Типи і конструкції електрофільтрів

Широке використання електрофільтрів в різних галузях промисло-вості привело до створення різних типів і конструкцій апаратів.

За розміщенням зон зарядки і осаджування електрофільтри поді-ляються на однозонні та двозонні. В однозонних (рис. 4.3) зони зарядки і осадження суміщені, а в двозонних (рис. 4.4) зарядження проходить в іонізаторі, а осаджування – в осаджувачі.

Двозонні апарати отримали деяке розповсюдження для очищення повітря, яке надходить в лабораторії і цехи, вміст пилу в яких суворо регламентується.

Залежно від напряму газів в активній зоні фільтри поділяються на вертикальні та горизонтальні.

За способом видалення осаджених на електродах частинок розрізнюють сухі та мокрі електрофільтри. В сухих електрофільтрах частинки, які осіли на електродах, видаляються за допомогою струшування, а в мокрих – змиваються водою.

Залежно від числа послідовно розташованих систем електродів бувають одно-, дво-, три- і чотирипорожнинні електрофільтри, а залежно від числа паралельно розташованих систем – одно-, дво- і трисекційні. Секції можуть бути розділені глухою перегородкою або тільки на електронних полях. На рис. 4.3 зображений двопорожнинний односекційний електрофільтр.

Рисунок 4.3 – Конструктивна схема однозонного двопорожнинного

електрофільтра:

1 – корпус; 2 – газорозподільна решітка; 3 – система коронувальних електродів; 4 – осадові електроди

Найрозповсюдженим типом сухих електрофільтрів є багатопорожнинний горизонтальний електрофільтр. Наявність декількох послідовних полів поліпшує умови вловлювання частинок через можливість диференціації електричного режиму і режиму струшування електродів на полях.

Вертикальні електрофільтри в більшості є однопорожнинними, що значно обмежує їх застосування для сухого пиловловлювання через низьку ефективність.

Мокрі електрофільтри виконують вертикальними одно-порожнинними або горизонтальними багатопорожнинними.

Електрофільтраційна установка (рис. 4.5) складається з власне елек-трофільтра 7, агрегатів живлення (1, 2 і 3) і систем видалення пилу чи шлаку. До агрегатів живлення відносяться регулятор напруги, підви-щувальний трансформатор і високовольтний випрямляч. Оскільки ефективність електрофільтра тим вища, чим ближча робоча напруга до пробивної, для забезпечення оптимального режиму апарата необхідно регулювати напругу на електродах, підтримуючи її на максимально високому рівні. Пробивна напруга в електрофільтрі залежить від багатьох факторів (кількості очищуваних газів, їх температури, густини і вологості, концентрації частинок в газах, наявності шару пилу на електродах тощо), і тому коливається в значних межах, особливо в сухих електрофільтрах. В зв’язку з цим швидкість і спосіб регулювання напруги чи струму та ступінь автоматизації цього процесу мають першорядне значення.

Рисунок 4.4 – Конструктивна схема двозонного електрофільтра:

1– корпус; 2 – іонізатор; 3 – електроди іонізатора; 4 – осаджувач; 5 – осадові електроди; 6 – коронувальні електроди

Ступінь очищення в електрофільтрі значно залежить від способу і режиму регенерації електродів. В сухих електрофільтрах для видалення пилу з осадових і коронувальних електродів застосовується ударно-молоткова, пружинно-кулачкова, магнітно-імпульсна і вібраційна системи струшування. Для видалення осаджених твердих частинок в мокрих електрофільтрах застосовується періодичне або безперервне промивання електродів поданням на електроди необхідної кількості промивної рідини, яка змиває осаджений пил.

В промисловості використовують декілька типових конструкцій сухих і мокрих електрофільтрів, які застосовуються для очищення технологічних викидів. В таблиці 4.1 наведені основні технічні характеристики деяких сухих електрофільтрів.

Електрофільтри серії УГ – уніфіковані горизонтальні сухі загально-промислового призначення. Випускаються трьох габаритів залежно від активної висоти поля:

- УГ1 з активною висотою поля 4,2 м;

- УГ2 з активною висотою поля 7,5 м;

- УГ3 а активною висотою поля 12,2 м.

Рисунок 4.5 – Схема електрофільтраційної установки:

1 – регулятор напруги; 2 – підвищувальний трансформатор;

3 – високовольтний випрямляч; 4 – високовольтний, кабель;

5 – заземлення; 6 – ізолятор; 7 – електрофільтр; 8 – осадовий електрод; 9 – коронувальний електрод

Електрофільтри першого і другого габаритів мають активну довжину поля 2,5 м, а електрофільтри третього габариту – 4 м.

Електрофільтри першого габариту випускаються дво- і трипорожнинними, а другого і третього – три- і чотирипорожнинними.

Осадові електроди в електрофільтрах УГ з профільованих тонкостінних широкосмугових елементів відкритого профілю з нижнім молотковим струшуванням.

Коронувальні електроди – рамної конструкції, з боковим підвішуванням на кварцових опорно-прохідних ізоляторах і молотковим струшуванням. Елементи коронувальних електродів голчасті, з стальної штаби з виштампованим вістрям.

Корпуси електрофільтрів УГ розраховані на роботу при розрідженні до 3000...4000 Па і заповненні бункерів пилом з насипною масою до 1500 кг/м³.

Електрофільтри серії ЕГА – горизонтальні модифікації А, виготов-ляються в широкому діапазоні типорозмірів з уніфікованими вузлами, що дозволяє забезпечити найкращі техніко-економічні показники установок електрогазоочищення.

Електродна система складена з широкосмугових (ширина елементу 640 мм) елементів відкритого профілю і рамних коронувальних електродів з голчастими елементами. Відстань між однойменними електродами

300 мм. Електрофільтри з числом проходів від 10 до 40 – односекційні, від 48 до 88 – двосекційні.

Умовне позначення типорозміру електрофільтра: Е – електрофільтр; Г – горизонтальний; А – модифікація; числа після букв означають: перше – кількість секцій; друге – число газових проходів; третє – номінальна висота електродів, м; четверте – кількість елементів в осадовому електроді; п’яте – кількість електричних полів по довжині електрофільтра.

Електрофільтри серії УВ – уніфіковані вертикальні пластинкові сухі для очищення газів при температурі до 250°С. Мають одне поле активною довжиною 7,4 м і розділені на 1...3 секції.

Основні конструктивні елементи електрофільтрів серії УВ, в тому числі профіль і розміри елементів осадових електродів, коронувальні електроди, вузли механізмів струшування уніфіковані з відповідними елементами електрофільтрів серії УГ.

Електрофільтри серії УВВ – уніфіковані вертикальні пластинкові сухі електрофільтри для вловлювання з газів вугільного пилу при температурі до 130°С. Особливістю електрофільтрів серії УВВ є те, що через можливе виникнення вибухонебезпеки при накопиченні вугільного пилу корпуси електрофільтрів виконані у вигляді шахти, відкритої в атмосферу. Це запобігає зруйнуванню корпусу при вибухах або спалахах.

Основні технічні характеристики мокрих електрофільтрів наведені в таблиці 4.2.

Електрофільтри типу С і ПГ – однопорожнинні вертикальні трубчасті електрофільтри в циліндричному корпусі, розраховані на роботу під тиском до 0,03 МПа при температурі до 60°С.

Електрофільтри типу С призначені для вловлювання смоли з газів коксохімічних виробництв і генераторних газів, а електрофільтри типу ПГ – для вловлювання смоли і пилу з генераторних газів або для аналогічних умов.

Осадові електроди виготовляються з стальних труб внутрішнім діаметром від 250 до 260 мм, коронувальні електроди – з ніхромового дроту діаметром 3 мм.

Система коронувальних електродів підвішується до корпусу на тарілчастих фарфорових ізоляторах, розташованих в обігрівних коробках, струмопідвід в електрофільтр виконаний за допомогою спеціальних про-хідних ізоляторів. Електрофільтри типу ПГ забезпечені системою періодичного промивання, яка складається з колектора з форсунками, розташованого над активною зоною. В електрофільтрах типу С ця система непередбачена, тому що вловлювана смола стікає з електродів самостійно.

Таблиця 4.1 – Основні технічні характеристики сухих електрофільтрів серії УГ [42]

Продовження таблиці 4.1

Електрофільтри типу ШМК – вертикальні, однопорожнинні, з шестигранними трубчастими осаджувальними електродами, призначені для очищення пічного газу контактного відділення у виробництві сірчаної кислоти від туману сірчаної кислоти, оксидів арсену і селену. Апарати розраховані на розрідження до 6 кПа і температуру до 50°С.

Система осадових електродів – пакет виконаних у вигляді сот свинцевих шестигранників, підвішених верхньою частиною до освинцьованої трубної решітки. Коронувальний електрод – освинцьований стальний дріт. Система коронувальних електродів підвішується на фарфорових ізоляторах. Корпус електрофільтра стальний, циліндричний, з кислотостійкою футеровкою.

Таблиця 4.2 – Технічні характеристики трубчастих мокрих електрофільтрів