3.6.1. Nguyên lý
Trong một điện trường đều, có sự phóng điện của các điện tử từ cực âm sang cực dương. Trên đường đi, nó có thể va phải các phân tử khí và ion hóa chúng hoặc có thể gặp phải các hạt bụi làm cho chúng tích điện âm và chúng sẽ chuyển động về phía cực dương. Tại đây chúng được trung hịa về điện tích và nằm lại ở đó. Lợi dụng nguyên lý này người ta sẽ thu được bụi từ các tấm điện cực dương và khí đi ra là khí sạch bụi.
Dưới đây chúng ta sẽ xem xét cách di chuyển của những hạt bụi trong một điện trường đều (hình 3.20) và quá trình hoạt động của một hệ thống lắng bụi bằng tĩnh điện (hình 3.21).
Hình 3.20. Mơ phỏng đường đi của hạt bụi trong điện trường
Hình 3.21. Quá trình lắng bụi tĩnh điện
3.6.2. Cấu tạo và hoạt động
Thông thường để dập bụi bằng điện trường, người ta làm nhiều tầng điện cực liên tiếp nhau. Điện cực âm thường là một dây dẫn trần, khi hoạt động xung quanh dây dẫn thường có quầng sáng do điện tử ion hoá các phân tử khí khi nó chuyển động qua điện cực dương nên cịn gọi là điện cực quầng sáng. Mơ hình cấu tạo đơn giản của một thiết bị lọc bụi tĩnh điện được mơ tả trong hình 3.22.
Dưới đây là một số mơ hình thiết bị lọc bụi tĩnh điện hay được sử dụng trong xử lý khí thải cơng nghiệp.
Bộ lọc tĩnh điện dạng ống
Bộ lọc từ điện dạng tấm
Hình 3.23. Các loại thiết bị lọc tĩnh điện
Khoảng cách giữa hai điện cực khác dấu thường từ 10, 15 đến 20 cm; nó phụ thuộc vào điện thế, độ cách điện và cường độ dòng điện.
1 Đối với thiết bị lọc điện tấm (lưới)
* Số điện cực dương (điện cực lắng) có hình tấm hoặc lưới là
trong đó:
2.l là khoảng cách giữa hai điện cực cùng dấu a là chiều cao của các tầng điện cực.
* Số điện cực âm (dây hay điện cực quầng) là
trong đó b là chiều rộng của nhóm điện cực.
* Thể tích làm việc của thiết bị
trong đó:
V là năng suất làm việc của thiết bị. t là thời gian lắng của bụi.
* Tốc độ của dịng khí:
trong đó h là chiều cao làm việc của thiết bị.
2. Đối với kiều thiết bị lọc điện hình ống
* Thể tích ống
trong đó l là chiều dài ống; D là đường kính ống. * Số ống được tính theo biểu thức:
n = Vl /Vơ trong đó Vl là thể tích làm việc.
3. Tĩnh điện thế và cường độ dòng tại các điện cực
U = E. l trong đó:
E là gradien điện thế (kw/cm) và sẽ được chọn như sau: - Đối với khí lạnh: E từ 4:3 đến 4,5 kv/cm.
- Đối với khí nóng: E từ 3,8 đến 4,0 kv/cm. I = i.l trong đó: i là mật độ dịng theo chiều dài (A/m)
l là chiều dài hoạt động của điện cực âm (m)
I: cường độ dòng điện
Để tránh hiện tượng đoản mạch giữa các điện cực trong thiết bị lọc tĩnh điện,
người ta tạo ra một điện trường không đồng nhất mà thế hiệu của nó giảm dần khi
càng xa điện cực âm. Sự phụ thuộc của mật độ dòng vào khoảng cách giữa các điện
4. Công suất tiêu tốn cho tồn bộ hệ tộc tính theo biểu thức
trong đó:
U và I: là điện áp và dòng cần cho q trình lọc K: là hệ số chỉnh lưu địng
η: là hệ số hữu ích (= 0,8) Cosφ: bằng từ 0,7 đến 0.75
P1: là công suất tiêu tốn cho các hoạt động phụ như rung bụi... l/1,41: là hệ số biên độ điện áp hiệu dụng.
Nhìn chung, so với các thiết bị lọc điện tấm thì thiết bị lọc điện ống có ưu điểm là điện trường có hiệu suất cao hơn và sự phân phối khí tốt hơn do đó làm tăng hiệu suất lọc. Tuy nhiên thiết bị lọc ống lắp ráp phức tạp, khó làm chấn động các điện cực âm do phải đảm bảo cố định tâm của chúng một cách chính xác cũng như tốn nhiều
năng lượng trên một đơn vị chiều dài của dây dẫn. Thiết bị lọc điện tấm thì ngược lại dễ lắp ráp hơn và dễ dàng làm chấn động các điện cực âm hơn. Do vậy, để làm sạch
khí khơ, làm sạch bụi khó thấm ướt người ta hay dùng thiết bị lọc điện thanh bản
(tấm). Còn để loại các hạt lỏng ra khỏi mù (không cần làm chấn động điện cực quầng sáng) và để đảm bảo được độ làm sạch khí cao, người ta dùng thiết bị lọc điện ống.
Chương 4
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HƠI VÀ KHÍ ĐỘC