Электр күшімен тазалау

№ 26 Лекция. Электр күшімен тазалау. 

   Жоспар 

1. Электр  күшімен газды тазалау процесіне сипаттама.
2. Электрофильтрлердің құрылымы.
3. Электрофильтрлердің түрлері.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

         Электр күшімен газды тазалау процесі деп қатты бөлшектер электр күштерiнiң әсерiмен газды орталардан тазаланып жойылады. Электростатикалық тұндыру процесінің механикалық сепарациялық әдістерінен құрылымдық ерекшеліктеріс бұл әдісте тұндыру күші тек бөлшектерге әсер етеді. Мұндай тікелей және төтенше күштердің қозғалысы  электростатикалық әдістің мінездемелік белгілерінің бірі. Газ ағынына энергияның шамалы тұтынуы және аз кедергi электростатикалық әдiстiң ерекше белгiлерi. Субмикрометрлік диапазонның ең аз бөлшектерінде жоғары тиімділікпен ұстайды себебі бұл бөлшектерге де жеткілікті көп күш әсер етеді. Электрфильтрге келетін бөлшектердің келу ұзақтығының көлемі ктиімділігі жғарылап отыратындық тан тазалау әдісінің принципиальды шектеулері жоқ болып табылады. Электрофильтрде тұтынылатын энергия тұтынылатын генератордың жоғарғы кернеудi тоқтың энергиясынан және электрофильтр арқылы өтетіен гидравликалық кедергiнiң энергиясына негізделген. Электрофильтрлерді дұрыс экплуатациялау кезінде олардың гидравликалық кедергісі 100....150 Па-дан асып кетпеуі тиіс. Бұл көрсеткіш басқа шаңұстағыштарға қарағанда азырақ болып табылады. Электрофильтр өте тиiмдi шаң ұстағыш аппараттарға жатады.Электр энергиясын аз шығынмен шектік коцентрациясы мен бөлшектердің дисперстілігін 99,9 % дейінгі тиімділікпен тазалайды. Электрофильтр 500 С°-терге дейiн температурамен дымқыл және коррозияға белсендi газдық ортадағы шаңдарды тазалай алады. Электрофильтрдің өнімділігі мыңдаған м3/ сағ дейін жетеді. Элетрофилтрдің негізгі кемшіліктеріне мыналар жатады:

• Тазалау кезіндегі негізгі параметрлерге сезімталдық;
• Үлкен габариттер мен жоғары металл сиымдылық;
• Қызмет көрсету мен монтаждау деңгейлеріне қойылатын жоғары талаптар;

Электрофильтрлеуді  қолдануда бірнеше шектеулер  бар. Сонын ішінде электрофильтр  өте жоғары электр кедергісі бар шаңдарды шөктіруде қолданылмайды. Электрофильтрге жарылыс қауіпті газды шығарындыларды тастауға болмайды, олар өңделу кезінде жарылыс болу қауіптілігі жоғары болады. Электрофильтрлер қиын әрі қымбат құрылғылар, олаар тазалаудыңың бастапқы қатарына орналастырады және басқада шаңұстағыш қондырғылармен жинақталып ауаны жіңішке тазалаумен қамтамасыз етеді. Нәтижесінде электрофильтрдің эканомикалық тиімділігі жоғарылайды және толық тазалаумен қамтамасыз етеді.  Қатты және сұйық бөлшектерден газ ды тазарту электрофильтрде электр күштерiнiң әсерiмен болады.

Электрофильтрдегi шаңнан тазалау процесі келесi кезеңдерден тұрады:

1. шаңды бөлшектер электр өрісінен газ ағынымен өтіп қуат алады;
2. жұқтырылған, заладанған бөлшектер электродтарға қарама-қарсы жылысады;
3. осы электродтарда тұндырылады;
4. шаңдар жойылады;

Бөлшектердiң  зарядтауы - процесстiң бiрiншi негiзгi адымы электростатикалық тұнбалар. Жанында iстеуге дәл келетiн бөлшектердiң көпшiлiгi өнеркәсiптiк газ тазартуға, олардың процестен алынған кейбiр зарядтар өз-өзiне алып жүредi, дегенмен бұл зарядтар өте аз, тиiмдi тұнбамен қамтамасыз ету үшiн қолданылады. Тәжірибеде бөлшектердің зарядтары тұрақты токпен электофильтрлердің электродтары арасынан бұрғытәж арқылы өтіп отырады.  Жағымды және қарсы бұрғытәждерді қолдануға болады, ал өндірістік газдарды тазалауда қарсы бұрғытәждер қолданылады. Электрофильтрдің негізгі элементтері тұндырушы электродтар болып табылады.  Бірінші электрод ол қарапайым түрдегі пластиналар арасындағы тұрбаға тартылған сым темір болып табылады, ал екінші электрод плстинаның немесе тұрбаның жоғарғы беті. Электродқа 30.....60 кВ жоғары қысыммен тұрақты ток үнемі беріледі.  

                                       

Сурет 1. Электродтардың құрылымдық сұлбасы

а –  құбырлы электродтары бар электрофильтр;

б- қатпарлы электроды бар электрофильтр;

1 –  бұрғытәжді электродтар;

2 –  тұндырушы электродтар; 

Таратушы  қондырғылардан кейін өңделген газдар электрод аралық деп аталатын бөлікке  келіп түседі. Электродтарда электрондар  электр өрісінен жоғары қысыммен қозғала  отырып, бойларына газдардың молекуласын иондауға жететін  энергияны жинайды. Электрондармен газдардың соқтығысуы арқылы иондалып, тез арада қарама-қарсы зарядтағы электродтардың бағытына қарай жылжиды. Нәтижесінде электродтар арасында электр тогы пайда болып, газдардың иондану процесін тездететін бұрғытәжді разряд пайда болады. Жалпы процесс өте тез жүреді. Бөлшектердің толық тұнуына небәрі бірнеше секунд уақыт кетеді.

      Көптеген  жағдайда электрофильтрдегі шаңды  ұстау процесі шаңдардың электрлік  кедергілеріне байланысты болып келеді. Кедергілердің өлшеміне қарай шаңдар үшке бөлінеді:

• электр кедергісі аз үлесті шаңдар УЭС < 104 Ом.м болады;
• Электр кедергісінің үлесі 104....1010 Ом.м болатын ешқандай қиыншылықсыз жойылатын және тұндырылатын шаңдар;
• электр кедергісі көп үлесті шаңдар УЭС > 1010 Ом.м болады;

 

Электрофильтрлердің құрылымы. 

     Бұл әдісті қолданып тазаланатын қондырғыларды  электрофильтрлер деп атайды.   Электрофильтрлердiң негiзгi элементтерiне бұрғытәжді электродтар орналасқан газ өтеізбейтін корпустан, жерге тұйықтаушы тұндырғыш электродтар, электродтарды изоляторлар, бөлшектер ұсталатын бункерден, электрқоректену және электродтардың регенерациялау жүйесі бар. Электрофильтрлер конструктивтi тiк төртбұрышты немесе цилиндрлiк формалы корпусты бола алады. Электрофильтрдің электродтар орналасқан аумағын активті аймақ деп атайды.  Активті аймақтың санына байланысты бір зоналы және екі зоналы болып бөлінеді. Бір зоналы электрофильтрлерде тұндырғыш электродтармен бұрғытәжді электродтардың кеңістігі құрылымдық жағынан бөлінбеген. Ал, екі зоналы электрофильтрлерде анық бөлінген. Шаңдалған шығарындыларды санитарлы тазалуда бір зоналы электрофильтрлерді қолданады.  Электрофильтрлер газдардың жылжу бағытына қарай:

1. көлденең электрофильтрлер
2. тік электрофильтрлер

Тік қондырғылар  аз орынды алады,бірақ олардың тиімділігі аз. Активті ұзындығы электр өрістің  электродтың биіктігімен сәйкес келеді. Сонымен қатар электрофиьтрлер  құрғақ және ылғалды болып бөлінеді. Тұндырушы электродтардың формасына қарай: тұрбалық және қатпарлы болып бөлінеді.  Тұрбалық электрофильтр көптеген әртүрлі және дөңгелек ағысты элементтерден тұрады. Қатпарлы электрофильтрлерде көптеген көлденең орналасқан қатпаршалардан тұрады. Өнеркәсiптегi кең таралған электрофильтрлер типі бұл УГ, ЭГА және тағы басқада қондырғылар қолданылады. Бұл қондырғылар жылу электростанцияларында, қара және түстi металлургиясында , химия өнеркәсiбiнде , құрылыс материалдарының кәсiпорындарында қолданады. Отандық өндiрiстiң  өнеркәсiптiк газдарды тазалау үшін КАЭ, ТКЭ типтегі (көлденең, құрғақ) және УВ, ЭВВ типтегі (тік құрғақ) электрофильтрлер қолданылады. КАЭ сериялы электрофильтрлер агрессивті емес жарылыс қауіпті емес газ шығарындыларын 330 С° температурада тазалауға арналған. Қондырғының корпусы жылу изоляциялық болаттан жасалған және де онда 3 электр өрісі бар. Шаңдарды кесу 4 кПа дейін мүмкіншілігі бар. ТКЭ сериялы электрофильтрлер агрессивті емес жарылыс қауіпті емес газ шығарындыларын 450 С° температурада тазалауға арналған. Бұрғытәжді электродтың биіктігі 8040 мм. Ал корпусының шамасы 4 кпа болып табылады. ТКЭ сөзінің анықтамасы: жоғары температуралы көлденең электрофильтр; әріптен кейінгі бірінші сан габарит санын көрсетеді; екінші - өріс саны; үшінші – бір өрістің ұзындығы; төртінші – активті ағымның көлемі; БКГ  сериялы электрофильтрлер агрессивті емес жарылыс қауіпті емес газ шығарындыларын 450 С° температурада тазалауға арналған. БКГ – біріңғайланған аз габаритті көлденең электрофильтр.  

 
 

Сурет 2. ТКЭ типтегі  электрофильтрлер:

а –ЭГТ2-3-2,5-20 және

ЭГТ2-4-2,5-20 электрофильтрлер; б - ЭГТ2 - 3-2,5-30, ЭГТ2 - 4-2,5-30, ЭГТ 2 - 3-2,5-40 и ЭГТ2 -4-2,5-40; электрофильтрлер; в - ЭГТ2 - 3-2,5-60 и ЭГТ2 - 4-2,5-60 электрофильтрлер;

1 - тұндырғыш  электрод механизмі ; 2 - корпус; 3 – тұндырғыш  электрод; 4 – изоляторлы қорапша; 5 –бұрғытәжді электродтар механизмі; 6 – токты қорғайтын қорғаныш қорапшасы; 7 – бұрғытәжді электрод; 8 – жүктесікке қызмет көрсету.

ЭГ2-2-4-37 СРК маркалы электрофильтрлер содорегенерацилық котлоагрегаттардағы газдарды тазалау үшін қолданылады. Бұрғытәжді электродтар бұрғытәжді элементтермен бекітілген тұрбалық рамалармен қоршалған. Тазартылатын газдардың температурасы 130...250°С болады.

Содорегенерацилық котлоагрегаттардағы газдарды тазалау тиімділігі 98 % дейін тазартуға мүмкіншілігі бар. 

 

Сурет 3. ЭГ2 - 2 - 4 - 37 СРК электрофильтрінің сызбасы:

1 – газ таратушы торлар; 2 – изоляторлы қорапша; 3 - токты қорғайтын қорғаныш қорапшасы; 4 -бұрғытәжді электрод; 5 - бұрғытәжді электродтар механизмі; 6 - тұндырғыш  электрод; 7 - корпус; 8 -  конвейер; 9 - тұндырғыш электрод механизмі; 10 - шнекті конвейер. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Қолданылған әдебиеттер: 

1. Страус  В. Промышленная очистка газов. –  М.: Химия, 1981.
2. Оборудование, сооружения, основы проектирования химико-

технологических процессов защиты биосферы от промышленных выбросов. /А.И.Родионов, Ю.П.Кузнецов, В.В.Зенков, Г.С.Соловьев. – М.: Химия, 1985

     3.Ужов В.Н., Вальдберг А.Ю., Мягков Б.И., Решидов И.К. Очистка про-

мышленных газов  от пыли. – М.: Химия, 1981.

    4.Очистка промышленных газов от пыли. /Ужов В.Н. и др. М.: Химия.1985.