ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ НОВОГО ТИПА ГАЗООЧИСТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ – ЭЛЕКТРОЦИКЛОНА

Технический прогресс предполагает непрерывное увеличение мощностей промышленных предприятий. Промышленные предприятия используют твёрдое топливо для технологических целей. Немалая часть тепловых электростанций, снабжающих электричеством промышленные предприятия, также работает на твёрдом топливе. Возрастающие объёмы выбрасываемых в атмосферу дымовых газов требуют высокоэффективной работы газоочистных устройств [1-11].

Очистка аэрозолей возможна в аппаратах разного типа. Электроциклон – комбинированный пылеуловитель, сочетающий центробежный и электростатический эффект для очистки аэрозолей. Исследованиям электроциклонов посвящено неоправданно мало работ. Всестороннее исследование этого типа газоочистных аппаратов могло бы привести к внедрению в промышленность нового типа высокоэффективных газоочистных устройств.

Эффективность очистки газов в электрофильтрах зависит от многих параметров, в том числе и от формы осадительных электродов. Некоторые из них показаны на рисунке 1.

Рисунок 1. Осадительные электроды пластинчатых электрофильтров

(a – пластинчатые, b – коробчатые, c – желобчатые): 1 – гладкие пластины, 2 – сетчатые, 3 – прутковые, 4 – карманные, 5 – перфорированные, 6 – тюльпанообразные, 7 – волнистые, 8 – V-образные, 9 – W-образные, 10 – Вальтер-электроды, 11 – C-образные закруглённые, 12 – Z-образные электроды

Для экспериментов на лабораторной модели электроциклона были выбраны 5 наиболее распространенных конструкций элементов. Схемы элементов представлены на рисунке 2.

Рисунок 2. Профилированные элементы осадительных электродов: С-образный элемент с ориентацией по ходу газа (a), С-образный элемент с ориентацией против хода газа (b), сдвоенный С-образный элемент (c), закругленные С-образные элементы (d), Z-образные элементы (e).

Результаты экспериментов приведены в таблице 1.

Таблица 1

Сравнительная эффективность профилированных элементов

Из таблицы 1 следует, что наиболее эффективными (13,8 г в пересчете на 1 элемент) являются сдвоенные С-образные элементы, меньшей эффективностью обладают С-образные элементы с ориентацией по ходу (13,0 г) и против хода газа (12,7 г). Z-образные элементы улавливают только 11,3 г. Наихудшими характеристиками обладают закругленные С-образные элементы (5,6 г). Это можно объяснить развитыми паразитическими вихрями как в радиальной полости лопаток, так и между лопатками.

Список литературы:

1. Aslamova V.S., Arshinskii M.I., Bragin N.A., Zhabei A.A. Study of a direct-flow cyclone with intermediate dust collection // Chem Petrol Eng. – 2009. – № 45 с. 372–375. doi: 10.1007/s10556-009-9196-x.
2. Aslamova V.S., Troshkin O.A., Sherstyuk A.N. Centrifugal blower-dust collector // Chem Petrol Eng. – 1987. – № 23 с. 187–189. doi:10.1007/BF01149343.
3. Aslamova V.S., Troshkin O.A., Sherstyuk A.N. New concurrent cyclone with intermediate dust sampling // Chem Petrol Eng. – 1991. – № 27 с. 37–39. doi:10.1007/BF01149555.
4. Chen C.-J., Wang L.F.S. Cost-benefit analysis of electrocyclone and cyclone, Resources // Conservation and Recycling. – 2001. – № 31 с. 285–292. doi:10.1016/S0921-3449(00)00086-0.
5. Lanzerstorfer C. Cyclone fly ash from a grate-fired biomass combustion plant: Dependence of the concentration of various components on the particle size // Fuel Processing Technology. – 2015. – № 13 с. 382–388. doi:10.1016/j.fuproc.2014.12.010.
6. Li Z., Sun F., Ma L., Wei W., Li F. Low-pressure economizer increases fly ash collection efficiency in ESP // Applied Thermal Engineering. – 2016. – № 93 с. 509–517. doi:10.1016/j.applthermaleng.2015.10.006.
7. Mandal P.K., Bandyopadhyay A. Characterizing fly ash particles followed by prediction of removal efficiencies of fly ash and CO2 in an Indian Wet ESP // Journal of Environmental Chemical Engineering. – 2016. – № 4 с. 167–177. doi:10.1016/j.jece.2015.10.041.
8. Oh J., Choi S., Kim J. Numerical simulation of an internal flow field in a uniflow cyclone separator // Powder Technology. – 2015. – № 274 с. 135–145. doi:10.1016/j.powtec.2015.01.015.
9. Park C.-W., Song D.-H., Yook S.-J. Development of a single cyclone separator with three stages for size-selective sampling of particles // Journal of Aerosol Science. – 2015. – № 89 с. 18–25. doi:10.1016/j.jaerosci.2015.07.001.
10. Wu J., Zhang Y., Wang H. Numerical study on tangential velocity indicator of free vortex in the cyclone // Separation and Purification Technology. – 2014. – № 132 с. 541–551. doi:10.1016/j.seppur.2014.06.007.
11. Yan P., Zheng C., Zhu W., Xu X., Gao X., Luo Z., et al. An experimental study on the effects of temperature and pressure on negative corona discharge in high-temperature ESPs // Applied Energy. – 2016. – № 164 с. 28–35. doi:10.1016/j.apenergy.2015.11.040.