Расчет электрофильтра и теоретическая эффективность электрической очистки газов

Для расчета электрофильтра необходимо сначала выбрать тип электрофильтра, обеспечивающего очистку газа, необходимого по условиям объемного расхода. Затем следует определить его размеры.

В процессе расчета электрофильтра определяются следующие параметры.

  • 1. Критическая напряженность электрического поля Екр (В/м):
    • а) для отрицательной полярности коронирующего электрода

для положительной полярности коронирующего электрода

где р — эго отношение плотности газа в рабочих условиях к плотности газа в стандартных условиях при Т = 20°С и Р = = 101,3 кПа:

где Р(--р — барометрическое давление, кПа; Р, — разряжение или избыточное давление в газоходе, кПа; Гг — температура газов, °С; // — радиус коронирующего электрода, м.

  • 2. Критическое напряжение t/Kp:
    • а) для трубчатого осадительного электрода и гладкого проволочного коронирующего электрода:

б) для системы, состоящей из пластинчатых осадительных электродов и проволочных коронирующих электродов:

где UKp — критическое напряжение, В; Ркр — критическая напряженность электрического поля, В/м; R> — радиус трубчатого осадительного электрода, м; Н — расстояние между корони- рующими и осадительными электродами, м; S — расстояние между соседними короиирующими электродами в ряду, м.

В промышленных электрофильтрах при обычно применяемых значениях /?] = 0,001—0,002 м, R2 = 0,1—0,15 м значение критического напряжения находится в пределах 11Щ) = 20—40 кВ.

3. Линейная плотность тока (А/м):

где U — напряжение, подаваемое на электрофильтр, В; UKp — критическое напряжение короны, В; С — постоянная, зависящая от конструкции электрофильтра и подвижности ионов: а) для трубчатого электрофильтра:

для пластинчатого электрофильтра:

где К — подвижность ионов газа при рабочих условиях, м2/(В с);/ — коэффициент, зависящий от соотношения H/S: H/S = 0,6 при / = 0,08; H/S = 0,7 при / = 0,068; H/S = 0,8 при/= 0,046; H/S = 0,9 при/= 0,035; H/S = 1,0, при/= 0,027; H/S = 1,1 при/ = 0,022; H/S = 1,2 при / = 0,0175; H/S = 1,3 при /=0,015; H/S =1,4 при / = 0,013; H/S = 1,5 при/= 0,0115.

Подвижность ионов газа при рабочих условиях К определяется по формуле

где К0 подвижность ионов газа при нормальных условиях, м2/(В-с).

Значения подвижности ионов К-104 при нормальных условиях в различных газовых средах приведены в табл. 6.1. Числитель — для отрицательных ионов, знаменатель — для положительных ионов, м2/(В-с).

Таблица 6.1

Подвижность ионов в газовых средах, м2/(В-с)

Азот

  • 1,84
  • 1,28

Углекислый газ (сухой)

0,96

Водород

  • 8,13
  • 5,92

Оксид углерода

  • 1,15
  • 1,11

Кислород

  • 1,84
  • 1,32

Сернистый ангидрид

  • 0,41
  • 0,41

Воздух(сухой)

  • 2,1
  • 1,32

Водяной пар при 100°С

  • 0,57
  • 0,62

4. Напряженность электрического поля (В/м):

где ео — диэлектрическая проницаемость вакуума (ео = = 8,84-1 (Г12 Ф/м).

  • 5. Скорость дрейфа частиц пыли к осадительным электродам wa (м/с):
    • а) для крупных частиц

где г — радиус частицы, м; ц — динамический коэффициент вязкости газов, Н-с- м2; б) для мелких частиц

где А — численный коэффициент, равный 0,815—1,63; X - средняя длина свободного пробста молекулы газа (X = 10 м).

  • 6. Эффективность очистки газов может быть определена следующим образом:
    • а) при точных оценках с учетом фракционного состава частиц пыли и скорости их дрейфа определяется по уравнению Дейча:

где F — удельная поверхность осаждения:

здесь S — площадь поверхности осадительных электродов; V — объемный расход очищаемых газов, м3/с;

б) в приближенных расчетах для оценки эффективности работы электрофильтра с учетом вторичного уноса пыли частиц через неактивные зоны расчет степени очистки газа проводится по формуле

где Куп обобщенный коэффициент вторичного уноса; А ир — безразмерные параметры.

Обобщенный коэффициент вторичного уноса определяется из выражения

где К — коэффициент относительной высоты осадительных электродов:

здесь h/h0 относительная высота осадительных электродов (Л0 = 8 мм);

К2 коэффициент относительной скорости газа:

где w/wq — относительная скорость газов (zvq = 1 м/с);

Кз — коэффициент относительной пылеемкости электродов:

где т/т# — относительная пылеемкость электродов 0 = = 1 кг/м2).

Параметр р, аналогичный по структуре показателю экспоненты в формуле Дейча, определяются по формуле

где с — диэлектрическая постоянная, к2/(11 • м2); Е — напряженность поля у осадительного электрода, В/м; d50 — медианный диаметр частиц, м; L — активная длина электрофильтра, м; w — средняя скорость газов в активном сечении, м/с; Kwкоэффициент неравномерности газораспределения; Н — расстояние между коропирующим и осадительным электродами.

Параметр А зависит от отношения площадей активной и неактивной зон электрофильтра F, среднего квадратичного отклонения размеров частиц а и параметра К (приложение 13).

где Г — температура газа, К; р — давление газа, Па.

7. Запыленность газа после электрофильтра (мг/м3) определяют по формуле

где z' — запыленность газа перед электрофильтром, мг/м3; г) — эффективность пылеулавливания.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >