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河北恒興環(huán)保設(shè)備有限公司
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更新時間:2022-08-02 15:50:31瀏覽次數(shù):211次
聯(lián)系我時,請告知來自 環(huán)保在線電捕焦油器具有捕焦油、阻力損失小、氣體處理量大等特點.不僅可后續(xù)工序?qū)怏w質(zhì)量的要..
一、恒興環(huán)保電捕焦油器的工作原理
電捕焦油器具有捕焦油、阻力損失小、氣體處理量大等特點.不僅可后續(xù)工序?qū)怏w質(zhì)量的要求.提高產(chǎn)品回收率,而且可明顯操作環(huán)境。在化工、焦化、城市煤氣、建材、冶金、陶瓷等工業(yè)企業(yè)中廣泛的應(yīng)用。 我公司設(shè)計中所采用結(jié)構(gòu)形式有同心圓式、管式和蜂窩式等三種.無論哪種結(jié)構(gòu),其工作原理均可簡化為圖1,即在金屬導(dǎo)線與金屬管壁〔或極板〕間施加高壓直流電,以維持足以使氣體產(chǎn)生電離的電場,使陰陽極之間形成電暈區(qū)。按電場理論, 正離子吸附于帶負(fù)電的電暈極,負(fù)離子吸附于帶正電的沉淀極;所有被電離的正負(fù)離子均充滿電暈極與沉淀極之間的整個空間。當(dāng)含焦油霧滴等雜質(zhì)的氣體通過該電場時,吸附了負(fù)離子和電子的雜質(zhì)在電場庫倫力的作用下,移動到沉淀極后釋放出所帶電荷,并吸附于沉淀極上,從而達(dá)到凈化氣體的目的,通常稱為荷電現(xiàn)象。當(dāng)吸附于沉淀極上的雜質(zhì)量增加到大于其附著力時,會自動向下流趟,從電捕焦油器底部排出,凈氣體則從電捕焦油器上部離開并進(jìn)入下道工序。
二、的捕集機理
2.1 氣體的放電過程 在通常情況下氣體是不導(dǎo)電的,但在高壓電場的作用下氣體內(nèi)部的電子便會獲得足夠的能量成為自由電子而導(dǎo)電,被稱為自發(fā)性電離現(xiàn)象。氣體的自發(fā)性電離是建立在非均勻性電場中。在均勻性電場中,隨著電壓的增加,只要其間任何一點發(fā)生電離,兩極間將立即充滿帶電離子,整個空間的氣體被擊穿。此時電流急劇增加而形成火花放電。而在非均勻性電場中,電場強度則隨兩極間的距離增大而下降.圖2示出了氣體的電離曲線。
如圖2所示,在OA段,氣體僅借助于自身存在的少量自由電子導(dǎo)電,隨著電壓的升高,電流也逐漸加大,即自由電子的數(shù)量隨著電壓的升高而逐漸增加。當(dāng)電壓到達(dá)A’點時.電流已達(dá)到飽和,不再增加,這時的電流稱飽和電流,此時,氣體的導(dǎo)電能力只取決于氣體中的離子與電子數(shù),與電場強度無關(guān)。當(dāng)電壓升至B‘點時.自由電子獲得足夠的能量,碰撞中性分子使其電離,并開始由離子輸送電流,該點的電壓稱為臨界電離電壓。 隨著電壓的繼續(xù)升高,電場強度也逐漸增大,在圖2曲線的BC段,氣體主要靠陰離子導(dǎo)電,這是因為陰離子的遷移率耍比陽離子大,離子在單位場強中的運動速率即為離子的遷移率。 當(dāng)電壓升高到C′點時.電場中不斷產(chǎn)生新的離子,這時正負(fù)離子均參與導(dǎo)電.即出現(xiàn)“電子雪崩"現(xiàn)象。此時,在電暈極周圍的小區(qū)域內(nèi),在黑暗環(huán)境下可觀察到淡蘭色的光點.還可聽到咝咝聲和噼啪的爆裂聲。這些蘭色的光點或光環(huán)就是電暈.故該段稱為電暈放電段.電離過程稱為電暈電離過程,此時通過氣體的電流稱為電暈電流,電捕焦油器就是利用電暈放電段工作的。 ‘ 對于開始產(chǎn)生電暈的電壓(即C′點)稱為臨界電暈電壓,兩極的電場強度為臨界電場強度,兩極間產(chǎn)生的電流叫電暈電流。在電暈區(qū)內(nèi)的陽離子立即被電暈極吸引而失去電荷.而陰離子則受電暈極的排斥驅(qū)向沉淀極。 隨著電壓的增大,電暈區(qū)也隨之?dāng)U大,當(dāng)電壓上升到D′點時,兩極間產(chǎn)生火花,甚至產(chǎn)生電弧,氣體被擊穿.該點電壓稱為火花放電電壓。火花放電時.電壓急劇下降,同時在極短的時間內(nèi)兩極間通過大量電流,這種現(xiàn)象在工程中應(yīng)盡可能避免發(fā)生。氣體被擊穿的范圍一般于距電暈極表面2—3mm的距離內(nèi)。在這個區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生電暈有利于提高焦油的捕集效果。電暈區(qū)外的空間被稱為電暈外區(qū),不應(yīng)該有任何擊穿現(xiàn)象發(fā)生。
2.2工業(yè)中的選擇 根據(jù)供電極性的不同,電暈有陰電暈和陽電暈之分。在工業(yè)生產(chǎn)中,大多采用陰電暈,因為在相同的條件下,陰電暈可以獲得比陽電暈高的電流,而且其閃絡(luò)電壓也遠(yuǎn)比陽電暈放電要高。
2。 3影響電捕性能的主要因素 由于影響電捕焦油器操作性能的因素很多,選型時請告知粉塵與霧滴的密度、粘度、比電阻、氣體溫度、壓力、濕度、流速與雜濃度等。
2.4場強分析
(1)當(dāng)輸人電壓低于臨界電壓U。時,場強散度為0,即divE=0。同時,場強為電壓的梯度,即E=gradU。這是矢量場散度,它等于LaPlace算子△u,解此方程并確定積分常數(shù),可按下式求得靜電場的場強變化: E= (UB—UA)/(R·lnRB/RA)式中: R—距電暈極的中心距 RA—電暈極半徑 RB一沉淀極半徑, UA、UB—RA、RB處的電勢 可見,靜電場的場強分布與距電暈極的中心距離成雙曲線因數(shù)變化,見圖3曲線A。
(2)當(dāng)升至臨界電暈電壓而開始電暈放電時.則出divE=4πρ,見圖3曲線B。由于離子空間的電荷效應(yīng).使距電暈線的距離R較大處的場強E比曲線A大,因而場強的分布趨于均勻。當(dāng)電暈電流很大或離子遷移率K很小和R足夠大時,可解微分方程divE=4πρ得:
E—√2i/K(V/m) (2)
K一離子遷移率
i一電暈線的比電流
解上式積分。并令i=o。即臨界電暈電壓為
Uo=RaEOln(RB/RA)并解出
i=ZK(U—U。)U/R2bln(RB/RA) (3)
(3)當(dāng)電捕焦油器中帶有焦油霧滴的煤氣通過時,霧滴吸附了離子而帶電,并使空間的電荷密度增大,由于帶電霧滴遷移率較小,形成的空間荷電效應(yīng),電場分布趨于均勻。
當(dāng)R足夠大時,場強為:
E=√i(1十2/3DS。r)/iλE。K (4)
相當(dāng)于圖3中曲線C在工業(yè)生產(chǎn)中。為防止產(chǎn)生電暈阻止效應(yīng)和電暈閉塞現(xiàn)象發(fā)生.一般都采用圖3中曲線B的模式控制生產(chǎn)。
(4)塵粒的驅(qū)進(jìn)速率。在電揚中,荷電塵粒主要受電場力作用而驅(qū)向沉淀極;實際上荷電塵粒受重力、庫倫力、慣性力和介質(zhì)阻力等四種力的作用。由于重力和慣性力很小,可忽略不計。在正常情況下,塵粒在電場作等速運動,這個速度稱塵粒的驅(qū)動速率,此時庫倫力和介質(zhì)阻力平衡,即Fc=F。。對于焦油霧滴,顆
粒均大于5μ,主要是碰撞荷電作用,因而
w=0.11δE2/η(m/s) (5)
式中:
δ一塵粒半徑,m
η一介質(zhì)粘度.Pa·s
(5)效率。電捕焦油器的捕集效率和電場強度有關(guān),當(dāng)電捕焦油器結(jié)構(gòu)決定后,效率取決于荷電的驅(qū)進(jìn)速率和處理量.其效率可按下式計算:
η=1-e-Av/θ (6)
式中:
A一極板面積,m2
θ—煙氣量,m3/s
w一塵粒驅(qū)進(jìn)速率.m/s
三、電捕焦油的結(jié)構(gòu)分析
三種結(jié)構(gòu)的電捕焦油器均由殼體、沉淀極、電暈極、上下吊架、氣體再分布板、蒸汽吹洗管、絕緣箱和饋電箱等部件組成,其主要區(qū)別是沉淀極的形式、電暈極的排布方式、絕緣箱和饋電箱.三種電捕焦油器的結(jié)構(gòu)比較
(1)同心圓電捕焦油器。它由數(shù)個不同直徑的鋼板圓筒組成,以同一垂直軸為圓心,并以同一間距套在一起而組成沉淀極。由于電暈極之間的同性相斥.會使電場出現(xiàn)空位小空洞,即場強洞穴。易造成氣體在洞穴中短路流失,降低捕集效果,同時,同心圓電捕焦油器的制造精度要求高、安裝調(diào)試極為嚴(yán)格,在制造、安裝和運輸中較易使同心度、水平度和垂直度產(chǎn)生變化,均會造成陰陽極之間或其它部件間產(chǎn)生放電現(xiàn)象,難以達(dá)到要求的電壓,直接影響焦油的捕集效率,還易使電瓷瓶擊穿毀壞。因場強的電壓變化值為400V/mm,所以,陰陽極間即使出現(xiàn)1mm的偏差,其場強電壓的變化值可高達(dá)400V。同心圓電捕焦油器具有流通面積大、氣體流速低和耗鋼材少等優(yōu)點。
(2)管式電捕焦油器。由于鋼管與電暈線單獨組成電場,其場強電壓取 決于鋼管的半徑,其值為400R。由于管式電捕焦油器在每個管截面內(nèi)形成等極間距電場,而管與管之間則是空位,由管板盲區(qū)堵住這些空穴,這就降低了圓筒內(nèi)空間的利用率,減少了凈化通道的截面積。這種型式的電捕焦油器的鋼材耗量較大,但由于具有制造容易、等極間距電場、材料易得和安裝調(diào)試比較方便等優(yōu)點。廣泛應(yīng)用于大中型氣體凈化廠。
(3) 蜂窩式電捕焦油器。蜂窩式與管式的結(jié)構(gòu)相同,是將通道截面由圓形改為正六邊形。兩個相鄰正六邊形共用一條邊,即靠中間的正六邊形的六條邊均被包圍它的六個正六邊形所共用。用2~3mm的鋼板制成的蜂窩板即可滿足工藝和機械強度的要求。由于蜂窩式電捕焦油器具有結(jié)構(gòu)緊湊合理、沒有電場空穴、空間利用率高、重量輕、耗鋼材少和捕集特性好等優(yōu)點,但存在制造難度大.在運輸安裝過程中易產(chǎn)生誤差等缺點。隨著設(shè)備制造工藝水平的提高,蜂窩式電捕焦油器的優(yōu)點會越來越受到人們的重視,必將逐步取代同心圓式和管式電捕焦油器。
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