전기 가스 세정 - 전기 집진기 작동의 물리적 기반
강한 전기장의 작용 영역을 통해 먼지가 많은 가스를 통과하면 이론적으로 먼지 입자 전하를 얻다 가속을 시작하여 전계의 힘선을 따라 전극으로 이동한 다음 전극에 증착됩니다.
그러나 균일한 전기장 조건에서는 대량 이온 발생으로 인한 충격 이온화를 얻을 수 없습니다. 이 경우 전극 사이의 갭 파괴가 확실히 발생하기 때문입니다.
그러나 전기장이 불균일하면 충격 이온화로 인해 갭이 파괴되지 않습니다. 이는 예를 들어 다음을 적용하여 달성할 수 있습니다. 속이 빈 원통형 축전기, 중앙 전극 근처에서 전기장 응력 E가 외부 원통형 전극 근처보다 훨씬 클 것입니다.
중앙 전극 근처에서 전계 강도는 최대가 되고 외부 전극으로 이동하는 동안 강도 E는 먼저 빠르고 크게 감소한 다음 계속 감소하지만 더 천천히 감소합니다.
전극에 가해지는 전압을 높이면 먼저 일정한 포화 전류를 얻고 전압을 더 높이면 중앙 전극의 전계 강도가 임계값까지 증가하고 충격이 시작되는 것을 관찰할 수 있습니다. 근처에서 이온화.
전압이 더 증가함에 따라 충격 이온화는 실린더의 점점 더 넓은 영역으로 확산되고 전극 사이의 간격에 있는 전류가 증가합니다.
결과적으로 코로나 방전이 발생하므로 이온 생성은 먼지 입자를 충전하기에 충분합니다., 격차의 최종 깨짐은 결코 일어나지 않을 것입니다.
가스의 먼지 입자를 충전하기 위해 코로나 방전을 얻으려면 원통형 커패시터가 적합할 뿐만 아니라 그들 사이에 불균일한 전기장을 제공할 수 있는 전극의 다른 구성도 적합합니다.
예를 들어 널리 퍼진 전기 필터, 평행판 사이에 장착된 일련의 방전 전극을 사용하여 불균일한 전기장이 생성됩니다.
코로나가 발생하는 임계 응력 및 임계 응력의 결정은 해당 분석 종속성으로 인해 이루어집니다.
비균질 전기장에서 전극 사이에는 비균질 정도가 다른 두 개의 영역이 형성됩니다. 코로나 영역은 얇은 전극 근처에서 반대 부호 이온과 자유 전자의 생성을 촉진합니다.
자유 전자는 음이온과 함께 양의 외부 전극으로 달려가 음전하를 부여합니다.
여기서 코로나는 상당한 부피로 구별되며 전극 사이의 주요 공간은 자유 전자와 음전하 이온으로 채워져 있습니다.
관형 전기 집진기에서 먼지를 제거할 가스는 직경 20~30cm의 수직 튜브를 통과하며 튜브의 중앙 축을 따라 2~4mm 전극이 늘어납니다. 튜브는 갇힌 먼지가 내부 표면에 침전되기 때문에 수집 전극입니다.
판형 집진기는 판 사이에 방전전극을 배치하여 분진이 분진을 침전시키는 방식으로 분진가스를 통과시키면 분진 입자에 이온이 흡착되어 분진이 급속히 하전된다. 충전하는 동안 먼지 입자는 수집 전극을 향해 이동하면서 가속됩니다.
외부 구역의 먼지 이동 속도 결정 요인 코로나 방전 전기장과 입자 전하 및 공기 역학적 바람의 상호 작용입니다.
먼지 입자가 포집 전극 쪽으로 이동하게 하는 힘— 입자의 전하와 전극의 전기장의 상호 작용에 대한 쿨롱 힘… 입자가 수집 전극 쪽으로 이동함에 따라 활성 쿨롱 힘은 헤드 항력과 균형을 이룹니다. 수집 전극에 대한 입자의 드리프트 속도는 이 두 힘을 동일시하여 계산할 수 있습니다.
전극의 입자 증착 품질은 입자 크기, 속도, 전도도, 습도, 온도, 전극 표면 품질 등과 같은 요인의 영향을 받습니다.그러나 가장 중요한 것은 먼지의 전기 저항입니다. 가장 큰 저항 먼지는 그룹으로 나뉩니다.
특정 전기 저항이 104 Ohm * cm 미만인 먼지
이러한 입자가 양전하 수집 전극과 접촉하면 즉시 음전하를 잃고 전극에서 즉시 양전하를 얻습니다. 이 경우 파티클이 전극에서 즉시 쉽게 제거되어 세척 효율이 떨어집니다.
전기 저항이 104 ~ 1010 Ohm * cm인 먼지.
이러한 먼지는 전극에 잘 침전되고 파이프에서 쉽게 흔들려 필터가 매우 효율적으로 작동합니다.
특정 전기 저항이 1010 Ohm * cm 이상인 먼지.
먼지는 전기 집진기로 쉽게 포집되지 않습니다. 침전된 입자는 매우 천천히 분출되며 전극의 음전하를 띤 입자 층이 두꺼워집니다. 하전된 층은 새로 도착하는 입자의 증착을 방지합니다. 청소 효율이 떨어집니다.
전기 저항이 가장 높은 먼지 - 마그네사이트, 석고, 납 산화물, 아연 등 온도가 높을수록 먼지 저항이 먼저 증가한 다음(수분 증발로 인해) 저항이 떨어집니다. 가스를 적시고 일부 시약(또는 그을음, 코크스 입자)을 추가하면 먼지의 저항을 줄일 수 있습니다.
필터에 들어가면 먼지의 일부가 가스에 흡수되어 다시 제거될 수 있습니다. 이는 가스 속도와 수집 전극의 직경에 따라 다릅니다. 이미 갇힌 먼지를 물로 즉시 헹구어 2차 연행을 줄일 수 있습니다.
필터의 전류-전압 특성 몇 가지 기술적 요인에 의해 결정됩니다.온도가 높을수록 코로나 전류가 높아집니다. 그러나 항복 전압의 감소로 인해 필터의 안정적인 작동 전압이 감소합니다. 높은 습도는 낮은 코로나 전류를 의미합니다. 더 높은 가스 속도는 더 낮은 전류를 의미합니다.
가스가 깨끗할수록 - 코로나 전류가 높을수록, 가스가 더 먼지가 많을수록 - 코로나 전류는 낮아집니다. 결론은 이온이 먼지보다 1000배 이상 빠르게 이동하기 때문에 입자가 하전되면 코로나 전류가 감소하고 필터에 먼지가 많을수록 코로나 전류가 낮아진다는 것이다.
극도로 먼지가 많은 조건(Z1 25 ~ 35g/m23)의 경우 코로나 전류가 거의 0으로 떨어지고 필터가 작동을 멈춥니다. 이를 크라운 잠금이라고 합니다.
잠긴 코로나는 먼지 입자에 충분한 전하를 제공하기 위한 이온 부족을 초래합니다. 크라운이 완전히 잠기는 경우는 드물지만 전기 집진기는 먼지가 많은 환경에서 제대로 작동하지 않습니다.
야금에서는 플레이트 전기 필터가 가장 자주 사용되며 낮은 에너지 소비로 최대 99.9%의 먼지를 제거하는 고효율을 특징으로 합니다.
전기 필터를 계산할 때 성능, 작동 효율, 코로나 생성을 위한 에너지 소비량 및 전극의 전류가 계산됩니다. 필터의 성능은 활성 섹션 영역에서 확인됩니다.
전기 필터의 활성 섹션 영역을 알면 특수 테이블을 사용하여 적절한 필터 설계가 선택됩니다. 필터 효율을 찾으려면 다음 공식을 사용하십시오.
먼지 입자의 크기가 가스 분자의 평균 자유 경로(약 10-7m)에 상응하는 경우 편차 속도는 다음 공식으로 찾을 수 있습니다.
큰 에어로졸 입자의 드리프트 속도는 다음 공식으로 구합니다.
각 분진에 대한 필터의 효율은 별도로 생성되며, 그 후에 전기 집진기의 전체 효율이 설정됩니다.
필터에서 전기장의 작동 강도는 구조, 전극 사이의 거리, 코로나 전극의 반경 및 이온의 이동성에 따라 달라집니다. 전기 필터의 일반적인 작동 전압 범위는 15 * 104 ~ 30 * 104 V / m입니다.
마찰 손실은 일반적으로 계산되지 않고 단순히 200Pa로 가정됩니다. 코로나를 생성하기 위한 에너지 소비량은 다음 공식으로 구합니다.
금속 분진 수집 시 전류는 다음과 같이 설정됩니다.
전기 필터의 전극 간 거리는 구조에 따라 다릅니다. 집진 전극의 길이는 필요한 집진 정도에 따라 선택됩니다.
전기 집진기는 일반적으로 깨끗한 유전체 및 깨끗한 전도체에서 먼지를 포획하는 데 사용되지 않습니다. 문제는 전도성이 높은 입자는 쉽게 충전되지만 수집 전극에서 빠르게 방출되므로 가스 흐름에서 즉시 제거된다는 것입니다.
유전체 입자가 수집 전극에 정착하여 전하를 감소시키고 역 코로나를 형성하여 필터가 제대로 작동하지 못하게 합니다. 전기집진기의 정상 작동 먼지 함량은 60g/m23 이하이며, 전기집진기가 사용되는 최고 온도는 +400°C입니다.
이 주제에 대해서도 다음을 참조하십시오.