Розділення неоднорідних сумішей

ПІД ДІЄЮ ЕЛЕКТРИЧНОГО ПОЛЯ

Електроочищення застосовується для виділення з газових потоків дрібних частинок, які важко обложити попередніми методами.

Принцип електроосадження полягає в іонізації газового потоку, що містить тверді частинки або дрібні краплі. Останні при цьому набувають негативний електричний заряд, переміщаються до позитивно зарядженого електроду і осідають на ньому.

Іонізація газу може здійснюватися самостійно — під дією високої різниці потенціалів на електродах і несамостійно — під впливом випромінювань (радіоактивного, рентгенівського і ін.).

У техніці газоочистки в даний час здійснюють тільки самостійну іонізацію.

Основними типами промислових сухих (для відділення твердих частинок) і мокрих (для відділення крапель) електрофільтрів залежно від форми осадового електроду є трубчасті і пластинчасті.

 

Трубчастий електрофільтр.

У трубчастому електрофільтрі (рис. 6.1) осадові електроди 3 виконані у вигляді циліндрових або шестигранних (стільникових) труб і сполучені внизу з камерою подачі 2, а вгорі з камерою 5 відведення очищеного газу. Негативно заряджені (коронуючі) електроди 4 у вигляді дроту з вантажем 11 розташовані по осях труб і закріплені в нижній частині в решітці 10, перешкоджаючій їх коливанню, а у верхній — приєднані до рами 6, підвішеної через ізолятори 7. Осадові електроди заземлені за допомогою пристрою 9. Уловлений в сухих електрофільтрах пил віддаляється шляхом струшування за допомогою пристосувань 8, в мокрих — стікає у вигляді плівки і віддаляється з бункера 1.

 

 

 

Рис. 6.1. Схема трубчастого електрофільтру:

1 — бункер; 2, 5 — камери подачі і відведення очищеного газу; 3 — осадовий електрод; 4 — коронуючі електроди; 6 — рама; 7 — ізолятор; 8 — пристосування для струшування; 9— заземлення; 10 — грати; 11 — вантаж

6.2 Пластинчастий електрофільтр.

 

У пластинчастих електрофільтрах (рис. 6.2) осадові електроди 2, виконані у вигляді плоских або хвилястих пластин (сіток), розташовані паралельно один одному усередині камери 3 і прикріплені до загальної рами 5. Коронуючі електроди 7 зв'язані в нижній частині рамою з вантажами 4.

Швидкість газу для сухих електрофільтрів вибирається в межах 0,5... 1,5 м/с, а для мокрих — 1,0...2,5 м/с. Гідравлічний опір цих апаратів незначний і складає 50... 200 Па. Витрати на очищення 1000 м3 газу складають 0,5...0,8 кВт-г.

 

 

Рис. 6.2. Схема пластинчастого електрофільтру:

I, 2 — коронуючі і осадові електроди; 3 — камера; 4 — рама з вантажами; 5 — загальна рама

 

Швидкість осадження частинок в електрофільтрах може бути розрахована по залежності

 

(6.1)

 

де Ф/м — діелектрична проникність вакууму;

 

— відносна діелектрична проникність частинки діаметром d_ч,

E — середня напруженість електричного поля.

 

Мокре очищення газів

 

Мокре очищення газів засноване на прилипанні частинок до поверхні рідини при русі забрудненого газу через апарат. Таким чином, основною вимогою до апаратів, заснованих на даному принципі, є створення максимально розвиненої поверхні контакту газу і рідини.

Розрізняють порожнисті, тарілчасті і насадкові газопромивачі (барботажні і пінні), апарати ударно-інерційної дії (ротоклони) і відцентрової дії, швидкісні газопромивачі (скрубери Вентурі).

У пінному газопромивачі (рис. 6.3) запорошений газ проходить через перфоровану решітку, по якій протікає вода. При певних швидкостях газу вона перетворюється на рухому піну, таким чином значно збільшуючи поверхню контакту фаз і ефективність очищення.

 

 

Рис. 6.3. Схема пінного газопромивача

Швидкісний газопромивач (скрубер Вентурі) (рис. 6.4) складається з труби-розпилювача 1, в якій зрошуюча рідина інтенсивно дробиться газовим потоком, і краплевловлювача 2 (частіше за циклонний тип). Швидкість газу в розпилювачі досягає 40... 150 м/с.

Достоїнствами скрубера Вентурі є простота і компактність пристрою, високий ступінь очищення при невеликій витраті води, недоліком — значний гідравлічний опір.

 

 

Рис. 6.4. Схема швидкісного газопромивача (скрубер Вентурі):

1 — труба-розпилювач; 2 — краплевловлювач

 

Контрольні питання

1. Які гетерогенні системи існують?

2. Що таке інверсія фаз?

3. Що називається внутрішньою фазою?

4. На чому ґрунтується принцип вибору методу і апаратури для розділення конкретних гетерогенних систем?

5. Яке фізичне значення розділення в полі сил тяжіння (відстоювання)?

6. Яким чином розраховується швидкість осадження частинок?

7. Яким чином необхідна площа відстійника пов'язана з його продуктивністю?

8. Яке фізичне значення процесу фільтрування?

9. Які основні типи фільтрів застосовуються в промисловості?

10. Які фільтруючі матеріали використовують в промисловості і які вимоги до них пред'являються?

11. Яке фізичне значення відцентрового чинника розділення?

12. Які типи центрифуг існують?

13. Який принцип роботи циклонів і гідроциклонів?

14. На чому ґрунтується процес осадження газових неоднорідних систем в електричному полі?

15. Які типи мокрих пиловловлювачів існують?

16. Якими достоїнствами володіє скрубер Вентурі?

 

Лекція 7