4.2. Обзор методов расчета электрофильтров

При проектировании новых установок электрической очистки газов и при реконструкции устаревших электрофильтров требуется обеспечить требуемые санитарные нормы выбросов частиц из электрофильтра. Для этого необходимо определить параметры электрофильтра, т.е. его активное сечение, активную длину, высоту, тип электродов и целый ряд других величин.

Теория расчета процессов электрогазоочистки отстает от практических разработок. Одной из первых зависимостей для расчёта степени очистки газа электрофильтром, по – видимому, является степенная формула, предложенная Андерсеном в 1919 г.

, (4.1)

где – постоянная электрофильтра; – длина активной зоны электрофильтра;

– скорость газов в активной зоне электрофильтра.

Эта формула не нашла широкого применения, т.к. постоянная электрофильтра не могла отражать ни особенности конструкции, ни разнообразие технологических условий работы электрофильтра.

Теоретически формула для определения степени очистки газа электрофильтром была выведена Дейчем в 1922 г.

(4.2)

где - скорость дрейфа частиц, – длина активной зоны электрофильтра,

– межэлектродное расстояние, – скорость газов в электрофильтре

При выводе этой формулы были приняты следующие допущения:

Равномерный профиль концентрации пыли;
Отсутствие уноса пыли;
Постоянство скорости дрейфа по длине электрофильтра;
Частицы пыли монодисперсны;
Течение газа ламинарное;
Скорость газового потока по сечению постоянна.

В 1956 г. это уравнение было уточнено Роузом и Вудом и может быть записано следующим образом:

где – площадь осаждения электрофильтра; – количество очищаемых газов.

Считается, что в электрофильтре происходит интенсивное турбулентное перемешивание газового потока в связи с высоким значением числа и в результате действия электрического ветра. Скорость дрейфа заряженных частиц быстро достигает предельной величины. С учетом закона Стокса она может быть вычислена по формуле:

где – диэлектрическая постоянная; – диаметр частицы ( при d > 1 мкм );

– вязкость газа;

С помощью уравнений (4.2), (4.4) и (4.5) Можно рассчитать эффективность осаждения частиц разных диаметров. Стейерменд, сравнив рассчитанные и опытные результаты (Рис. 4.4), пришел к выводу, что эти уравнения могут служить только для учета изменений в работе данной установки, но не могут быть основной для расчета новых конструкций.

Рис. 4.4. Кривые фракционной эффективности электрофильтра.

1 – экспериментальная кривая; 2 – теоретическая кривая

Практический интерес представляет приближенный расчет электрофильтра, предложенный В. Н. Ужовым в его книге. Пример расчета выполнен для двухпольного электрофильтра сушильного барабана от пыли сырья при производстве цемента.

Исходные данные: