Разделение неоднородных смесей под действием электрического поля

Электроочистка применяется для выделения из газовых пото­ков мелких частиц, которые трудно осадить предыдущими методами.

Принцип электроосаждения заключается в ионизации газового потока, содержащего твердые частицы или мелкие капли. Последние при этом приобретают отрицательный электрический за ряд, перемещаются к положительно заряженному электроду и оседают на нем.

Ионизация газа может осуществляться самостоятельно – под действием высокой разницы потенциалов на электродах и несамостоятельно – под воздействием излучений (радиоактивного, рентгеновского и др.).

В технике газоочистки в настоящее время осуществляют только самостоятельную ионизацию.

Основными типами промышленных сухих (для отделения твердых частиц) и мокрых (для отделения капель) электрофильтров в зависимости от формы осадителъного электрода являются трубчатые и пластинчатые.

В трубчатом электрофильтре (рис. 3.20) осадительные электроды 3 выполнены в виде цилиндрических или шестигранных (сотовых) труб и соединены внизу с камерой подачи 2, а вверху с камерой 5 отвода очищенного газа. Отрицательно заряженные (коронирующие) электроды 4 в виде проволоки с грузом 11 расположены по осям труб и закреплены в нижней части в решетке 10, препятствующей их колебанию, а в верхней – присоединены к раме 6, подвешенной через изоляторы 7. Осадительные электроды заземлены с помощью устройства 9. Уловленная в сухих электрофильтрах пыль удаляется путем встряхивания с помощью приспособлений 8, в мокрых – стекает в виде пленки и удаляется из бункера 1.

В пластинчатых электрофильтрах (рис. 3.21) осадительные электроды 2, выполненные в виде плоских или волнистых пластин (сеток), расположены параллельно друг другу внутри камеры 3 и прикреплены к общей раме 5. Коронирующие электроды 1 связаны в нижней части рамой с грузами 4.

 

Скорость газа для сухих электрофильтров выбирается в пределах 0,5... 1,5 м/с, а для мокрых - 1,0...2,5 м/с. гидравлическое сопротивление этих аппаратов незначительно и составляет 50...200 Па. Затраты на очистку 1000 м³ газа составляют 0,5...0,8 кВтч.

Скорость осаждения частиц в электрофильтрах может быть рассчитана по зависимости

где ε₀ = 8,85*10^-12 Ф/м – диэлектрическая проницаемость вакуума; ε – относительная диэлектрическая проницаемость частицы диаметром d_ч; Е – средняя напряженность электрического поля.

Мокрая очистка газов

Мокрая очистка газов основана на прилипании частиц к поверхности жидкости при движении загрязненного газа через аппарат. Таким образом, основным требованием к аппаратам, основанным на данном принципе, Является создание максимально развитой поверхности контакта газа и жидкости.

Различают полые, тарельчатые и насадочные газопромыватели (6ар6отажные и пенные), аппараты ударно-инерционного действия (ротоклоны) и центробежного действия, скоростные газопромыватели (скрубберы Вентури).

В пенном газопромывателе (рис. 3.22) запыленный газ проходит через перфорированную решетку, по которой протекает вода. При определенных скоростях газа она превращается в подвижную пену, таким обра

зом значительно увеличивая поверхность контакта фаз и эффективность очистки.

Скоростной газопромыватель (скруббер Вентури) (рис. 3.23) состоит из трубы-распылителя 1, в которой орошающая жидкость интенсивно дробится газовым потоком, и каплеуловителя 2 (чаще циклонного типа). Скорость газа в распылителе достигает 40... 150 м/с.

Достоинствами скруббера Вентури являются простота и ком­пактность устройства, высокая степень очистки при небольшом расходе воды, недостатком -значительное гидравлическое сопротивление.

Контрольные вопросы

1. Какие гетерогенные системы существуют?

2. Что такое инверсия фаз?

3. Что называется внутренней фазой?

4. На чем основывается принцип выбора метода и аппаратуры для разделения конкретных гетерогенных систем?

5. Каков физический смысл разделения в поле сил тяжести (отстаивание)?

6. Каким образом рассчитывается скорость осаждения частиц?

7. Каким образом требуемая площадь отстойника связана с его производительностью?

8. Каков физический смысл процесса фильтрования?

9. Какие основные типы фильтров применяются в промышленности?

10. Какие фильтрующие материалы используют в промышленности и какие требования к ним предъявляются?

11. Каков физический смысл центробежного фактора разделения?

12. Какие типы центрифуг существуют?

13. Каков принцип работы циклонов и гидроциклонов?

14. На чем основывается процесс осаждения газовых неоднородных систем в электрическом поле?

15. Какие типы мокрых пылеуловителей существуют?

16. Какими достоинствами обладает скруббер Вентури?