» » Зарядка и движение частиц пыли или тумана в электрическом поле электрофильтра
03.06.2015

Взвешенные в проходящем через электрофильтр газе частицы пыли или тумана заряжаются осаждающимися на них ионами, присутствующими в газе. Осаждение ионов может быть вызвано соударением в результате движения иона под влиянием электрических сил и беспорядочного теплового движения газовых ионов, а также притяжения иона частицей вследствие ее поляризации.
Процессу осаждения ионов противодействует сила отталкивания, вызванная уже осевшими на частице зарядами.
Заряженные частицы двигаются под влиянием поля к осадительному электроду, где отдают заряд и оседают.
В зависимости от того, производится ли ионизация газа, зарядка пыли и осаждение ее в одном и том же электрическом поле или раздельно в двух последовательных полях, электрофильтры делятся на «обычные» и с предварительной ионизацией газа и раздельным осаждением пыли (электрофильтр типа «Рион»). Последние чаще применяются для тонкой очистки мало запыленного воздуха. В этом случае во втором поле, где улавливается пыль, ионизация газа не происходит и оба электрода изготовляют в виде параллельных близко (на расстоянии 15—20 мм) поставленных пластин. Благодаря этому в пространстве между ними может быть поддержана высокая напряженность поля без опасности образования искрового разряда. В последнее время за рубежом начали применять электрофильтры с раздельной ионизацией и для технологических газов при повышенной скорости их прохождения через аппарат.
Максимальный заряд, получаемый в электрофильтре частицей размерами более 10в-4 см (1 мк),
Зарядка и движение частиц пыли или тумана в электрическом поле электрофильтра

Для металлов Р = 3, так как ε = ∞; для газов ε = 1, для кварца, серы ε = 4, для окислов металлов ε = 12—18.
Максимальный заряд на пылинках достигается за доли секунды (за 0,1 сек. 94,0% от максимального заряда).
У частиц размерами менее 1 мк их зарядка определяется тепловым движением газовых ионов; заряд таких частиц пропорционален только первой степени радиуса частицы а. Приближенно можно считать, что число элементарных зарядов на подобной частице определяется по уравнению n = 2*10в6 а, где а — радиус частицы, см.
При увеличении тока в электрофильтре напряженность поля выравнивается и принимает на некотором расстоянии от коронирующего электрода почти постоянное значение (рис. 11).
В трубчатом электрофильтре
Зарядка и движение частиц пыли или тумана в электрическом поле электрофильтра

Скорость движения заряженной пылинки зависит от действующей на нее силы, равной Еnе. Так как и E, и n увеличиваются с повышением тока i, то для улучшения улавливания следует стремиться к работе при максимальном значении тока, поднимая соответственно напряжение на фильтре.
Коронный ток на 1 м длины провода в трубчатом электрофильтре равен
Зарядка и движение частиц пыли или тумана в электрическом поле электрофильтра

Приравнивая силу действия поля на заряженную частицу силе сопротивления среды (по закону Стокса), находим выражения для скорости .передвижения частицы к осадительному электроду:
Зарядка и движение частиц пыли или тумана в электрическом поле электрофильтра

Из сопоставления уравнений (15) и (16) видно, что в последнем случае скорость не зависит от размера частицы, а повышение приложенной разности потенциалов сказывается значительно меньше, чем для более крупных частиц. Практически вследствие значительной коагуляции и влияния электрического ветра мелкие частицы выделяются из газа быстрее, чем это следует по формуле (16).