el área de aplicación del precipitador electrostático, así como las características específicas de las partículas recolectadas). Los electrodos de corona están conectados a una fuente de energía de alto voltaje con un voltaje de corriente rectificada de 50-60 kV. Los precipitadores electrostáticos en los que las partículas sólidas recogidas se eliminan de los electrodos mediante agitación se denominan secos, y aquellos en los que las partículas sedimentadas se lavan de los electrodos con líquido o se capturan partículas líquidas (niebla, salpicaduras) se denominan húmedos.

Según el número de campos eléctricos a través de los cuales pasa secuencialmente el gas purificado, los precipitadores eléctricos se dividen en de campo único y de campo múltiple. A veces, los precipitadores electrostáticos se dividen en cámaras paralelas al flujo de gas: secciones. Según esta característica, pueden ser de una o varias secciones. El gas purificado en el precipitador electrostático pasa a través de la zona activa en dirección vertical u horizontal, por lo que los precipitadores electrostáticos pueden ser verticales u horizontales. Según el tipo de electrodos de precipitación, los precipitadores electrostáticos se dividen en de placa y tubulares. Los principales tipos de diseño de precipitadores electrostáticos son de placa horizontal y tubulares verticales.

Figura 1. Precipitador electrostático de placa horizontal

Figura 2. Precipitador electrostático tubular

Para comprender el principio de funcionamiento de un precipitador electrostático, primero es necesario considerar el circuito eléctrico. Consta de elementos como una fuente de corriente y dos placas metálicas ubicadas paralelas entre sí, que están separadas por aire. Este dispositivo no es más que un condensador de aire, sin embargo electricidad no habrá flujo en dicho circuito, porque la capa de aire entre las placas, como otros gases, no es capaz de conducir electricidad.

Sin embargo, tan pronto como se aplica la diferencia de potencial requerida a las placas metálicas, un galvanómetro conectado a este circuito registrará el paso de corriente eléctrica debido a la ionización de la capa de aire entre estas placas.

En cuanto a la ionización de gases entre dos electrodos, se puede producir en dos casos:

1. No de forma independiente, es decir, con el uso de cualquier "ionizador", por ejemplo, rayos X u otros rayos. Una vez completado el efecto de este "ionizador", la recombinación comenzará gradualmente, es decir, se producirá el proceso inverso: los iones de diferentes signos comenzarán a conectarse nuevamente entre sí, formando así moléculas de gas eléctricamente neutras.

2. De forma independiente, se realiza aumentando la tensión en la red eléctrica hasta un valor que supere la constante dieléctrica del gas utilizado.

Cuando se purifican gases eléctricamente, solo se utiliza una segunda ionización, es decir, independiente.

Si comienza a aumentar la diferencia de potencial entre las placas de metal, en algún momento definitivamente alcanzará un punto crítico (voltaje de ruptura para la capa de aire), el aire se "romperá" y la corriente en el circuito aumentará considerablemente. y aparecerá una chispa entre las placas de metal, lo que se llama descarga de gas independiente.

Las moléculas de aire bajo voltaje comienzan a dividirse en iones y electrones cargados positiva y negativamente. Bajo la influencia de un campo eléctrico, los iones se mueven hacia electrodos que tienen cargas opuestas. A medida que aumenta el voltaje del campo eléctrico, la velocidad y, en consecuencia, la energía cinética de los iones y electrones comienzan a aumentar gradualmente. Cuando su velocidad alcanza un valor crítico y lo supera ligeramente, dividen todas las moléculas neutras que encuentran en el camino. De este modo se ioniza todo el gas que se encuentra entre los dos electrodos.

Cuando se forma simultáneamente un número bastante significativo de iones entre placas paralelas, la intensidad de la corriente eléctrica comienza a aumentar considerablemente y aparece una descarga de chispa.

Debido a que las moléculas de aire reciben impulsos de iones que se mueven en una determinada dirección, junto con la llamada ionización de "impacto", también se produce un movimiento bastante intenso de la masa de aire.

La autoionización en el método de electropurificación de gases se lleva a cabo aplicando altos voltajes a los electrodos. Al ionizar con este método, es necesario perforar la capa de gas sólo a una cierta distancia entre los dos electrodos. Es necesario que parte del gas permanezca intacto y sirva como una especie de aislamiento que proteja contra cortocircuito electrodos paralelos contra la aparición de una chispa o arco (para evitar una ruptura dieléctrica).

Este "aislamiento" se crea seleccionando la forma de los electrodos, así como la distancia entre ellos de acuerdo con el voltaje. Vale la pena señalar que los electrodos que se presentan en forma de dos planos paralelos no serán adecuados en este caso, ya que entre ellos en cualquier punto del campo siempre habrá el mismo voltaje, es decir, el campo será invariablemente uniforme. Cuando la diferencia de potencial entre un electrodo plano y el otro alcanza el voltaje de ruptura, todo el aire se romperá y aparecerá una descarga de chispa, pero no se producirá ionización del aire debido a que todo el campo es homogéneo.

Un campo no uniforme sólo puede surgir entre electrodos que tienen la forma de cilindros concéntricos (tubos y alambres), o un plano y un cilindro (placa y alambres). Directamente cerca del cable, el voltaje de campo es tan alto que los iones y electrones se vuelven capaces de ionizar moléculas neutras, pero a medida que se alejan del cable, el voltaje de campo y la velocidad de movimiento de los iones disminuyen tanto que la ionización por impacto simplemente se vuelve poco realista.

Se debe determinar la relación entre el radio del tubo (R) y el cable (r) para evitar que se produzca una chispa entre dos electrodos cilíndricos. Los cálculos han demostrado que la ionización de gases sin cortocircuito es posible con R/r mayor o igual a 2,72.

La aparición de un tenue brillo o la llamada "corona" alrededor del cable es el principal signo visible de que se ha producido una descarga de iones. Este fenómeno se llama descarga de corona. Un brillo tenue va constantemente acompañado de un sonido característico: puede ser un crujido o un silbido.

El alambre (electrodo) alrededor del cual se produce el brillo se llama electrodo de corona. La "corona", dependiendo del polo al que esté conectado el cable, puede ser positiva o negativa. Al purificar gases eléctricamente, solo se utiliza la segunda opción, es decir, corona negativa. Aunque, a diferencia de la positiva, es menos uniforme, una “corona” de este tipo sigue siendo capaz de permitir una diferencia de potencial crítica mayor.

A los electrodos colectores se les imponen los siguientes requisitos: ser resistentes, rígidos, tener una superficie lisa para que el polvo capturado pueda eliminarse sin problemas y además tener características aerodinámicas suficientemente altas.

Los electrodos de precipitación según su forma y diseño se dividen convencionalmente en tres grandes grupos: 1) tipo placa; 2) en forma de caja; 3) ranurado.

Se imponen los siguientes requisitos a los electrodos de corona: deben tener una forma precisa para garantizar una descarga de corona intensa y suficientemente uniforme; tener resistencia mecánica y rigidez para garantizar un funcionamiento confiable, sin problemas y duradero en condiciones de sacudidas y vibraciones; ser de fácil fabricación y de bajo coste, ya que los electrodos de corona pueden alcanzar una longitud total de 10 kilómetros; Ser resistente a ambientes agresivos.

Hay dos grandes grupos de electrodos de corona: electrodos sin puntos de descarga fijos y electrodos con puntos de descarga fijos a lo largo de toda la longitud del electrodo. Para el segundo, las fuentes de descarga son protuberancias o púas afiladas y es posible controlar el funcionamiento del electrodo. Para hacer esto, necesitas cambiar la distancia entre los picos.

El sistema de electrodos de precipitación y descarga se coloca, por regla general, dentro de un cuerpo soldado de metal, en casos raros en un cuerpo de hormigón armado, que está hecho en forma de marcos en forma de U. El equipo dentro de la carcasa se carga desde arriba o desde un lado. El exterior de la vivienda debe disponer de aislamiento térmico para evitar deformaciones por temperatura y condensaciones de humedad.

La unidad para el suministro y distribución uniforme del aire polvoriento, por regla general, consta de un sistema de rejillas de distribución de gas, que se instalan frente a la cámara principal, donde se ubica el sistema de electrodos colectores y de corona, y consta de láminas perforadas. instalados en dos niveles, su sección transversal abierta oscila entre el 35 y el 50 por ciento.

Para eliminar el polvo atrapado en los precipitadores electrostáticos se utilizan sistemas especiales de agitación de electrodos. En los precipitadores electrostáticos secos, generalmente se utilizan varios sistemas de este tipo: un sistema de leva de resorte, de martillo de impacto, de vibración o de pulso magnético. Además, las partículas capturadas se pueden eliminar fácilmente de los electrodos con agua.

Ventajas de los precipitadores eléctricos: posibilidad del mayor grado de purificación de gas (hasta 99,9%), bajos costos de energía (hasta 0,8 kW por 1000 m 3 de gas), la purificación de gas se puede realizar incluso a altas temperaturas, el proceso de limpieza se puede automatizar completamente.

Bibliografía:

1.GOST R 51707-2001. Precipitadores electrostáticos. Requisitos de seguridad y métodos de prueba. Ingresar. 29/01/2001. M: Editorial de Normas, 2001.

2. Normas para instalaciones eléctricas. 7ª edición. M.: Editorial NC ENAS, 2004.

3.Sanaev Yu.I. Precipitadores eléctricos: instalación, ajuste, pruebas, funcionamiento./Información general. Serie XM-14. M., "TSINTIKHIMNEFTEMASH", 1984.

Incluso en un apartamento normal, es necesario limpiar el aire y la ventilación básica no siempre puede hacer frente a esta tarea.

En este sentido, se utilizan ampliamente filtros modernos que pueden retrasar:

• pelo de animal,
• polvo,
• polen de plantas,
• humo de tabaco, olores desagradables,
• bacterias, virus,
• moho, esporas de hongos y otros.

Todos estos contaminantes pueden provocar alergias y son potencialmente peligrosos. Uno de los filtros más populares y asequibles del mercado es el electrostático.

Filtro electrostático para ventilación. se utiliza para eliminar aerosoles y partículas mecánicas del aire: hollín, hollín, humo, polvo fino, vapores tóxicos, polvo fino y otros contaminantes domésticos e industriales peligrosos.

Este dispositivo de purificación de aire consta de los siguientes componentes:

• filtro grueso con malla de acero en el interior,
• el primer filtro de placas con electrodos planos,
• segundo filtro de placas con electrodos planos,
• Filtro fino, generalmente con carbón activado.

El contenido del dispositivo puede variar según el nivel de potencia y otros parámetros. Cuanto más caro es el equipo, más potencia tiene. Se pueden utilizar filtros económicos en los apartamentos de la ciudad. Las empresas manufactureras compran equipos costosos que cumplen con requisitos bastante estrictos.

Flujo de aire que pasa por varias etapas de limpieza. dispositivos de filtro electrostático, a saber: un ionizador, un recolector de polvo y varios filtros en la salida, resulta casi estéril.
El principio de funcionamiento de un dispositivo electrostático es atraer cargas eléctricas de diferentes polaridades. Las partículas en el aire, que ingresan al filtro, adquieren una carga eléctrica y se depositan en placas conductoras con polaridad opuesta.

Durante el funcionamiento de un filtro de purificación de aire de este tipo se libera ozono, que muchos asocian con el olor de una tormenta. Durante el funcionamiento de las instalaciones industriales, el N2 se transforma en óxidos de nitrógeno, ya que el ozono en sí es una sustancia bastante peligrosa y tóxica y puede provocar reacciones alérgicas y quemaduras en el sistema respiratorio.

Filtro electrostático: ¿cuál es la eficiencia?

Este equipo se utiliza en instituciones médicas, establecimientos de restauración, edificios administrativos y de oficinas.

RESEÑA DE VÍDEO

Calificación del fabricante: qué filtros electrostáticos son los más populares

La selección de dispositivos electrostáticos en las tiendas es bastante amplia. La gente común puede tener dificultades para seleccionar equipos para su hogar, oficina o Taller de producción. En primer lugar, es necesario estudiar las características técnicas del dispositivo y prestar atención al precio.

Es poco probable que los dispositivos que son demasiado baratos cumplan su tarea al nivel adecuado, mientras que los muy caros no deben comprarse por apartamento ordinario, están destinados a su uso en grandes empresas.

Puedes adquirir una versión compacta para tu hogar o coche. Super-Plus-Ion-Auto del fabricante "Ecología Plus". Es una unidad pequeña y consume alrededor de 3 vatios de electricidad. El costo del producto es de 30 a 50 dólares.

Plymovent Group ofrece equipos SFE. Este ya es un equipo bastante serio que vale alrededor de 200 mil rublos. Pasa por sí mismo 2500 metros cúbicos de aire en una hora. Y esto es suficiente para dar servicio a una oficina, un área de ventas e incluso un pequeño taller de montaje.

Los establecimientos de restauración utilizan hornos y barbacoas para preparar los alimentos. Tiene un humo agradable al freír o hornear. reverso— puede ser peligroso para la salud, por lo que es importante que los propietarios de establecimientos protejan tanto a los visitantes como a los empleados.

Para ello se utilizan filtros electrostáticos Smoke Yatagan. Absorben hollín, grasas, carcinógenos, olores y humo. El prefiltro del dispositivo debe lavarse periódicamente. El equipo tiene un funcionamiento sencillo y es muy eficiente.

INSTRUCCIONES EN VÍDEO

Filtro electrostático Efva Super Plus: diseñado para la purificación del aire en entornos industriales. Detiene los aerosoles de aceite y soldadura liberados durante el procesamiento de metales y la producción médica. medicamentos, en los talleres soldadura por arco electrico y otros.

UNIVERSIDAD ESTATAL DE OMSK

A ELLOS. FM DOSTOIEVSKY

DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA QUÍMICA

Ensayo sobre conservación de la naturaleza sobre el tema "Precipitadores eléctricos"

Completado por: estudiante del grupo xx‑601(eh)

Levin D.K.

Comprobado por: profesor

Adeeva L.N.

Departamento de NH

Omsk – 2010

Introducción

Producción industrial y otros tipos. actividad económica las personas van acompañadas de liberación al aire interior y al aire atmosférico. varias sustancias contaminando el aire. Al aire entran partículas de aerosol (polvo, humo, niebla), gases, vapores, así como microorganismos y sustancias radiactivas.

En la etapa actual, para la mayoría de las empresas industriales, la limpieza de las emisiones de ventilación de sustancias nocivas es una de las principales medidas para proteger la cuenca atmosférica. Al limpiar las emisiones antes de que entren a la atmósfera, se previene la contaminación del aire.

La purificación del aire tiene los aspectos sanitarios, higiénicos, medioambientales y importancia economica.

La etapa de limpieza del polvo ocupa un lugar intermedio en el complejo de “seguridad y salud en el trabajo”. ambiente" En principio, la recogida de polvo con organización adecuada resuelve el problema de garantizar estándares para las concentraciones máximas permitidas (MPC) en el aire área de trabajo. Sin embargo, todas las sustancias nocivas se emiten a la atmósfera a través del sistema de recolección de polvo en ausencia de un sistema de limpieza de polvo, contaminándola. Por lo tanto, la etapa de limpieza del polvo debe considerarse una parte integral del sistema de control de polvo de una empresa industrial.

Purificación de gases – separación de mezcla de gases al liberar diversas impurezas a la atmósfera para mantener condiciones sanitarias normales en áreas adyacentes a instalaciones industriales, preparar gases para su uso como materias primas químicas o combustible, y las impurezas mismas como productos valiosos. La purificación de gases generalmente se divide en purificación de partículas en suspensión: polvo, niebla y de vapores e impurezas gaseosas que no son deseables cuando se utilizan gases o cuando se emiten a la atmósfera..

Los métodos industriales de purificación de gases se pueden reducir a tres grupos:

1) uso de absorbentes sólidos o catalizadores - "métodos secos" de limpieza;

2) uso de absorbentes de líquidos (absorbentes) – limpieza líquida;

3) limpieza sin el uso de absorbentes ni catalizadores.

El primer grupo incluye métodos basados ​​en la adsorción, la interacción química con absorbentes sólidos y la conversión catalítica de impurezas en compuestos inofensivos o fácilmente eliminables. Los métodos de limpieza en seco se suelen realizar con un lecho fijo de sorbente, absorbente o catalizador, que debe regenerarse o sustituirse periódicamente. EN Últimamente Este tipo de procesos también se realizan en lecho “fluidizado” o móvil, lo que permite renovar continuamente los materiales de limpieza. Los métodos líquidos se basan en la absorción del componente extraído por un sorbente líquido (disolvente). El tercer grupo de métodos de purificación se basa en la condensación de impurezas y procesos de difusión (difusión térmica, separación a través de un tabique poroso).

Las partículas contenidas en los gases industriales son extremadamente diversas en su composición, estado de agregación y dispersidad. La purificación de gases a partir de partículas en suspensión (aerosoles) se logra por medios mecánicos y eléctricos. La depuración mecánica de gases se realiza mediante: exposición. fuerza centrífuga, filtración a través de materiales porosos, lavado con agua u otro líquido; A veces se utiliza la gravedad para liberar partículas grandes. La purificación mecánica de gases generalmente se lleva a cabo mediante métodos de purificación de gases secos (aparatos ciclónicos), filtración y purificación de gases húmedos. La purificación eléctrica de gases se utiliza para capturar partículas de polvo o nieblas altamente dispersas y, bajo determinadas condiciones, proporciona un alto coeficiente de purificación.

En mi informe describiré los principios de la purificación de gases eléctricos, el funcionamiento de los precipitadores eléctricos, sus tipos, las posibilidades de uso combinado para la purificación de gases, así como las ventajas y desventajas de su uso.

1. Principio de funcionamiento de los precipitadores electrostáticos.

En un precipitador eléctrico, los gases se purifican de partículas sólidas y líquidas bajo la influencia de fuerzas eléctricas. Las partículas reciben una carga eléctrica y, bajo la influencia de un campo eléctrico, se depositan en el flujo de gas.

forma general El precipitador electrostático se muestra en la Fig. 1.

Arroz. 1. Precipitador eléctrico: 1 – electrodo de precipitación; 2 - electrodo de corona; 3 – marco; 4 – aislante de alto voltaje; 5 – dispositivo agitador; 6 – cámara superior; 7 – colector de polvo.

El proceso de eliminación de polvo en un precipitador eléctrico consta de las siguientes etapas: las partículas de polvo, que pasan a través de un campo eléctrico con un flujo de gas, reciben una carga; las partículas cargadas se mueven hacia electrodos con el signo opuesto; depositado sobre estos electrodos; Se elimina el polvo depositado en los electrodos.

La carga de partículas es el primer paso importante del proceso de deposición electrostática. La mayoría de las partículas que se encuentran en la limpieza de gases industriales llevan alguna carga, adquirida durante su formación, pero estas cargas son demasiado pequeñas para garantizar una deposición efectiva. En la práctica, la carga de partículas se logra haciendo pasar las partículas a través de una corona de CC entre los electrodos del precipitador electrostático. Puede usar corona positiva y negativa, pero para la limpieza de gases industriales, es preferible una corona negativa debido a una mayor estabilidad y la posibilidad de usar grandes valores operativos de voltaje y corriente, pero para la purificación del aire solo se usa una corona positiva. ya que produce menos ozono.

Los elementos principales del precipitador electrostático son los electrodos de corona y de precipitación. El primer electrodo en su forma más simple es un alambre estirado en un tubo o entre placas, el segundo es la superficie de un tubo o placa que rodea el electrodo de descarga (Fig. 2).

A los electrodos de corona se les suministra corriente continua de alto voltaje de 30...60 kV. El electrodo de descarga suele tener polaridad negativa, el electrodo colector está conectado a tierra. Esto se explica por el hecho de que la corona es más estable con esta polaridad y la movilidad de los iones negativos es mayor que la de los positivos. Esta última circunstancia está asociada con la aceleración de la carga de partículas de polvo.

Después de los dispositivos de distribución, los gases procesados ​​ingresan a los conductos formados por los electrodos de corona y precipitación, llamados espacios entre electrodos. Los electrones que salen de la superficie de los electrodos de corona se aceleran en un campo eléctrico de alta intensidad y adquieren energía suficiente para ionizar moléculas de gas. Las moléculas de gas que chocan con los electrones se ionizan y comienzan a moverse rápidamente en dirección a los electrodos de carga opuesta, al chocar con ellos eliminan nuevas porciones de electrones. Como resultado, aparece una corriente eléctrica entre los electrodos y, a un cierto voltaje, se forma una descarga en corona, lo que intensifica el proceso de ionización del gas. Las partículas en suspensión, que se mueven en la zona de ionización y absorben iones en su superficie, finalmente adquieren una carga positiva o negativa y comienzan a moverse bajo la influencia de fuerzas eléctricas hacia el electrodo del signo opuesto. Las partículas están fuertemente cargadas en los primeros 100...200 mm del recorrido y, bajo la influencia del intenso campo de corona, son desplazadas hacia los electrodos colectores puestos a tierra. El proceso en su conjunto es muy rápido y sólo requiere unos segundos para que las partículas se asienten por completo. A medida que las partículas se acumulan en los electrodos, se sacuden o se lavan.

Arroz. 2. Esquema constructivo de electrodos: a - precipitador eléctrico con electrodos tubulares; b - precipitador eléctrico con electrodos de placas; 1 - electrodos de corona; 2 - electrodos colectores.

La descarga en corona es característica de los campos eléctricos no uniformes. Para crearlos en precipitadores electrostáticos, se utilizan sistemas de electrodos del tipo puntual (borde) - plano, lineal (borde afilado, alambre delgado) - plano o cilindro. En el campo de la corona del precipitador electrostático se implementan dos mecanismos diferentes de carga de partículas. La carga más importante se produce mediante iones que se mueven hacia las partículas bajo la influencia de un campo eléctrico externo. El proceso de carga secundaria es causado por la difusión de iones, cuya velocidad depende de la energía del movimiento térmico de los iones, pero no del campo eléctrico. La carga en el campo predomina para partículas con un diámetro superior a 0,5 µm y la difusión, para partículas inferiores a 0,2 µm; en el rango intermedio (0,2...0,5 µm) ambos mecanismos son importantes.

2. Diseños y tipos de precipitadores eléctricos.

Los dispositivos para purificar gases mediante este método se denominan precipitadores eléctricos. Los elementos principales de los precipitadores electrostáticos son: una carcasa hermética a los gases con electrodos de corona colocados en ella, a los que se suministra una corriente rectificada de alto voltaje, y electrodos de precipitación puestos a tierra, aisladores de electrodos, dispositivos para la distribución uniforme del flujo en la sección transversal del precipitador electrostático, tolva de recogida de partículas recogidas, sistemas de regeneración de electrodos y fuente de alimentación.

Estructuralmente, los precipitadores electrostáticos pueden tener un cuerpo rectangular o cilíndrico. Dentro de las carcasas se montan electrodos de precipitación y de corona, así como mecanismos para agitar los electrodos, unidades aislantes y dispositivos de distribución de gas.

La parte del precipitador electrostático en la que se encuentran los electrodos se denomina zona activa (con menos frecuencia, volumen activo). Dependiendo del número de zonas activas se conocen precipitadores electrostáticos de una o dos zonas. En los precipitadores electrostáticos de una sola zona, los electrodos de corona y de precipitación no están separados estructuralmente en el espacio. En los precipitadores electrostáticos de dos zonas, existe una separación clara. Para la limpieza sanitaria de emisiones de polvo, se utilizan estructuras de una sola zona con colocación de electrodos de corona y precipitación en un volumen de trabajo. Los precipitadores electrostáticos de dos zonas con zonas separadas para la ionización y sedimentación de partículas en suspensión se utilizan principalmente para limpiar el aire suministrado. Esto se debe al hecho de que en la zona de ionización se libera ozono, cuya entrada no está permitida al aire suministrado a las instalaciones.