Filtre electrostatice. Precipitatoare electrice: principiul de funcționare și principalele avantaje. Clase de curățare a filtrelor de aer pentru unitățile de ventilație

Precipitatoarele electrice sunt proiectate pentru purificarea foarte eficientă a gazelor de proces și a aerului de aspirație din particulele solide sau lichide eliberate în timpul proceselor tehnologice din diverse industrii industrie.

Filtrele electrice sunt folosite în energie, metalurgie feroasă și neferoasă, industrie materiale de construcții, industriile chimice și petrochimice și multe alte industrii.

Precipitatoarele electrostatice sunt echipamente electrice de înaltă tensiune care utilizează descărcarea corona pentru a încărca particulele suspendate într-un gaz și a le prinde într-un câmp electric. În acest scop, precipitatoarele electrostatice sunt alimentate de unități booster-redresoare cu o tensiune nominală redresată de 80 kV, 110 kV și 150 kV.

Principalele avantaje ale epurării gazelor cu precipitatoare electrice sunt următoarele:

• precipitatoarele electrostatice au o gamă largă de performanțe - de la sute la milioane de m3/h
• precipitatoarele electrostatice asigură un grad ridicat de purificare a gazelor - până la 99,95%
• filtrele electrice au rezistență hidraulică scăzută - 0,2 kPa
• filtrele electrice pot capta particule solide și lichide cu dimensiuni cuprinse între 0,01 microni (virusuri, fum de tutun) până la zeci de microni.

Proiectarea precipitatoarelor electrostatice

Precipitatorul electrostatic constă dintr-un sistem de electrozi corona și precipitare amplasați în carcasă, un sistem de scuturare a electrozilor, un sistem de distribuție a gazului, un difuzor de intrare și un confuzor de ieșire.

De regulă, precipitatoarele electrostatice sunt structural un set de plăci metalice, între care sunt întinse fire metalice. Între fire și plăci se creează o diferență de potențial de ordinul mai multor kilovolți, iar la scară industrială, zeci de kilovolți. Această diferență de potențial duce la formarea unui puternic câmp electricîntre fire și plăci. În acest caz, pe suprafața filamentelor apare o descărcare corona, care, în combinație cu un câmp electric, furnizează un curent ionic de la filamente către plăci. Aerul contaminat este introdus în spațiul dintre plăci, în timp ce praful și particulele mici de aer poluat capătă o sarcină electrică sub influența unui curent ionic, după care, sub influența unui câmp electric, sunt atrase de plăci și se stabilesc. pe ei.

Clasificarea precipitatoarelor electrostatice

În funcție de tipul de particule captate și de metoda de îndepărtare a acestora de pe electrozi, precipitatoarele electrostatice sunt împărțite în uscate și umede. În filtrele electrice uscate, mecanismele de scuturare de tip ciocan sunt folosite pentru a curăța suprafața electrozilor de praf. Praful din recipientele de colectare este îndepărtat sub formă uscată sau sub formă de nămol. În precipitatoarele electrostatice umede, produsul captat de pe suprafața electrozilor este spălat cu lichid sau scurs prin gravitație și este îndepărtat din buncăr sub formă de lichid sau nămol.

În funcție de direcția de mișcare a gazului, filtrele electrice sunt împărțite în orizontale și verticale.

În funcție de forma electrozilor colectori, precipitatoarele electrostatice se împart în două grupe: tubulare și plăci. În precipitatoarele electrostatice tubulare, țevile metalice rotunde sau hexagonale sunt folosite ca electrozi de precipitare, iar firele întinse de-a lungul axei țevilor servesc drept electrozi corona. În precipitatoarele electrostatice cu plăci, ca electrozi de precipitare sunt folosite o serie de suprafețe paralele, între care sunt suspendate firele corona.

Caracteristici ale utilizării precipitatoarelor electrice

Capacitatea de a respira aer curat este nevoia noastră fiziologică, cheia sănătății și longevității. Cu toate acestea, întreprinderile moderne de producție puternice ne poluează mediul și atmosfera cu emisii industriale periculoase pentru oameni.

Asigurarea curățeniei mediului aerian în timpul proceselor tehnologice la întreprinderi și demontări impurități nocive din el în viața de zi cu zi - acestea sunt sarcinile pe care le îndeplinesc filtrele electrostatice.

Primul astfel de design a fost înregistrat prin brevetul SUA nr. 895729 în 1907. Autorul său, Frederick Cottrell, cerceta metode de separare a particulelor în suspensie din mediile gazoase.

Pentru a face acest lucru, a folosit acțiunea legilor de bază ale câmpului electrostatic, trecând amestecuri gazoase cu impurități solide fine prin electrozi cu potențial pozitiv și negativ. Ionii încărcați opus cu particule de praf au fost atrași de electrozi, depunându-se pe aceștia, iar ionii încărcați similar au fost respinși.

Această dezvoltare a servit ca prototip pentru creație filtre electrostatice moderne.

Potențialele de semne opuse de la o sursă de curent continuu sunt aplicate electrozilor tip placă (numiți în mod obișnuit „electrozi de precipitare”), asamblați în secțiuni separate și fire de plasă metalică plasate între ei.

Tensiunea dintre rețea și plăci în aparatele de uz casnic este de câțiva kilovolți. Pentru filtrele care funcționează la instalații industriale, acesta poate fi mărit cu un ordin de mărime.

Prin acești electrozi, ventilatoarele prin canale speciale de aer trec un flux de aer sau gaze care conțin impurități mecanice și bacterii.

Sub influența tensiunii înalte, se formează un câmp electric puternic și o descărcare corona de suprafață care curge din filamente (electrozi corona). Conduce la ionizarea aerului adiacent electrozilor cu eliberarea de anioni (+) și cationi (-), creând un curent ionic.

Ionii cu sarcină negativă sub influența unui câmp electrostatic se deplasează către electrozii de precipitare, încarcând simultan impuritățile contrare. Aceste sarcini sunt acționate de forțe electrostatice, care creează o acumulare de praf pe electrozii colectori. În acest fel, aerul condus prin filtru este purificat.

Pe măsură ce filtrul funcționează, stratul de praf de pe electrozii săi crește constant. Trebuie îndepărtat periodic. U structurile gospodăreşti această operație se realizează manual. În fabricile de producție puternice, electrozii de precipitare și corona sunt agitați mecanic pentru a direcționa contaminanții într-un buncăr special, de unde sunt preluați pentru eliminare.

Caracteristicile modelelor de filtre electrostatice industriale

Se pot face detalii despre corpul său blocuri de beton sau structuri metalice.

Ecranele de distribuție a gazelor sunt instalate la intrarea aerului contaminat și la ieșirea aerului purificat, care direcționează optim masele de aer între electrozi.

Colectarea prafului are loc în pubele, care sunt de obicei create cu un fund plat și echipate cu un transportor cu racletă. Colectorii de praf sunt realizati sub forma:

tăvi;

piramidă inversată;

trunchi de con.

Mecanismele de scuturare a electrozilor funcționează pe principiul căderii ciocanului. Ele pot fi amplasate sub sau deasupra plăcilor. Funcționarea acestor dispozitive accelerează semnificativ curățarea electrozilor. Cele mai bune rezultate realizează proiecte în care fiecare ciocan acționează asupra propriului electrod.

Pentru a crea o descărcare corona de înaltă tensiune, se folosesc transformatoare standard cu redresoare care funcționează dintr-o rețea de frecvență industrială sau dispozitive speciale de înaltă frecvență de câteva zeci de kiloherți. Munca lor este realizată de sisteme de control cu ​​microprocesor.

Printre diferitele tipuri de electrozi corona, spirale realizate din otel inoxidabil, creând o tensiune optimă a firului. Sunt mai puțin murdare decât toate celelalte modele.

Modelele de electrozi colectori sub formă de plăci cu un profil special sunt combinate în secțiuni și create pentru distribuția uniformă a sarcinilor de suprafață.

Filtre industriale pentru captarea aerosolilor foarte toxici

Un exemplu de una dintre schemele de operare ale unor astfel de dispozitive este prezentat în imagine.

Aceste modele folosesc o zonă în două etape pentru purificarea aerului contaminat cu impurități solide sau vapori de aerosoli. Cele mai mari particule se depun pe prefiltru.

Ca rezultat, are loc o descărcare corona și particulele de impurități sunt încărcate. Amestecul de aer suflat trece printr-un precipitator, în care substanțele nocive sunt concentrate pe plăci împământate.

Un post-filtru situat după ce precipitatorul prinde particulele rămase neașezate. Caseta chimică purifică în plus aerul de impuritățile rămase de dioxid de carbon și alte gaze.

Aerosolii depuși pe plăci curg pur și simplu pe tavă sub influența gravitației.

Domenii de aplicare ale filtrelor electrostatice industriale

Purificarea mediilor de aer contaminat este utilizată pentru:

centrale electrice cu cazane de ardere a cărbunelui;

instalații de ardere a păcurului;

instalații de incinerare a deșeurilor;

cazane industriale de reducere chimică;

Cuptoare industriale de recoacere a calcarului;

cazane tehnologice pentru arderea biomasei;

întreprinderi de metalurgie feroasă;

producția de metale neferoase;

instalații pentru industria cimentului;

întreprinderile de prelucrare a agriculturii și alte industrii.

Posibilitati de curatare a mediului contaminat

Domeniile de funcționare ale precipitatoarelor electrostatice industriale de mare putere cu diferite substanțe nocive sunt prezentate în diagramă.

Caracteristici ale modelelor de filtre în dispozitivele de uz casnic

Purificarea aerului în spațiile rezidențiale se realizează:

aer conditionat;

ionizatoare.

Principiul de funcționare al aparatului de aer condiționat este demonstrat în imagine.

Aerul poluat este antrenat de ventilatoare prin electrozi cu o tensiune de aproximativ 5 kilovolți aplicată acestora. Microbii, acarienii, virușii și bacteriile din fluxul de aer mor, iar particulele de impurități, fiind încărcate, zboară către electrozii de colectare a prafului și se așează pe ei.

În acest caz, are loc ionizarea aerului și se eliberează ozon. Deoarece aparține categoriei celor mai puternici oxidanți naturali, toate organismele vii din interiorul aparatului de aer condiționat sunt distruse.

Depășirea concentrației standard de ozon în aer este inacceptabilă conform standardelor sanitare și igienice. Acest indicator este atent monitorizat de autoritățile de supraveghere ale producătorilor de aparate de aer condiționat.

Caracteristicile unui ionizator de uz casnic

Prototipul ionizatorilor moderni a fost dezvoltarea savantului sovietic Alexander Leonidovich Chizhevsky, pe care a creat-o pentru a restabili sănătatea oamenilor epuizați în închisoare de munca grea și condițiile de viață precare.

Prin aplicarea unei tensiuni de înaltă tensiune electrozilor unei surse suspendate de tavan în locul unui candelabru de iluminat, ionizarea are loc în aer, eliberând cationi care sunt benefici pentru sănătate. Au fost numiți „aeroioni” sau „vitamine din aer”.

Cationi impartiti energie vitală organismul slăbit, iar ozonul eliberat a ucis microbii și bacteriile patogeni.

Ionizatoarele moderne nu au multe dintre deficiențele care au fost prezente în primele modele. În special, concentrația de ozon este acum strict limitată, se iau măsuri pentru a reduce efectul câmpurilor electromagnetice de înaltă tensiune și se folosesc dispozitive de ionizare bipolară.

Cu toate acestea, este de remarcat faptul că mulți oameni încă confundă scopul ionizatorilor și al ozonizatorilor (producția de ozon în cantitate maxima), folosirea acestuia din urmă în alte scopuri, care dăunează foarte mult sănătății.

Ionizatoarele, prin principiul lor de funcționare, nu îndeplinesc toate funcțiile aparatelor de aer condiționat și nu curăță aerul de praf.

Există destul de multe metode de purificare a aerului, dar nu toate aduc rezultatul dorit. Răspundeți la întrebarea: „Cum să curățați aerul din interior?” – este posibil doar dacă aveți o înțelegere clară a naturii poluării și a concentrației acesteia.

Poluanții atmosferici sunt împărțiți în gazoși, aerosoli și microbiologici. Toate acestea sunt fie surse de mirosuri în sine, fie sunt capabile să transporte (împrăștie) atât mirosuri, cât și substanțe toxice. De exemplu: miros de fum de tutun - poluare cu aerosoli, miros de scrumieră cu mucuri de țigară stinse - poluarea cu gaze, iar mirosul de mucegai este un bioaerosol cu ​​molecule de miros adsorbite. Pentru a curăța aerul de toate clasele de poluanți, purificatoarele de aer moderne folosesc de obicei mai multe tipuri de filtre.

Tipuri de filtre

Să încercăm să înțelegem cum să curățăm aerul de praf, ce tipuri de filtre de praf există și cum diferă?

Filtrele de praf sunt o țesătură specială realizată din diverse fibre capabile să capteze particule cu dimensiuni de la 0,1 microni și mai mari (pentru comparație, grosimea unui fir de păr este de 100 de microni). Principiul funcționării lor este destul de simplu: un ventilator forțează aerul prin filtru, particulele de praf se blochează în el și aerul devine curat.

Tehnologia de utilizare a filtrelor de praf în produsele de curățare industriale și casnice este răspândită în întreaga lume. În Occident, se numește HEPA, adică High Efficiency Particulate Air, ceea ce înseamnă literalmente o capcană de particule extrem de eficientă. În Rusia, astfel de filtre au fost numite „țesătură Petryanov”.

Să dezvăluim un secret: orice filtru de praf poate fi numit HEPA, dar nu toate purifică aerul la fel de eficient. Prin urmare, în Europa a fost adoptat standardul EN 1822, care reglementează clasa unui filtru HEPA în funcție de eficiența acestuia în reținerea particulelor cu capacitate maximă de penetrare (MPPS - Most Penetrating Particle Size). Pentru filtrele HEPA, MPPS începe de la 0,3 microni și mai mult.

Conform standardelor internaționale, există 17 clase de filtrare de la G1 la U17. Cu cât clasa este mai mare, cu atât calitatea filtrării aerului este mai bună. Din datele de mai jos puteți vedea ce clasă de filtru HEPA corespunde unei anumite eficiențe conform EN 1822:

Clasificarea filtrelor HEPA după clasa de puritate

În Rusia, cerințele pentru calitatea purificării aerului sunt stabilite de GOST R51215-99 „Filtre de purificare a aerului. Clasificare. Marcare". Acest GOST, dezvoltat în 1999 de Asociația Inginerilor de Control al Micropoluării (ASINCOM), reproduce exact standardul european EN 1822. Reglează clasificarea tuturor filtrelor de praf, de la filtre grosiere până la filtre cu eficiență ultra-înaltă.

Eficiența de filtrare a particulelor a filtrelor HEPA de înaltă eficiență

Purificatoare de aer de uz casnic Aerolife

Purificatoarele de aer de uz casnic Aerolife folosesc filtre HEPA din clasa de filtrare H10. Structura fibrei filtrului include particule de cahetină, o substanță antibacteriană care distruge microorganismele care se depun pe filtru. Eficiența filtrului este dată în descriere tehnica fiecare model de purificator de aer.

Sistemele profesionale de purificare a aerului Aerolife folosesc filtre standard HEPA de la F5 la H14. Tehnologia pe care am dezvoltat-o, care include un filtru HEPA și o unitate de depunere electrostatică, ne permite să producem filtre de cea mai înaltă clasă de curățare (până la U16) cu rezistență minimă la fluxul de aer.

GOST R 51251-99 Filtre de purificare a aerului. Clasificare. Marcare.

• + Cost redus.
• + Ușor de instalat și operat.
• - Filtrele de praf sunt capabile să elimine doar poluanții mecanici din aer. Substanțele gazoase trec prin filtrul HEPA.
• - Poluanții se acumulează pe elementele filtrante, iar dacă nu sunt înlocuiți în timp util, filtrul în sine devine o sursă de poluare în încăperea care face obiectul service-ului.
• - Fără inactivare a microorganismelor pe filtru. Când înlocuiți elementul de filtru, este periculos pentru alții, deoarece microorganismele patogene se pot înmulți pe acesta. Filtrele HEPA necesită o eliminare specială.
• - Creați rezistență ridicată la fluxul de aer atunci când clasele înalte filtrare.
• - Filtrele HEPA au o capacitate redusă de captare a poluanților și, în consecință, necesită înlocuire frecventă.

Un filtru electrostatic este un dispozitiv conceput pentru a curăța aerul de cel mai fin praf, aerosoli, fum, particule de funingine, funingine, adică orice particule mecanice și de aerosoli. Soluția optimă pentru îndepărtarea aerosolilor solizi, lichizi și biologici din aer.

Principiul de funcționare al unui filtru electrostatic

Procesul de colectare a particulelor mecanice într-un filtru electrostatic este împărțit în mai multe etape:

• - încărcarea particulelor în suspensie printr-un câmp electric;
• - deplasarea particulelor încărcate către electrozi;
• - depunerea de particule încărcate pe blocul de depunere.

Principiul de funcționare al filtrelor electrostatice se bazează pe atragerea sarcinilor electrice de diferite polarități. Aerul poluat trece printr-o unitate de încărcare cu aerosoli, în care particulele capătă o sarcină electrică. Valoarea acestei sarcini depinde de proiectarea contorului corona și de dimensiunea particulei și poate varia de la 10 la 500 de electroni de încărcare. Particulele încărcate din fluxul de aer, ca urmare a adsorbției ionilor pe suprafața lor și sub influența forțelor câmpului electrostatic, se mișcă odată cu fluxul de aer și se așează pe plăci conductoare de polaritate opusă.

În timpul funcționării oricărui filtru electrostatic, se formează întotdeauna ozon. Ozonul este sursa mirosului de la filtrele electrostatice, care se numește în mod obișnuit „aer ca după o furtună”. Trebuie remarcat faptul că ozonul este un agent oxidant puternic și chiar și în cantități mici este otrăvitor și cancerigen. În generatoarele corona care funcționează la tensiuni electrostatice mai mari de 15 kV, moleculele puternice de N2 sunt distruse și se formează oxizi de azot (NO X).

Purificatoare profesionale de aer Aerolife

Sistemele de purificare a aerului Aerolife folosesc filtre electrostatice combinate cu un filtru bariera HEPA. Această combinație nu oferă posibilitatea antrenării secundare a particulelor de praf, adică toate particulele rămân în filtru de praf, în timp ce contaminanții se depun în întregul volum al elementului de filtrare, iar orice tip de microorganisme sunt inactivate.

Avantajele și dezavantajele tehnologiei:

• + Îndepărtează aerosolii solizi și lichizi din aer cu eficiență ridicată. Dimensiune minima particule captate 0,01 microni.
• + Nu necesită costuri pentru elementele de înlocuire și Consumabile.
• + Durată lungă de viață cu investiție inițială minimă.
• - Poluanții chimici gazoși nu sunt captați de precipitatorul electrostatic.
• - Contaminanții se acumulează pe plăcile de decantare, care la rândul lor necesită întreținere.
• - Eficiența filtrării este puternic influențată de parametrii particulelor captate (lipiciozitate, compoziție chimică, curgere), precum și de conținutul de apă în faza de picături în fluxul de aer procesat.
• - in timpul functionarii filtrului electrostatic intru in aer oxizi de ozon si azot - substante extrem de toxice.

Scopul principal al filtrelor de carbon este absorbția (adsorbția) mirosurilor neplăcute - hidrocarburi aromatice și alți compuși de natură organică și organică cu o masă mai mare de 40 a.u. De fapt, aceste filtre sunt practic indispensabile pentru îndepărtarea hidrocarburilor aromatice, dar compușii ușori precum monoxidul de carbon sau oxizii de azot nu sunt adsorbiți de acestea.

Principiul de funcționare al filtrelor constă în însăși natura cărbunelui activ. Din punct de vedere chimic, cărbunele este o formă de carbon cu o structură imperfectă care practic nu conține impurități. „Imperfecțiunile” cărbunelui sunt pori, a căror dimensiune variază de la fisuri și crăpături vizibile la diferite goluri și goluri la nivel molecular. Nivelul ridicat de porozitate este cel care face ca carbonul activat să fie „activat”.

În porii cărbunelui operează atracția intermoleculară - o forță asemănătoare ca natură cu forța gravitațională, cu singura diferență că acționează la nivel molecular, și nu la nivel astronomic. Datorită acestei atracții, cărbunele activ absoarbe și reține perfect substanțele nocive.

Sistemele de purificare a aerului Aerolife folosesc un amestec modificat de carbon/celită de adsorbanți. Când un astfel de filtru funcționează împreună cu o unitate fotocatalitică, amestecul de adsorbanți acționează ca un catalizator. Acest lucru a devenit posibil datorită modificării suprafeței cărbunelui cu centrii activi ai enzimei naturale catalaze (o enzimă care catalizează reacția de descompunere a peroxidului de hidrogen în apă și oxigen molecular). Ca urmare, nicio poluare
se acumulează pe filtru și se descompun treptat în dioxid de carbon și apă.

În timpul emisiilor de salve ale unui poluant (ferestre deschise, de exemplu), unitatea de adsorbție a carbonului, într-o singură trecere de aer, reține foarte eficient toate substanțele gazoase nocive, care sunt ulterior distruse fie pe un catalizator de adsorbție a carbonului, fie într-o unitate fotocatalitică.

Avantajele și dezavantajele tehnologiei:

• + Captură (adsorb) bine impuritățile gazoase volatile ale aerului cu o masă atomică mai mare de 40 a.u.
• + Foarte eficient în îndepărtarea mirosurilor din aer - hidrocarburi aromatice și compuși aromatici volatili.
• - Capacitate limitată de filtru (adsorbant).
• - Cost ridicat al elementelor de înlocuire.
• - Selectivitate în purificarea aerului. De exemplu, monoxidul de carbon, oxizii de azot și alți compuși ușori nu sunt reținuți de filtrele de adsorbție.
• - Rezistenta dinamica ridicata la debite reduse de aer.
• - În caz de înlocuire prematură filtru de carbon devine o sursă de poluanți microbiologici și chimici.
• - Regenerarea filtrelor de carbon este fie imposibilă, fie necesită foarte multă muncă.
• - Fără inactivare a microorganismelor.

După definiția științifică, fotocataliza este o schimbare a vitezei sau a excitației reacții chimice sub influența luminii în prezența unor substanțe (fotocatalizatori), care, ca urmare a absorbției lor cuante de lumină, sunt capabile să provoace transformări chimice ale participanților la reacție, intrând în interacțiuni chimice intermediare cu aceștia din urmă și regenerându-și compoziția chimică după fiecare ciclu de astfel de interacțiuni.

Dacă încercăm să vorbim pur și simplu despre un proces fizic și chimic complex, atunci esența metodei este oxidarea substanțelor de pe suprafața catalizatorului sub influența radiației ultraviolete moi în domeniul A (cu o lungime de undă mai mare de 300). nm). Reacția are loc la temperatura camerei, în timp ce impuritățile toxice nu se acumulează pe filtru, ci sunt distruse în componente inofensive ale aerului: dioxid de carbon, apă și azot.

Poluanții organici și anorganici nocivi, bacteriile, virușii, sporii de mucegai sunt adsorbiți pe suprafața fotocatalizatorului și, sub influența luminii ultraviolete blânde, sunt oxidați la dioxid de carbon, apă și azot atmosferic. De fapt, fotocataliza oferă o oportunitate unică de a oxida profund compușii organici și anorganici în condiții blânde.

Citiți mai multe despre fotocataliza în articol

Purificatoare de aer profesionale și de uz casnic Aerolife

Toate purificatoarele de aer Aerolife folosesc dioxid de titan 100% dopat cu platină și paladiu ca fotocatalizator. Toate sursele de radiații UV utilizate funcționează în regiunea lipsită de ozon a ultravioletelor A (320-400 nm).

Avantajele și dezavantajele tehnologiei:

• + Îndepărtează eficient toți poluanții organici, elementali și anorganici și toate tipurile de viruși, bacterii, spori de mucegai și ciuperci din aer.
• + În timpul procesului de curățare, poluanții nu se acumulează pe filtru, ci sunt complet descompuse în componente de aer inofensive.
• + Durată de viață aproape nelimitată a filtrului și, în consecință, costuri de operare zero.
• + Inactivarea și distrugerea completă a contaminanților microbiologici.
• + Distrugerea neselectivă a poluanților chimici, virușilor și bacteriilor.
• + Rezistență dinamică scăzută la orice debit de aer.
• - Viteză mică de curățare.
• - În timpul emisiilor de salve, pot apărea scurgeri de poluanți.
• - Filtrele nu sunt concepute pentru a elimina particulele mecanice din aer.

Un ozonator este un dispozitiv pentru saturarea aerului cu ozon. Ozonizatoarele pentru casă și birou sunt disponibile în aproape orice magazin. aparate electrocasnice. În același timp, consultanții de vânzări pot convinge în mod activ de efectele benefice ale acestui gaz „magic” asupra sănătății întregii familii: ei spun că curăță aerul, ucide bacteriile și ușurează respirația. Dar să ne dăm seama, pentru că în practică au existat morți.

Ozonul este un antiseptic puternic; este adesea folosit pentru a dezinfecta apa și aerul. În natură, ozonul este eliberat în cantități mari în timpul furtunilor, după care în aer apare un miros plăcut, proaspăt. Aceste fapte îi conduc pe oameni la concluzia că ozonul este cu siguranță util și, cu cât este mai mult în jurul nostru, cu atât mai bine. Aceasta este o greșeală. Trebuie înțeles că gradul de efecte benefice ale ozonului este într-un interval foarte îngust de la 0,1 la 1 ppb (molecule de ozon per miliard).

La concentrații de peste 1 ppb, ozonul este extrem de toxic. La concentrații mari, niciun organism viu nu o poate tolera. Toxicitatea ozonului se datorează proprietăților sale mari de oxidare, care au ca rezultat formarea de radicali liberi de oxigen. Leziunile pulmonare, scăderea imunității și alte simptome cauzate de ozon la oameni și animale sunt motivul pentru care acest gaz a fost clasificat ca SUBSTANȚE EXTREM DE PERICULOASE – maximul pe scara de pericol.

Cunoscutul smog urban constă parțial din ozon. În multe privințe, din cauza acestui gaz o persoană are probleme de respirație și dureri în ochi. Expunerea pe termen lung la ozon se agravează boli cronice iar altele noi se dezvoltă:
noi tipuri de alergii pe care o persoană nu le-a observat înainte;
respirație crescută și grea;
apariția formelor inițiale și apoi severe de bronșită și astm;
dezvoltarea necorespunzătoare a plămânilor la copii;
scăderea imunității la diferite tipuri de boli;
deteriorarea generală a plămânilor, edem, afectarea țesuturilor.

Nu există un prag specific pentru ozon la care acesta devine inactiv. Carcinogenitatea sa ridicată înseamnă că are un efect toxic nu numai asupra oamenilor și animalelor, ci chiar și asupra plantelor: concentrația sa în aer a distrus în mod repetat păduri întregi și câmpuri cu culturi.

Pentru a vă proteja de riscul de otrăvire, puteți analiza aerul din apartamentul dvs. și puteți determina dacă concentrația de ozon depășește norma.

Avantajele și dezavantajele tehnologiei:

• + Dezinfectează rapid aerul, distrugând microorganismele.
• + La concentrații mari este capabil să oxideze și să distrugă poluanții chimici.
• - Ozonul la concentrații de peste 1 ppb este cancerigen (poate provoca cancer) și o substanță foarte toxică. Aparține grupului de substanțe extrem de periculoase.
• - In majoritatea cazurilor cu ozonare substanțe chimice nu sunt distruse, iar mirosul lor este mascat de ozon.
• - La ozonare, particulele mecanice nu sunt îndepărtate din aer.
• - Selectivitatea în distrugerea microorganismelor, sporii de mucegai nu sunt uciși de ozon.
• - Chiar și la concentrații scăzute, ozonul poate provoca diverse boli la om.

Un iradiator bactericid este un dispozitiv conceput pentru a dezinfecta aerul și suprafețele din interior. Activitatea sa se bazează pe radiația ultravioletă (UV), care face parte din spectrul undelor electromagnetice din domeniul optic și suprimă activitatea vitală a microorganismelor. Pur și simplu, radiația UV-C ucide (inactivează) virușii, bacteriile, mucegaiul, ciupercile, lăsând în același timp celulele moarte în aerul din interior.

Iradiatoarele bactericide sunt disponibile în variante deschise și închise. Principala diferență dintre aceste două tipuri este principiul funcționării lor. Datorită razelor UV directe, tipul deschis vă permite să dezinfectați atât aerul, cât și toate suprafețele din cameră. În acest caz, oamenii, animalele și plantele nu ar trebui să se afle în cameră în timp ce dispozitivul funcționează. Pe lângă faptul că radiațiile ultraviolete dure în sine sunt extrem de dăunătoare pentru oameni, în timpul expunerii sale se formează ozon - o substanță care este extrem de periculoasă la concentrații mari.

Un dispozitiv de tip închis se numește recirculator bactericid. Dezinfectează aerul, care este condus de ventilatoare prin corpul dispozitivului, unde lămpile UV sunt „ascunse”. Și dacă o carcasă opacă protejează oamenii de radiațiile UV, nu poate proteja oamenii de efectele ozonului.

În ciuda faptului că în În ultima vreme iradiatoarele bactericide au devenit populare în viața de zi cu zi (sunt instalate în apartamente, case, birouri etc.), au găsit cea mai largă aplicație în medicină. Desigur, în fiecare sală de tratament, în fiecare dressing și sală de operație există lămpi similare. Cu toate acestea, merită remarcat această performanță iradiatoare bactericide astăzi nu este prea mare și nu ucid toți microbii care pot apărea într-o instituție medicală. Un loc special printre astfel de microbi îl ocupă Pseudomonas aeruginosa, care este foarte periculos pentru fiecare pacient.

Avantajele și dezavantajele tehnologiei:

• + Inactivarea și distrugerea contaminanților microbiologici.
• + Serviciu ieftin.
• - Selectivitate în distrugerea microorganismelor.
• - Radiațiile UV deschise sunt periculoase pentru oameni.
• - Eliberarea de ozon, un gaz care aparține grupului de substanțe extrem de periculoase.
• - Consum mare de energie.
• - Incapacitatea de a utiliza în prezența unei persoane.
• - Productivitate relativ scăzută.

Ieșire colecție:

Precipitatoare electrostatice: principiul de funcționare și principalele avantaje

Nikolaev Mihail Iurievici

Ph.D. tehnologie. Științe, profesor asociat la Universitatea Tehnică de Stat din Omsk, Federația Rusă, Omsk

E- Poștă: munp@ yandex. ru

Yesimov Aset Muhammedovich

Universitatea Tehnică, Federația Rusă, Omsk

E- Poștă: esimov007@ Poștă. ru

Leonov Vitali Vladimirovici

Student în anul 3, Facultatea de Energie, Statul Omsk

tehnic universitate, RF, G. Omsk

PRECIPITATORI ELECTROSTATICI: PRINCIPIUL DE FUNCȚIONARE ȘI PRINCIPALE DEMNITĂȚI

Nikolaev Mihail

candidat la științe tehnice, profesor asociat la Universitatea Tehnică de Stat din Omsk, Rusia, Omsk

Esimov Aset

Leonov Vitaliy

student, Institutul de Energetică al Universității Tehnice de Stat Omsk, Rusia, Omsk

ADNOTARE

Acest articol discută principiul de funcționare detaliat al precipitatoarelor electrostatice. De asemenea, luate în considerare Tipuri variate precipitatoare electrostatice, electrozi de precipitare și corona. Sunt prezentate cazuri în care are loc procesul de ionizare a gazelor între electrozi. Sunt descrise avantajele precipitatoarelor electrostatice moderne.

ABSTRACT

Acest articol descrie principiul de lucru detaliat al precipitatoarelor electrostatice. S-a luat în considerare, de asemenea, diferite tipuri de precipitatoare electrostatice, electrozii de colectare și corona. Situații în care gazele de procesare între electrozii de ionizare. A descris demnitățile precipitatoarelor electrostatice moderne.

Cheiecuvinte: precipitator electrostatic; electrod; ionizare; descărcare corona.

Cuvinte cheie: precipitator electrostatic; electrod; ionizare; descărcare corona.

Un precipitator electric este un dispozitiv în care gazele sunt purificate din particule de aerosoli, solide sau lichide sub influența forțelor electrice. Ca urmare a acțiunii câmpului electric, particulele încărcate sunt îndepărtate din fluxul de gaz purificat și depuse pe electrozi. Încărcarea cu particule are loc în câmpul unei descărcări corona. Un precipitator electrostatic este un corp rectiliniu sau cilindric, în interiorul căruia sunt montați electrozi de precipitare și corona de diferite modele (în funcție de scopul și zona de aplicare a precipitatorului electrostatic, precum și de specificul particulelor colectate). Electrozii Corona sunt conectați la o sursă de energie de înaltă tensiune cu o tensiune de curent redresată de 50-60 kV. Precipitatoarele electrostatice în care particulele solide colectate sunt îndepărtate de pe electrozi prin agitare se numesc uscate, iar cele în care particulele sedimentate sunt spălate de pe electrozi cu particule lichide sau lichide (ceață, stropi) sunt denumite umede.

Pe baza numărului de câmpuri electrice prin care trece secvențial gazul purificat, precipitatoarele electrice sunt împărțite în câmp unic și câmp multiplu. Uneori, precipitatoarele electrostatice sunt împărțite în camere paralele cu fluxul de gaz - secțiuni. Conform acestei caracteristici, ele pot fi unice sau multi-secționale. Gazul purificat în precipitatorul electrostatic trece prin zona activă în direcții verticale sau orizontale, prin urmare, precipitatoarele electrostatice pot fi verticale sau orizontale. Pe baza tipului de electrozi de precipitare, precipitatoarele electrostatice sunt împărțite în plăci și tubulare. Principalele tipuri de design ale precipitatoarelor electrostatice sunt plăcile orizontale și tubulare verticale.

Figura 1. Precipitator electrostatic cu plăci orizontale

Figura 2. Precipitator electrostatic tubular

Pentru a înțelege principiul de funcționare al unui precipitator electrostatic, trebuie mai întâi să luați în considerare circuitul electric. Este format din elemente precum o sursă de curent și două plăci metalice situate paralele între ele, care sunt separate prin aer. Acest dispozitiv nu este altceva decât un condensator de aer, dar nu va curge curent electric într-un astfel de circuit, deoarece stratul de aer dintre plăci, ca și alte gaze, nu este capabil să conducă electricitatea.

Totuși, de îndată ce diferența de potențial necesară este aplicată plăcilor metalice, un galvanometru conectat la acest circuit va înregistra trecerea curentului electric datorită ionizării stratului de aer dintre aceste plăci.

În ceea ce privește ionizarea gazului între doi electrozi, aceasta poate apărea în două cazuri:

1. Nu independent, adică cu utilizarea oricăror „ionizatori”, de exemplu, raze X sau alte raze. După încheierea efectului acestui „ionizator”, recombinarea va începe treptat, adică va avea loc procesul invers: ionii cu semne diferite vor începe din nou să se conecteze între ei, formând astfel molecule de gaz neutre din punct de vedere electric.

2. În mod independent, se realizează prin creșterea tensiunii din rețeaua electrică până la o valoare care depășește constanta dielectrică a gazului utilizat.

La purificarea electrică a gazelor, se utilizează doar a doua ionizare, adică independentă.

Dacă începeți să creșteți diferența de potențial dintre plăci metalice, apoi la un moment dat va ajunge cu siguranță la un punct critic (tensiune de avarie pentru un strat de aer), aerul va fi „rupt” și curentul din circuit va crește brusc, iar între plăcile metalice va apărea o scânteie, care se numește descărcare independentă de gaz.

Moleculele de aer sub tensiune încep să se dividă în ioni și electroni încărcați pozitiv și negativ. Sub influența unui câmp electric, ionii se deplasează către electrozii care sunt încărcați opus. Odată cu creșterea tensiunii câmpului electric, viteza și, în consecință, energia cinetică a ionilor și electronilor începe să crească treptat. Când viteza lor atinge o valoare critică și o depășește ușor, ei împart toate moleculele neutre întâlnite pe parcurs. Așa se ionizează întregul gaz situat între cei doi electrozi.

Când se formează simultan un număr destul de semnificativ de ioni între plăcile paralele, puterea curentului electric începe să crească foarte mult și apare o descărcare de scânteie.

Datorită faptului că moleculele de aer primesc impulsuri de la ionii care se mișcă într-o anumită direcție, împreună cu așa-numita ionizare „de impact”, are loc și o mișcare destul de intensă a masei de aer.

Autoionizarea în metoda de electropurificare a gazelor se realizează prin aplicarea unor tensiuni înalte la electrozi. La ionizarea folosind această metodă, este necesar ca stratul de gaz să fie străpuns doar la o anumită distanță între cei doi electrozi. Este necesar ca o parte a gazului să rămână neîntreruptă și să servească drept un fel de izolație, care ar proteja electrozii paraleli de un scurtcircuit împotriva provocării unei scântei sau arc (astfel încât să nu se producă o defecțiune dielectrică).

O astfel de „izolare” este creată prin selectarea formei electrozilor, precum și a distanței dintre ei în funcție de tensiune. Este de remarcat faptul că electrozii, care sunt prezentați sub forma a două plane paralele, nu vor fi potriviți în acest caz, deoarece între ei în orice punct al câmpului va exista întotdeauna aceeași tensiune, adică câmpul va fi invariabil uniformă. Când diferența de potențial dintre un electrod plat și celălalt atinge tensiunea de defalcare, tot aerul va fi spart și va apărea o descărcare de scânteie, dar ionizarea aerului nu se va produce datorită faptului că întregul câmp este omogen.

Un câmp neuniform poate apărea doar între electrozii care au forma de cilindri concentrici (țevi și fire), sau un plan și un cilindru (placă și fire). Direct în apropierea firului, tensiunea câmpului este atât de mare încât ionii și electronii devin capabili să ionizeze molecule neutre, dar pe măsură ce se îndepărtează de fir, tensiunea câmpului și viteza de mișcare a ionilor scad atât de mult încât ionizarea de impact devine pur și simplu. nerealist.

Relația dintre raza conductei (R) și firul (r) trebuie determinată pentru a evita apariția unei scântei între doi electrozi cilindrici. Calculele au arătat că ionizarea gazului fără scurtcircuit este posibilă la R/r mai mare sau egal cu 2,72.

Apariția unei străluciri slabe sau așa-numita „corona” în jurul firului este principalul semn vizibil că a avut loc o descărcare de ioni. Acest fenomen se numește descărcare corona. O strălucire slabă este însoțită în mod constant de un sunet caracteristic - poate fi trosnet sau șuierat.

Firul (electrodul) în jurul căruia are loc strălucirea se numește electrod corona. „Coroana”, în funcție de polul la care este conectat firul, poate fi pozitivă sau negativă. La purificarea electrică a gazelor, se folosește doar a doua opțiune, adică corona negativă. Deși, spre deosebire de cea pozitivă, este mai puțin uniformă, o astfel de „coroană” este totuși capabilă să permită o diferență de potențial critic mai mare.

Electrozilor colectori li se impun următoarele cerințe: să fie puternic, rigid, să aibă suprafață netedă astfel încât praful prins să poată fi îndepărtat fără probleme, precum și caracteristici aerodinamice suficient de ridicate.

Electrozii de precipitare în funcție de forma și designul lor sunt împărțiți în mod convențional în trei grupuri mari: 1) tip placă; 2) în formă de cutie; 3) canelat.

Electrozilor corona sunt impuse următoarele cerințe: trebuie să aibă o formă precisă pentru a asigura o descărcare corona intensă și suficient de uniformă; au rezistență mecanică și rigiditate pentru a asigura o funcționare fiabilă, fără probleme și durabilă în condiții de agitare și vibrații; să fie ușor de fabricat și să aibă un cost scăzut, deoarece electrozii corona pot atinge o lungime totală de 10 kilometri; să fie rezistent la medii agresive.

Sunt două grupuri mari electrozi corona: electrozi fără puncte fixe de descărcare și electrozi cu puncte fixe de descărcare pe toată lungimea electrodului. Pentru al doilea, sursele de descărcare sunt proeminențe ascuțite sau vârfuri și este posibil să se controleze funcționarea electrodului. Pentru a face acest lucru, trebuie să modificați distanța dintre vârfuri.

Un sistem de electrozi de precipitare și descărcare este plasat, de regulă, în interiorul unui corp metalic sudat, în cazuri rare într-un corp din beton armat, care este realizat sub formă de cadre în formă de U. Echipamentul din interiorul carcasei este încărcat fie din partea de sus, fie din lateral. Exteriorul carcasei trebuie sa aiba izolatie termica pentru a evita deformarile de temperatura si condensarea umezelii.

Unitatea de alimentare și distribuire uniformă a aerului praf, de regulă, constă dintr-un sistem de grătare de distribuție a gazelor, care sunt instalate în fața camerei principale, unde este amplasat sistemul de colectare și electrozi corona, și constă din foi perforate. instalate pe două niveluri, secțiunea lor transversală deschisă variază de la 35 la 50 la sută.

Pentru a îndepărta praful prins din precipitatoarele electrostatice, se folosesc sisteme speciale de scuturare a electrozilor. În precipitatoarele electrostatice uscate, se folosesc de obicei mai multe astfel de sisteme - un sistem cu came cu arc, un ciocan de impact, vibrații sau un sistem cu impuls magnetic. În plus, particulele captate pot fi pur și simplu spălate de pe electrozi cu apă.

Avantajele precipitatoarelor electrice: posibilitatea celui mai înalt grad de purificare a gazelor (până la 99,9%), costuri reduse de energie (până la 0,8 kW la 1000 m 3 de gaz), purificarea gazelor se poate realiza chiar și la temperaturi ridicate, purificarea procesul poate fi complet automatizat.

Bibliografie:

1.GOST R 51707-2001. Precipitatoare electrostatice. Cerințe de siguranță și metode de testare. introduce 29.01.2001. M: Editura Standarde, 2001.

2.Reguli pentru instalatii electrice. a 7-a ed. M.: Editura NTs ENAS, 2004.

3.Sanaev Yu.I. Precipitatoare electrostatice: instalare, reglare, testare, funcționare./Informații generale. Seria XM-14. M., „TSINTIKHIMNEFTEMASH”, 1984.

Metoda de purificare electrică a gazelor din particulele în suspensie se bazează pe fenomenul de ionizare a moleculelor de gaz de către o sarcină electrică într-un câmp electric. Gazele, ca dielectrice, nu conduc electricitatea. Cu toate acestea, în anumite condiții, se observă conductivitatea electrică a gazelor. Acest lucru se datorează faptului că atomii sau moleculele gazului devin încărcate electric. O cantitate mică de particule încărcate este întotdeauna prezentă într-un gaz. Aspectul lor este asociat cu expunerea la razele ultraviolete și cosmice, gaze radioactive, temperatură ridicată etc. Dacă un astfel de gaz, care conține o anumită cantitate de purtători de sarcină, este plasat între electrozii conectați la o sursă de curent de înaltă tensiune, atunci ionii și electronii vor începe să se deplaseze în gaz de-a lungul liniilor de câmp. Direcția de mișcare a fiecărui purtător de sarcină va fi determinată de mărimea sarcinii, iar viteza de mișcare va fi determinată de puterea câmpului electric. La o intensitate a câmpului suficient de mare (de exemplu, aproximativ 16 kV/cm pentru aer la presiunea atmosferică și temperatura camerei), purtătorul de sarcină în mișcare dobândește o viteză atât de mare încât, ciocnind în drumul său cu o moleculă de gaz neutră, este capabil să eliminând unul sau mai mulți electroni externi din acesta, transformând molecula într-un ion pozitiv și un electron liber. Ionii nou formați încep și ei să se miște sub influența câmpului, producând ionizarea suplimentară a gazului. Această ionizare se numește ionizare de impact. Numărul o

Orez. 12. Principalele sisteme de electrozi ai precipitatoarelor electrostatice:

a – precipitator electric;

b – precipitator electrostatic cu placă; +U, -U – tensiunea aplicată electrozilor; R – raza electrodului tubular; H – distanța dintre sârmă și electrodul plăcii; d – distanta intre fire; r – raza firului

Cele mai comune și importante pentru purificarea gazelor electrice sunt descărcări de scânteie, arc și coroană. Primele două tipuri de descărcări pot apărea atât într-un câmp electric uniform, cât și neuniform, interferând cu funcționarea precipitatorului electrostatic. Descărcarea corona poate avea loc numai într-un câmp electric neuniform și cu o anumită formă și locație a electrozilor. Descărcarea corona este utilizată pentru curățarea electrică.

Două tipuri de electrozi sunt utilizați în precipitatoarele electrostatice:

a) electrozii unui precipitator electrostatic tubular (sârmă într-o țeavă cilindrică, Fig. 12 A);×

b) electrozii unui precipitator electrostatic cu plăci (o serie de fire între plăci, Fig. 12 b).

Densitatea liniilor de câmp și, prin urmare, tensiunea. Intensitatea câmpului este mult mai mare la sârmă decât la peretele plăcii sau țevii. Datorită neomogenității câmpului indicat, ionizarea prin impact și apoi o descărcare electrică pot apărea la suprafața firului atunci când intensitatea câmpului în această zonă este suficient de mare, dar nu se extinde la celălalt electrod. Pe măsură ce vă îndepărtați de sârmă, intensitatea câmpului scade și viteza de mișcare a electronilor în gaz devine insuficientă pentru a susține procesul de formare de noi ioni, asemănător unei avalanșe. Se numește o descărcare electrică de o astfel de natură incompletă descărcare corona. ca urmare, se formează noi ioni, a căror manifestare externă este o strălucire albăstruie-violet în jurul firului, un trosnet liniștit și miros de oxizi de azot și ozon. Descărcarea corona, în funcție de semnul sarcinii de pe fir, poate fi pozitivă sau negativă. În exterior, ele diferă unele de altele prin natura strălucirii. S-a stabilit că atunci când electrodul corona este aplicată o polaritate negativă a curentului continuu, este posibil să se obțină o colectare a prafului de până la 99% și cu o polaritate pozitivă - doar până la 70%.

Cu polaritate negativă, este posibil să se mențină tensiunea mai mare până când apare defectarea scânteii decât cu polaritatea pozitivă. Acest lucru permite un diametru corona mai mare și o intensitate mai mare a câmpului și, prin urmare, o mai bună încărcare și depunere a particulelor de praf.

Electrodul în jurul căruia are loc o descărcare corona se numește încoronarea electrod, al doilea electrod - electrod colector.

Se numește intensitatea câmpului la care apare corona tensiune critică. Se folosește o sursă DC de înaltă tensiune. Un curent electric curge prin golul care separă electrozii, numit curent corona. Tensiunea poate fi crescută până la o valoare la care rezistența electrică a spațiului de gaz dintre electrozi va fi întreruptă de o scânteie sau de descărcare electrică cu arc, adică până când apare o „defalcare” a spațiului interelectrod.

Instalarea precipitatoarelor electrice este formată din două părți: precipitatorul electric propriu-zis sau camera de precipitare prin care este trecut gazul de purificat și echipament de înaltă tensiune conceput pentru alimentarea precipitatorului electrostatic cu curent de înaltă tensiune redresat.

Unitatea de alimentare constă dintr-un regulator de tensiune, un transformator de înaltă tensiune, conversie curent alternativ tensiune 220–380 V în curent de tensiune de până la 10.000 kV și un redresor mecanic de înaltă tensiune care convertește curentul alternativ în curent redresat. Acesta din urmă este alimentat la electrozii precipitatorului electrostatic folosind un cablu de înaltă tensiune.

Electrozii de precipitare și corona sunt instalați în partea de precipitare a precipitatorului electrostatic. Electrozii de precipitare pot fi în formă de plăci (din oțel ondulat cu buzunare ștanțate, plăci de carbon etc.) sau tubulari (din țevi rotunde sau hexagonale). Electrozii Corona sunt fabricați din sârmă rotundă profilată.

Electrozii colectori sunt conectați la contactul pozitiv al redresorului mecanic și împământați; Electrozii corona sunt izolați de masă și conectați la borna negativă a redresorului mecanic. Când gazul purificat care conține particule solide sau lichide în suspensie este trecut prin spațiul interelectrod al precipitatorului electrostatic, particulele sunt încărcate cu ioni, care, sub influența unui câmp electric, se deplasează la electrozi și se depun pe ei. Cea mai mare parte a particulelor în suspensie este depusă pe electrozii colectori. În acest caz, particulele lichide în suspensie se scurg din electrozi, particulele de praf sunt îndepărtate prin scuturarea sau lovirea electrozilor. Particulele colectate sunt colectate într-un buncăr instalat sub precipitatorul electrostatic, de unde sunt îndepărtate. În funcție de ce particule sunt captate, se disting precipitatoarele electrostatice uscate și umede.

Orez. 13. Corp (A ) și dispozitiv de distribuție a gazelor (b) precipitator electrostatic cu placă orizontală:

a) 1 – precamera; 2 – camera de amplasare a electrozilor; 3 și 4 – buncăre ale precamerei și precipitator electric;5 – cutie izolatoare; 6 – gâtul trapei de serviciu; b) 1 – farurisunetul camerei fortului; 2 și 3 – grile de distribuție gaz față și spate; 4 – foi laterale de tăiere cu gaz; 5 – foi de protecție; 6 – textura buncărului; 7 – foile transversale ale buncărului.

Precipitatoarele electrice se disting și prin direcția de mișcare a gazului: verticală și orizontală. De obicei, precipitatoarele electrostatice sunt instalate în paralel cu mai multe dispozitive. Precipitatorul electrostatic poate consta din mai multe secțiuni paralele pentru a deconecta unele secțiuni în timpul funcționării (pentru inspecție, reparație, scuturare) fără a opri întreaga stație de tratare a gazelor. Uneori, precipitatoarele electrice au mai multe celule sau, cum se numesc altfel, câmpuri electrice, situate în serie de-a lungul fluxului de gaz. Pe baza numărului de câmpuri electrice, astfel de precipitatoare electrostatice se numesc cu două câmpuri, trei câmpuri etc. (Fig. 13).

Pe lângă precipitatoarele electrostatice cu o singură zonă descrise, sunt utilizate și cele cu două zone. Dacă în prima ionizarea gazului cu ajutorul unei descărcări corona și depunerea de particule încărcate are loc într-un câmp electric (o zonă), atunci în cea din urmă aceste procese sunt separate. Precipitatoarele electrostatice cu două zone constau dintr-un ionizator, care este un sistem de electrozi amplasați mai aproape de intrarea gazului, și un precipitator format din electrozi de tip placă pe care se depune praful încărcat.

Ionizatorul trebuie să prevină depunerea prafului, deci este format dintr-un rând de electrozi, iar gazul praf nu rămâne mult timp în această zonă, astfel încât praful să aibă timp să se încarce, dar să nu aibă timp să se depună.

Viteza cu care particulele de cenusa zburatoare se misca intr-un camp electric depinde de marimea si sarcina lor. Pentru particulele cu o rază mai mică de 1 micron, sarcina este proporțională cu dimensiunea particulei de praf și nu depinde de intensitatea câmpului electric. Dimpotrivă, cantitatea de sarcină dobândită de particulele cu o rază mai mare de 1 micron depinde în principal de mărimea intensității câmpului și de raza particulei (pătrat).

Timpul de rezidență al gazelor în precipitatorul electrostatic afectează foarte mult calitatea curățării. Mulți ani de experiență au arătat că viteza gazelor în precipitatoarele electrice este mică (între 0,5 și 2 m/s), iar timpul de rezidență în filtru este semnificativ (de la 2 la 9 s). Prin urmare, precipitatoarele electrostatice sunt destul de voluminoase. Dar rezistența lor hidraulică este mică (de la 50 la 200 Pa). Coeficientul de curățare, în special pentru praful fin, este ridicat (95-99%). Ele captează bine particulele mai fine de 10 microni. Consumul de energie pentru curățare este nesemnificativ și se ridică la 0,10-0,15 kWh la 1000 m 3 de gaz purificat. Principalele dezavantaje ale precipitatoarelor electrostatice: costul ridicat și nevoia de personal de întreținere înalt calificat.

Calitatea curățării în precipitatoarele electrice este influențată de temperatura și umiditatea gazelor. Pe măsură ce temperatura gazului crește, tensiunea de pe electrozii de descărcare scade, ceea ce poate fi menținut fără defecțiuni. Acest lucru reduce, de asemenea, gradul de purificare. Efectul umidității gazului asupra tensiunii în precipitatoarele electrostatice este invers efectului temperaturii: o creștere a umidității ajută la creșterea tensiunii de avarie și, în plus, are un efect benefic asupra comportării stratului de praf pe electrozii colectori. oxizi de sulf ( ASA DE 2) sunt adsorbite în stratul de praf de pe electrozii colectori și modifică comportamentul stratului de depunere. Cu o concentrație mare de praf în gaze și cu o creștere a dimensiunii particulelor, riscul de „blocare corona” crește. Concentrația de praf la care se observă fenomenul de blocare corona variază în funcție de compoziția dispersată a prafului de la câteva grame pe 1 N×m 3 până la câteva zeci de grame pe 1 N×m 3.

Funcționarea precipitatoarelor electrostatice uscate este influențată semnificativ de rezistivitatea electrică a prafului colectat. Praful conținut în gaze poate fi împărțit în trei grupe în funcție de rezistivitatea electrică volumetrică:

1) praf cu rezistență de până la 10 Ohm/cm;

2) praf cu rezistență de la 10 la 2×10 Ohm/cm;

3) praf cu o rezistență mai mare de 2×10 Ohm/cm. În acest caz, ne referim la rezistența stratului de praf format pe electrozii colectori. Datorită adsorbției gazelor și vaporilor de către particulele de praf care umplu golurile prezente în stratul de praf, rezistivitatea electrică a materialului din care s-a format praful se modifică.

Granulele de praf din primul grup, la contactul cu electrozii colectori, își pierd aproape instantaneu sarcina negativă și capătă sarcina electrozilor. După ce au primit aceeași încărcare, particulele de praf sar de pe electrozi și intră din nou în fluxul de gaz. Pentru a colecta în mod fiabil praful din primul grup, designul electrozilor de colectare trebuie să asigure o viteză minimă a gazului la suprafața lor. Acest lucru se realizează, de exemplu, prin utilizarea electrozilor ondulați în precipitatoarele electrostatice orizontale.

Praful din a doua grupă (majoritatea) este captat în precipitatoare electrice fără dificultate.

În al treilea grup de praf, stratul său de pe electrozii colectori acționează ca izolație. Sarcinile electrice care sosesc cu praful de decantare nu sunt descărcate la electrodul colector, ci creează o tensiune în stratul de praf. Când tensiunea crește la o valoare în care intensitatea câmpului electric (gradient) devine excesivă, are loc o „defecțiune” electrică în porii stratului umplut cu gaz. Acest fenomen, numit „corona inversă”, este însoțit de eliberarea de ioni pozitivi, care se deplasează către electrozii coroană și neutralizează parțial sarcina negativă a particulelor de praf. În același timp, ionii pozitivi eliberați de electrozii de precipitare transformă câmpul electric dintre electrozii precipitatorului electrostatic într-un câmp similar cu cel format între cele două vârfuri, care se sparge ușor la joasă tensiune.

În aceste condiții, este imposibil să se mențină o tensiune în precipitatorul electrostatic la care se realizează purificarea eficientă a gazului. Pentru a reduce rezistența electrică a prafului captat și a crește eficiența precipitatoarelor electrostatice, se recomandă:

a) scăderea temperaturii gazului care se epurează;

b) umidificarea gazului purificat înaintea precipitatoarelor electrice (vaporii de apă sunt absorbiți de particulele de praf și stratul de praf devine conductiv electric chiar și la o temperatură semnificativ peste punctul de rouă);

c) introducerea de acid sulfuric, compuși amine alcaline și alte substanțe în gazul de ceață care se epurează, care reduc rezistența electrică a stratului de praf.

Procesul de colectare a cenușii care intră în precipitatorul electric cu gazele de ardere poate fi împărțit în patru etape:

1) încărcarea particulelor de cenușă cu ioni formați în zona de descărcare a ionilor;

2) mișcarea particulelor de cenușă încărcate în spațiul interelectrodului către electrodul colector sub influența forțelor electrice și aerodinamice;

3) depunerea și reținerea particulelor de cenușă pe suprafața electrozilor colectori;

4) îndepărtarea periodică a cenușii depuse pe electrozi într-un buncăr. Pentru a crește eficiența epurării gazelor în precipitatoarele electrice, este necesar ca primele două etape să se desfășoare cât mai complet posibil. Dacă încărcarea particulelor într-un precipitator electrostatic cu o sarcină corona stabilă se efectuează suficient de repede, atunci mișcarea lor către electrodul colector are loc la o viteză relativ scăzută, în funcție de mărimea încărcăturii particulelor, dimensiunea lor, puterea câmpului, aerodinamică. caracteristicile curgerii etc. Este evident că separarea particulelor Cu cât este mai mare viteza de sedimentare (viteza de deriva) a particulelor și timpul de rezidență al gazelor purificate în zona activă a precipitatorului electrostatic, cu atât cenușa din gazele vor fi. Deoarece posibilitățile de creștere a vitezei de deplasare a particulelor sunt reglementate de caracteristicile fizice ale procesului, timpul de ședere a acestora în precipitatorul electrostatic este determinat de viteza gazelor și de lungimea zonei active a precipitatorului electrostatic, care conduce la o creștere a volumului și a costului aparatului.

Studiile au arătat că, dacă timpul de rezidență al gazelor purificate în precipitatorul electrostatic este mai mic de 8 s, nu se poate aștepta să se obțină un grad ridicat (99%) de purificare a gazului chiar și în cele mai favorabile condiții de funcționare. Pe baza testelor industriale ale precipitatoarelor electrostatice cu câmpuri multiple efectuate de VTI și NIIOGAZ, s-a stabilit că, pentru a asigura un grad ridicat de purificare, viteza gazelor arse nu trebuie să depășească 1,5 m/s. Această concluzie coincide cu datele de la companii străine, care în prezent garantează un grad ridicat de epurare doar cu un timp de rezidență de minim 8,5 s și o viteză de 1,5 m/s. Aceste valori ar trebui luate în considerare la proiectarea dispozitivelor (precipitatoare electrice).

Pentru unitățile de cazane de mare putere, alegerea dimensiunii și numărului de precipitatoare electrice este complicată de problemele de amplasare a acestor dispozitive în celula unității și asamblarea lor cu cazane și evacuatoare de fum. Majoritatea centralelor electrice domestice folosesc aranjarea precipitatoarelor electrice pe un rând de-a lungul lățimii celulei bloc, când axele longitudinale ale precipitatoarelor electrostatice sunt situate paralel cu axa longitudinală a blocului. Acest aranjament facilitează asigurarea distribuției uniforme a gazelor între dispozitivele individuale. Dar, în același timp, la unitățile cu o capacitate de 300 MW sau mai mult, precipitatoarele electrice de modele vechi cu o înălțime a electrodului de 7,5 m nu pot îndeplini cerințele.

Pentru unitățile proiectate cu o capacitate de 300 și 500 MW cu precipitatoare electrostatice de design nou și electrozi de 12 m, viteza și timpul de rezidență al gazelor îndeplinesc cerințele de mai sus.

Este imposibil să proiectați precipitatoare electrostatice pentru un exces minim de aer și o temperatură minimă a gazelor de ardere. În mod obișnuit, abaterea observată a acestor parametri față de cei de proiectare este motivul creșterii vitezei gazului în precipitatoarele electrice cu 20-25% și ușoară deteriorare asociată a epurării gazului. Astfel, pentru a asigura purificarea necesară a gazelor arse de la centralele puternice, este necesar să se ia în considerare precipitatoarele electrice pentru o creștere de 1,2 ori a cantității de gaze purificate (cu excepția cazanelor care funcționează sub presiune).

În ultimii ani, centralele electrice au fost furnizate precipitatoare electrice cu electrozi corona de tip ac. Caracteristicile caracteristice ale descărcării de la electrozi în comparație cu descărcarea care are loc pe electrozii cu profil baionetă sunt stabilitatea poziției punctelor corona și multe altele. valoare ridicata sarcinile curente, care este deosebit de importantă pentru dispozitivele instalate în spatele cazanelor echipate cu cuptoare cu îndepărtare a zgurii lichide, precum și cu rezistivitate ridicată a stratului de cenușă sau conținut ridicat de praf al gazelor de ardere.

La compararea electrozilor din cele două tipuri indicate, se atrage atenția asupra diferenței semnificative de intensitate a descărcării la punctele corona. Creșterea intensității câmpului și a curentului de descărcare scurtă atunci când se utilizează electrozi cu ace se explică printr-o creștere a curburii suprafeței datorită curburii în două secțiuni. În acest sens, condițiile de încărcare pentru particulele de cenușă sunt îmbunătățite, ceea ce asigură o creștere a vitezei de deriva în direcția electrozilor colectori. Intensificarea descărcării corona în precipitatoarele electrostatice atunci când se utilizează electrozi corona cu ace este, de asemenea, însoțită de unele efecte secundare. Zona corona conține electroni cu o energie care depășește energia de activare. Aceasta determină un proces de reacție chimică: dioxidul de sulf este oxidat la sulf ( ASA DE 2 –ASA DE 3), apar oxizi de azot. Astfel, experimentele cu descărcări corona de înaltă frecvență au crescut conținutul de anhidridă sulfurică la 20-50% și oxidarea azotului cu 0,2-0,3%.

Precipitatoarele electrostatice multicâmp orizontale sunt dispozitive acțiune continuă. Cenușa este îndepărtată de pe electrozi prin scuturarea acestora fără a deconecta precipitatorul electrostatic de la sursa de alimentare și de la fluxul de gaze arse. În acest caz, o parte din cenușă intră inevitabil în fluxul de gaz. Acest proces se numește antrenament secundarși este principalul motiv pentru eficiența redusă a precipitatoarelor electrostatice uscate în comparație cu cele umede, în care particulele se depun pe o peliculă de apă sau ulei și nu există antrenament secundar. Cantitatea de antrenare secundară depinde direct de intervalul dintre agitarea electrodului colector.

În precipitatoarele electrostatice produse pe plan intern, scuturarea fiecărui electrod de precipitare se efectuează după 3 minute, indiferent de conținutul de praf al gazelor, eficiența curățării, viteza gazului etc. Când rezistivitatea cenușii este mare, stratul de cenușă previne încărcările continuu. sosind pe suprafața sa din curgerea pe electrodul împământat. Cu toate acestea, trebuie luat în considerare faptul că, de obicei, pe electrozii colectori există un strat care nu se scutură de 1-2 mm grosime. Grosimea stratului de cenușă depus în 3 minute, chiar și la arderea combustibililor cu conținut ridicat de cenușă, este de 100-200 microni pentru primele câmpuri ale precipitatorului electrostatic. Astfel, mărirea intervalului de agitare de zece ori va crește ușor grosimea totală a stratului. Prin urmare, acest interval poate fi mărit semnificativ. La hidrotransportul de cenuşă la un depozit de cenuşă, etanşările hidraulice continue cu un preaplin deschis sunt de obicei instalate sub buncărele colectorului de cenuşă. În acest caz, nu există dozatoare de cenușă. Prin urmare, atunci când o cantitate mare de cenușă este aruncată simultan în ele, pulpa sau chiar cenușa uscată poate fi aruncată prin trapele deschise ale sigiliului de apă în camera de cenușă. Pentru a calcula intervalul de timp maxim admis între agitare în funcție de condițiile de funcționare a etanșării cu apă, se propune următoarea ecuație:

Aici Cu– concentrația maximă admisă de cenușă în pulpă (500-800 g/l); V– volumul de pastă în garnitura de apă, m3; G– consum de apă pentru etanșarea hidraulică, m 3 /s; F – secțiunea transversală de proiectare a secțiunii precipitatorului electric deasupra buncărului dat, m2; h– gradul mediu de colectare a cenușii; t– interval de timp dintre agitare, s.

În acest caz, perioada de agitare a fiecărui electrod

T =t × P,

Unde n- numărul de electrozi de deasupra acestui buncăr.

S-a propus utilizarea opțiunilor pentru a schimba intervalul de agitare. Testele au arătat că utilizarea unui variator, mărirea intervalului de agitare a electrozilor de colectare ai primului câmp la 30 de minute și a ultimelor câmpuri la 2 ore, a redus cantitatea de cenușă îndepărtată din precipitatorul electrostatic (antrenament secundar) cu aproximativ 1/ 3.

Cantitatea de cenușă emisă în atmosferă depinde, pe lângă eficiența precipitatorului electrostatic, și de ce parte din timpul total de funcționare al unității de putere sunt inoperante câmpurile individuale ale precipitatorului electrostatic. Cel mai adesea, deconectarea câmpurilor apare din cauza problemelor din interiorul carcasei precipitatorului electrostatic, care pot fi eliminate numai atunci când unitatea de alimentare este complet oprită: ruperea firelor electrozilor coroană (cel mai adesea ca urmare a eroziunii electrice), ruperea izolatoarelor și tijelor mecanismului de scuturare, ruperea și blocarea benzilor de scuturare etc.

O examinare a multor precipitatoare electrice de la centralele electrice menajere arată că proiectarea conductelor de alimentare cu gaz și a rețelei perforate la intrarea în precipitatoarele electrice nu asigură uniformitatea necesară a distribuției gazului în dispozitive și secțiunea lor transversală. Acest lucru duce la o scădere generală a eficienței totale a colectării cenușii chiar și în condiții electrice normale ale precipitatorului electrostatic.