Metoda de purificare electrică a gazelor din particulele în suspensie se bazează pe fenomenul de ionizare a moleculelor de gaz de către o sarcină electrică într-un câmp electric. Gazele, ca dielectrice, nu conduc electricitatea. Cu toate acestea, în anumite condiții, se observă conductivitatea electrică a gazelor. Acest lucru se datorează faptului că atomii sau moleculele gazului devin încărcate electric. O cantitate mică de particule încărcate este întotdeauna prezentă într-un gaz. Aspectul lor este asociat cu expunerea la raze ultraviolete și cosmice, gaze radioactive, temperatură ridicată etc. Dacă un astfel de gaz, care conține o anumită cantitate de purtători de sarcină, este plasat între electrozii conectați la o sursă de curent de înaltă tensiune, atunci ionii și electronii vor începe să se deplaseze în gaz de-a lungul liniilor de câmp. Direcția de mișcare a fiecărui purtător de sarcină va fi determinată de mărimea sarcinii, iar viteza de mișcare va fi determinată de puterea câmpului electric. La o intensitate a câmpului suficient de mare (de exemplu, aproximativ 16 kV/cm pentru aer la presiunea atmosferică și temperatura camerei), purtătorul de sarcină în mișcare dobândește o viteză atât de mare încât, ciocnind în drumul său cu o moleculă de gaz neutră, este capabil să eliminând unul sau mai mulți electroni externi din acesta, transformând molecula într-un ion pozitiv și un electron liber. Ionii nou formați încep și ei să se miște sub influența câmpului, producând ionizarea suplimentară a gazului. Această ionizare se numește ionizare de impact. Numărul o

Orez. 12. Principalele sisteme de electrozi ai precipitatoarelor electrostatice:

a – precipitator electric;

b – precipitator electrostatic cu placă; +U, -U – tensiunea aplicată electrozilor; R – raza electrodului tubular; H – distanța dintre sârmă și electrodul plăcii; d – distanta intre fire; r – raza firului

Numărul de ioni și electroni produși în acest caz crește ca o avalanșă și, odată cu întărirea în continuare a câmpului, ei umplu întreg spațiul dintre electrozi, creând astfel condiții pentru o descărcare electrică.

Cele mai comune și importante pentru purificarea gazelor electrice sunt descărcări de scânteie, arc și coroană. Primele două tipuri de descărcări pot apărea atât într-un câmp electric uniform, cât și neuniform, interferând cu funcționarea precipitatorului electrostatic. Descărcarea corona poate avea loc numai într-un câmp electric neuniform și cu o anumită formă și locație a electrozilor. Descărcarea corona este utilizată pentru curățarea electrică.

Două tipuri de electrozi sunt utilizați în precipitatoarele electrostatice:

a) electrozii unui precipitator electrostatic tubular (sârmă într-o țeavă cilindrică, Fig. 12 A);×

b) electrozii unui precipitator electrostatic cu plăci (o serie de fire între plăci, Fig. 12 b).

Densitatea liniilor de câmp și, prin urmare, tensiunea. Intensitatea câmpului este mult mai mare la sârmă decât la peretele plăcii sau țevii. Datorită neomogenității câmpului indicat, ionizarea prin impact și apoi o descărcare electrică pot apărea la suprafața firului atunci când intensitatea câmpului în această zonă este suficient de mare, dar nu se extinde la celălalt electrod. Pe măsură ce vă îndepărtați de sârmă, intensitatea câmpului scade și viteza de mișcare a electronilor în gaz devine insuficientă pentru a susține procesul de formare de noi ioni, asemănător unei avalanșe. Se numește o descărcare electrică de o astfel de natură incompletă descărcare corona. ca urmare, se formează noi ioni, a căror manifestare externă este o strălucire albăstruie-violet în jurul firului, un trosnet liniștit și miros de oxizi de azot și ozon. Descărcarea corona, în funcție de semnul sarcinii de pe fir, poate fi pozitivă sau negativă. În exterior, ele diferă unele de altele prin natura strălucirii. S-a stabilit că atunci când electrodul corona este aplicată o polaritate negativă a curentului continuu, este posibil să se obțină o colectare a prafului de până la 99% și cu o polaritate pozitivă - doar până la 70%.

Cu polaritate negativă, este posibil să se mențină tensiunea mai mare până când apare defectarea scânteii decât cu polaritatea pozitivă. Acest lucru permite un diametru corona mai mare și o intensitate mai mare a câmpului și, prin urmare, o mai bună încărcare și depunere a particulelor de praf.

Electrodul în jurul căruia are loc o descărcare corona se numește încoronarea electrod, al doilea electrod - electrod colector.

Se numește intensitatea câmpului la care apare corona tensiune critică. Se folosește o sursă DC de înaltă tensiune. Un curent electric curge prin golul care separă electrozii, numit curent corona. Tensiunea poate fi crescută până la o valoare la care rezistența electrică a spațiului de gaz dintre electrozi va fi întreruptă de o scânteie sau de descărcare electrică cu arc, adică până când apare o „defalcare” a spațiului interelectrod.

Instalarea precipitatoarelor electrice este formată din două părți: precipitatorul electric propriu-zis sau camera de precipitare prin care este trecut gazul de purificat și echipament de înaltă tensiune conceput pentru alimentarea precipitatorului electrostatic cu curent de înaltă tensiune redresat.

Unitatea de alimentare constă dintr-un regulator de tensiune, un transformator de înaltă tensiune care convertește curentul alternativ cu o tensiune de 220–380 V într-un curent de tensiune de până la 10.000 kV și un redresor mecanic de înaltă tensiune care transformă curentul alternativ în curent redresat. actual. Acesta din urmă este alimentat la electrozii precipitatorului electrostatic folosind un cablu de înaltă tensiune.

Electrozii de precipitare și corona sunt instalați în partea de precipitare a precipitatorului electrostatic. Electrozii de precipitare pot fi în formă de plăci (din oțel ondulat cu buzunare ștanțate, plăci de carbon etc.) sau tubulari (din țevi rotunde sau hexagonale). Electrozii Corona sunt fabricați din sârmă rotundă profilată.

Electrozii colectori sunt conectați la contactul pozitiv al redresorului mecanic și împământați; Electrozii corona sunt izolați de masă și conectați la borna negativă a redresorului mecanic. Când gazul purificat care conține particule solide sau lichide în suspensie este trecut prin spațiul interelectrod al precipitatorului electrostatic, particulele sunt încărcate cu ioni, care, sub influența unui câmp electric, se deplasează la electrozi și se depun pe ei. Cea mai mare parte a particulelor în suspensie este depusă pe electrozii colectori. În acest caz, particulele lichide în suspensie se scurg din electrozi, particulele de praf sunt îndepărtate prin scuturarea sau lovirea electrozilor. Particulele colectate sunt colectate într-un buncăr instalat sub precipitatorul electrostatic, de unde sunt îndepărtate. În funcție de ce particule sunt captate, se disting precipitatoarele electrostatice uscate și umede.

Orez. 13. Corp (A ) și dispozitiv de distribuție a gazelor (b) precipitator electrostatic cu placă orizontală:

a) 1 – precamera; 2 – camera de amplasare a electrozilor; 3 și 4 – buncăre ale precamerei și precipitator electric;5 – cutie izolatoare; 6 – gâtul trapei de serviciu; b) 1 – farurisunetul camerei fortului; 2 și 3 – grile de distribuție gaz față și spate; 4 – foi laterale de tăiere cu gaz; 5 – foi de protecție; 6 – textura buncărului; 7 – foile transversale ale buncărului.

Precipitatoarele electrostatice se disting și prin direcția de mișcare a gazului: verticală și orizontală. De obicei, precipitatoarele electrostatice sunt instalate în paralel cu mai multe dispozitive. Precipitatorul electrostatic poate consta din mai multe secțiuni paralele pentru a deconecta unele secțiuni în timpul funcționării (pentru inspecție, reparație, scuturare) fără a opri întreaga stație de tratare a gazelor. Uneori, precipitatoarele electrice au mai multe celule sau, cum se numesc altfel, câmpuri electrice, situate în serie de-a lungul fluxului de gaz. Pe baza numărului de câmpuri electrice, astfel de precipitatoare electrostatice se numesc cu două câmpuri, trei câmpuri etc. (Fig. 13).

Pe lângă precipitatoarele electrostatice cu o singură zonă descrise, sunt utilizate și cele cu două zone. Dacă în prima ionizarea gazului folosind o descărcare corona și depunerea particulelor încărcate are loc într-un câmp electric (o zonă), atunci în cea din urmă aceste procese sunt separate. Precipitatoarele electrostatice cu două zone constau dintr-un ionizator, care este un sistem de electrozi amplasați mai aproape de intrarea gazului, și un precipitator format din electrozi de tip placă pe care se depune praful încărcat.

Ionizatorul trebuie să prevină depunerea prafului, deci este format dintr-un rând de electrozi, iar gazul praf nu rămâne mult timp în această zonă, astfel încât praful să aibă timp să se încarce, dar să nu aibă timp să se depună.

Viteza cu care particulele de cenusa zburatoare se misca intr-un camp electric depinde de marimea si sarcina lor. Pentru particulele cu o rază mai mică de 1 micron, sarcina este proporțională cu dimensiunea particulei de praf și nu depinde de intensitatea câmpului electric. Dimpotrivă, cantitatea de sarcină dobândită de particulele cu o rază mai mare de 1 micron depinde în principal de mărimea intensității câmpului și de raza particulei (pătrat).

Timpul de rezidență al gazelor în precipitatorul electrostatic afectează foarte mult calitatea curățării. Mulți ani de experiență au arătat că viteza gazelor în precipitatoarele electrice este mică (între 0,5 și 2 m/s), iar timpul de rezidență în filtru este semnificativ (de la 2 la 9 s). Prin urmare, precipitatoarele electrostatice sunt destul de voluminoase. Dar rezistența lor hidraulică este mică (de la 50 la 200 Pa). Eficiența curățării, în special pentru praful fin, este ridicată (95-99%). Ele captează bine particulele mai fine de 10 microni. Consumul de energie pentru curățare este nesemnificativ și se ridică la 0,10-0,15 kWh la 1000 m 3 de gaz purificat. Principalele dezavantaje ale precipitatoarelor electrostatice: costul ridicat și nevoia de personal de întreținere înalt calificat.

Calitatea curățării în precipitatoarele electrice este influențată de temperatura și umiditatea gazelor. Pe măsură ce temperatura gazului crește, tensiunea de pe electrozii de descărcare scade, ceea ce poate fi menținut fără defecțiuni. Acest lucru reduce, de asemenea, gradul de purificare. Efectul umidității gazului asupra tensiunii în precipitatoarele electrostatice este invers efectului temperaturii: o creștere a umidității ajută la creșterea tensiunii de avarie și, în plus, are un efect benefic asupra comportării stratului de praf pe electrozii colectori. oxizi de sulf ( ASA DE 2) sunt adsorbite în stratul de praf de pe electrozii colectori și modifică comportamentul stratului de depunere. Cu o concentrație mare de praf în gaze și cu o creștere a dimensiunii particulelor, riscul de „blocare corona” crește. Concentrația de praf la care se observă fenomenul de blocare corona variază în funcție de compoziția dispersată a prafului de la câteva grame pe 1 N×m 3 până la câteva zeci de grame pe 1 N×m 3.

Funcționarea precipitatoarelor electrostatice uscate este influențată semnificativ de rezistivitatea electrică a prafului colectat. Praful conținut în gaze poate fi împărțit în trei grupe în funcție de rezistivitatea electrică volumetrică:

1) praf cu rezistență de până la 10 Ohm/cm;

2) praf cu rezistență de la 10 la 2×10 Ohm/cm;

3) praf cu o rezistență mai mare de 2×10 Ohm/cm. În acest caz, ne referim la rezistența stratului de praf format pe electrozii colectori. Datorită adsorbției gazelor și vaporilor de către particulele de praf care umplu golurile prezente în stratul de praf, rezistivitatea electrică a materialului din care s-a format praful se modifică.

Granulele de praf din primul grup, la contactul cu electrozii colectori, își pierd aproape instantaneu sarcina negativă și capătă sarcina electrozilor. După ce au primit aceeași încărcare, particulele de praf sar de pe electrozi și intră din nou în fluxul de gaz. Pentru a colecta în mod fiabil praful din primul grup, designul electrozilor de colectare trebuie să asigure o viteză minimă a gazului la suprafața lor. Acest lucru se realizează, de exemplu, prin utilizarea electrozilor ondulați în precipitatoarele electrostatice orizontale.

Praful din a doua grupă (majoritatea) este captat în precipitatoare electrice fără dificultate.

În al treilea grup de praf, stratul său de pe electrozii colectori acționează ca izolație. Sarcinile electrice care sosesc cu praful de decantare nu sunt descărcate la electrodul colector, ci creează o tensiune în stratul de praf. Când tensiunea crește la o valoare în care intensitatea câmpului electric (gradient) devine excesivă, are loc o „defecțiune” electrică în porii stratului umplut cu gaz. Acest fenomen, numit „corona inversă”, este însoțit de eliberarea de ioni pozitivi, care se deplasează către electrozii coroană și neutralizează parțial sarcina negativă a particulelor de praf. În același timp, ionii pozitivi eliberați de electrozii de precipitare transformă câmpul electric dintre electrozii precipitatorului electrostatic într-un câmp similar cu cel format între cele două vârfuri, care se sparge ușor la joasă tensiune.

În aceste condiții, este imposibil să se mențină o tensiune în precipitatorul electrostatic la care se realizează purificarea eficientă a gazului. Pentru a reduce rezistența electrică a prafului captat și a crește eficiența precipitatoarelor electrostatice, se recomandă:

a) scăderea temperaturii gazului care se epurează;

b) umidificarea gazului purificat înaintea precipitatoarelor electrice (vaporii de apă sunt absorbiți de particulele de praf și stratul de praf devine conductiv electric chiar și la o temperatură semnificativ peste punctul de rouă);

c) introducerea de acid sulfuric, compuși amine alcaline și alte substanțe în ceața de gaz purificat care reduc rezistența electrică a stratului de praf.

Procesul de colectare a cenușii care intră în precipitatorul electric cu gazele de ardere poate fi împărțit în patru etape:

1) încărcarea particulelor de cenușă cu ioni formați în zona de descărcare a ionilor;

2) mișcarea particulelor de cenușă încărcate în spațiul interelectrodului către electrodul colector sub influența forțelor electrice și aerodinamice;

3) depunerea și reținerea particulelor de cenușă pe suprafața electrozilor colectori;

4) îndepărtarea periodică a cenușii depuse pe electrozi într-un buncăr. Pentru a crește eficiența epurării gazelor în precipitatoarele electrice, este necesar ca primele două etape să se desfășoare cât mai complet posibil. Dacă încărcarea particulelor într-un precipitator electrostatic cu o sarcină corona stabilă se efectuează suficient de repede, atunci mișcarea lor către electrodul colector are loc la o viteză relativ scăzută, în funcție de mărimea încărcăturii particulelor, dimensiunea lor, puterea câmpului, aerodinamică. caracteristicile curgerii etc. Este evident că separarea particulelor Cu cât este mai mare viteza de sedimentare (viteza de deriva) a particulelor și timpul de rezidență al gazelor purificate în zona activă a precipitatorului electrostatic, cu atât cenușa din gazele vor fi. Deoarece posibilitățile de creștere a vitezei de deplasare a particulelor sunt reglementate de caracteristicile fizice ale procesului, timpul de rezidență a acestora în precipitatorul electrostatic este determinat de viteza gazelor și lungimea zonei active a precipitatorului electrostatic, care conduce la o creștere a volumului și a costului aparatului.

Cercetările au arătat că, dacă timpul de rezidență al gazelor purificate în precipitatorul electrostatic este mai mic de 8 s, nu se poate aștepta să se obțină un grad ridicat (99%) de purificare a gazului chiar și în cele mai favorabile condiții de funcționare. Pe baza testelor industriale ale precipitatoarelor electrostatice cu câmpuri multiple efectuate de VTI și NIIOGAZ, s-a stabilit că, pentru a asigura un grad ridicat de purificare, viteza gazelor arse nu trebuie să depășească 1,5 m/s. Această concluzie coincide cu datele de la companii străine, care în prezent garantează un grad ridicat de epurare doar cu un timp de rezidență de minim 8,5 s și o viteză de 1,5 m/s. Aceste valori ar trebui luate în considerare la proiectarea dispozitivelor (precipitatoare electrice).

Pentru unitățile de cazane de mare putere, alegerea dimensiunii și numărului de precipitatoare electrice este complicată de problemele de amplasare a acestor dispozitive în celula unității și asamblarea lor cu cazane și evacuatoare de fum. Majoritatea centralelor electrice domestice folosesc aranjarea precipitatoarelor electrice pe un rând de-a lungul lățimii celulei bloc, când axele longitudinale ale precipitatoarelor electrostatice sunt situate paralel cu axa longitudinală a blocului. Acest aranjament facilitează asigurarea distribuției uniforme a gazelor între dispozitivele individuale. Dar, în același timp, la unitățile cu o capacitate de 300 MW sau mai mult, precipitatoarele electrice de modele vechi cu o înălțime a electrodului de 7,5 m nu pot îndeplini cerințele.

Pentru unitățile proiectate cu o capacitate de 300 și 500 MW cu precipitatoare electrostatice de design nou și electrozi de 12 m, viteza și timpul de rezidență al gazelor îndeplinesc cerințele de mai sus.

Este imposibil să proiectați precipitatoare electrostatice pentru un exces minim de aer și o temperatură minimă a gazelor de ardere. În mod obișnuit, abaterea observată a acestor parametri față de cei de proiectare este motivul creșterii vitezei gazului în precipitatoarele electrice cu 20-25% și ușoară deteriorare asociată a epurării gazului. Astfel, pentru a asigura purificarea necesară a gazelor arse de la centralele puternice, este necesar să se ia în considerare precipitatoarele electrice pentru o creștere de 1,2 ori a cantității de gaze purificate (cu excepția cazanelor care funcționează sub presiune).

În ultimii ani, centralele electrice au fost furnizate precipitatoare electrice cu electrozi corona de tip ac. Trăsăturile caracteristice ale unei descărcări de la electrozi în comparație cu o descărcare care are loc pe electrozii cu profil baionetă sunt stabilitatea poziției punctelor corona și o valoare mai mare a sarcinilor curente, care este deosebit de importantă pentru dispozitivele instalate în spatele cazanelor echipate cu cuptoare cu lichid. îndepărtarea zgurii, precum și cu strat de rezistivitate ridicată de cenușă sau conținut ridicat de praf din gazele de ardere.

La compararea electrozilor din cele două tipuri indicate, se atrage atenția asupra diferenței semnificative de intensitate a descărcării la punctele corona. Creșterea intensității câmpului și a curentului de descărcare scurtă atunci când se utilizează electrozi cu ace se explică printr-o creștere a curburii suprafeței datorită curburii în două secțiuni. În acest sens, condițiile de încărcare pentru particulele de cenușă sunt îmbunătățite, ceea ce asigură o creștere a vitezei de deriva în direcția electrozilor colectori. Intensificarea descărcării corona în precipitatoarele electrostatice atunci când se utilizează electrozi corona cu ace este, de asemenea, însoțită de unele efecte secundare. Zona corona conține electroni cu o energie care depășește energia de activare. Aceasta determină un proces de reacție chimică: dioxidul de sulf este oxidat la sulf ( ASA DE 2 –ASA DE 3), apar oxizi de azot. Astfel, experimentele cu descărcări corona de înaltă frecvență au crescut conținutul de anhidridă sulfurică la 20-50% și oxidarea azotului cu 0,2-0,3%.

Precipitatoarele electrostatice multicâmp orizontale sunt dispozitive de funcționare continuă. Cenușa este îndepărtată de pe electrozi prin scuturarea acestora fără a deconecta precipitatorul electrostatic de la sursa de alimentare și de la fluxul de gaze arse. În acest caz, o parte din cenușă intră inevitabil în fluxul de gaz. Acest proces se numește antrenament secundarși este principalul motiv pentru eficiența redusă a precipitatoarelor electrostatice uscate în comparație cu cele umede, în care particulele se depun pe o peliculă de apă sau ulei și nu există antrenament secundar. Cantitatea de antrenare secundară depinde direct de intervalul dintre agitarea electrodului colector.

În precipitatoarele electrostatice produse pe plan intern, scuturarea fiecărui electrod de precipitare se efectuează după 3 minute, indiferent de conținutul de praf al gazelor, eficiența curățării, viteza gazului etc. Când rezistivitatea cenușii este mare, stratul de cenușă previne încărcările continuu. sosind pe suprafața sa din curgerea pe electrodul împământat. Cu toate acestea, trebuie luat în considerare faptul că, de obicei, pe electrozii colectori există un strat care nu se scutură de 1-2 mm grosime. Grosimea stratului de cenușă depus în 3 minute, chiar și la arderea combustibililor cu conținut ridicat de cenușă, este de 100-200 microni pentru primele câmpuri ale precipitatorului electrostatic. Astfel, mărirea intervalului de agitare de zece ori va crește ușor grosimea totală a stratului. Prin urmare, acest interval poate fi mărit semnificativ. La hidrotransportul de cenuşă la un depozit de cenuşă, etanşările hidraulice continue cu un preaplin deschis sunt de obicei instalate sub buncărele colectorului de cenuşă. În acest caz, nu există dozatoare de cenușă. Prin urmare, atunci când o cantitate mare de cenușă este aruncată simultan în ele, pulpa sau chiar cenușa uscată poate fi aruncată prin trapele deschise ale sigiliului de apă în camera de cenușă. Pentru a calcula intervalul de timp maxim admis între agitare în funcție de condițiile de funcționare a etanșării cu apă, se propune următoarea ecuație:

Aici Cu– concentrația maximă admisă de cenușă în pulpă (500-800 g/l); V– volumul de pulpă în sigiliu de apă, m3; G– debit de apă pentru etanșarea de apă, m 3 /s; F – secțiunea transversală de proiectare a secțiunii precipitatorului electric deasupra buncărului dat, m2; h– gradul mediu de colectare a cenușii; t– interval de timp dintre agitare, s.

În acest caz, perioada de agitare a fiecărui electrod

T =t × P,

Unde n- numărul de electrozi de deasupra acestui buncăr.

S-a propus utilizarea opțiunilor pentru a schimba intervalul de agitare. Testele au arătat că utilizarea unui variator, mărirea intervalului de agitare a electrozilor de colectare ai primului câmp la 30 de minute și a ultimelor câmpuri la 2 ore, a redus cantitatea de cenușă îndepărtată din precipitatorul electrostatic (antrenament secundar) cu aproximativ 1/ 3.

Cantitatea de cenușă emisă în atmosferă depinde, pe lângă eficiența precipitatorului electrostatic, și de ce parte din timpul total de funcționare al unității de putere sunt inoperante câmpurile individuale ale precipitatorului electrostatic. Cel mai adesea, deconectarea câmpurilor apare din cauza problemelor din interiorul carcasei precipitatorului electrostatic, care pot fi eliminate numai atunci când unitatea de alimentare este complet oprită: ruperea firelor electrozilor coroană (cel mai adesea ca urmare a eroziunii electrice), ruperea izolatoarelor și tijelor mecanismului de scuturare, ruperea și blocarea benzilor de scuturare etc.

O examinare a multor precipitatoare electrice de la centralele electrice menajere arată că proiectarea conductelor de alimentare cu gaz și a rețelei perforate la intrarea în precipitatoarele electrice nu asigură uniformitatea necesară a distribuției gazului în dispozitive și secțiunea lor transversală. Acest lucru duce la o scădere generală a eficienței totale a colectării cenușii chiar și în condiții electrice normale ale precipitatorului electrostatic.

Capacitatea de a respira aer curat este nevoia noastră fiziologică, cheia sănătății și longevității. Cu toate acestea, întreprinderile moderne de producție puternice ne poluează mediul și atmosfera cu emisii industriale periculoase pentru oameni.

Asigurarea curățeniei aerului atunci când se efectuează procese tehnologice la întreprinderi și îndepărtarea impurităților dăunătoare din acesta în viața de zi cu zi - acestea sunt sarcinile pe care le îndeplinesc filtrele electrostatice.

Primul astfel de design a fost înregistrat prin brevetul SUA nr. 895729 în 1907. Autorul său, Frederick Cottrell, cerceta metode de separare a particulelor în suspensie din mediile gazoase.

Pentru a face acest lucru, a folosit acțiunea legilor de bază ale câmpului electrostatic, trecând amestecuri gazoase cu impurități solide fine prin electrozi cu potențial pozitiv și negativ. Ionii încărcați opus cu particule de praf au fost atrași de electrozi, depunându-se pe aceștia, iar ionii încărcați similar au fost respinși.

Această dezvoltare a servit ca prototip pentru creație filtre electrostatice moderne.

Potențialele de semne opuse de la o sursă de curent continuu sunt aplicate electrozilor tip placă (numiți în mod obișnuit „electrozi de precipitare”), asamblați în secțiuni separate și fire de plasă metalică plasate între ei.

Tensiunea dintre rețea și plăci în aparatele de uz casnic este de câțiva kilovolți. Pentru filtrele care funcționează la instalații industriale, acesta poate fi mărit cu un ordin de mărime.

Prin acești electrozi, ventilatoarele prin canale speciale de aer trec un flux de aer sau gaze care conțin impurități mecanice și bacterii.

Sub influența tensiunii înalte, se formează un câmp electric puternic și o descărcare corona de suprafață care curge din filamente (electrozi corona). Conduce la ionizarea aerului adiacent electrozilor cu eliberarea de anioni (+) și cationi (-), creând un curent ionic.

Ionii cu sarcină negativă sub influența unui câmp electrostatic se deplasează către electrozii de precipitare, încarcând simultan impuritățile contrare. Aceste sarcini sunt acționate de forțe electrostatice, care creează o acumulare de praf pe electrozii colectori. În acest fel, aerul condus prin filtru este purificat.

Pe măsură ce filtrul funcționează, stratul de praf de pe electrozii săi crește constant. Trebuie îndepărtat periodic. Pentru structurile casnice, această operațiune se realizează manual. În fabricile de producție puternice, electrozii de precipitare și corona sunt agitați mecanic pentru a direcționa contaminanții într-un buncăr special, de unde sunt preluați pentru eliminare.

Caracteristicile modelelor de filtre electrostatice industriale

Părțile corpului său pot fi realizate din blocuri de beton sau structuri metalice.

Ecranele de distribuție a gazelor sunt instalate la intrarea aerului contaminat și la ieșirea aerului purificat, care direcționează optim masele de aer între electrozi.

Colectarea prafului are loc în pubele, care sunt de obicei create cu un fund plat și echipate cu un transportor cu racletă. Colectorii de praf sunt realizati sub forma:

tăvi;

piramidă inversată;

trunchi de con.

Mecanismele de scuturare a electrozilor funcționează pe principiul căderii ciocanului. Ele pot fi amplasate sub sau deasupra plăcilor. Funcționarea acestor dispozitive accelerează semnificativ curățarea electrozilor. Cele mai bune rezultate sunt obținute prin modele în care fiecare ciocan acționează asupra propriului electrod.

Pentru a crea o descărcare corona de înaltă tensiune, se folosesc transformatoare standard cu redresoare care funcționează dintr-o rețea de frecvență industrială sau dispozitive speciale de înaltă frecvență de câteva zeci de kiloherți. Munca lor este realizată de sisteme de control cu ​​microprocesor.

Dintre diferitele tipuri de electrozi corona, spiralele din oțel inoxidabil funcționează cel mai bine, creând o tensiune optimă a firului. Sunt mai puțin murdare decât toate celelalte modele.

Modelele de electrozi colectori sub formă de plăci cu un profil special sunt combinate în secțiuni și create pentru distribuția uniformă a sarcinilor de suprafață.

Filtre industriale pentru captarea aerosolilor foarte toxici

Un exemplu de una dintre schemele de operare ale unor astfel de dispozitive este prezentat în imagine.

Aceste modele folosesc o zonă în două etape pentru purificarea aerului contaminat cu impurități solide sau vapori de aerosoli. Cele mai mari particule se depun pe prefiltru.

Ca rezultat, are loc o descărcare corona și particulele de impurități sunt încărcate. Amestecul de aer suflat trece printr-un precipitator, în care substanțele nocive sunt concentrate pe plăci împământate.

Un post-filtru situat după ce precipitatorul prinde particulele rămase neașezate. Caseta chimică purifică în plus aerul de impuritățile rămase de dioxid de carbon și alte gaze.

Aerosolii depuși pe plăci curg pur și simplu pe tavă sub influența gravitației.

Domenii de aplicare ale filtrelor electrostatice industriale

Purificarea mediilor de aer contaminat este utilizată pentru:

centrale electrice cu cazane de ardere a cărbunelui;

instalații de ardere a păcurului;

instalații de incinerare a deșeurilor;

cazane industriale de reducere chimică;

Cuptoare industriale de recoacere a calcarului;

cazane tehnologice pentru arderea biomasei;

întreprinderi de metalurgie feroasă;

producția de metale neferoase;

instalații pentru industria cimentului;

întreprinderile de prelucrare a agriculturii și alte industrii.

Posibilitati de curatare a mediului contaminat

Domeniile de funcționare ale precipitatoarelor electrostatice industriale de mare putere cu diferite substanțe nocive sunt prezentate în diagramă.

Caracteristici ale modelelor de filtre în dispozitivele de uz casnic

Purificarea aerului în spațiile rezidențiale se realizează:

aer conditionat;

ionizatoare.

Principiul de funcționare al aparatului de aer condiționat este demonstrat în imagine.

Aerul poluat este antrenat de ventilatoare prin electrozi cu o tensiune de aproximativ 5 kilovolți aplicată acestora. Microbii, acarienii, virușii și bacteriile din fluxul de aer mor, iar particulele de impurități, fiind încărcate, zboară către electrozii de colectare a prafului și se așează pe ei.

În acest caz, are loc ionizarea aerului și se eliberează ozon. Deoarece aparține categoriei celor mai puternici oxidanți naturali, toate organismele vii din interiorul aparatului de aer condiționat sunt distruse.

Depășirea concentrației standard de ozon în aer este inacceptabilă conform standardelor sanitare și igienice. Acest indicator este atent monitorizat de autoritățile de supraveghere ale producătorilor de aparate de aer condiționat.

Caracteristicile unui ionizator de uz casnic

Prototipul ionizatorilor moderni a fost dezvoltarea savantului sovietic Alexander Leonidovich Chizhevsky, pe care a creat-o pentru a restabili sănătatea oamenilor epuizați în închisoare de munca grea și condițiile de viață precare.

Prin aplicarea unei tensiuni de înaltă tensiune electrozilor unei surse suspendate de tavan în locul unui candelabru de iluminat, ionizarea are loc în aer, eliberând cationi care sunt benefici pentru sănătate. Au fost numiți „aeroioni” sau „vitamine din aer”.

Cationii au conferit energie vitală unui corp slăbit, iar ozonul eliberat a ucis agenții patogeni și bacteriile.

Ionizatoarele moderne nu au multe dintre deficiențele care au fost prezente în primele modele. În special, concentrația de ozon este acum strict limitată, se iau măsuri pentru a reduce efectul câmpurilor electromagnetice de înaltă tensiune și se folosesc dispozitive de ionizare bipolară.

Cu toate acestea, este de remarcat faptul că mulți oameni încă confundă scopul ionizatoarelor și ozonizatoarelor (producția de ozon în cantități maxime), folosindu-le pe acestea din urmă în alte scopuri, ceea ce dăunează mult sănătății lor.

Ionizatoarele, prin principiul lor de funcționare, nu îndeplinesc toate funcțiile aparatelor de aer condiționat și nu curăță aerul de praf.

Ieșire colecție:

Precipitatoare electrostatice: principiul de funcționare și principalele avantaje

Nikolaev Mihail Iurievici

Ph.D. tehnologie. Științe, profesor asociat la Universitatea Tehnică de Stat din Omsk, Federația Rusă, Omsk

E- Poștă: munp@ yandex. ru

Yesimov Aset Muhammedovich

Universitatea Tehnică, Federația Rusă, Omsk

E- Poștă: esimov007@ Poștă. ru

Leonov Vitali Vladimirovici

Student în anul 3, Facultatea de Energie, Statul Omsk

tehnic universitate, RF, G. Omsk

PRECIPITATORI ELECTROSTATICI: PRINCIPIUL DE FUNCȚIONARE ȘI PRINCIPALE DEMNITĂȚI

Nikolaev Mihail

candidat la științe tehnice, profesor asociat la Universitatea Tehnică de Stat din Omsk, Rusia, Omsk

Esimov Aset

Leonov Vitaliy

student, Institutul de Energetică al Universității Tehnice de Stat Omsk, Rusia, Omsk

ADNOTARE

Acest articol discută principiul de funcționare detaliat al precipitatoarelor electrostatice. Sunt de asemenea luate în considerare diferite tipuri de precipitatoare electrostatice, electrozi de precipitare și descărcare. Sunt prezentate cazuri în care are loc procesul de ionizare a gazelor între electrozi. Sunt descrise avantajele precipitatoarelor electrostatice moderne.

ABSTRACT

Acest articol descrie principiul de lucru detaliat al precipitatoarelor electrostatice. S-a luat în considerare, de asemenea, diferite tipuri de precipitatoare electrostatice, electrozii de colectare și corona. Situații în care gazele de procesare între electrozii de ionizare. A descris demnitățile precipitatoarelor electrostatice moderne.

Cheiecuvinte: precipitator electrostatic; electrod; ionizare; descărcare corona.

Cuvinte cheie: precipitator electrostatic; electrod; ionizare; descărcare corona.

Un precipitator electric este un dispozitiv în care gazele sunt purificate din particule de aerosoli, solide sau lichide sub influența forțelor electrice. Ca urmare a acțiunii câmpului electric, particulele încărcate sunt îndepărtate din fluxul de gaz purificat și depuse pe electrozi. Încărcarea cu particule are loc în câmpul unei descărcări corona. Precipitatorul electrostatic este un corp rectiliniu sau cilindric, în interiorul căruia sunt montați electrozi de precipitare și corona de diferite modele (în funcție de scopul și zona de aplicare a precipitatorului electrostatic, precum și de specificul particulelor colectate). Electrozii Corona sunt conectați la o sursă de energie de înaltă tensiune cu o tensiune de curent redresată de 50-60 kV. Precipitatoarele electrostatice în care particulele solide colectate sunt îndepărtate de pe electrozi prin agitare se numesc uscate, iar cele în care particulele sedimentate sunt spălate de pe electrozi de către particule lichide sau lichide (ceață, stropi) sunt denumite umede.

Pe baza numărului de câmpuri electrice prin care trece secvențial gazul purificat, precipitatoarele electrice sunt împărțite în câmp unic și câmp multiplu. Uneori, precipitatoarele electrostatice sunt împărțite în camere paralele cu fluxul de gaz - secțiuni. Conform acestei caracteristici, ele pot fi unice sau multi-secționale. Gazul purificat în precipitatorul electrostatic trece prin zona activă în direcții verticale sau orizontale, prin urmare precipitatoarele electrostatice pot fi verticale sau orizontale. Pe baza tipului de electrozi de precipitare, precipitatoarele electrostatice sunt împărțite în plăci și tubulare. Principalele tipuri de design ale precipitatoarelor electrostatice sunt plăcile orizontale și tubulare verticale.

Figura 1. Precipitator electrostatic cu plăci orizontale

Figura 2. Precipitator electrostatic tubular

Pentru a înțelege principiul de funcționare al unui precipitator electrostatic, trebuie mai întâi să luați în considerare circuitul electric. Este format din elemente precum o sursă de curent și două plăci metalice situate paralele între ele, care sunt separate prin aer. Acest dispozitiv nu este altceva decât un condensator de aer, dar nu va curge curent electric într-un astfel de circuit, deoarece stratul de aer dintre plăci, ca și alte gaze, nu este capabil să conducă electricitatea.

Totuși, de îndată ce diferența de potențial necesară este aplicată plăcilor metalice, un galvanometru conectat la acest circuit va înregistra trecerea curentului electric datorită ionizării stratului de aer dintre aceste plăci.

În ceea ce privește ionizarea gazului între doi electrozi, aceasta poate apărea în două cazuri:

1. Nu independent, adică cu utilizarea oricăror „ionizatori”, de exemplu, raze X sau alte raze. După încheierea efectului acestui „ionizator”, recombinarea va începe treptat, adică va avea loc procesul invers: ionii cu semne diferite vor începe din nou să se conecteze între ei, formând astfel molecule de gaz neutre din punct de vedere electric.

2. În mod independent, se realizează prin creșterea tensiunii din rețeaua electrică până la o valoare care depășește constanta dielectrică a gazului utilizat.

La purificarea electrică a gazelor, se utilizează doar a doua ionizare, adică independentă.

Dacă începeți să creșteți diferența de potențial dintre plăcile metalice, atunci la un moment dat va ajunge cu siguranță la un punct critic (tensiunea de defalcare a stratului de aer), aerul va fi „rupt” și curentul din circuit va crește brusc, iar între plăcile metalice va apărea o scânteie, care se numește – descărcare independentă de gaz.

Moleculele de aer sub tensiune încep să se dividă în ioni și electroni încărcați pozitiv și negativ. Sub influența unui câmp electric, ionii se deplasează către electrozii care sunt încărcați opus. Odată cu creșterea tensiunii câmpului electric, viteza și, în consecință, energia cinetică a ionilor și electronilor începe să crească treptat. Când viteza lor atinge o valoare critică și o depășește ușor, ei împart toate moleculele neutre întâlnite pe parcurs. Așa se ionizează întregul gaz situat între cei doi electrozi.

Atunci când între plăcile paralele se formează simultan un număr destul de semnificativ de ioni, puterea curentului electric începe să crească foarte mult și apare o descărcare de scânteie.

Datorită faptului că moleculele de aer primesc impulsuri de la ionii care se mișcă într-o anumită direcție, împreună cu așa-numita ionizare „de impact”, are loc și o mișcare destul de intensă a masei de aer.

Autoionizarea în metoda de electropurificare a gazelor se realizează prin aplicarea unor tensiuni înalte la electrozi. La ionizarea folosind această metodă, este necesar ca stratul de gaz să fie străpuns doar la o anumită distanță între cei doi electrozi. Este necesar ca o parte a gazului să rămână neîntreruptă și să servească drept un fel de izolație, care ar proteja electrozii paraleli de un scurtcircuit împotriva provocării unei scântei sau arc (astfel încât să nu se producă o defecțiune dielectrică).

O astfel de „izolare” este creată prin selectarea formei electrozilor, precum și a distanței dintre ei în funcție de tensiune. Este de remarcat faptul că electrozii, care sunt prezentați sub forma a două plane paralele, nu vor fi potriviți în acest caz, deoarece între ei în orice punct al câmpului va exista întotdeauna aceeași tensiune, adică câmpul va fi invariabil uniformă. Când diferența de potențial dintre un electrod plat și celălalt atinge tensiunea de defalcare, tot aerul va fi spart și va apărea o descărcare de scânteie, dar ionizarea aerului nu se va produce datorită faptului că întregul câmp este omogen.

Un câmp neuniform poate apărea doar între electrozii care au forma de cilindri concentrici (țevi și fire), sau un plan și un cilindru (placă și fire). Direct în apropierea firului, tensiunea câmpului este atât de mare încât ionii și electronii devin capabili să ionizeze molecule neutre, dar pe măsură ce se îndepărtează de fir, tensiunea câmpului și viteza de mișcare a ionilor scad atât de mult încât ionizarea de impact devine pur și simplu. nerealist.

Relația dintre raza conductei (R) și firul (r) trebuie determinată pentru a evita apariția unei scântei între doi electrozi cilindrici. Calculele au arătat că ionizarea gazului fără scurtcircuit este posibilă la R/r mai mare sau egal cu 2,72.

Apariția unei străluciri slabe sau așa-numita „corona” în jurul firului este principalul semn vizibil că a avut loc o descărcare de ioni. Acest fenomen se numește descărcare corona. O strălucire slabă este însoțită în mod constant de un sunet caracteristic - poate fi trosnet sau șuierat.

Firul (electrodul) în jurul căruia are loc strălucirea se numește electrod corona. „Coroana”, în funcție de polul la care este conectat firul, poate fi pozitivă sau negativă. La purificarea electrică a gazelor, se folosește doar a doua opțiune, adică corona negativă. Deși, spre deosebire de cea pozitivă, este mai puțin uniformă, o astfel de „coroană” este totuși capabilă să permită o diferență de potențial critic mai mare.

Electrozilor colectori se impun următoarele cerințe: să fie puternici, rigidi, să aibă o suprafață netedă, astfel încât praful captat să poată fi îndepărtat fără probleme și, de asemenea, să aibă caracteristici aerodinamice suficient de ridicate.

Electrozii de precipitare în funcție de forma și designul lor sunt împărțiți în mod convențional în trei grupuri mari: 1) tip placă; 2) în formă de cutie; 3) canelat.

Electrozilor corona sunt impuse următoarele cerințe: trebuie să aibă o formă precisă pentru a asigura o descărcare corona intensă și suficient de uniformă; au rezistență mecanică și rigiditate pentru a asigura o funcționare fiabilă, fără probleme și durabilă în condiții de agitare și vibrații; să fie ușor de fabricat și să aibă un cost scăzut, deoarece electrozii corona pot atinge o lungime totală de 10 kilometri; să fie rezistent la medii agresive.

Există două grupuri mari de electrozi corona: electrozi fără puncte fixe de descărcare și electrozi cu puncte fixe de descărcare pe toată lungimea electrodului. Pentru al doilea, sursele de descărcare sunt proeminențe ascuțite sau vârfuri și este posibil să se controleze funcționarea electrodului. Pentru a face acest lucru, trebuie să modificați distanța dintre vârfuri.

Un sistem de electrozi de precipitare și descărcare este plasat, de regulă, în interiorul unui corp metalic sudat, în cazuri rare într-un corp din beton armat, care este realizat sub formă de cadre în formă de U. Echipamentul din interiorul carcasei este încărcat fie din partea de sus, fie din lateral. Exteriorul carcasei trebuie sa aiba izolatie termica pentru a evita deformarile de temperatura si condensarea umezelii.

Unitatea pentru furnizarea și distribuirea uniformă a aerului praf, de regulă, constă dintr-un sistem de grile de distribuție a gazelor, care sunt instalate în fața camerei principale, unde este amplasat sistemul de colectare și electrozi corona, și constă din foi perforate instalate. pe două niveluri, secțiunea lor transversală deschisă variază de la 35 la 50 la sută.

Pentru a îndepărta praful prins din precipitatoarele electrostatice, se folosesc sisteme speciale de scuturare a electrozilor. În precipitatoarele electrostatice uscate, se folosesc de obicei mai multe astfel de sisteme - un sistem cu came cu arc, un ciocan de impact, vibrații sau un sistem cu impuls magnetic. În plus, particulele captate pot fi pur și simplu spălate de electrozi cu apă.

Avantajele precipitatoarelor electrice: posibilitatea celui mai înalt grad de purificare a gazelor (până la 99,9%), costuri reduse de energie (până la 0,8 kW la 1000 m 3 de gaz), purificarea gazelor se poate realiza chiar și la temperaturi ridicate, purificarea procesul poate fi complet automatizat.

Bibliografie:

1.GOST R 51707-2001. Precipitatoare electrostatice. Cerințe de siguranță și metode de testare. Introduce. 29.01.2001. M: Editura Standarde, 2001.

2.Reguli pentru instalatii electrice. a 7-a ed. M.: Editura NTs ENAS, 2004.

3.Sanaev Yu.I. Precipitatoare electrostatice: instalare, reglare, testare, funcționare./Informații generale. Seria XM-14. M., „TSINTIKHIMNEFTEMASH”, 1984.

Chiar și într-un apartament obișnuit, aerul trebuie curățat, iar ventilația de bază nu poate face întotdeauna față acestei sarcini.

În acest sens, filtrele moderne sunt utilizate pe scară largă, ceea ce poate întârzia:

• blana de animal,
• praf,
• polen de plante,
• fum de tutun, mirosuri neplăcute,
• bacterii, viruși,
• mucegai, spori fungici și altele.

Toți acești poluanți pot provoca alergii și sunt potențial periculoși. Unul dintre cele mai populare și mai accesibile filtre de pe piață este cel electrostatic.

Filtru electrostatic pentru ventilatie folosit pentru a îndepărta aerosolii și particulele mecanice din aer: funingine, funingine, fum, praf fin, fum toxic, praf fin și alți poluanți periculoși de uz casnic și industrial.

Acest dispozitiv de purificare a aerului constă din următoarele componente:

• filtru grosier cu plasă de oțel în interior,
• prima placă de filtru cu electrozi plati,
• a doua placă de filtru cu electrozi plati,
• filtru fin, de obicei cu cărbune activ.

Conținutul dispozitivului poate varia în funcție de nivelul de putere și de alți parametri. Cu cât echipamentul este mai scump, cu atât are mai multă putere. Filtrele ieftine pot fi folosite în apartamentele din oraș. Întreprinderile producătoare achiziționează echipamente scumpe care îndeplinesc cerințe destul de stricte.

Flux de aer care trece prin mai multe etape de curățare dispozitive de filtrare electrostatică, si anume: un ionizator, un colector de praf si mai multe filtre la iesire, se dovedeste a fi aproape steril.
Principiul de funcționare al unui dispozitiv electrostatic este de a atrage sarcini electrice de polarități diferite. Particulele din aer, care intră în filtru, capătă o sarcină electrică și se așează pe plăci conductoare cu polaritate opusă.

În timpul funcționării unui astfel de filtru de purificare a aerului, se eliberează ozon, pe care mulți îl asociază cu mirosul unei furtuni. În timpul funcționării instalațiilor industriale, N2 este distrus în oxizi de azot, deoarece ozonul în sine este o substanță destul de periculoasă și toxică și poate provoca reacții alergice și arsuri la nivelul sistemului respirator.

Filtru electrostatic - care este eficiența?

Acest echipament este utilizat în instituții medicale, unități de catering, clădiri administrative și de birouri.

RECENZIE VIDEO

Evaluarea producătorului - care filtre electrostatice sunt cele mai populare

Selecția de dispozitive electrostatice din magazine este destul de mare. Persoana obișnuită poate avea dificultăți în selectarea echipamentelor pentru casa, biroul sau atelierul de producție. În primul rând, trebuie să studiați caracteristicile tehnice ale dispozitivului și să acordați atenție prețului.

Este puțin probabil ca dispozitivele prea ieftine să își facă față sarcinii la nivelul corespunzător, în timp ce cele foarte scumpe nu ar trebui achiziționate pentru un apartament obișnuit; sunt destinate utilizării în întreprinderi mari.

Puteți achiziționa o versiune compactă pentru casa sau mașina dvs. Super-Plus-Ion-Auto de la producătorul „Ecology Plus”. Este o unitate mică și consumă aproximativ 3 wați de energie electrică. Costul produsului este de la 30 la 50 de dolari.

Grupul Plymovent oferă echipamente SFE. Acesta este deja un echipament destul de serios, în valoare de aproximativ 200 de mii de ruble. Trece 2500 de metri cubi de aer prin sine într-o oră. Și acest lucru este suficient pentru a deservi un birou, o zonă de vânzări și chiar un mic magazin de asamblare.

Unitățile de catering folosesc cuptoare și grătare pentru a pregăti mâncarea. Fumul plăcut în timpul prăjirii sau coacerii are un dezavantaj - poate fi periculos pentru sănătate, așa că este important ca proprietarii de restaurante să protejeze atât vizitatorii, cât și angajații de acesta.

În acest scop se folosesc filtre electrostatice Smoke Yatagan. Absorb funinginea, grăsimile, substanțele cancerigene, mirosurile și fumul. Prefiltrul aparatului trebuie spalat periodic. Echipamentul este nepretențios în funcționare și este foarte eficient.

INSTRUCȚIUNE VIDEO

Filtru electrostatic Efva Super Plus - conceput pentru purificarea aerului în medii industriale. Reține uleiul și aerosolii de sudare eliberați în timpul prelucrării metalelor, producției de medicamente medicale, în magazinele de sudare cu arc electric și altele.

UNIVERSITATEA DE STAT OMSK

LOR. F.M. DOSTOEVSKI

DEPARTAMENTUL DE TEHNOLOGIE CHIMICA

Eseu despre conservarea naturii pe tema „Precipitatoare electrice”

Completat de: student din grupa xx‑601(eh)

Levin D.K.

Verificat de: profesor

Adeeva L.N.

Departamentul NH

Omsk – 2010

Introducere

Producția industrială și alte tipuri de activitate economică a oamenilor sunt însoțite de eliberarea diferitelor substanțe care poluează aerul în aerul interior și în aerul atmosferic. În aer pătrund particule de aerosoli (praf, fum, ceață), gaze, vapori, precum și microorganisme și substanțe radioactive.

În stadiul actual, pentru majoritatea întreprinderilor industriale, curățarea emisiilor de ventilație de la substanțele nocive este una dintre principalele măsuri de protejare a bazinului de aer. Prin curățarea emisiilor înainte de a pătrunde în atmosferă, se previne poluarea aerului.

Purificarea aerului are o importanță critică sanitară, igienică, de mediu și economică.

Etapa de curățare a prafului ocupă un loc intermediar în complexul „siguranța muncii – protecția mediului”. În principiu, colectarea prafului, atunci când este organizată corespunzător, rezolvă problema asigurării standardelor pentru concentrațiile maxime admise (MPC) în aerul zonei de lucru. Cu toate acestea, toate substanțele nocive sunt eliberate în atmosferă prin sistemul de colectare a prafului în absența unui sistem de curățare a prafului, poluându-l. Prin urmare, etapa de curățare a prafului ar trebui considerată o parte integrantă a sistemului de control al prafului unei întreprinderi industriale.

Purificarea gazelor – separarea diferitelor impurități dintr-un amestec de gaze atunci când acesta este eliberat în atmosferă în scopul menținerii condițiilor sanitare normale în zonele adiacente instalațiilor industriale, pregătirea gazelor pentru utilizare ca materii prime chimice sau combustibil și impuritățile în sine ca produse valoroase. Purificarea gazelor este de obicei împărțită în purificarea din particule în suspensie - praf, ceață și vapori și impurități gazoase care sunt nedorite atunci când se utilizează gaze sau când le emit în atmosferă..

Metodele industriale de purificare a gazelor pot fi reduse la trei grupe:

1) folosind absorbanți solizi sau catalizatori - „metode uscate” de curățare;

2) utilizarea absorbanților de lichid (absorbanți) – curățare lichidă;

3) curățare fără utilizarea de absorbanți și catalizatori.

Prima grupă include metode bazate pe adsorbție, interacțiune chimică cu absorbanții solizi și conversia catalitică a impurităților în compuși inofensivi sau ușor de îndepărtat. Metodele de curățare chimică sunt de obicei efectuate cu un pat fix de absorbant, absorbant sau catalizator, care trebuie regenerat sau înlocuit periodic. Recent, astfel de procese sunt efectuate și într-un pat „fluidizat” sau în mișcare, ceea ce permite reînnoirea continuă a materialelor de curățare. Metodele lichide se bazează pe absorbția componentului extras de către un sorbent lichid (solvent). A treia grupă de metode de purificare se bazează pe condensarea impurităților și procesele de difuzie (difuzie termică, separare printr-un perete poros).

Particulele conținute de gazele industriale sunt extrem de diverse ca compoziție, stare de agregare și dispersie. Purificarea gazelor din particulele în suspensie (aerosoli) se realizează prin mijloace mecanice și electrice. Epurarea mecanică a gazelor se realizează: prin expunere la forța centrifugă, filtrare prin materiale poroase, spălare cu apă sau alt lichid; Uneori, gravitația este folosită pentru a elibera particulele mari. Curățarea mecanică cu gaz se realizează de obicei folosind curățarea cu gaz uscat (aparat ciclonic), filtrarea și curățarea umedă cu gaz. Purificarea electrică a gazelor este utilizată pentru a capta particule foarte dispersate de praf sau ceață și, în anumite condiții, asigură un coeficient de purificare ridicat.

În raportul meu voi descrie principiile epurării gazelor electrice, acțiunile precipitatoarelor electrice, tipurile acestora, posibilitățile de utilizare combinată pentru purificarea gazelor, precum și avantajele și dezavantajele utilizării lor.

1. Principiul de funcționare al precipitatoarelor electrostatice

Într-un precipitator electric, gazele sunt purificate din particule solide și lichide sub influența forțelor electrice. Particulele primesc o sarcină electrică, iar sub influența unui câmp electric sunt depuse din fluxul de gaz.

Vederea generală a precipitatorului electrostatic este prezentată în Fig. 1.

Orez. 1. Precipitator electric: 1 – electrod de precipitare; 2 - electrod corona; 3 – cadru; 4 – izolator de înaltă tensiune; 5 – dispozitiv de agitare; 6 – camera superioara; 7 – colector de praf.

Procesul de îndepărtare a prafului într-un precipitator electric constă din următoarele etape: particulele de praf, care trec printr-un câmp electric cu un flux de gaz, primesc o sarcină; particulele încărcate se deplasează la electrozi cu semnul opus; depus pe acești electrozi; se îndepărtează praful depus pe electrozi.

Încărcarea particulelor este prima etapă majoră a procesului de depunere electrostatică. Majoritatea particulelor întâlnite în curățarea gazelor industriale poartă o anumită încărcătură, dobândită în timpul formării lor, dar aceste încărcături sunt prea mici pentru a asigura o depunere eficientă. În practică, încărcarea particulelor se realizează prin trecerea particulelor printr-o coroană DC între electrozii precipitatorului electrostatic. Puteți utiliza atât corona pozitivă, cât și negativă, dar pentru curățarea gazelor industriale, este de preferat o corona negativă datorită unei stabilități mai mari și a posibilității de a utiliza valori mari de funcționare ale tensiunii și curentului, dar pentru purificarea aerului se folosește doar o corona pozitivă, deoarece produce mai puțin ozon.

Elementele principale ale precipitatorului electrostatic sunt electrozii corona și electrozii de precipitare. Primul electrod în forma sa cea mai simplă este un fir întins într-un tub sau între plăci, al doilea este suprafața unui tub sau a unei plăci care înconjoară electrodul de descărcare (Fig. 2).

La electrozii corona este furnizat un curent continuu de înaltă tensiune de 30...60 kV. Electrodul de descărcare are de obicei polaritate negativă, electrodul colector este împământat. Acest lucru se explică prin faptul că corona este mai stabilă la această polaritate, iar mobilitatea ionilor negativi este mai mare decât cea a celor pozitivi. Această din urmă circumstanță este asociată cu accelerarea încărcării particulelor de praf.

După dispozitivele de distribuție, gazele prelucrate intră în pasajele formate de electrozii coroană și de precipitare, numite intercalări interelectrode. Electronii care ies de pe suprafața electrozilor corona sunt accelerați într-un câmp electric de mare intensitate și dobândesc energie suficientă pentru a ioniza moleculele de gaz. Moleculele de gaz care se ciocnesc cu electronii sunt ionizate și încep să se miște rapid în direcția electrozilor cu sarcină opusă, în urma coliziunii cu care scot noi porțiuni de electroni. Ca urmare, între electrozi apare un curent electric, iar la o anumită tensiune se formează o descărcare corona, intensificând procesul de ionizare a gazului. Particulele în suspensie, care se deplasează în zona de ionizare și sorb ionii pe suprafața lor, capătă în cele din urmă o sarcină pozitivă sau negativă și încep să se deplaseze sub influența forțelor electrice către electrodul de semn opus. Particulele sunt puternic încărcate în primii 100...200 mm ale traseului și sunt deplasate către electrozii de precipitare împământați sub influența câmpului intens corona. Procesul în ansamblu este foarte rapid, necesitând doar câteva secunde pentru a stabili complet particulele. Pe măsură ce particulele se acumulează pe electrozi, acestea sunt scuturate sau spălate.

Orez. 2. Schema constructivă a electrozilor: a - precipitator electric cu electrozi tubulari; b - precipitator electric cu electrozi cu placă; 1 - electrozi corona; 2 - electrozi colectori.

Descărcarea corona este caracteristică câmpurilor electrice neuniforme. Pentru a le crea în precipitatoare electrostatice, se folosesc sisteme de electrozi de tip punct (margine) - plan, linie (margine ascuțită, sârmă subțire) - plan sau cilindru. În domeniul coroanei precipitatorului electrostatic, sunt implementate două mecanisme diferite de încărcare a particulelor. Cea mai importantă încărcare este de către ionii care se deplasează către particule sub influența unui câmp electric extern. Procesul de încărcare secundară este cauzat de difuzia ionică, a cărei viteză depinde de energia mișcării termice a ionilor, dar nu de câmpul electric. Încărcarea în câmp predomină pentru particulele cu un diametru mai mare de 0,5 µm, iar difuzia - pentru particulele mai mici de 0,2 µm; în domeniul intermediar (0,2...0,5 µm) ambele mecanisme sunt importante.

2. Modele și tipuri de precipitatoare electrice

Dispozitivele de purificare a gazelor prin această metodă se numesc precipitatoare electrice. Elementele principale ale precipitatoarelor electrostatice sunt: ​​o carcasă etanșă la gaz cu electrozi corona plasați în ea, la care este alimentat un curent de înaltă tensiune rectificat și electrozi împămânțiți pentru precipitații, izolatori de electrozi, dispozitive pentru distribuția uniformă a curgerii pe secțiunea transversală a precipitator electrostatic, un buncăr pentru colectarea particulelor colectate, sisteme de regenerare a electrozilor și alimentare cu energie.

Din punct de vedere structural, precipitatoarele electrostatice pot avea un corp dreptunghiular sau cilindric. În interiorul carcasei sunt montați electrozi de precipitare și coroană, precum și mecanisme de scuturare a electrozilor, unități izolatoare și dispozitive de distribuție a gazelor.

Partea precipitatorului electrostatic în care se află electrozii se numește zonă activă (mai puțin frecvent, volumul activ). În funcție de numărul de zone active, se cunosc precipitatoare electrostatice cu o singură zonă și două zone. La precipitatoarele electrostatice cu o singură zonă, electrozii de coroană și de precipitare nu sunt separați spațial structural, în cazul precipitatoarelor electrostatice cu două zone, există o separare clară. Pentru curățarea sanitară a emisiilor de praf, se folosesc structuri cu o singură zonă cu plasarea electrozilor corona și precipitații într-un singur volum de lucru. Precipitatoarele electrostatice cu două zone cu zone separate pentru ionizarea și sedimentarea particulelor în suspensie sunt utilizate în principal pentru curățarea aerului de alimentare. Acest lucru se datorează faptului că ozonul este eliberat în zona de ionizare, a cărui intrare nu este permisă în aerul furnizat incintei.