на каком токе работают электрофильтры

Возможность дышать чистым воздухом — это наша физиологическая потребность, залог здоровья и долголетия. Однако, мощные современные производственные предприятия загрязняют окружающую нас среду и атмосферу промышленными выбросами, опасными для человека.

Обеспечение чистоты воздушной среды при выполнении технологических процессов на предприятиях и удаление вредных примесей из нее в быту — вот те задачи, которые выполняют электростатические фильтры.

Первая такая конструкция зарегистрирована патентом США №895729 в 1907 году. Ее автор — Фредерик Коттрелл занимался исследованиями методов отделения взвешенных частиц из газообразных сред.

Для этого он использовал действие основных законов электростатического поля, пропуская газообразные смеси с твердыми мелкодисперсными примесями через электроды с положительным и отрицательным потенциалами. Противоположно заряженные ионы с частицами пыли притягивались к электродам, оседая на них, а одноименные — отталкивались.

На пластинчатые листовые электроды (принято называть термином «осадительные»), собранные в отдельные секции, и размещенные между ними металлические нити-сетки прикладываются потенциалы противоположных знаков от источника постоянного тока.

Величина напряжения между сеткой и пластинами в бытовых приборах составляет несколько киловольт. У фильтров, работающих на промышленных объектах, оно может быть увеличено на порядок.

Через эти электроды вентиляторами по специальным воздуховодам пропускается поток воздуха или газов, содержащий механические примеси и бактерии.

Под действием высокого напряжения формируется сильное электрическое поле и поверхностный коронный разряд, стекающий с нитей (коронирующих электродов). Он приводит к ионизации прилегающего к электродам воздуха с выделением анионов (+) и катионов (—), создается ионный ток.

Ионы с отрицательным зарядом под действием электростатического поля движутся к осадительным электродам, попутно заряжая встречные примеси. На эти заряды действуют электростатические силы, создающие скопление пыли на осадительных электродах. Таким способом происходит очищение прогоняемого сквозь фильтр воздуха.

При работе фильтра слой пыли на его электродах постоянно увеличивается. Его периодически необходимо удалять. У бытовых конструкций эта операция выполняется вручную. На мощных производственных установках осадительные и коронирующие электроды механически встряхивают для направления загрязнений в специальный бункер, откуда их забирают на утилизацию.

Особенности конструкций промышленного электростатического фильтра

Детали его корпуса могут быть выполнены бетонными блоками или металлическими конструкциями.

На входе загрязненного и выходе очищенного воздуха устанавливаются газораспределительные экраны, которые оптимально направляют воздушные массы между электродами.

Сбор пыли происходит в бункерах, которые обычно создают с плоским днищем и оборудуют скребковым конвейером. Пылесборники изготавливают в форме:

Механизмы встряхивания электродов работают по принципу падающего молотка. Они могут располагаться снизу или сверху пластин. Работа этих устройств значительно ускоряет очистку электродов. Лучших результатов достигают конструкции, в которых каждый молоток воздействует на свой электрод.

Для создания высоковольтного коронирующего разряда применяются стандартные трансформаторы с выпрямителями, работающие от сети промышленной частоты или специальные высокочастотные устройства в несколько десятков килогерц. Их работой занимаются микропроцессорные системы управления.

Среди различных типов коронирующих электродов лучше всего работают спирали из нержавеющих сталей, создающие оптимальное натяжение нитей. Они меньше загрязняются, чем все остальные модели.

Конструкции осадительных электродов в виде пластин специального профиля объединяют в секции, создают для равномерного распределения поверхностных зарядов.

Промышленные фильтры для улавливания высокотоксичных аэрозолей

Пример одной из схем работы подобных устройств показан на картинке.

У этих конструкций используется двухкаскадная зона очистки воздуха, загрязненного твердыми примесями или парами аэрозолей. Самые крупные частицы оседают на предварительном фильтре.

Далее поток направляется в ионизатор с коронирующими проволочными и заземленными пластинчатыми электродами. От блока высокого напряжения на электроды подается порядка 12 киловольт.

В результате происходит коронирующий разряд и зарядка частиц примесей. Продуваемая воздушная смесь проходит через осадитель, в котором вредные вещества концентрируются на заземленных пластинах.

Расположенный после осадителя постфильтр улавливает остатки неосевших частиц. Химкассета дополнительно очищает воздух от оставшихся примесей углекислых и прочих газов.

Осажденные на пластинах аэрозоли просто стекают вниз поддона под действием сил гравитации.

Области применения промышленных электростатических фильтров

Очистка загрязненных воздушных сред используется на:

электростанциях с котлами, сжигающими уголь;

объектах мазутосжигающих производств;

промышленных котлах химического восстановления;

производственных печах отжига известняка;

технологических котлах сжигания биомассы;

предприятиях черной металлургии;

производстве цветных металлов;

объектах цементной промышленности;

предприятиях переработки сельскохозяйственной продукции и других отраслях.

Возможности очистки загрязненных сред

Диапазоны работы мощных промышленных электростатических фильтров с различными вредными веществами показаны на диаграмме.

Особенности конструкций фильтров в бытовых устройствах

Очистка воздуха в жилых помещениях осуществляется:

Принцип работы кондиционера демонстрирует картинка.

Загрязненный воздух прогоняется вентиляторами через электроды с приложенным к ним напряжением порядка 5 киловольт. Находящиеся в воздушном потоке микробы, клещи, вирусы, бактерии погибают, а частицы примесей, заряжаясь, пролетают на электроды улавливания пыли и оседают на них.

При этом происходит ионизация воздуха и выделение озона. Поскольку он относится к разряду сильнейших природных окислителей, то все живые организмы внутри кондиционера уничтожаются.

Превышение нормативной концентрации озона в воздухе недопустимо по санитарно-гигиеническим нормам. За этим показателем тщательно следят надзорные органы производителей кондиционеров.

Особенности бытового ионизатора

Прототипом современных ионизаторов послужила разработка советского ученого Чижевского Александра Леонидовича, которую он создал для восстановления здоровья людей, изнуренных в заключении тяжелейшими каторжными работами и плохими условиями содержания.

За счет приложения высоковольтного напряжения к электродам источника, подвешенного к потолку вместо люстры освещения, в воздухе происходит ионизация с выделением полезных для здоровья катионов. Их называли «аэроионами» или «витаминами из воздуха».

Катионы придавали жизненную энергию ослабшему организму, а выделяющийся озон убивал болезнетворных микробов и бактерии.

Современные ионизаторы лишены многих недостатков, которые были в первых конструкциях. В частности, сейчас строго лимитируется концентрация озона, применяются меры к снижению действия высоковольтного электромагнитного поля, используются биполярные устройства ионизации.

Однако, стоит заметить, что многие люди до сих пор путают назначение ионизаторов и озонаторов (производство озона в максимальном количестве), применяя последние не по назначению, чем сильно вредят своему здоровью.

Ионизаторы по принципу своей работы не выполняют все функции кондиционеров и не очищают воздух от пыли.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Электрофильтры

Электрофильтры. При проведении пирометаллургических процессов, очень часто, образуется тонкая и очень тонкая пыль, с размерами частиц до 1м км, которую невозможно уловить с помощью рукавных и других видов фильтров.

Поэтому, основным способом улавливания такой пыли является применение электрофильтров (ЭФ).

Принцип действия электрофильтров основан на отрицательной ионизации частиц пыли в газе, с помощью коронного разряда, возникающего при применении электрического напряжения большой величины от источника постоянного тока, перемещения этих частиц под действием силовых линий электрического поля к положительным осадительным электродам, осаждении частиц на их поверхности и отделении от неё ударным методом.

В соответствии с техническими требованиями, гарантированная очистка газов от такой пыли, должна осуществляться до концентрации менее чем 50 мг/нм3, что успешно реализуется с применением ЭФ.

Электрофильтры свойства.

ЭФ подразделяются по различным видам:

по конструкции электродов, в виде труб и пластин, по числу электрических полей, по числу секций, по методу удаления пыли, на сухие и мокрые.

Трубчатые ЭФ, представляют собой устройства, содержащие металлический провод, размещённый в металлической трубе диаметром 150—300мм, причём, провод является коронирующим электродом, а поверхность трубы—осадительным электродом.

Пластинчатые ЭФ представляют собой устройства, содержащие ряд соединённых параллельно металлических проводов, являющихся коронирующим электродом, расположенных между двумя пластинами— осадительными электродами, которые установлены на расстоянии 200—300 мм друг от друга.

Осадительные электроды, в трубчатых ЭФ, могут быть выполнены в виде труб шестигранного сечения, а в пластинчатых ЭФ, они могут быть в виде сплошных пластин или сеток.

В многопольных ЭФ электрические поля расположены друг за другом последовательно, а в многосекционных, секции в цехе, устанавливаются параллельно.

Самыми распространёнными ЭФ в металлургии, являются сухие многопольные пластинчатые агрегаты, очищающие отходящие газы с температурой до 450ОС, с исходной запылённостью от 5 г/м3 до 30 г/м3.

Электрофильтры устройство (рис.1 и 2).

Схема устройства ЭФ представлена на рис. 1, а конструктивное исполнение на рис. 2.

ЭФ включает в себя: корпус 1, с неразделёнными рабочими камерами, приёмную рабочую камеру с распределительными решётками 2 снабжёнными ударным механизмом 3, осадительные электроды 4, коронирующие электроды 5, изоляторы высокого напряжения 6 и 7, молотковый механизм очистки осадительных электродов 8 приводимый электродвигателем 9, молотковый механизм очистки коронирующих электродов 10.

Электрофильтры работа.

Газ, подлежащий очистке, подаётся в приёмную рабочую камеру, первичная пыль оседает на установленных в ней решётках, которые периодически очищаются от неё с помощью молоткового механизма.

Затем газ поступает в рабочие камеры, где проходит через пространство, в котором размещены коронирующие и осадительные электроды, которые раздельно, в каждой камере, питаются от источника постоянного тока.

Под действием высокого напряжения, подаваемого на электроды, между ними создаётся электрическое поле, которое ионизирует частицы пыли, находящиеся в газе, заставляет их перемещаться в сторону осадительных электродов и оседать на них.

Незначительное количество пыли оседает на отрицательных коронирующих электродах и удаляется с них, также методом встряхивания молотковым механизмом.

Заземлённые осадительные электроды собраны из металлических прутков в виде решётки, а коронирующие, из проволоки, изготовленной из материала высокого электрического сопротивления, нихрома.

Проводники, питающие электроды изолированы от металлического корпуса фарфоровыми изоляторами и кварцевыми муфтами.

Для периодической очистки осадительных и коронирующих электродов от осевшей на них пыли, приводятся в действие ударные молотковые механизмы, которые, ударяя по боковым торцам пластин, очищают их от пыли и сбрасывают её в коническую нижнюю часть корпуса, откуда она удаляется шнековым транспортёром.

Выделенная из газа пыль, обладающая высоким электрическим сопротивлением или выделенный капельный туман из серной кислоты, удаляются мокрым способом. Перед подачей газов с тонкой пылью на очистку, их увлажняют до состояния насыщения и затем удаляют водой.

Преимущества современных ЭФ.

Современные ЭФ, обладают существенными преимуществами по сравнению с разработанными ранее конструкциями:

возможностью применения в качестве осадительных электродов широкопрофильных листовых материалов с активной высотой до 18 м;

устойчивым осаждением частиц размером до 1 мкм;

отработанными режимами работы с возможностью их автоматизации;

высокой надёжностью и длительностью межремонтной эксплуатации;

минимальным расходом электроэнергии;

Благодаря возможностям ЭФ по улавливанию сверх тонких частиц, кроме металлургической промышленности, они применяются в химической, горнодобывающей и пищевой отраслях

Одним из предприятий выпускающим современные ЭФ, которые эксплуатируются в более чем тридцати стран мира, является БМЗ «Прогресс».

Если вы хотите прочитать про воздушные классификаторы, переходите по ссылке.

Источник

Электрофильтр для промышленности и производств: виды и применение

Электрофильтр – это агрегат для очищения газов от различных аэрозолей и частиц. Весь процесс очищения происходит благодаря электрической силе. В результате работы электрического участка, частицы выходят из газа и остаются на электродах.

Состав электрофильтра

В состав фильтров входят:

Электрическая цепь

Перед тем как рассмотреть как работает аппарат, посмотрим как работает цепь. В её состав входит: металлические пластины, находящиеся друг напротив друга и ток. Это устройство похоже на конденсатор, но оно не проводит ток. Воздух, который стоит между двух пластин, не пускает электричество. Но если воздух будет ионизирован, то ток будет поступать.

Ионизация между электродами, может наступать только в 2-х случаях: самостоятельно, когда растет напряжение в электросети, несамостоятельно, благодаря каким-либо лучам. Самостоятельная ионизация используется всегда.

Виды электрофильтров

Фильтры подразделяются по назначению и форме.

По назначению они делятся на такие аппараты: сухие и мокрые.

Сухие делятся на такие типы уловителей пыли:

Мокрые подразделяются на два типа аппаратов:

Трубчатые электрофильтры и их принцип работы

Конечно такие аппараты подразделяются на такие:

Трубчатые: в таких фильтрах в качестве электродов осадительных применяются трубы из металла, а коронирующих – проволока. Она натягивается на основу трубы.

Устроен из таких компонентов:

Суть работы агрегата: Газ который нужно очистить поступает снизу по газовому проходу в камеру, поднимается вверх, поступает в специальное электродное поле, потом выходит через верхний газоход. На раме находятся электроды из проволоки и вместе с рамой они крепятся к изоляторам и благодаря этому они не загрязняются. Пыль остается внутри трубы и удаляется в днище с помощью отведенного для этого приспособления.

Электрофильтр внутри видео:

Пластичные изделия и принцип их работы

Осадительными (производят из листов металла) электродами выступают некоторое количество поверхностей находящиеся параллельно друг другу и между ними находятся провода стоящие в ряд.

Существует два варианта фильтров: горизонтальные и вертикальные.

Мокрые электрофильтры

Мокрые фильтры используются на производстве серной кислоты, они полностью очищают газы от пыли. В первом газ увлажняется, потом проходит в промежуточной трубе, там он с помощью серной кислоты охлаждается и уже во втором агрегате осаждается вся пыль. Конструкция: камера прямоугольная, в неё входит две равные секции. И у каждой секции свой вход.

Устанавливаются электрические фильтры в таких видах промышленности, как металлургия, энергетика, цементные и другие виды заводов.

Примеры устройств

Электрофильтр ГПФМ 22*9

Используется для удерживания тумана кислоты (фосфорная) до 120 градусов по Цельсию. Фильтр состоит их двух секций.

Характеристики:

Используется для ловли тумана серной кислоты из газов с температурой 50 градусов по Цельсию. Фильтр – вертикальный, форма – цилиндр, с одной секцией.

Преимущества

Плюсы таких фильтров заключаются в том, что они имеют высокую степень очистки и долговечность при таком большом количестве пыли. Энергии при работе таких фильтров тратится очень мало. Очищать газ можно при очень высокой температуре и в среде где много химических агрессий. И веся система очищения может полностью проходить на автоматизированном уровне.

К минусам можно отнести, то что такие аппараты не предназначены для очистки взрывоопасных смесей.

Весь процесс ловли пыли можно поделить на этапы:

Такой системой электрической очистки газа, в настоящее время пользуется большое количество производства. Ведь промышленные газы нужно очищать почти на каждом производстве. Поэтому при покупке электрофильтра нужно учитывать все показатели вашего производства и выбрать фильтр подходящий вам по всем критериям и параметрам.

Источник

Принцип работы электрофильтра

Лекция 9. ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРАЦИИ ВЫБРОСОВ

9.1 Принцип работы электрофильтра

9.2 Методика расчета электрофильтра

9.3 Однозонные и двухзонные электрофильтры

Метод основан на ударной ионизации газа в зоне коронирующего разряда. При этом происходит передача заряда ионов частицам примесей и осаждение этих частиц на осадительных и коронирующих электродах.

Изменение силы тока между электродами по мере роста напряжения показано на рис. 9.2.

Рис.9.1. Схема работы электрофильтра: 1- подвод тока высокого напряжения; 2- коронирующий электрод; 3-осадительный электрод; 4- заземление; 5- бункер для сбора пыли.	Рис. 9.2. Зависимость силы тока от напряжения между электродами

По достижении напряжения на электродах критической величины (u_кр) возникает коронирующий разряд. Процесс электростатического осаждения твердой частицы состоит из четырех основных стадий: ионизации газа, зарядки частицы пыли, перемещения частицы в электрическом поле и осаждения ее на электроде. Ионизация газа происходит за счет высокого напряжения, подводимого от источника электропитания к коронирующему электроду. Осадительные электроды заряжаются положительно.

Работа электрофильтра осуществляется следующим образом. Известно, что любой загрязненный воздух, поступающий в электрофильтр, всегда оказывается частично ионизированным за счет различных внешних воздействий (рентгеновских и космических лучей, радиоактивных излучений, трения, нагрева газа и др.). Поэтому он обладает проводимостью, что обусловливает возможность возникновения силы тока. Последняя зависит от числа ионов и напряжения между электродами. При увеличении напряжения в движение между электродами вовлекается все большее число ионов и сила тока растет до тех пор, пока в движении не окажутся все ионы, имеющиеся в газе. При этом сила тока становится постоянной (ток насыщения), несмотря на дальнейший рост напряжения. При некотором достаточно большом напряжении движущиеся ионы и электроны настолько ускоряются, что, сталкиваются с молекулами газа, ионизируют их, превращая нейтральные молекулы в положительные ионы и электроны. Образовавшиеся новые ионы и электроны ускоряются электрическим полем и в свою очередь ионизируют новые молекулы газа. То есть развивается ударная ионизация газа, возникает коронный разряд (ограниченный, как показано выше, на некоторую часть межэлектродного пространства). Он имеет место и у коронируюшего и у осалительного электродов, но коронирующий электрод имеет значительно большую внешнюю зону.

Аэрозольные частицы (пылинки), поступающие в зону между коронирующим и осадительным электродами, адсорбируют на своей поверхности ионы, приобретая электрический заряд и получая ускорение, направленное в сторону электрода с зарядом противоположного знака.

Процесс зарядки частиц зависит от подвижности ионов, траектории движения и времени пребывания частиц в зоне коронирующего заряда. Известно, что в воздухе и дымовых газах подвижность отрицательных ионов выше, чем положительных, поэтому электрофильтры обычно делают с короной отрицательной полярности. Время зарядки аэрозольных частиц невелико и измеряется долями секунды.

Движение заряженных частиц к осадительному электроду происходит под действием: аэродинамических сил, силы взаимодействия электрического поля и заряда частиц, силы тяжести, силы давления электрического ветра.

При проектировании электрофильтров влиянием силы тяжести и электрического ветра пренебрегают.

Аэродинамические силы вызывают движение частиц по направлению движения газа со скоростью, близкой к скорости газа (0,5. 2 м/с).

Сила взаимодействия заряженных частиц с электрическим полем является основной силой, вызывающей движение частиц к осадительному электроду.

Для процесса осаждения пыли на электродах весьма важно электрическое сопротивление слоев пыли. По его значению различают пыли с удельным сопротивлением:

— пыли с малым удельным сопротивлением (менее 10 Ом·м), которые при соприкосновении с электродом теряют свой заряд и приобретают заряд, знак которого соответствует знаку электрода, после чего между частицей и электродом возникает сила отталкивания, под действием которой частица стремится вернуться в газовый поток;

— пыли с удельным электрическим сопротивлением от 10 до 10 Ом·м, которые хорошо осаждаются на электродах и легко удаляются встряхиванием;

— пыли с удельным электрическим сопротивлением более 10 Ом·м, которые с трудом улавливаются в электрофильтрах, так как на электродах частицы таких пылей разряжаются медленно, что в значительной степени препятствует осаждению новых частиц. В реальных условиях удельное сопротивление пыли снижают увлажнением или химическим кондиционированием газа.

Основная масса пыли осаждается на положительном осадительном электроде, так как коронирующий электрод имеет значительно большую внешнюю зону и основная масса частиц приобретает отрицательный заряд.

Большое значение для бесперебойной работы электрофильтра имеет система удаления осажденной пыли из аппарата. В сухих электрофильтрах для очистки поверхности электродов от пыли используют механизмы встряхивания ударно-молоткового типа. Пыль ссыпается в сборные бункера 5 (см. рис. 9.1), откуда выводится в сухом виде или в виде пульпы. В мокрых электрофильтрах пыль с поверхностей электродов смывается водой вместе с уловленными каплями. Шлам удаляют из нижней части аппарата.

Повышение эффективности очистки газов, в электрофильтрах достигается лишь в том случае, когда осевшая на электродах зола при их встряхивании будет падать в бункер в виде относительно крупных конгломератов, состоящих из множества слипшихся под действием сил адгезии частиц. Для этого надо выбирать временные интервалы между импульсами (часто он назначается равным 3 мин).

Источник