ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выделение смоляного тумана в электрическом поле из "Улавливание и переработка химических продуктов коксования" Принцип действия электрофильтров основан на том, что если через электрическое поле высокого напряжения пропускать газ, то происходит заряжение частиц, или ионизация газа. [c.92] Это явление объясняется следующим образом. Всякая молекула, в том числе и газовая, состоит из положительно заряженного ядра и из окружающих его отрицательных электронов. Сумма зарядов электронов равна положительному заряду ядра, в результате чего сама молекула является электрически нейтральной. При отрыве от нейтральной молекулы электрона образуется положительно заряженный ион. Отщепившийся от нейтральной молекулы электрон может присоединиться к другой нейтральной молекуле, образуя, таким образом, отрицательно заряженный ион. [c.92] Все электроны совершенно тождественны, и каждый из них несет элементарный заряд отрицательного электричества е = = 4,803 10 ° электростатических единиц. [c.92] Для процесса выделения смолы из газа необходимо, чтобы проходила так называемая ударная ионизация или, как ее иногда называют, ионизация толчком. Физический смысл ее заключается в том, что образующиеся ионы и электроны, обладая большой скоростью и, следовательно, большой кинетической энергией, при столкновении с нейтральной молекулой способны сообщить ей заряд, отщепив от нее один или несколько электронов. Образующиеся новые ионы и электроны также обладают большой скоростью и способны производить, в свою очередь, действие, подобное описанному. Таким образом, образующиеся заряды являются источником дальнейшей ионизации газа, в результате чего последняя стремительно разрастается и также быстро растет количество электрических зарядов. [c.93] Если напряжение электрического поля недостаточно велико, го скорость образующихся ионов будет мала, и при столкновении с нейтральной молекулой они не в состоянии будут ее расщепить, а просто отскочат от нее, не изменив ее физического состояния. Ударная ионизация достигнута не будет, и газ останется в значительной степени не ионизированным. [c.93] Чем меньше в газе ионов и электронов, тем меньше вероятность столкновения с капельками смолы и, следовательно, заряжения последних. Заряжение подлежащей осаждению капельки смолы является основой работы электрофильтра, и поэтому ударная ионизация есть главное условие успешной работы электрофильтра. Подлежащие осаждению капельки смолы, получив заряд, движутся к противоположно заряженному электроду и осаждаются на его поверхности. [c.93] Напряженность поля в любой точке постоянна и потому оно называется однородным. [c.94] Напряженность поля тем больше, чем меньше значение х. Около поверхности проволоки имеет наибольшее значение (х очень мало), а на стенках цилиндра — наименьшее х = Щ. На рис. 22 величина напряжения поля характеризуется густотой силовых линий чем больше напряженность электрического поля, тем гуще силовые линии. [c.94] Поэтому чем больше напряженность поля, тем больше сила, вызывающая движение заряженных частиц. [c.94] Постепенное повышение напряжения однородного электрического поля приводит к соответствующему увеличению Куло-новской силы Р. В конце концов последняя оказывается достаточной для ударной ионизации, которая распространяется на все электрическое поле. [c.94] Весь объем газа заполняется громадным количеством ионов и электронов, и газ становится проводником электрического тока. Сила тока резко возрастает, и возникает так называемое явление пробоя, так как пробойное сопротивление диэлектрика, (газа) будет превышено. [c.95] Совершенно иной характер носит это явление в неоднородном электрическом поле, в котором сила Р различна в различных участках поля она максимальна у поверхности проволоки и минимальна у поверхности цилиндра. При повышении напряжения пробойное сопротивление будет превышено не во всем поле одновременно раньше всего — в центре, где напряженность поля максимальна. В этом месте некоторая газовая прослойка будет пробита. [c.95] По мере удаления от центра напряженность поля будет уменьшаться и будет недостаточна для ударной ионизации. Следовательно, дальнейшая ионизация газа прекращается и явление пробоя ограничивается небольшой областью вокруг центрального электрода. Если увеличивать прилагаемое напряжение, то область пробоя увеличивается до тех пор, пока не наступит полный искровой пробой. [c.95] Таким образом, при неоднородном электрическом поле создаются две зоны 1) внутренняя, в которой превышено пробойное сопротивление газа 2) внешняя, в которой не достигнуто пробойное сопротивление газа. [c.95] Этот неполный (частичный) пробой газа носит название явления короны. Зона, где происходит пробой газа, называется зоной короны, а внутренний провод — коронирующим. [c.95] В зоне короны происходит ударная ионизация и образуется большое количество заряженных частиц. Частицы, заряженные одноименно с коронирующим электродом, отталкиваются от него, стремятся выйти из зоны короны и направиться к противоположно заряженному электроду. [c.95] Частицы, обладающие зарядом, противоположным по знаку коронирующему электроду, движутся к нему. Следовательно, в зоне короны имеются частииы обоих знаков, а вне зоны короны— только одного знака, одноименные знаку коронирующего электрода. Объем зоны короны очень мал по сравнению с общим Объемом. Таким образом, во всей массе газа заряд частиц будет, в основном, однозначен и взаимная нейтрализация практически исключенной. [c.95] Осадительный электрод всегда заземлен и поэтому отводит электрические заряды от оседающих на нем отрицательных ионов. Ионизированные молекулы газа превращаются при этом в электрически нейтральные газовые молекулы и уносятся из электрофильтра. Капельки смолы прилипают к поверхности электродов (труб) и постепенно стекают вниз. [c.96] Электрофильтр должен работать на постоянном токе, так как при каждом изменении направления тока будет меняться направление силы, действующей на заряженные частицы. Последние, получив ряд импульсов, посылающих их от одного электрода к другому, могут быть вынесены газом раньше, чем они успеют достичь поверхности одного из электродов. [c.96] Электрофильтр схематически представляет собой следующее ло оси металлической трубы У протянута проволока 2, к которой подведен постоянный ток высокого напряжения и которая является коронирующим электродом. Труба 3 заземлена и представляет собой второй осадительный электрод. Подлежащий очистке коксовый газ подводится снизу. Содержащиеся в газе капли туманообразной смолы, получив заряд, осаждаются на поверхности трубы, стекают вниз, и через гидрозатвор выводятся в сборник, а очищенный газ удаляется сверху. Электрическая часть электрофильтра состоит из трансформаторов и выпрямителя тока 4. Схематически электрофильтр и его электрическая часть представлены на рис. 23. [c.96] Вернуться к основной статье