Reducerea Emisiilor de Pulberi,Filtre Electrostatice Uscate Si Umede 2

Filtre electrostatice Filt Filtre rele le elec electr tros osta tati tice ce (den (denum umit itee curen curentt elec electr trof ofil iltr tre), e), reali realize zeaz azaa sepa separat ratia ia  prafului prin ionizarea gazelor purtatoare a particulelor de cenusa si prin urmare tensiu tensiunea nea de lucru lucru a acesto acestora ra este este ridica ridicata. ta. Princi Principiu piull de functi functionar onaree a fost fost  brevetat la inceputul secolului XX de catre Fredrick Cottrell, iar la ora actuala sunt numeroase variantele de realizare practica. Avanta Avantajel jelee compara comparativ tivee ale utiliz utilizari ariii filtr filtrelo elorr electr electrost ostati atice ce in raport raport cu alte alte aparate colectoare de particule sunt: pur tatoare •  posibilitatea utilizarii la temperaturi ridicate ale gazelor purtatoare (200÷250C) si prin urmare se pot utiliza si furnale si generatoare de abur; au o extrem de mica cadere de presiune (10÷25 Pa), astfel incat • costurile cu energie electrica consumata de ventilatoare este minima; eficienta colectari este extreme de mare (94÷99,5%), daca • utilizarea este adecvata tipului de praf, insa daca proprietatile prafului nu sunt bine cunoscute aceasta eficienta scade la 92÷95%;  pot acoperi un larg domeniu de marimi de particule si concentratii de praf, dar cel mai eficiente sunt pentru particule mai mici de 10 microni. costurile de intretinere si reparare sunt mult mai mici decat pentru oricare alt tip de sistem de colectare. [1] •

•

Dezava Dezavanta ntajel jelee electro electrofil filtre trelor lor,, care care limit limiteaz eazaa intr-o intr-o oarecare oarecare masura masura folosirea lor, sunt: • cost initial ridicat • necesitatea unui spatiu de instalare mare; • nu pot capta particule de praf combustibile, ca de exemplu praful de lemn • sunt sunt inade inadecv cvat atee pent pentru ru vibra vibrati tiii brut brutal alee ale ale rezi rezist stiv ivit itat atii ii praf praful ului ui si debitului de gaz.

Filtrele electrostatice lucreaza prin incarcarea prafului cu ioni si apoi colectarea particulelor ionizate pe o suprafata colectoare, de forma tubulara sau  plata, care este de obicei curatata prin razuire. La tensiune ridicata, peste 30 kv, curent continuu, se stabileste un camp electric intre bobina electrodului central si suprafata de colectare. Tensiunea este destul de ridicata pentru un efect corona vizibil intre electrod si suprafata, avand ca efect o cascada de ioni negative in spatiul dintre electrodul central si suprafata din afara tubului. Ionizarea are loc sub actiunea unei tensiuni electrice inalte care depaseste constanta dielectrica a gazelor in vecinatatea electrozilor de ionizare, producand fenomenul corona. Orice aerosol care intra in acest spatiu liber este incarcat si bombardat de acesti ioni, astfel ca migreaza spre suprafata colectoare sub efectul atractiei electrice si al bombardarii, cum se observa si in figura 3.6.

 b - distanta dintre electrozii de ionizare (-) si cei de depunere (+) w - viteza de migrare a particulelor de praf spre electrozii de depunere

ν - viteza de curgere a gazelor continand praf prin electrofiltru

Viteza de depunere se poate calcula cu relatia:

W=zeE/3πηdp

unde: z - numar mediu de purtatori de sarcina pe particul; e [C] - sarcina electronului; E [V/m] - intensitatea campului electric aplicat; η [kg/ms] - vascozitatea dinamica a gazului; d p [m] - diametrul particulei de praf. Aceasta viteza de depunere este teoretica, dar in realitate se abate de la valoarea teoretica, cum se vede si in figura :

Factorii care influenteaza viteza de depunere, diminuand-o, sunt: incarcarea suprafetei de depunere; • intensitatea curentului; • sectiunea de trecere prin electrofiltru; • suprafata totala; • • continutul de sulf din particule; • concentratia prafului; • continutul de carbon nears (funingine);

•

suprafata granulelor de cenusa. [2]

Filtre electrostatice umede

Filtrele electrostatice umede pentru picaturi si vapori sunt esentiale pentru  procesul de eliminare a umiditatii gazelor. In figura se prezinta un precipitator  cu curatare umeda cu electrozi colectori tubulari. Irigarea suprafetei colectoare se face pe la partea superioara a tuburilor.

Filtru electrostatic umed

Un tip alternativ de filtru electrostatic cu electrozi colectori de tip plan este redat in figura urmatoare. In aceasta forma, electrozii suplimentari sunt frecvent adaugati deasupra  pulverizatoarelor, pentru garantarea spalarii intregii suprafete. Proiectarea multor precipitatori electrostatici este similara cu sistemele conventionale, exceptand problemele mentinerii in stare uscata a izolatorilor, de minimizare a coroziunii si depozite pentru colectarea namolului. Utilizarea acestor filtre electrostatice umede este avantajoasa datorita eficientei foarte bune (peste 99%) concomitent cu utilizarea experientei acumulate de la filtrele electrostatice uscate si a unei pierderi de presiune reduse.

Cele mai frecvente deranjamente care pot apare în functionarea electrofiltrelor: Functionarea defectuoasa a instalatiei de evacuare a cenusii de la electrofiltre, cenusa care se acumuleaza în pâlnii si poate ajunge pâna la nivelul electrozilor, provocând scurt circuit. În aceasta situatie, celula electrofiltrului este scoasa de sub tensiune si ea se va repune dupa golirea pâlniei si punerea în ordine a instalatiei de evacuare a cenusii. −

Murdarirea sau fisurarea izolatorilor electrici ca conduce la conturnari, la scaderea tensiunii si deci a gradului de separare al electrofiltrului. Izolatorii murdari se curata, iar cei fisurati se înlocuiesc, cu instalatia oprita si scoasa de sub tensiune. −

Ruperea unui electrod de emisie ce poate provoca un scurtcircuit sau o scadere a nivelului tensiunii în electrofiltru. Electrodul rupt trebuie  îndepartat, cu oprirea instalatiei si scoatere sa de sub tensiune. −

Daca nu functioneaza toate mecanismele de scuturare, se poate forma un pod de cenusa între electrozi si prin urmare un scurtcircuit. În acest caz trebuie repuse în functiune toate mecanismele de scuturare. [3] −

Principalele caracteristici tehnice ale electrofiltrelor sunt: - Debitul de gaze înaintea electrofiltrelor 1.698.000 Nm3/h (739 m3/s) - Temperatura gazelor arse înaintea electrofiltrelor 140 ºC - Continutul de praf (de cenusa al gazului neepurat 67,7 g/Nm3

- Continutul de materiale combustibile din praful gazului neepurat 55,9 % - Gradul de desprafuire 99,13 % - Continutul de praf al gazului epurat 0,5 g/Nm3 - Numarul de camere de desprafuire 2 Caracteristicile unei camere de desprafuire: - numarul celulelor 2 - numarul trecerilor 70 - înaltimea câmpului 12,25 cm - lungimea câmpului 2x4,32=8,64 m - suprafata de depunere 14,817 m2 - viteza gazelor arse 2 m/s - timpul de parcurgere 4,33 s - viteza de migratie 11,83 cm/s - numarul sistemelor de scuturare a electrozilor de depunere 4 - numarul sistemelor de scuturare a electrozilor de emisie 8 - numarul de agregate de înalta tensiune 2 - tensiunea nominala (în curent continuu) 75 kW - puterea de racordare 2x200=400 kVA - intensitatea maxima de curent continuu furnizata 2x2850=5700 A [4]

Schema unui Electrofiltru cu trei zone:

Carcasa electrofiltrului este o constructie sudata din tabla de otel, etansa la gaze, rigidizata corespunzator cu ajutorul unor pofile pentru a face fata depresiunii ce se naste în cursul exploatarii. În partea inferioara carcasa are buncarele în care se colecteaza cenusa separata. Pentru a evita situarea sub punctul de roua, carcasa filtrului este izolata termic. Sistemul de electrozi este format din electrozii de depunere si electrozii de emisie. Pentru a evita antrenarea cenusii pe durata scuturarii, electrozii de depunere sunt formati din profile CS, crescând astfel zona de stagnare si  împiedicând astfel antrenarea cenusii. Acestia se fixeaza prin suruburi la partea de sus în suporti placilor de grinzi de sustinere iar la partea de  jos se fixeaza de barele nicovalelor. Spatiul dintre doua rânduri se numeste ”trecere”. Electrozii de depunere montati unul dupa altul formeaza suprafete verticale, denumite suprafete de depunere. Electrozii de emisie sunt compusi din electrozi de sârma având sectiunea de stea, montati în rame tubulare. Ramele tubulare (ramele de emisie) sunt montate  în mijlocul trecerilor formate de electrozii de depunere. Ramele cu electrozii de emisie sunt suspendate de grinzile de plafon ale carcasei electrofiltrului, fiind izolate electric de acestea prin intermediul unor izolatori conici de cuart. Izolatorii sunt prevazuti cu un sistem de încalzire pentru evitarea unor depuneri

umede si aparitiei unor strapungeri. Pentru curatirea periodica a electrozilor de depunere de praful separat servesc mecanismele de scuturare a placilor. Acestea constau din: sistem de actionare cu electromotor si reductor si reductor, arbore, ciocane de lovire (decalate dupa o curba spirala pe arborele portciocane), barele de lovire (leaga toti electrozii de depunere ai unui rând). Atunci când se realizeaza punerea în functiune a dispozitivelor de scuturare (ciocanele ce bat în electrozi) se vor scutura atât electrozii de depunere cât si ramele de ionizare (operatie cunoscuta  în practica ca bataia la tambale). Scuturarea are o functionare ciclica: perioade de scuturare urmate de perioade de oprire a scuturarii. Intervalul între doua scuturari se poate modifica  în limite largi. Mecanismul de scuturare a electrozilor de emisie este format din mecanismul biela-manivela, dispozitivul cu clichet, arborele portciocane, ciocanele de lovire, nicovale fixate pe ramele de emisie. Dispozitivul cu clichet asigura prin înclichetarea sa ridicarea ciocanelor de lovire de pe arborele de scuturare în timpul cursei ascendente. Înainte de a atinge punctul superior, dispozitivul cu clichet elibereaza tija, astfel ca ciocanele cad liber pe nicovale.[4] [1] - http://www.spms.pub.ro/fisiere/depoluare/curs/cap05.pdf  [2] - http://www.utgjiu.ro/conf/8th/S6/32.pdf  [3] - http://www.spms.pub.ro/fisiere/impact_cte/seminar/cap03.pdf  [4] - http://www.spms.pub.ro/fisiere/ef.pdf