Электростатикалық сүзгілер қалай жұмыс істейді: толық инженерлік нұсқаулық

Электростатикалық шөгінділер қалай жұмыс істейді
Электростатикалық сүзгілерді жобалау бойынша нұсқаулық
Толық инженерлік нұсқаулық

Электростатикалық сүзгілер қалай жұмыс істейді: толық инженерлік нұсқаулық

Электростатикалық тұндырғыштар (ЭШТ) электр станцияларында, цемент зауыттарында, болат зауыттарында, қалдықтардан энергия өндіру қондырғыларында, целлюлоза және қағаз фабрикаларында және көптеген өңдеу өнеркәсібінде ең кең таралған ауа ластануын бақылау жүйелерінің бірі болып табылады. Олардың 99%-ден асатын тиімділікпен бөлшектерді кетіру қабілеті оларды қоршаған ортаға сәйкестікке қол жеткізуде және құбыр шығарындыларын азайтуда маңызды құрамдас бөлікке айналдырады.

Электростатикалық сүзгі қалай жұмыс істейтінін түсіну үшін электротехника, газ динамикасы, бөлшектердің зарядтау механизмдері, тәж разряд физикасы және бөлшектерді жинау процестері туралы білім қажет.

Бұл нұсқаулық ESP жұмыс принципінің, негізгі компоненттерінің, жұмыс параметрлерінің, өнімділік есептеулерінің және өнеркәсіптік қолданылуының жан-жақты инженерлік деңгейін түсіндіреді.

Электростатикалық шөгінді дегеніміз не?

Электростатикалық тұндырғыш (ЭШТ) - электростатикалық күштерді пайдаланып газ ағынынан қалқымалы бөлшектерді кетіретін сүзгі құрылғысы.

Сүзгі ортасы арқылы физикалық сүзгілеуге негізделген қапшық сүзгілерінен айырмашылығы, ESP бөлшектерді электрлік зарядтау және қарама-қарсы зарядталған жинау беттеріне тарту арқылы ұстайды.

Әдеттегі жинау тиімділігі:

Бөлшектердің мөлшеріКоллекцияның тиімділігі
>10 мкм>99.9%
2–10 мкм99–99.8%
0,5–2 мкм95–99%
<0,5 мкмТөмен тиімділік аймағы

Неліктен салалар ESP пайдаланады

Негізгі артықшылықтарға мыналар жатады:

  • ✓Өте төмен қысымның төмендеуі
  • ✓Газдың жоғары температурасына төтеп беру мүмкіндігі
  • ✓Төмен пайдалану шығындары
  • ✓Үлкен газ көлемі үшін қолайлы
  • ✓Жоғары жинау тиімділігі
  • ✓Жабдықтың ұзақ қызмет ету мерзімі
  • ✓Үздіксіз жұмыс

ESP-ті жиі қолданатын салаларға мыналар жатады:

  • ✓Жылу электр станциялары
  • ✓Цемент зауыттары
  • ✓Болат зауыттары
  • ✓Агломерациялық өсімдіктер
  • ✓Биомасса электр станциялары
  • ✓Қалдықтарды энергияға айналдыратын зауыттар
  • ✓Тыңайтқыш өсімдіктері
  • ✓Целлюлоза-қағаз өнеркәсібі

ESP жұмысының негізгі принципі

Негізінде, ESP төрт кезеңнен өтеді:

  • ✓Бөлшектерді зарядтау
  • ✓Бөлшектердің миграциясы
  • ✓Бөлшектерді жинау
  • ✓Шаңды кетіру

Процесс шаңмен толтырылған түтін газы ESP камерасына кірген кезде басталады.

ESP жұмысының негізгі принципі
Бөлшектердің зарядталуы және миграциясы
Бөлшектерді жинау және шаңды кетіру

ESP жұмысының негізгі принципі

1-кезең: Корона разрядының пайда болуы

ESP ішіндегі ең маңызды құбылыс - тәждік разряд.

Жоғары вольтты тұрақты ток көзі әдетте мыналарды шығарады:

  • ✓30 кВ-тан 100 кВ-қа дейін
  • ✓Көптеген қолданбалардағы теріс полярлық

Кернеу келесілер арасында қолданылады:

Разряд электродтары

  • ✓Жіңішке сымдар
  • ✓Тік электродтар
  • ✓Қатты мачта электродтары

Электродтарды жинау

  • ✓Жерге қосылған үлкен плиталар
  • ✓Параллель жинау беттері

Жоғары электр өрісі айналадағы газды иондайды.

Кернеу артқан сайын электрондар газ ағынына бөлініп, мынаны тудырады:

  • ✓Теріс иондар
  • ✓Еркін электрондар
  • ✓Иондалған газ молекулалары

Бұл аймақ корона өрісі ретінде белгілі.

2-кезең: Бөлшектерді зарядтау механизмі

Тәж разряды пайда болғаннан кейін, шаң бөлшектері электрлік зарядқа ие болады.

Екі зарядтау механизмі басым:

Далалық зарядтау

Өрістік зарядтау иондар үлкен бөлшектермен соқтығысқан кезде пайда болады.

Тиімді:

  • ✓Бөлшектер > 1 мкм
  • ✓Цемент шаңы
  • ✓Ұшатын күл
  • ✓Әктас шаңы

Бөлшек теріс зарядқа пропорционал болады:

  • ✓Бөлшектердің диаметрі
  • ✓Электр өрісінің кернеулігі
  • ✓Тұру уақыты

Диффузиялық зарядтау

Ультра жұқа бөлшектер үшін диффузиялық зарядтау басым.

Тиімді:

  • ✓Бөлшектер <1 мкм
  • ✓Түтіндер
  • ✓Субмикронды аэрозольдер

Иондардың кездейсоқ қозғалысы бөлшектердің бетінде зарядтың жиналуына әкеледі.

3-кезең: Бөлшектердің миграциясы

Бөлшектер заряд алғаннан кейін электростатикалық күшті сезінеді.

Миграция жылдамдығы келесі формуламен анықталады:

F=qEF = qEF=qE

Қайда:

  • ✓F = Электростатикалық күш
  • ✓q = Бөлшек заряды
  • ✓E = Электр өрісінің қарқындылығы

Бөлшектер жерге қосылған жинаушы пластиналарға қарай жылжиды.

Миграцияға әсер ететін факторлар:

  • ✓Бөлшектердің өлшемі
  • ✓Бөлшектердің кедергісі
  • ✓Газ жылдамдығы
  • ✓Электр өрісінің кернеулігі
  • ✓Бөлшектердің заряд тығыздығы

4-кезең: Бөлшектерді жинау

Бөлшектер жинау табақшаларына жеткенде:

  • ✓Заряд бейтараптандырылған
  • ✓Бөлшек пластина бетіне жабысады
  • ✓Шаң қабаты біртіндеп пайда болады

Бұл жиналған шаң қағу жүйесімен жойылғанша жабысып қалады.

5-кезең: Шаңды сыбырлау арқылы кетіру

Шаңның жиналуына шексіз уақытқа жол беруге болмайды.

Механикалық рэперлер мезгіл-мезгіл соққы береді:

Табаларды жинау

жиналған шаңды шығару үшін.

Разряд электродтары

коронаның жиналуын болдырмау және тұрақтылығын сақтау үшін.

Шаң келесіге түседі:

  • ✓Хоппер жүйелері
  • ✓Күлді өңдеу жүйелері
  • ✓Пневматикалық тасымалдау жүйелері

соңғы жою немесе қайта пайдалану үшін.

Электростатикалық сүзгілердің негізгі компоненттері

Кіріс газын тарату жүйесі

Функциялары:

  • ✓Газ ағынының біркелкі таралуы
  • ✓Турбуленттілікті азайту
  • ✓Бөлшектердің қайта сіңуін азайтыңыз

Құрамдас бөліктер:

  • ✓Айналмалы қалақтар
  • ✓Перфорацияланған экрандар
  • ✓Тарату тақталары

Разряд электродтары

Мақсаты:

  • ✓Корона разрядын тудырыңыз

Түрлері:

  • ✓Сым электродтары
  • ✓Тікенекті сым
  • ✓Қатты мачта
  • ✓Спиральды электродтар

Жинау табақшалары

Мақсаты:

  • ✓Зарядталған бөлшектерді ұстап алу

Әдеттегі аралық:

  • ✓200–400 мм

Материал:

  • ✓Көміртекті болат
  • ✓Коррозияға төзімді қорытпалар

Трансформатор түзеткіші (TR жиынтығы)

Мақсаты:

  • ✓Айнымалы токты жоғары вольтты тұрақты токқа түрлендіру

Әдеттегі шығыс:

  • ✓50–80 кВ
  • ✓Бірнеше жүз миллиампер

Хоппер жүйесі

Мақсаты:

  • ✓Шаң жинау және сақтау

Дизайн ерекшеліктері:

  • ✓Тік қабырға бұрыштары
  • ✓Көпірлерге қарсы шаралар
  • ✓Жылытқыш жүйелері

Құрғақ ESP және дымқыл ESP

Құрғақ ESP

Құрғақ ESP
Құрғақ электростатикалық сүзгі
Құрғақ ESP қолдану

Құрғақ ESP

Қолданбалар:

  • ✓Ұшатын күл
  • ✓Цемент шаңы
  • ✓Әктас шаңы

Артықшылықтары:

  • ✓Төмен пайдалану шығындары
  • ✓Ағынды сулардың пайда болуының алдын алу

Шектеулер:

  • ✓Жабысқақ бөлшектерге арналған тиімділіктің төмендеуі

Ылғал ESP

Ылғал ESP
Ылғал электростатикалық сүзгі
Ылғал ESP қолдану

Ылғал ESP

Қолданбалар:

  • ✓Қышқыл тұман
  • ✓Май тұманы
  • ✓Ұсақ PM шығарындылары

Артықшылықтары:

  • ✓PM2.5-ті тамаша түрде кетіру
  • ✓Қайтадан жатқызу жоқ

Шектеулер:

  • ✓Жоғары техникалық қызмет көрсету
  • ✓Суды тазарту талаптары

Дойч-Андерсон теңдеуі

ESP өнімділігі әдетте Deutsch-Anderson моделін қолдану арқылы бағаланады.

η=1−e−AwQ\eta = 1-e^{-\frac{Aw}{Q}}η=1−e−QAw​

Қайда:

  • ✓η = Жинау тиімділігі
  • ✓A = Жинау аймағы
  • ✓w = Миграция жылдамдығы
  • ✓Q = Газ ағынының жылдамдығы

Бұл теңдеу жинау алаңының үлкендігі және жоғары миграция жылдамдығы тиімділікті неліктен жақсартатынын көрсетеді.

Маңызды дизайн параметрлері

Арнайы жинау аймағы (SCA)

SCA=Жинау аймағыГаз ағыныSCA=\frac{Жинау\ аймағы}{Газ\ ағыны}SCA=Газ ағыныЖинау аймағы​

Типтік мәндер:

ӨнеркәсіпSCA
Цемент60–100 м²/(м³/с)
Электр станциясы100–200 м²/(м³/с)
Болат80–150 м²/(м³/с)

Газ жылдамдығы

Типтік диапазон:

  • ✓1–2 м/с

Жоғары жылдамдық мыналарға әкелуі мүмкін:

  • ✓Қайта жаттықтыру
  • ✓Төмен тиімділік

Бөлшектердің кедергісі

Идеал кедергі диапазоны:

  • ✓10⁷–10¹⁰ Ом-см

Жоғары кедергі мәселелері

Кедергі асып кеткенде:

  • ✓10¹¹ ом-см

Арқадағы корона пайда болуы мүмкін.

Әсерлері:

  • ✓Тиімділіктің төмендеуі
  • ✓Қуатты шектеу
  • ✓Шығарындылардың артуы

Кең таралған:

  • ✓Күкірті аз көмір күлі
  • ✓Кейбір цемент пештерінің шаңдары

Төмен кедергі мәселелері

Кедергі тым төмен болған кезде:

  • ✓Шаң зарядты ұстай алмайды
  • ✓Қайтадан жаттықтыру артады

Нәтиже:

  • ✓Жинау тиімділігінің төмендеуі

ESP қолданбалары салалар бойынша

Электр станциялары

Түсірілімдер:

  • ✓Ұшатын күл
  • ✓Жанбаған көміртегі
  • ✓Қазандық бөлшектері

Әдеттегі тиімділік:

  • ✓99.5–99.9%

Цемент зауыттары

Қолданбалар:

  • ✓Пештің шығатын түтігі
  • ✓Шикі диірмен газдары
  • ✓Клинкер салқындатқыш газдары

Болат зауыттары

Қолданбалар:

  • ✓Агломерациялық өсімдіктер
  • ✓Домна пештері
  • ✓BOF жүйелері

Қалдықтарды энергияға айналдыратын зауыттар

Қолданбалар:

  • ✓Жану бөлшектерін кетіру
  • ✓Қышқыл тұманды бақылау (Ылғалды ESP)

Жалпы операциялық мәселелер

Ұшқын жылдамдығының артуы

Себептері:

  • ✓Шаңның жиналуы
  • ✓Жоғары ылғалдылық
  • ✓Электр ақаулары

Артқа қарай Корона

Себептері:

  • ✓Жоғары кедергілі күл

Шешімі:

  • ✓Газбен баптау
  • ✓SO₃ инъекциясы

Қайта жиналған шаң

Себептері:

  • ✓Агрессивті рэп
  • ✓Газдың жоғары жылдамдығы

Хопперді жалғау

Себептері:

  • ✓Бункердің нашар жылытылуы
  • ✓Жабысқақ шаң

ESP және пакет сүзгісі

ПараметрESPСөмке сүзгісі
Қысымның төмендеуіӨте төменОрташа
Энергияны тұтынуТөменгіЖоғары
Ұсақ бөлшектерді ұстап алуЖақсыӨте жақсы
Температураны өңдеуӨте жақсыБАҚ арқылы шектелген
Техникалық қызмет көрсетуТөменгіЖоғары
ІзҮлкенірекКішірек
PM шығарындыларының мүмкіндігіЖақсыӨте жақсы

ESP технологиясындағы болашақ үрдістер

Жаңадан пайда болып жатқан әзірлемелерге мыналар жатады:

  • ✓Ақылды TR контроллерлері
  • ✓Жасанды интеллект негізіндегі оңтайландыру
  • ✓Гибридті ESP-Baghouse жүйелері
  • ✓Кеңейтілген рэп басқару элементтері
  • ✓Сандық өнімділікті бақылау
  • ✓Болжамды техникалық қызмет көрсету жүйелері

Бұл технологиялар тиімділікті арттыруға, энергия тұтынуды азайтуға және шығарындылар нормаларын қатаң сақтауға мүмкіндік береді.

Жиі қойылатын сұрақтар (ЖҚС)

Электростатикалық сүзгі қалай жұмыс істейді?

ESP жоғары вольтты электр өрісін пайдаланып ауадағы шаң бөлшектерін зарядтайды және оларды жерге қосылған жинау пластиналарына тартады, сол жерде олар ұсталып, жойылады.

ESP тиімділігі қандай?

Қазіргі заманғы ESP бөлшектердің сипаттамалары мен жобалау параметрлеріне байланысты 99% және 99.9% аралығындағы тиімділікке қол жеткізеді.

Құрғақ ESP мен дымқыл ESP арасындағы айырмашылық неде?

Құрғақ ESP ұшатын күл сияқты құрғақ бөлшектерді жинайды, ал дымқыл ESP үздіксіз жуылатын жинау беттерін пайдаланып ұсақ бөлшектерді, аэрозольдерді және қышқыл тұмандарын кетіреді.

ESP-терді қай салалар пайдаланады?

Электр энергиясын өндіру, цемент, болат, тау-кен өндірісі, целлюлоза және қағаз, қалдықтардан энергия өндіру және химиялық өңдеу салалары.

ESP заманауи шығарындылар нормаларына сәйкес келе ме?

Иә. Дұрыс жобаланған және күтіп ұсталған ESP бөлшектер шығарындыларының қатаң шектеулеріне қол жеткізе алады. Дегенмен, көптеген зауыттар шығыс шығарындыларын азайту қажет болған кезде гибридті жүйелерге немесе сүзгілерге ауысады.

Қорытынды

Электростатикалық шөгінділер ірі көлемді бөлшектерді бақылаудың ең тиімді және үнемді технологияларының бірі болып қала береді. Тәж разрядтауын, бөлшектерді зарядтауды, миграцияны және жинау механизмдерін пайдалану арқылы ESP жыл сайын миллиондаған тонна өнеркәсіптік бөлшектер шығарындыларын жоя алады. ESP жұмысының электрлік, механикалық және технологиялық принциптерін түсіну зауыт инженерлеріне өнімділікті оңтайландыруға, сәйкестікті жақсартуға және жабдықтың қызмет ету мерзімін ұзартуға көмектеседі.

Техникалық сүзгілеу туралы түсініктерге жазылыңыз

Соңғы жаңалықтардан хабардар болып отырыңыз:

  • ✓Электростатикалық шөгінділер (ЭШТ)
  • ✓Сөмке сүзгілері
  • ✓Гибридті сүзу жүйелері
  • ✓Шығарындыларға сәйкестік технологиялары
  • ✓Өнеркәсіптік шаңды бақылау инженериясы

APC бойынша сараптамалық түсініктер мен инженерлік нұсқаулықтар алу үшін біздің ақпараттық бюллетеньге жазылыңыз.

Ішкі сілтеме ұсынысы: Өнеркәсіптік шаңға қарсы нұсқаулық
Сыртқы CTA: ESP жаңартулары, жаңғырту және шығарындыларды азайту шешімдері үшін Intensiv Filter Himenviro компаниясына хабарласыңыз.

ІС-ШАРАЛАРДЫҢ СІЛТЕМЕСІ ОСЫ ЖЕРДЕ