Навігація
Головна
Інерційний осадження аерозольних частокФільтрування аерозольних частокОЧИЩЕННЯ ПОВІТРЯ ВІД аерозольних ДОМІШОКПричини електротравм та профілактика ураження електричним струмомЕлектричні параметри тіла людини
Оцінка ефективності управлінської діяльностіМоделі та приватні методики оцінки ефективності перетвореньПринципи оцінки ефективності розробки управлінського рішенняОцінка ефективності рекламної і PR-діяльностіОцінка ефективності методів управління ризиками
 
Головна arrow Екологія arrow Теоретичні основи захисту навколишнього середовища
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Осадження аерозольних часток в електричному полі

Осадження зважених в газі твердих і рідких частинок під дією електричного поля має переваги в порівнянні з іншими способами осадження. Дія електричного поля на заряджену частку визначається величиною її електричного заряду. При електроосадженні часткам невеликих розмірів вдається повідомити значний електричний заряд і завдяки цьому здійснити процес осадження дуже малих частинок, який неможливо провести під дією сили тяжіння або відцентрової сили.

Принцип електричної очищення повітря (газів) від зважених часток полягає в зарядці частинок в полі коронного розряду з подальшим їх виділенням з зважувати середовища під впливом електричного поля.

Фізична сутність електроосадження полягає в тому, що газовий потік, що містить зважені частинки, попередньо іонізують, при цьому містяться в газі частинки набувають електричний заряд. Зарядка частинок в полі коронного розряду відбувається під впливом електричного поля і внаслідок дифузії іонів. Максимальна величина заряду часток розміром більше 0,5 мкм пропорційна квадрату діаметра частинок, а частинок розміром менше 0,2 мкм - діаметру частинок.

Коронний розряд виникає в неоднорідному електричному полі біля поверхні електродів з малим радіусом кривизни. Розрізняють зону іонізації газу невеликої довжини (власне корону) і зовнішню зону коронного розряду. У зоні корони, де напруженість поля дуже велика, іони, що містяться в газі, переміщаються у напрямку силових ліній поля і розганяються настільки, що, зіткнувшись з нейтральними газовими молекулами, вибивають з них декілька зовнішніх електронів. При цьому виникають нові позитивні і негативні іони.

Якщо в електричному полі між коронирующим (негативним) і осаджувальних (позитивним) електродами (рис. 6.12) створити певну напругу, то носії зарядів, тобто іони і електрони, отримують значне прискорення, і при їх зіткненні з молекулами відбувається іонізація останніх. Іонізація полягає в тому, що з орбіти нейтральної молекули вибивається один або кілька зовнішніх електронів. У результаті відбувається перетворення нейтральної молекули в позитивний іон і вільні електрони. Цей процес називається ударною іонізацією.

При проходженні іонізованого потоку газу в електричному полі між двома електродами заряджені частинки під дією електричного поля переміщуються до протилежно заряджених електродів і осідають на них.

Утворені в процесі лавиноподібний ударної іонізації іони, що мають заряд того ж знака, що і потенціал коронирующего електрода, притягуються до протилежно зарядженому осадительному електроду, прямуючи в зовнішнє зону іонізації. Стикаючись тут з пиловими частками, іони повідомляють їм свій заряд, внаслідок чого ці частинки також починають притягатися до осадительному електроду. Швидкість руху пилової частки до електрода залежить значною мірою від величини отриманого нею заряду, яка, у свою чергу, визначається діючими на газові іони поблизу частинки силами, пов'язаними із зовнішнім полем, поляризацією частинок, електростатичним притяганням і відштовхуванням однойменних зарядів.

data-override-format="true" data-page-url = "http://stud.com.ua">

Рис. 6.12. Конструктивна схема електродів для процесу пилеочісткі:

а - електрофільтр з трубчастими електродами; б - електрофільтр з пластинчастими електродами;

1 - коронирующим електроди; 2 - осаджувальні електроди

Якщо створити на електродах різниця потенціалів 4 ... 6 кВ / см і забезпечити щільність струму 0,05 ... 0,5 мА / м довжини катода, то запилений газ при пропущенні його між електродами майже повністю звільняється від зважених часток.

Розглянемо основні залежності, які характеризують електричну очищення газів (повітря) від пилових частинок.

Основний закон взаємодії електричних зарядів - закон Кулона виражається формулою

(6.64)

де k - коефіцієнт пропорційності; (Q 1, Q 2 - величини взаємодіючих точкових зарядів; ε - безрозмірна величина, звана відносної діелектричної проникністю середовища (для вакууму ε = 1); r - відстань між зарядами.

Під точковими зарядами розуміють заряди, що знаходяться на тілах будь-якої форми, причому розміри тіл малі в порівнянні з відстанню, на якій позначається їх дію.

Коефіцієнт до в СІ приймають k = 1 / 4πε 0; тут ε 0 - електрична постійна.

Підставами цю величину в формулу (6.64):

(6.65)

де ε 0 = 8,85 · 10 -12 Кл 2 / (Н · м 2).

Пил з малою електричну провідність викликає явище зворотної "корони", яке супроводжується утворенням позитивно заряджених іонів, частково нейтралізує негативний заряд частинок, внаслідок чого вони втрачають здатність переміщатися до осадительному електроду і осідати. На провідність пилу впливає склад газу і пилу. З підвищенням вологості газів питомий електричний опір пилу знижується. При високих температурах газу знижується електрична міцність міжелектродного простору, що призводить до погіршення уловлювання пилу.

data-override-format="true" data-page-url = "http://stud.com.ua">

Для характеристики електричного поля застосовують фізичну величину - напруженість поля Е. Напруженістю в якій-небудь точці електричного поля називають силу, з якою це поле діє на одиночний позитивний заряд, поміщений у цю точку.

Напруга поля на відстані l між двома точками поля

(6.66)

де U - напруга, прикладена до електродів.

Величину заряду Q (Кл), придбаного проведеної частинкою сферичної форми під впливом електричного поля, розраховують за формулою

(6.67)

де d ч - діаметр частинки; Е - напруженість електричного поля коронного розряду.

Швидкість руху заряджених частинок пилу діаметром більше 1 мкм в електричному полі, м / с, можна визначити за формулою

(6.68)

де Е - напруженість електричного поля. В / м; r ч - радіус частинки, м; μ 0 - динамічна в'язкість газу (повітря), Па · с.

Швидкість руху заряджених частинок пилу діаметром менше 1 мкм в електростатичному полі, м / с, може бути визначена за формулою

(6.69)

Швидкість руху зважених часток, що одержали заряд, залежить від розміру часток і гідравлічного опору газового середовища.

Величина w ч змінюється зі зміною відстані х між електродами:

Час осадження частинки може бути знайдено з рівняння

(6.70)

де L - відстань від осі коронирующего електрода до поверхні осадітельного електрода; R 1 - радіус коронирующего електрода.

Ступінь ефективності очищення в електрофільтрі може бути визначена за формулою, отриманої теоретичним шляхом:

(6.71)

де w д - швидкість руху (дрейфу) заряджених частинок до осадительному електроду, м / с; f - питома поверхня осадження, тобто поверхню осаджувальних електродів, яка припадає на 1 м 3 / с очищуваного газу (повітря), м 2 / (м 3 / с).

Електричне осадження може відбуватися також у результаті взаємодії зарядів, що утворюються на волокнах пористого фільтра, з нейтральними пиловими частками. Заряджена волокно створює навколо себе неоднорідне електричне поле. Частинки поляризуються цим полем і притягуються до поверхні волокна. Електричне осадження посилюється зі збільшенням розмірів частинок і зменшенням товщини волокон. Електричні заряди на волокнах в більшості випадків нестабільні і швидко зникають внаслідок провідності волокна і під впливом вологості.

Оцінка ефективності пиловловлювання

При оцінці ефективності пиловловлювання беруть до уваги:

загальну ефективність знепилювання, або кількість уловленого пилу по відношенню до кількості пилу, що міститься в обезпилюється газі;

фракційну ефективність, визначальну повноту уловлювання частинок певних розмірів; її висловлюють відсотком уловлених частинок пилу певних розмірів;

залишковий вміст пилу в очищеному газі; розподіл залишку пилу в газі за розміром частинок або швидкості витання.

Основним показником, що характеризує процес очищення повітря від пилу в тих чи інших конкретних випадках їх застосування, є коефіцієнт (ступінь) очищення (ефективність знепилювання),%:

(6.72)

де М вул, М вх і М вих - маса уловлених частинок пилу, а також містяться в газі відповідно до і після очищення.

При наявності дисбалансу по газу витрати газу перераховують на стаціонарні умови (t = 20 ° С, Р = 101 кПа, або 760 мм рт. Ст.), А коефіцієнт очищення (%) визначають за формулою

(6.73)

де C вх і С вих - середні концентрації частинок в газах відповідно до і після очищення (мг / м 3); V вх і V вих - об'ємні витрати відповідно вступників та вихідних газів.

Якщо об'ємні витрати газу до і після очищення рівні (V вх = V вих), то вираз (6.73) набуде вигляду (%)

(6.74)

Загальний коефіцієнт очищення недостатньо повно відображає рівень досконалості процесу пиловловлення при роботі на пилях різної дисперсності.

Ступінь досконалості пиловловлення характеризують досягаються фракційний і парціальнийнекроз коефіцієнти очищення.

Фракційна ефективність показує частку уловленого пилу по кожній фракції. Фракційний коефіцієнт дорівнює відношенню кількості уловленого пилу даної фракції M ф.ул до кількості вихідної пилу тієї ж фракції M ф.вх (%):

(6.75)

де φ - частка маси пилу даної фракції в загальній кількості пилу в повітрі.

Загальну ефективність процесу пиловловлення η визначають за фракційної ефективності наступним чином:

(6.76)

де M ф1, M ф2, ..., M ф n - маса пилу відповідних фракцій, що надійшла в апарат; η ф1, η ф2, ..., η фn - фракційна ефективність уловлювання по даної фракції.

Відношення кількості пилу даної фракції до всієї вихідної пилу М виражається так:

(6.77)

Після перетворення отримаємо значення загальної ефективності очищення

(6.78)

або у відсотках

(6.79)

Парціальний коефіцієнт очищення використовується рідше і дорівнює відношенню кількості уловлених частинок даного розміру М п.ул до кількості початкових частинок M п.вх (%):

(6.80)

де φ п - частка частинок даного розміру.

При послідовному пиловловлення в кілька стадій (каскадна, або багатоступенева очищення), вживаному для більш повного знепилювання повітря, сумарна ефективність очищення (%) визначається за формулою

(6.81)

де η 1, η 2, ..., η n; - Ефективність очищення кожного з апаратів, що входять в каскад (в частках одиниці).

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Cхожі теми

Інерційний осадження аерозольних часток
Фільтрування аерозольних часток
ОЧИЩЕННЯ ПОВІТРЯ ВІД аерозольних ДОМІШОК
Причини електротравм та профілактика ураження електричним струмом
Електричні параметри тіла людини
Оцінка ефективності управлінської діяльності
Моделі та приватні методики оцінки ефективності перетворень
Принципи оцінки ефективності розробки управлінського рішення
Оцінка ефективності рекламної і PR-діяльності
Оцінка ефективності методів управління ризиками
 
Дисципліни
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук