§ 4. Выбор и расчет эффективности электрофильтров

Тип электрофильтра выбирают в соответствии с предъявляемыми к нему требованиями с учетом свойств и особенностей пыли и газа, подлежащего очистке, на основе имеющегося каталога. Данные по основным наиболее распространенным электрофильтрам приведены выше. На основании заданного расхода газа и рекомендуемой его скорости в активном сечении подбирают наиболее подходящий типоразмер фильтра. После этого производят расчет электрических параметров, в результате которого определяют напряженность электрического поля. Далее на основе состава дымовых газов находят их вязкость. По окончании этих вспомогательных расчетов переходят к определению эффективности работы электрофильтра, в основе которого лежит теоретическая формула, полученная Дейчем (11.36). Следует отметить, что формула Дейча получена для идеальных условий и к расчету реального фильтра непосредственно не может быть применена, так как не учитывает ряда факторов, связанных с работой электрофильтра в производственных условиях. К числу этих факторов относятся проскок частиц через неактивные зоны электрофильтра, вторичный унос частиц при встряхивании электродов, неоднородность поля концентраций пылегазового потока, полидисперсность пыли, неравномерность газораспределения по сечению электрофильтра, влияние размеров электрического поля и др. Большинство из этих факторов учтено в разработанной в НИИОгазе методике расчета пластинчатых электрофильтров, которая является достаточно сложной и реализуется поэтому с помощью ЭВМ. Имеется также упрощенный вариант расчета степени очистки газов в электрофильтре, полученный на основании выше упомянутой методики, в основе которого лежит экспоненциальная зависимость, аналогичная формуле Дейча:

_, (14.2)

где К_ун — обобщенный коэффициент вторичного уноса; Аи  — безразмерные параметры.

Параметр , аналогичный по структуре показателю экспоненты в формуле Дейча, вычисляется по формуле

, (14.3)

где  — диэлектрическая постоянная, Кл²/м²; Е — напряженность поля у осадительного электрода, В/м; d_m — среднемедианный диаметр частиц пыли, м; L — активная длина поля электрофильтра, м; w — средняя скорость газа в активном сечении, м/с; k_w — коэффициент неравномерности распределения газа; μ — динамический коэффициент вязкости газа, Па·с; Н — расстояние между плоскостями коронирующих и осадительных электродов.

Параметр А зависит от соотношения площадей активной и неактивной зон электрофильтра F*, среднего квадратического отклонения размеров частиц σ_ч и параметра K, определяемого по формуле

, (14.4)

где Т_абс — абсолютная температура газа, К; р — давление газа, Па. Значения параметра А определяют по графику (рис. 14.4, а) для .F* = 0,91 (электрофильтры типа УГ) или по графику (рис. 14.4,6) для F* = 0,91 (электрофильтры, в которых неактивные зоны отсутствуют или надежно перекрыты для прохода газа). Для электрофильтров, в которых значения F* отличаются от этих величин, степень очистки может быть определена из выражения

, (14.5)

где значения параметра А принимают из условия, что F* = l.

Рис. 14.4. Зависимость параметра А от параметра К и среднего квадратического отклонения σ

Обобщенный коэффициент вторичного уноса для пылей с удельным электрическим сопротивлением 5·10⁶ < _ч < 5·10⁹ Ом·м определяют по формуле

, (14.6)

где K₁ = (h/h_o)^0,51 — коэффициент относительной высоты осадительных электродов; K₂ = (w/w_o)^0,35 —-коэффициент относительной скорости газа; K₃ = ехр(—1,72т/т₀) — коэффициент относительной пылеемкости электродов. Коэффициенты K₁, К₂, Кз находят с учетом базовых значений h_o = 8 м, w_o = l м/с, т_о = = 1 кг/м².

Так как приведенные зависимости для расчета эффективности электрофильтров выведены на основании опыта работы действующих электрофильтров, имеющих определенную конструкцию и работающих в конкретных условиях, полученные в результате расчета значения следует рассматривать как приближенные.

Электрофильтры являются высокоэффективными аппаратами, улавливающими даже высокодисперсные пыли. Они способны хорошо работать на газах с температурой до 350— 400 °С, с высокой влажностью, а также наличием в них серни­стых соединений, при УЭС слоя пыли до 10¹¹ Ом·см. Основными направлениями совершенствования электрофильтров являются увеличение межэлектродного расстояния, кондиционирование очищаемого газа, разработка конструкций из полимерных материалов для агрессивных газов.

Контрольные вопросы

1. Как влияют различные факторы на работу электрофильтра?

2. Электрические режимы питания электрофильтров.

3. Мероприятия, обеспечивающие нормальную эксплуатацию электрофильтров.

4. Как выбирают электрофильтр и рассчитывают его эффективность?