Практическая работа 3
Расчет электрофильтра
Цель работы:
1
2
Изучение устройства и принципа работы электрофильтра
Расчет необходимой площади осадительных электродов
подобрать фильтр по каталогу
Теоретическая часть
Промышленные газы (а также воздух) очищают от взвешенных в них частиц
осаждением под действием силы тяжести, осаждением под действием
центробежных, электрических и других сил; фильтрованием, промыванием (мокрая
очистка).
Электроочистка применяется для выделения мелкой пыли из газовых потоков,
которую нельзя осадить другими способами. Электрическая очистка основана на
ионизации молекул газа электрическим разрядом. Запыленный газ пропускается
через неоднородное электрическое поле, образованное двумя электродами, к
которым подведен постоянный электрический ток высокого напряжения (3500070000 В). Катод обычно выполняют в виде проволоки, а анод в виде трубы или
пластин.
Расстояние между электродами составляет 100-200 мм. При такой форме
электродов образуется неоднородное электрическое поле, поскольку поверхность
катода значительно меньше поверхности анода. Катода имеет место сгущение
силовых линий и образуется ионизированный слой газа. Внешним признаком
ионизации является свечение слоя газа или образование «короны» у катода. Поток
электронов направляется к аноду, по пути сталкиваясь и оседая на встречных
частицах пыли, заряжает их. Частицы, получившие отрицательный заряд,
перемещаются к аноду и оседают на нем . При возникновении «короны»
образуются ионы обоих знаков и свободные электроны. Под действием
электрического поля положительные ионы движутся к коронирующему электроду
- катоду и нейтрализуются на нем. Достигается высокая степень очистки 95-99%.
Скорость газа в трубчатых электрофильтрах составляет 0,75-1,5 м/с, в
пластинчатых 0,5-1,0 м/с.
3 Ход работы
3.1. Устройство трубчатого электрофильтра Расчет необходимой площади
осадительных электродов трубчатых электрофильтров.
Трубчатый электрофильтр представляет собой камеру, в которой расположены
осадительные электроды, выполненные из труб диаметром 150-300 мм и длиной 34 м. По оси труб натянуты коронирующие электроды, которые подвешены к раме
6, опирающиеся на изоляторы. Для предотвращения колебаний электроды
соединены с рамой. Загрязненный газ через газоход попадает под решетку 10 и
равномерно распределяется по трубам. Пройдя электрическое поле,
газ очищается и выходит через газоход камеры 5. Взвешенные частицы
осаждаются на внутренней поверхности труб и периодически удаляются.
Рис.1 – Схема трубчатого электрофильтра
3.1.1 Расчет необходимой площади осадительных электродов трубчатых
электрофильтров.
Таблица 1 – варианты заданий для расчета
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
вар.
V,
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11
3
м /с
0,03 0,05 0,07 0,09 0,17 0,19 0,20 0,20 0,22 0,24
L,
м
3.1.2 Удельная поверхность осаждения
2*L
f = -------r*v
где: - f - удельная поверхность осаждения;
- L - длина электрода
- r – радиус электрода
- v – скорость газа в аппарате
S
f = -----V
где: S – площадь осадительного электрода
V - объемный расход газа,
Отсюда:
S=f*V
Следовательно :
11
12
13
14
12
13
14
15
0,25
0,27 0,29
0,30
2*L
S = -------- * V ;
r*v
(м2)
Например:
2*L
S = -------- * V = 2 * 15.10-2/ / 0,040 * 5 = 22,5 м2
r*v
3.2 Устройство пластинчатого электрофильтра
Рис.2 – Схема пластинчатого электрофильтра
Между параллельными поверхностями осадительных электродов подвешены
коронирующие электроды из нихромовой проволоки. Сверху коронирующие
электроды подвешены к раме 5, а снизу соединены рамой 4. Газ по газоходу
подается под распределительную решетку , поднимается вверх между
параллельными листами осадительных электродов и, очищенный, удаляется через
выходной газоход. Частицы пыли или тумана отделяются в электрическом поле от
газа и оседают на поверхности осадительных электродов. Пыль удаляется
периодически.
3.2.1 Расчет необходимой площади осадительных электродов пластинчатых
электрофильтров.
Таблица 2 – Варианты заданий для расчета
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
вар.
V,
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11
3
м /с
0,03 0,05 0,07 0,09 0,17 0,19 0,20 0,20 0,22 0,24
L,
м
20
30
15
25
35
40
20
30
15
25
h,
мм
11
12
13
14
12
13
14
15
0,25
0,27
0,29
0,30
35
40
10
20
3.2.2 Удельная поверхность осаждения
L
f = -------h* v
где: L – длина электрода, м
h – расстояние между электродами, мм
v - скорость газа, м3/с
площадь осаждения:
S=f*V
Следовательно площадь осаждения: (например)
L
S = -------- * V = (15.10-2 / 0,02 * 3 ) * 15 = 37,5 м2
h *v
4 Рекомендации по оформлению отчета
Отчет по практической работе оформляется в соответствии с едиными
требованиями, принятыми в колледже. Отчет должен содержать:
- вид работы
- название работы;
- цель работы;
- задание;
- ход выполнения работы:
в ходе работы зарисовать и описать устройство трубчатого и пластинчатого
электрофильтров, затем произвести расчеты.
- вывод:
в выводе указать, что является движущей силой данного процесса
разделения неоднородных систем; какова степень очистки электрофильтров,
каковы площади осаждения данных электрофильтров.
По полученным данным площади осаждения подобрать по каталогам
необходимый электрофльтр.
Литература
1 Баранов, Д.А. Процессы и аппараты химической технологии [Электронный
ресурс] : учебное пособие / Д.А. Баранов.- Электрон. дан. -Санкт-Петербург:Лань,
2018 — 408 с.
Дополнительная литература
2.Игнатенков, В. И. Теоретические основы химической технологии : учеб.
пособие для СПО / В. И. Игнатенков.— 2-е изд. — М. : Издательство Юрайт,
2019
3. Павлов К.Ф, Романков П.Г. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов
химической технологии. -Л.: Химия.1987.
4. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии. –
Л.: - Химия, 1991
