Расчет электрофильтра.

Электрофильтры применяют для твердых и жидких частиц любых размеров, включая и субмикронные, при концентрации частиц в газе до 50 с эффективностью до 99 %, а иногда и выше. Диапазон температур до 400-450°С. Электрофильтры могут работать как под разряжением, так и под давлением очищаемых газов. Гидравлическое сопротивление в аппарате не превышает 100-150 Па, т. е. является минимальным по сравнению с другими аппаратами; затраты электроэнергии составляют (0,1÷0,5)кВт*ч на 1000 газа.

Электрофильтры- крупногабаритные и металлоемкие аппараты, выполненные в сочетании со специальными повышающими и выпрямительными агрегатами для электропитания, поэтому их используют для очистки больших объемов газа. Различают электрофильтры сухой и мокрой очистки. По конструктивным характеристикам делятся на вертикальные и горизонтальные с трубчатыми и пластинчатыми электродами.

Задавшись оптимальной скоростью , находим площадь поперечного сечения активной зоны:

,

Подбираем тип электрофильтра.

Технические данные электрофильтра:

Тип- УГ1-2-10;

Площадь активного сечения 10 ;

Количество полей 2шт.;

Общая площадь осаждения осадительных электродов 420 ;

Шаг между одноименными электродами 275 мм;

Активная высота электродов 4,2 м;

Активная длина поля 2,51 м;

Габариты ЭФ: длина-9,6 м; высота-12,3 м; ширина(по осям крайних опор)-3,0м;

Надежность и эффективность работы ЭФ в значительной мере зависит от физико-химических свойств пыли и от основных параметров газовых потоков, которые должны быть учтены при эксплуатации аппарата.

Дымовые газы, подлежащие очистке, имеют следующий газовый химический состав, %(объемн.):

Таблица 3. Химический состав дымовых газов

компонент

 

Дисперсный состав пыли представлен в таблице 4.

Таблица 4

	2,5	4,0	6,3
, %(по массе)	0,97	1,79	2,96	5,04	6,72	5,4	2,64

При расчете ЭФ необходимо знать динамическую вязкость подлежащих очистке дымовых газов. Динамическую вязкость газов и паров, , при рабочих условиях рассчитывают по формуле:

Па*с

где -коэффициент динамической вязкости компонента газа в смеси при t=0°C, Па*с, приведенный в [Русанов];

-температура газа при нормальных условиях, К;

Т-температура газа при рабочих условиях, К, определяется по формуле:

;

t-температура газовой смеси, °С;

С- константа Сазерленда, приведена в [Русанов].

Динамическую вязкость газовой смеси определяют из выражения:

Па*с,

где содержание компонентов газа в смеси, %(объемн.);

-молекулярная масса компонентов газа, входящих в смесь, кг/кмоль;

-молекулярная масса 1 кмоля смеси, кг, определяется по формуле:

 

 

Плотность газовой смеси при НУ определяют из выражения:

кг/

где -объем 1 кмоля идеального газа при НУ,

кг/ .

Плотность газа при рабочих условиях рассчитывают по формуле:

здесь - давление газа при НУ, =101325 Па;

Р-давление газа при РУ, определяется по формуле:

Т=t+273=485+273=758 K.

+120=101445 Па.

 

Отклонение плотности газа в рабочих условиях от плотности при t=20 °C и по формуле:

 

Критическая напряженность электрического поля, , В/м, при которой возникает коронный разряд в электрофильтре, определяем по формуле:

здесь -радиус коронирующего электрода, принимают по [Русанов] равным 0,001÷0,002. Принимаем

Критическое напряжение короны или разность потенциалов между коронирующим и осадительным электродами при возникновении коронного разряда в пластинчатом электрофильтре, , В, определяют по формуле:

здесь H-расстояние между коронирующим электродом и пластинчатым осадительным электродом,м, принимают по [Русанов] равным 0,1÷0,15 м. Принимаем H=0.15 м.

d- расстояние между соседними коронирующими электродами, принимается из технической характеристики электрофильтра равным 0,275 м.

Линейную плотность тока короны в пластинчатом электрофильтре, А/м, определяют из выражения:

где -коэффициент, зависящий от взаимного расположения электродов (от значения , который принимается по таблице 5;

Таблица 5

H/d	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2
	0,08	0,068	0,046	0,035	0,027	0,022	0,0175

Коэффициент принимается равным 0,08, т.к. H/d=0,15/0,275=0,65.

k - подвижность ионов в сухом воздухе, для отрицательно заряженных ионов равна 2,1* ;

U- рабочее напряжение ЭФ, составляет 46 кВ.

 

А/м.

 

После возникновения коронного разряда напряженность электрического поля , В/м, для пластинчатого ЭФ рассчитывают по формуле:

здесь -диэлектрическая проницаемость вакуума, равная 8,85* Ф/м.

В/м

Теоретическую скорость дрейфа частиц пыли к осадительному электроду определяют по формуле:

,м/с

здесь - радиус частиц пыли, м.

 

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с.

 

Фракционный коэффициент очистки газа определяют из выражения:

,

где f- удельная поверхность осаждения, (, характеризующая геометрические размеры ЭФ и скорость газа в нем, определяют по формуле:

,

здесь S-поверхность осаждения осадительных электродов, , приведена в технической характеристике ЭФ;

V- объемный расход очищаемых газов, .

,

 

Тогда %

%

%

%

%

%.

%

 

Общая степень очистки газа от пыли в ЭФ будет равна:

,

здесь -содержание частиц данной фракции, %(по массе):

Конечная запыленность очищенной газовой смеси определяют по формуле:

, г/

здесь -запыленность газа на входе в ЭФ, составляет 4,47 г/ .

г/ .