Рис.10. пластинчатый электрофильтр

     1-коронирующие  электроды; 2-пластинчатые осадительные  электроды; a - входной газоход; б - выходной газоход; в - камера. 

     К недостаткам трубчатых электрофильтров  следует отнести: сложность монтажа, трудность встряхивания корояиру-ющих электродов без нарушения строгого центрирования, а также большой расход энергии на единицу длины электрических проводов.

     Преимущества  пластинчатых электрофильтров - простота монтажа и удобство встряхивания электродов. Для очистки сухих  газов применяют преимущественно пластинчатые электрофильтры, а для очистки трудноулавливаемой пыли, капель жидкости из туманов (не требующих встряхивания электродов) и для обеспечения наиболее высокой степени очистки используют трубчатые электрофильтры.

     Критическая напряженность электрического поля, при которой возникает разряд: 

     E₀ = 3,04 (B + 0,0311* V2B/D1) *10⁶ 

     где: B - относительная плотность газового потока; D1 - диаметр

     корондирующего  электрода.

     Установка для электрической очистки газов  включает обычно электрофильтр и преобразовательную подстанцию с соответствующей аппаратурой.

     6. Технологическая  установка

     Твердые частицы из бункера 1 с помощью дозатора 2 поступают в трубопровод 3 и образуют с движущимся в этом трубопроводе воздухом запыленный воздушный поток. Уловленные в циклоне твердые частицы собираются в сборнике 8.

     Циклон  ЦН-15 является основным аппаратом в  представленной схеме; внутренний диаметр  его цилиндрической части 170 мм (входной патрубок имеет размеры (115х35 мм); изготовлен из стали (для визуального наблюдения за процессом циклон может быть выполнен из стекла или из органического стекла при обеспечении условий отвода статистического электричества). Циклон соединен с вытяжным вентилятором 11 (с электродвигателем 12) системой трубопроводов - входным всасывающим 3 к выходным нагнетательным 4 (относительно циклона). Расход воздуха регулируется задвижкой 10.

     В качестве измерителных приборов использованы: для определения расхода воздуха - дифференциальный манометр 7, подключенный к диафрагме 9, для определения гидравлического сопротивления циклона - дифференциальный манометр 6, подсоединенный на входе в циклон и выходе из него. В целях предотвращения запыленностипомещения, где размещена установка, на трубопроводе после вентилятора установлен рукавный фильтр 13.

     В качестве фильтровального материала  могут быть использованы, например, ткани из волокон растительного (лен. хлопок) и животного (шерсть, шелк) происхождения, а также из синтетических волокон (полипропилен, капрон, нейлон, нитрон, лавсан, тефлон, стекловолокно и др.). Из фильтровальных тканей, изготавливаемых на основе волокон естественного происхождения, можно рекомендовать фильтровальное сукно №2, арт 20, выпускаемое отечественной промышленностью в соответствии с ГОСТ 6986-69; из искусственных тканей - нитрон, изготавливаемый из полиакрилонитрильных волокон.

     При улавливании пылей, способных накапливать  статическое электричество, разработан специальный антистатический фильтровальный материал на основе лавсана с добавлением  металлических волокон. Циклоны типа ЦН-15 промышленного назначения изготавливают диаметром от 300 до 1400 мм (300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400 мм).

     Исследование  работы циклона проводят в два  этапа. Сначала определяют гидравлическое сопротивление циклона в зависимости от скорости газового потока, затем - степень очистки в зависимости от скорости газового потока при постоянной концентрации в нем твердых частиц.

     В первой части работы исследование проводят на незапыленном воздухе. Включают вентилятор 11и устанавливают с помощью задвижки 10 необходимый расход воздуха в пределах, заданных преподавателем (6-8 значений расходов). Показания дифманометров 6 и 7 снимают при установленном расходе воздуха одновременно по команде "отсчет" и заносят в отчетную таблицу.

     Во  второй части работы исследование проводят на запыленном воздухе при тех же значениях расходов воздуха, что и в первом этапе исследований. С целью сохранения постоянной концентрации твердых частиц в газовом потоке в каждом опыте расход твердой фазы регулируют дозатором путем изменения частоты вращения тарелки дозатора 2. Твердой фазой служит сыпучий материал со средним размером частиц 40 / 100мкм, например можно рекомендовать силикатный катализатор, кварцевый песок, а также другие материалы, отличающиеся по плотности от первых двух. Заданную фракцию твердого материала студенты готовят сами, используя ситовой анализ с применением набора различных стандартных сит.

     Перед началом работы проверяют наличие  твердого сыпучего материала в бункере 1, настраивают на необходимый расход твердой фазы дозатор 2, предварительно продувают систему, включив на некоторое время вентилятор, затем освобождают от твердого материала сборник 8. После этого можно считать установку подготовленной к проведению исследований.

     Включают  вентилятор и с помощью регулирующей задвижки 10 устанавливают нужный расход воздуха. Затем включают в работу одновременно дозатор твердой фазы и секундомер. По мере накопления определенного объема материала в сборнике 8 останавливают дозатор с одновременной отсечкой секундомера. Вентилятор продолжает работать в заданном режиме еще некоторое время (3 - 5 мин), а затем его останавливают. Твердый материал, уловленный из газового потока за время опыта в сборнике 8, взвешивают на технических весах. После этого приступают к подготовке установки для проведения очередного опыта (исследования проводят при 6-8 значениях расхода воздуха). Полученные в каждом опыте данные заносят в отчетную таблицу.

Технологический расчет пенного газопромывателя

 

     Определить  основные размеры пенного газопромывателя для очистки от пыли 30000 /ч газа при С. Запыленность газа на входе в аппарат

      = 0,03кг/ (при нормальных условиях), степень очистки 0,99.

     1. Объемный расход газа, V= 30000 ч

     2. Температура, = С

     3.Запыленность  газа на входе аппарата, = 0,03кг/

     4. Степень очистки, = 0,99.

     Решение. Поскольку скорость газа в полном сечении аппарата является основным фактором, от которого зависит хорошее пенообразование и, следовательно, эффективность очистки, важно правильно выбрать расчетную скорость. Верхним пределом допустимой скорости газа является такая его скорость, при которой резко усиливается унос воды в виде брызг. По экспериментальным данным в газопромывателях, имеющих слой пены высотой 30-100 мм, струйный прорыв газа, вызывающий разрушение пены и сильный брызгоунос, начинается при скоростях газа в полном сечении аппарата (под решеткой) от 2,7 до 3,5 м/с.

     Чем выше слой пены на решетке и чем  больше свободное сечение решетки, тем большая скорость газа возможна без брызгоуноса. Уменьшение диаметра отверстий (при сохранении постоянного свободного сечения решетки) также способствует уменьшению брызгоуноса. Обычнр верхним пределом является скорость газа под решеткой ~ 3 м/с.

     Нижним  пределом скорости газа для пенного  аппарата является такая скорость, при которой сильно уменьшается  пенообразование.

     Для пенных газопромывателей с большим свободным сечением решетки и большим диаметром отверстий нижним пределом является такая скорость газа, при которой большая часть жидкости протекает через отверстия, в результате чего высота пены становится ничтожно малой. Для обычных условий нижним пределом расчетной скорости можно считать 1 м/с.

     Примем  среднюю скорость газа w = 2 м/с.

     Определяем  площадь поперечного сечения  аппарата: 

     f = ;

     f= = 3,6  

     Газоромыватель  может быть круглого или прямоугльного сечения. В коуглом аппарате обеспечивается более равномерный поток газа, в прямоугольном - лучшее распределение жидкости. 

       

     Примем  аппарат прямоугольного сечения  размером 3х2 м с подачей воды посередине (рис.10). Для лучшего распределения газа по площади аппарата ввод газа осуществляется через диффузор. Расчет количества подаваемой воды проводится различно, в зависимости от температуры поступающего газа. Для холодного газа наибольшее влияние на расход оказывают гидродинамические факторы, для горячего газа расход воды определяется тепловым балансом. При очистке от пыли газов, имеющих температуру ниже С, расчет количества подаваемой воды проводят, исходя из гидродинамики процесса и материального баланса газоочистки. В обычных условиях для сохранения достаточной равномерности пенообразования по всей решетке необходимо, чтобы через отверстия протекало не больше 50% подаваемой воды, так как слишком сильная утечка создает неравномерность высоты слоя воды на решетке. Расход воды в газопромывателе складывается из расхода воды, идущей в утечку, и расхода воды, идущей на слив с решетки. Испарением воды при заданной температуре газа можно пренебречь.

     Количества  воды, протекающей через отверстия  решетки, определяется массой уловленной пыли и заданным составом суспензии, а затем подбирается решетка с таким свободным сечением, диаметром отверстий и прочими данными, чтобы обеспечивать установленную утечку.

     При заданной степени очистки  концентрация пыли в газе после газопромывателя определяется по формуле: 

      = (1- ) = 0,03 (1 - 0,99) = 0,0003кг/  

     Количество  улавливаемой пыли: 

      = ( - ) = 30000 (0,03 - 0,0003) = 730,5 кг/ч 

     Если  известна концентрация суспензии с = Т: Ж (в кг/кг), то утечка , т.е. объем воды, необходимый для образования суспензии (в /ч), определяется по уравнению: 

       =  

     Концентрация  пыли отнесена к объему газа перед аппаратом приведенному к нормальным условиям. Она незначительно отличается от запыленности газа (в кг/ ) после аппарата, так как количество газа после апарата увеличивается на 1 - 2 % за счет испарения воды в газопромывателе.

     Где К - коэффицент распределения пыли между  утечкой и сливной водой, выраженный отношением количества пыли, попадающей в утечку, к общему количеству уловленной пыли; обычно К = 0,6: 0,8

     Концентрация  суспензии, как правило, находится  в пределах отношения Т: Ж = (1: 5): (1: 10). Получение суспензии с Т: Ж >1: 5 может вызвать забивание отверстий решетки (особенно мелких). Получение суспензии с Т: Ж<1: 10 нерационально ввиду ее слишком больших объемов. 

     с = 1: 8= 0,125кг/кг и К = 0,7.  

     Тогда  

      = =4,1 /ч 

     На  всю решетку или 

     4,1/3,6 = 1,14 / ( /ч) на 1 решетки. 

     Коэффицент  запаса ~1,5 

      = 1,5 2,14 3,3 /ч, или

     0,55 / ( /ч) 

     Количество  сливной воды определяется по формуле: = ib

     Слив  на обе стороны: 

      = 12 2 =4 /ч 

     Общий расход воды: 

     L = 3,3 + 4 = 7,3 /ч 

     Удельный  расход воды: 

      = =0,24 / газа 

     Утечка  составляет от общего расхода воды L: 

      = 100 = 45 % 

     Скорость  газа = 12м/с

     Отношение площади свободного сечения решетки к площади сечения аппарата f составит: 

      = = = 0,2 

     z = 0,95 - коэффицент, учитывающий, что 5% площади свободного сечения занимают опоры решетки, переливные стенки и т.д.