इलेक्ट्रिक गॅस क्लीनिंग - इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रीसिपिटेटरच्या ऑपरेशनचा भौतिक आधार

जर तुम्ही मजबूत विद्युत क्षेत्राच्या क्रियेच्या क्षेत्रातून धूळयुक्त वायू पास केला तर सैद्धांतिकदृष्ट्या धूळ कण इलेक्ट्रिक चार्ज घ्या आणि वेग वाढण्यास सुरवात करेल, विद्युत क्षेत्राच्या बलाच्या रेषेने इलेक्ट्रोड्सकडे फिरेल, त्यानंतर त्यांच्यावर जमा होईल.

तथापि, एकसमान विद्युत क्षेत्राच्या परिस्थितीत, वस्तुमान आयनांच्या निर्मितीसह प्रभाव आयनीकरण प्राप्त करणे शक्य होणार नाही, कारण या प्रकरणात इलेक्ट्रोड्समधील अंतर निश्चितपणे नष्ट होईल.

परंतु जर विद्युत क्षेत्र एकसमान नसलेले असेल, तर प्रभाव आयनीकरणामुळे अंतराचे विघटन होणार नाही. हे प्राप्त केले जाऊ शकते, उदाहरणार्थ, अर्ज करून पोकळ दंडगोलाकार कॅपेसिटर, मध्यवर्ती इलेक्ट्रोड जवळ, ज्यावर विद्युत क्षेत्राचा ताण E बाह्य दंडगोलाकार इलेक्ट्रोडच्या जवळ जास्त असेल.

मध्यवर्ती इलेक्ट्रोडच्या जवळ, विद्युत क्षेत्राची ताकद जास्तीत जास्त असेल, त्यापासून बाहेरील इलेक्ट्रोडकडे जाताना, शक्ती E प्रथम द्रुत आणि लक्षणीयरीत्या कमी होईल, आणि नंतर कमी होत राहील, परंतु अधिक हळूहळू.

इलेक्ट्रोड्सवर लागू होणारा व्होल्टेज वाढवून, आम्ही प्रथम स्थिर संपृक्तता प्रवाह प्राप्त करतो आणि व्होल्टेज आणखी वाढवून, आम्ही मध्यवर्ती इलेक्ट्रोडवरील विद्युत क्षेत्राच्या सामर्थ्यामध्ये गंभीर मूल्यापर्यंत वाढ आणि शॉकची सुरूवात पाहण्यास सक्षम होऊ. त्याच्या जवळ ionization.

जसजसे व्होल्टेज आणखी वाढले जाईल, तसतसे प्रभाव आयनीकरण सिलेंडरमधील वाढत्या मोठ्या क्षेत्रावर पसरेल आणि इलेक्ट्रोडमधील अंतरामध्ये विद्युत् प्रवाह वाढेल.

परिणामी, कोरोना डिस्चार्ज होईल आयन निर्मिती धूळ कण चार्ज करण्यासाठी पुरेसे असेल, जरी अंतराचे अंतिम ब्रेक कधीही होणार नाही.

गॅसमधील धूळ कण चार्ज करण्यासाठी कोरोना डिस्चार्ज मिळविण्यासाठी, केवळ एक दंडगोलाकार कॅपेसिटरच योग्य नाही तर इलेक्ट्रोड्सचे वेगळे कॉन्फिगरेशन देखील योग्य आहे जे त्यांच्या दरम्यान एक असमान विद्युत क्षेत्र प्रदान करू शकते.

उदाहरणार्थ, व्यापक इलेक्ट्रोफिल्टर्स, ज्यामध्ये समांतर प्लेट्सच्या दरम्यान बसवलेल्या डिस्चार्ज इलेक्ट्रोडच्या मालिकेचा वापर करून एक अभेद्य विद्युत क्षेत्र तयार केले जाते.

गंभीर ताण आणि गंभीर ताण ज्यावर कोरोना उद्भवतो त्याचे निर्धारण संबंधित विश्लेषणात्मक अवलंबनांमुळे केले जाते.

एकसमान विद्युत क्षेत्रामध्ये, इलेक्ट्रोड्समध्ये भिन्न भिन्न अंशांचे असमानता असलेले दोन प्रदेश तयार होतात. कोरोना प्रदेश पातळ इलेक्ट्रोडजवळ विरुद्ध-चिन्ह आयन आणि मुक्त इलेक्ट्रॉनच्या निर्मितीला प्रोत्साहन देतो.

मुक्त इलेक्ट्रॉन्स, ऋण आयनांसह, सकारात्मक बाह्य इलेक्ट्रोडकडे धावतात, जिथे ते त्यांना त्यांचे ऋण चार्ज देतात.

येथे कोरोना लक्षणीय आकारमानाने ओळखला जातो आणि इलेक्ट्रोडमधील मुख्य जागा मुक्त इलेक्ट्रॉन आणि नकारात्मक चार्ज आयनांनी भरलेली असते.

ट्यूबलर इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रिसिपिटेटर्समध्ये, 20 ते 30 सेमी व्यासाच्या उभ्या नळ्यांमधून वायू काढून टाकला जातो, ज्यामध्ये 2 - 4 मिमी इलेक्ट्रोड ट्यूबच्या मध्यवर्ती अक्षांसह पसरलेले असतात. ट्यूब एक गोळा करणारे इलेक्ट्रोड आहे, कारण अडकलेली धूळ तिच्या आतील पृष्ठभागावर स्थिर होते.

प्लेट प्रीसिपिटेटरमध्ये प्लेट्सच्या मध्यभागी असलेल्या डिस्चार्ज इलेक्ट्रोडची एक पंक्ती असते आणि धूळ प्लेट्सवर स्थिर होते. जेव्हा धूळयुक्त वायू अशा प्रीसिपिटेटरमधून जातो तेव्हा आयन धुळीच्या कणांवर शोषले जातात आणि त्यामुळे कण लवकर चार्ज होतात. चार्जिंग दरम्यान, धूळ कण एकत्रित इलेक्ट्रोडकडे जाताना वेग वाढवतात.

बाह्य क्षेत्रामध्ये धूळ हालचालींच्या वेगाचे निर्धारक कोरोना डिस्चार्ज कण चार्ज आणि एरोडायनामिक पवन शक्तीसह विद्युत क्षेत्राचा परस्परसंवाद आहे.

धूलिकणांना गोळा करणाऱ्या इलेक्ट्रोडकडे जाण्यास कारणीभूत असलेले बल- इलेक्ट्रोड्सच्या इलेक्ट्रिक फील्डसह कणांच्या चार्जच्या परस्परसंवादाचे कूलॉम्ब बल… कण एकत्रित इलेक्ट्रोडकडे जाताना, सक्रिय कूलॉम्ब बल हेड ड्रॅग फोर्सद्वारे संतुलित केले जाते. या दोन बलांचे समीकरण करून एकत्रित इलेक्ट्रोडकडे कणाचा प्रवाह वेग मोजला जाऊ शकतो.

इलेक्ट्रोडवरील कण जमा होण्याच्या गुणवत्तेवर अशा घटकांचा परिणाम होतो: कण आकार, त्यांची गती, चालकता, आर्द्रता, तापमान, इलेक्ट्रोड पृष्ठभागाची गुणवत्ता इ.पण सर्वात महत्वाची गोष्ट म्हणजे धुळीचा विद्युत प्रतिकार. सर्वात मोठे प्रतिकार धूळ गटांमध्ये विभागली आहे:

104 Ohm * cm पेक्षा कमी विशिष्ट विद्युत प्रतिकारासह धूळ

जेव्हा असा कण पॉझिटिव्ह चार्ज केलेल्या कलेक्टिंग इलेक्ट्रोडच्या संपर्कात येतो, तेव्हा तो ताबडतोब त्याचा नकारात्मक चार्ज गमावतो, इलेक्ट्रोडवर त्वरित सकारात्मक चार्ज प्राप्त करतो. या प्रकरणात, कण ताबडतोब इलेक्ट्रोडमधून सहजपणे वाहून जाऊ शकतो आणि साफसफाईची कार्यक्षमता कमी होईल.

104 ते 1010 Ohm * सेमीच्या विशिष्ट विद्युत प्रतिरोधासह धूळ.

अशी धूळ इलेक्ट्रोडवर व्यवस्थित बसते, पाईपमधून सहजपणे हलते, फिल्टर अतिशय कार्यक्षमतेने कार्य करते.

1010 Ohm * सेमी पेक्षा जास्त विशिष्ट विद्युत प्रतिकारासह धूळ.

इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रीसिपिटेटरद्वारे धूळ सहज पकडली जात नाही. प्रक्षेपित कण अतिशय हळूहळू बाहेर पडतात, इलेक्ट्रोडवर नकारात्मक चार्ज केलेल्या कणांचा थर जाड होतो. चार्ज केलेला थर नव्याने येणार्‍या कणांच्या जमा होण्यास प्रतिबंध करतो. साफसफाईची कार्यक्षमता कमी होते.

सर्वाधिक विद्युत प्रतिकार असलेली धूळ — मॅग्नेसाइट, जिप्सम, शिसे, झिंक इ.चे ऑक्साईड. तापमान जितके जास्त तितके जास्त तीव्रतेने धूळ प्रतिरोध प्रथम (ओलावाच्या बाष्पीभवनामुळे) वाढतो आणि नंतर प्रतिकार कमी होतो. गॅस ओला करून आणि त्यात काही अभिकर्मक (किंवा काजळीचे कण, कोक) जोडून, ​​तुम्ही धुळीचा प्रतिकार कमी करू शकता.

फिल्टरमध्ये प्रवेश केल्यावर, काही धूळ गॅसद्वारे उचलली जाऊ शकते आणि पुन्हा वाहून नेली जाऊ शकते, हे गॅसच्या वेगावर आणि संकलित इलेक्ट्रोडच्या व्यासावर अवलंबून असते. आधीच अडकलेली धूळ पाण्याने ताबडतोब धुवून दुय्यम प्रवेश कमी केला जाऊ शकतो.

फिल्टरचे वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य काही तांत्रिक घटकांद्वारे निर्धारित केले जाते.तापमान जितके जास्त तितके कोरोना प्रवाह जास्त; तथापि, ब्रेकडाउन व्होल्टेज कमी झाल्यामुळे फिल्टरचे स्थिर ऑपरेटिंग व्होल्टेज कमी होते. जास्त आर्द्रता म्हणजे कमी कोरोना प्रवाह. उच्च वायू वेग म्हणजे कमी प्रवाह.

गॅस जितका स्वच्छ असेल - कोरोना प्रवाह जितका जास्त असेल तितका वायू धुळीचा असेल - कोरोना प्रवाह कमी असेल. मुख्य गोष्ट अशी आहे की आयन धुळीपेक्षा 1000 पट जास्त वेगाने फिरतात, म्हणून जेव्हा कण चार्ज होतात तेव्हा कोरोना प्रवाह कमी होतो आणि फिल्टरमध्ये जितकी जास्त धूळ असते तितकी कोरोना प्रवाह कमी होतो.

अत्यंत धुळीच्या परिस्थितीसाठी (Z1 25 ते 35 g/m23) कोरोना प्रवाह जवळजवळ शून्यावर येऊ शकतो आणि फिल्टर काम करणे थांबवेल. याला क्राउन लॉकिंग म्हणतात.

लॉक केलेल्या कोरोनामुळे धुळीच्या कणांना पुरेसा चार्ज देण्यासाठी आयनची कमतरता निर्माण होते. जरी मुकुट क्वचितच पूर्णपणे लॉक होत असला तरी, इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रीसिपिटेटर धुळीच्या वातावरणात चांगली कामगिरी करत नाही.

धातूविज्ञानामध्ये, प्लेट इलेक्ट्रोफिल्टर्स बहुतेकदा वापरले जातात, उच्च कार्यक्षमतेद्वारे दर्शविले जातात, कमी ऊर्जेच्या वापरासह 99.9% पर्यंत धूळ काढून टाकतात.

इलेक्ट्रोफिल्टरची गणना करताना, त्याची कार्यक्षमता, ऑपरेशनची कार्यक्षमता, कोरोना तयार करण्यासाठी उर्जेचा वापर तसेच इलेक्ट्रोडचा प्रवाह मोजला जातो. फिल्टरचे कार्यप्रदर्शन त्याच्या सक्रिय विभागाच्या क्षेत्राद्वारे आढळते:

इलेक्ट्रोफिल्टरच्या सक्रिय विभागाचे क्षेत्र जाणून घेतल्यास, विशेष सारण्यांचा वापर करून योग्य फिल्टर डिझाइन निवडले जाते. फिल्टर कार्यक्षमता शोधण्यासाठी, सूत्र वापरा:

जर धूलिकणांचा आकार गॅस रेणूंच्या सरासरी मुक्त मार्गाशी सुसंगत असेल (सुमारे 10-7 मी), तर त्यांच्या विचलनाची गती सूत्राद्वारे शोधली जाऊ शकते:

मोठ्या एरोसोल कणांचा प्रवाह वेग सूत्राद्वारे आढळतो:

प्रत्येक धूळ अपूर्णांकासाठी फिल्टरची कार्यक्षमता स्वतंत्रपणे तयार केली जाते, त्यानंतर इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रीसिपिटेटरची एकूण कार्यक्षमता स्थापित केली जाते:

फिल्टरमधील इलेक्ट्रिक फील्डची ऑपरेटिंग तीव्रता त्याच्या बांधकामावर, इलेक्ट्रोडमधील अंतर, कोरोना इलेक्ट्रोडची त्रिज्या आणि आयनची गतिशीलता यावर अवलंबून असते. इलेक्ट्रोफिल्टरसाठी नेहमीची ऑपरेटिंग व्होल्टेज श्रेणी 15 * 104 ते 30 * 104 V / m आहे.

घर्षण नुकसान सहसा मोजले जात नाही, परंतु फक्त 200 Pa असे गृहीत धरले जाते. कोरोना तयार करण्यासाठी लागणारा ऊर्जेचा वापर सूत्रानुसार आढळतो:

मेटलर्जिकल धूळ गोळा करताना प्रवाह खालीलप्रमाणे स्थापित केला जातो:

इलेक्ट्रोफिल्टरचे इंटरइलेक्ट्रोड अंतर त्याच्या बांधकामावर अवलंबून असते. एकत्रित इलेक्ट्रोडची लांबी धूळ संकलनाच्या आवश्यक डिग्रीवर अवलंबून निवडली जाते.

इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रीसिपिटेटर सामान्यतः स्वच्छ डायलेक्ट्रिक्स आणि स्वच्छ कंडक्टरमधून धूळ मिळविण्यासाठी वापरले जात नाहीत. समस्या अशी आहे की उच्च प्रवाहकीय कण सहजपणे चार्ज होतात, परंतु ते एकत्रित इलेक्ट्रोडवर देखील त्वरीत बाहेर काढले जातात आणि म्हणून गॅस प्रवाहातून त्वरित काढून टाकले जातात.

डायलेक्ट्रिक कण संकलित इलेक्ट्रोडवर स्थिर होतात, त्याचा चार्ज कमी करतात आणि रिव्हर्स कोरोना तयार करतात, ज्यामुळे फिल्टरला योग्यरित्या कार्य करण्यास प्रतिबंध होतो. इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रीसिपिटेटरसाठी सामान्य ऑपरेटिंग धूळ सामग्री 60 g/m23 पेक्षा कमी आहे आणि जास्तीत जास्त तापमान ज्यावर इलेक्ट्रोस्टॅटिक precipitators वापरले जातात ते +400 ° C आहे.

या विषयावर देखील पहा:

इलेक्ट्रोस्टॅटिक फिल्टर - डिव्हाइस, ऑपरेशनचे सिद्धांत, अनुप्रयोगाचे क्षेत्र