24 2.5 Một số loại lọc bụi tĩnh điện phổ biến 2.5.1 Lọc bụi tĩnh điện loại UG Là loại lọc bụi tĩnh điện kiểu ngang đợc thống nhất hoá thay cho các loại lọc bụi tĩnh điện đợc sử dụng trớc đây nh DGPN, PGD, AP, AGDC dùng để khử bụi cho các loại khí với nhiệt độ tới 250 0 C. Chúng đợc chia làm 3 loại: UG1, UG2, UG3, với chiều cao tích cực của trờng 4,2; 7,5; 12,0m và chiều dài tích cực của trờng 2,5 và 4,0m chúng có thể có 1; 2; 3 hoặc 4 trờng. Điện cực lắng của lọc bụi tĩnh điện loại UG đợc cấu thành từ các tấm mỏng rộng định hình (chiều rộng mỗi tấm 350mm) đợc rung gõ búa ở bên dới cùng. Điện cực phóng dạng khung từ các thanh gai treo bên sờn, cách điện thạch anh dùng để đỡ xuyên và rung gõ búa. Riêng với loại UG-3 điện cực phóng đợc rung gõ ở hai độ cao . Khoảng cách giữa các điện cực cùng tên: 275mm. 2.5.2 Lọc bụi tĩnh điện loại EGA Là lọc bụi tĩnh điện kiểu ngang đợc cải tiến, hoàn thiện hơn so với UG: khối lợng giảm hơn, độ tin cậy cao hơn và các đặc tính tốt hơn. EGA đợc sử dụng với khí bụi có nhiệt độ tới 330 0 C. Chiều rộng mỗi tấm điện cực lắng 640mm. Khoẳng cách giữa các điện cực cùng tên: 300mm. Theo chiều rộng EGA thờng có từ 10 ữ 88 đờng khí và chiều cao tiêu chuẩn: 6,0; 7,5; 9,0; và 12m. Điện cực lắng cấu thành từ 4 ữ 8 tấm nên chiều dài trờng: 2,56; 3,2; 3,84; 4,98; và 5,12m. Số lợng trờng từ 2 ữ 4. 2.5.3 Lọc bụi tĩnh điện loại UGT Kiểu UGT dùng để khử bụi của khí công nghiệp với nhiệt độ tới 425 0 C. Điện cực phóng dạng dây treo tự do, rung gõ búa ở phía trên. Điện cực lắng dạng thanh, rung gõ búa ở giữa. 25 Ngoài ra Nga và Liên Xô (cũ) còn sản xuất các loại lọc bụi tĩnh điện khác dùng trong công nghiệp để chịu nhiệt độ cao, nh loại OGP dùng cho các khí thải lò nung trong công nghiệp hoá chất; SG dùng cho các loại khí có thể gây nổ; TS dùng cho các dạng khí có bụi mịn trong tuyển khoáng; UB và UBB - lọc bụi tĩnh điện dạng đứng dùng cho khí chứa bụi công nghiệp và bụi than có những điều kiện thuận lợi cho khử bụi. 2.6 các bộ phận cơ bản và ảnh hởng của chúng đến hoạt động của lọc bụi tĩnh điện 2.6.1 Nguyên lý làm việc của lọc bụi tĩnh điện H2. Nguyên lý lọc bụi tĩnh điện Dòng khí có bụi đi qua khe giữa các điện cực lắng (dạng hình tấm) và giữa các cực phóng có dạng hình tròn, chữ nhật, vuông, và có thể có gai nhọn, đợc đỡ bằng sứ cách điện cao áp. Cực phóng đợc nối với điện cực âm với điện áp khoảng 30 ữ 120kV. Cực lắng đợc nối với điện cực dơng và nối đất. 26 H3. Sự ion hoá chất khí xung quanh điện cực Dới tác dụng của lực điện trờng, xung quanh cực phóng xuất hiện vầng quang (corona), làm xuất hiện hiện tợng ion hoá chất khí và làm cho các hạt bụi bị nhiễm điện. Các hạt bụi này sẽ bị hút về các điện cực trái dấu. Hầu hết các hạt bụi bị nhiễm điện âm nên nó sẽ bị hút về cực lắng. Chừng nào số lợng hạt bụi bám đủ dày trên cực lắng, hệ thống búa gõ sẽ gõ vào cực lắ ng tạo ra dao động và làm các hạt bụi rơi xuống thùng boongke. H4. Hình ảnh của vầng quang (corona) tạo thành xung quanh điện cực phóng có gai 27 2.6.2 Hệ thống điện cực lắng Kết cấu của điện cực ảnh hởng trực tiếp đến hiệu suất thu của lọc bụi tĩnh điện. Hệ thống điện cực lắng thờng có hai dạng: dạng tấm và dạng ống. Dạng tấm đợc sử dụng cả trong lọc bụi tĩnh điện đứng và lọc bụi tĩnh điện ngang, còn dạng ống chỉ sử dụng trong lọc bụi tĩnh điện đứng. Yêu cầu chung cho các điện cực lắng là bề mặt hớng về điện cực phóng phải bằng phẳng không có lồi, nhô nhọn để ảnh hởng (làm giảm) đến điện áp làm việc của lọc bụi tĩnh điện. Hệ thống điện cực lắng có khối lợng lớn, chiếm tỷ lệ giá thành cao trong lọc bụi tĩnh điện nên cần thiết để khối lợng của chúng nhỏ nhất có thể, sao cho đủ cứng vững, đảm bảo giữ đợc hình dạng bề mặt cho trớc, vì sự biến dạng sẽ làm giảm khoảng cách giữa các điện cực khác dấu và làm kém đi hoạt động của lọc bụi tĩnh điện. Hệ thống điện cực lắng còn phải chịu rung gõ tốt để tách bụi, chịu đợc lực xung do búa gõ trong cả điều kiện nhiệt độ đợc tăng lên. Các điện cực lắng dạng tấm phải đợc lựa chọn cho phù hợp, sao cho giữ lại đợc các hạt bụi đã lắng không bị cuốn đi lần thứ hai. Các điện cực lắng dạng tấm có các loại: dạng phẳng, dạng hộp, dạng máng và dạng biên dạng (profil) hở. Ngày nay điện cực lắng dạng tấm có biên dạng hở đợc sử dụng rộng rãi vì những u việt của nó: - Đảm bảo độ cứng vững lớn nhất với chi phí vật liệu nhỏ nhất. - Giảm tối đa lợng bụi cuốn theo khí lần thứ 2 vì có phần che thuỷ khí động lực học. - Có thể sử dụng với vận tốc dòng khí lớn tới 1,7 m/s và chiều dày của tấm chỉ cần trong khoảng 0,8 ữ 1,5 mm và vì thế nó có tính kinh tế nhất. Hiện nay trong công nghiệp sản xuất xi măng lò quay, các bộ lọc bụi tĩnh điện thờng sử dụng các điện cực lắng dạng tấm. Điện cực lắng của lọc bụi tĩnh điện đợc chế tạo từ thép tấm chống ăn mòn điện hoá (08KP, Ct 0 hoặc tơng đơng) có chiều dày từ 1,2 đến 2 mm, bằng cách cán 28 định hình tăng cứng và tạo các profil cần thiết để thu giữ bụi hoặc tổ hợp các tấm phẳng với các thanh thép U tạo khả năng giữ bụi. Điện cực lắng của các loại lọc bụi khô khác thờng đợc cán định hình từ tôn tấm theo các biên dạng khác nhau; vì thế dễ bị biến dạng trong quá trình sử dụng do ứng suất d. Để khử ứng suất d trong gia công phải ủ hoặc thờng hoá các điện cực sau khi đã hoàn chỉnh. Điều này sẽ gây tổn thơng cho bề mặt lắng. H5. Hình dáng bên ngoài của hệ thống điện cực lắng dạng tấm Các tấm điện cực lắng của lọc bụi tĩnh điện sẽ thiết kế phải đảm bảo khả năng chế tạo đơn giản với thanh thép chữ U để tránh hiện tợng bụi đã lắng bị cuốn đi theo dòng khí. Các tấm điện cực lắng đợc nối với vỏ của lọc bụi tĩnh điện và đợc tiếp đất an toàn theo quy định. 29 2.6.3 Hệ thống điện cực phóng (vầng quang) Các điện cực phóng (vầng quang) đợc ghép dới dạng khung tổ hợp và chúng tạo thành các khối cho từng trờng và treo trên các bộ sứ cách điện cao áp. Các điện cực phóng có thể đợc làm bằng các dây thép nicrom với đờng kính 2 đến 5 mm hoặc bằng các thanh hay lá thép với biên dạng khác nhau, có gai hoặc không có gai. Các điện cực phóng dạng dây trơn thờng đợc treo và kéo căng nhờ một quả nặng dới tác động của trọng trờng. Các gai trên điện cực phóng tạo ra các điểm phóng điện iôn mạnh dễ kiểm soát so với điện cực phóng dạng trơn. 2.6.3.1 Hệ thống điện cực phóng ghép khung Chỉ sử dụng đợc khi kết hợp với điện cực lắng dạng tấm và bị hạn chế bởi nhiệt độ làm việc đến 300 ữ 350 0 C vì khi nhiệt độ cao hơn sẽ xảy ra hiện tợng vặn khung ống. 2.6.3.2 Hệ thống điện cực phóng treo tự do Sử dụng đợc cả cho điện cực lắng dạng tấm và dạng ống. Nó có nhợc điểm là lắp ráp phức tạp; có thể xảy ra hiện tợng dạt trôi từng điện cực hoặc cả hệ thống, nhất là khi độ cao hơn 4 ữ 5 m; phức tạp trong việc tổ chức rũ bụi bám. 2.6.3.3 Hệ thống với các điện cực phóng cứng vững Gồm các phần tử cứng vững liên kết với nhau tạo thành khung không gian. Các điện cực phóng phải có kích thớc hình học chính xác để tạo ra sự phóng điện vầng quang mạnh mẽ và đồng đều. Các điện cực phóng thờng có tiết diện nhỏ hơn nhng chiều dài tới hàng km nên vấn đề đảm bảo độ bền vững của nó là chìa khoá của độ tin cậy lọc bụi tĩnh điện vì chỉ cần đứt một điện cực là cả một trờng bị loại. 2.6.3.4 Điện cực phóng có diểm phóng không cố định Đợc làm từ các dây dẫn có tiết diện tròn hoặc các hình thù khác. Các điểm phóng vầng quang không nằm cố định và đợc phân bổ dọc theo chiều dài điện cực phụ thuộc vào chế độ làm việc của lọc bụi tĩnh điện và tình trạng bề mặt của điện cực. 2.6.3.5 Điện cực phóng với các điểm phóng cố định Là các dây hoặc thanh dẫn với các gai hoặc răng cách đều theo chiều dài. 30 Điện cực phóng dạng này có khả năng cho trớc dòng xác định của vầng quang bằng cách thay đổi bớc tạo gai và chiều cao của nó nên có thể tăng hiệu suất lọc bụi tĩnh điện. Hiện nay điện cực phóng dạng này đợc sử dụng u việt trong các lọc bụi tĩnh điện khô. H6. Hình dáng bên ngoài của hệ thống điện cực phóng ghép khung Để đảm bảo độ cứng vững, tin cậy trong vận hành và dễ kiểm soát hiện tợng phóng điện, trong lọc bụi tĩnh điện thiết kế sử dụng loại điện cực phóng làm bằng ống thép 20 mm có hàn gai. Hệ thống khung treo điện cực phóng của mỗi trờng lọc bụi tĩnh điện đợc tổ hợp thành một khối chắc chắn và đợc treo - định vị chính xác nhờ các bộ sứ cách điện cao áp. Vì điều kiện vận hành có độ ẩm cao, nhất là trong những ngày ma và nồm, nên các bộ sứ này đều đợc bố trí các bộ sấy đi kèm để đảm bảo cách điện cao áp của chúng. 31 Một trong các yếu tố kết cấu ảnh hởng đến hiệu suất thu lọc bụi đó là chiều cao hệ thống điện cực. Ngày nay do điều kiện hạn chế mặt bằng lắp đặt và để tăng năng suất của các lọc bụi, có xu hớng tăng chiều cao hệ thống điện cực tới 12 mét và cao hơn. Nhng thực tế, chiều cao hệ thống điện cực càng cao sẽ làm tăng chiều cao rơi của bụi khi rung gõ, nghĩa là tăng khả năng bị cuốn theo dòng khí. Vì thế trong lọc bụi tĩnh điện thiết kế sử dụng hệ thống điện cực có chiều cao bằng 9 mét. Với chiều cao nh vậy, khi rung gõ rũ bụi, lực gõ sẽ truyền đủ tới mọi điện cực làm tách bụi; hơn nữa giảm đáng kể lợng bụi bị cuốn theo dòng khí nên đảm bảo hiệu suất thu lọc bụi. 2.6.4 Hệ thống rung gõ điện cực lắng và phóng 2.6.4.1 Rung đập điện cực Hê thống rung thực hiện bằng cách đẩy các điện cực đợc treo lệch tâm bằng một cơ cấu cam theo hớng nằm ngang và tiếp theo là thả đột ngột cho điện cực về vị trí ban đầu; các điện cực sẽ va chạm vào nhau và rũ bụi bám vào bề mặt của mình. Với một hành trình rung rũ bụi nh vậy, sẽ tạo ra một ứng suất đáng kể và kết quả là sự mài mòn. 2.6.4.2 Rung rũ bằng búa gõ Đây là biện pháp phổ biến nhất hiện nay cho cả hệ điện cực phóng và lắng. Cần có khối lợng búa gõ nhỏ nhất đủ để rũ bụi bám vì lực xung của búa gõ sẽ làm mài mòn các chi tiết va đập. Các búa gõ vào các điện cực có thể không đồng thời mà chia ra làm các khoảng thời gian bằng nhau nên có thể giảm đợc tối thiểu hiện tợng bụi bay theo lần 2. Hơn nữa thực tế chứng minh rằng với các điện cực lắng cao 12,5m cũng chỉ cần một hệ búa gõ ở một mức cũng đảm bảo đủ rung rũ bụi. Tơng tự nh vậy cũng sử dụng cho hệ rung gõ điện cực phóng. 2.6.4.3 Rung đập xung Cũng tơng tự nh hệ búa gõ nhng chuyển động bằng thuỷ lực hay nam châm điện. Hệ thống này có thuận tiện là điều khiển đợc lực đập và khoảng thời gian giữa các lần trong khoảng rộng. Nhng vì sự phức tạp của các cơ cấu xung nên hiện tại cha tìm đợc sự ứng dụng rộng rãi. 32 2.6.4.4 Rung rũ bụi dạng rung Hệ thống rung sử dụng nam châm điện hoặc cơ cấu rung điện - cơ nhằm tạo các dao động định hớng hoặc không định hớng để rung rũ bụi tích tụ ở các điện cực. Nhng vì kết cấu phức tạp lại kém tin cậy khi làm việc lâu dài với những dao động gây mỏi và phá huỷ các chi tiết nên trong thực tế ít đợc ứng dụng. H7. Hệ thống búa gõ các điện cực lắng và điện cực phóng 33 2.6.5 Hệ thống cách điện lọc bụi tĩnh điện Các bộ cách điện của lọc bụi tĩnh điện phải làm việc trong môi trờng nhiệt ẩm của khí với nồng độ bụi cao. Vì vậy chúng thờng đợc đặt ở trong hộp bên ngoài dòng khí với các biện pháp nhằm giữ cho chúng không bị bụi bẩn. Đặc biệt phải giữ sao cho nhiệt độ bề mặt các bộ phận cách điện phải cao hơn điểm đọng sơng. Trong các lọc bụi tĩnh điện khô thờng sử dụng các bộ cách điện có bộ sấy khi khởi động lọc bụi tĩnh điện và trong một số trờng hợp khác có yêu cầu. Trong trờng hợp các hạt bụi là chất dẫn điện (mồ hóng, bụi than, ) thờng phải sử dụng hệ thống thổi khí sạch hoặc không khí vào các hộp cách điện. Các bộ cách điện của điện cực phóng và cơ cấu rung gõ của chúng là đặc biệt quan trọng với các lọc bụi tĩnh điện. Các bộ cách điện thờng đợc làm bằng sứ hoặc thạch anh. Đối với sứ cách điện trong lọc bụi tĩnh điện cần sử dụng chất liệu đặc biệt: chịu tải và có tính chất không dẫn điện tốt ở nhiệt độ cao. Trong thực tế sứ cách điện đợc sử dụng rộng rãi khi nhiệt độ của dòng khí nhiễm bụi không vợt quá 250 ữ 350 0 C và nhiệt độ đọng sơng của hơi axit không cao hơn 120 ữ 150 0 C. H8. Bộ phận sứ cách điện [...]... vào lọc bụi tĩnh điện Để tránh hiện tợng bết dính, các phễu thu chứa bụi còn đợc bố trí các bộ sấy và các bộ rung gõ tháo bụi 2.6.8 Số trờng tĩnh điện trong lọc bụi Số trờng tĩnh điện trong lọc bụi có ý nghĩa to lớn với hiệu suất thu lọc bụi Nó quyết định bề mặt lắng bụi khi đã tính toán và chọn vận tốc dòng khí nhất định và thời gian lu của dòng khí trong lọc bụi tĩnh điện Hệ thống lọc bụi tĩnh điện. .. bộ phận của lọc bụi tĩnh điện Các hạt bụi trong trờng lọc bụi tĩnh điện, nhận điện tích và dới tác động của lực điện trờng, chuyển động với vận tốc dịch chuyển v về phía các điện cực Đối với vận tốc dịch chuyển của các hạt bụi, yếu tố quyết định là cờng độ điện trờng Các thông số: điện áp trên các điện cực và cờng độ dòng điện của trờng sẽ quyết định tính chất điện trờng của lọc bụi tĩnh điện và từ... cao của lọc bụi tĩnh điện cần có giải pháp để ngăn chặn dòng khí đi qua các vùng không tích cực của trờng điện Trong lọc bụi ngang đó là các vùng phía trên và dới các tấm điện cực, các vùng không gian của các phễu thu 35 bụi, các vùng nằm giữa các tấm điện cực lắng ở dãy ngoài cùng và vỏ thành của lọc bụi tĩnh điện Lọc bụi tĩnh điện cần có hiệu suất rất cao 98 ữ 99,9% nên một lợng nhỏ khí chứa bụi đi... cách điện ở nhiệt độ cao tốt hơn sứ nên thờng sử dụng ở nhiệt độ cao hơn 250 ữ 3500C Vật liệu có triển vọng để làm cách điện cho lọc bụi tĩnh điện là một vài chủng loại sitall Trong một số trờng hợp có thể sử dụng làm cách điện trong lọc bụi tĩnh điện một vài chi tiết bằng vật liệu cách điện tổng hợp Đặc biệt những ống bằng thuỷ tinh êpoxy cách điện đợc dùng làm trục cách điện cho các cơ cấu rung gõ điện. .. lọc bụi tĩnh điện vì có độ bền cơ cao 2.6.6 Hệ thống phân phối khí của lọc bụi tĩnh điện Hệ thống phân phối khí là các kết cấu và thiết bị phân phối dòng khí đi vào lọc bụi tĩnh điện, mục đích làm cho dòng khí phân bố đều trong mọi mặt cắt của lọc bụi tĩnh điện để các bề mặt thu bụi có thể hoạt động trong các điều kiện đồng nhất và cản trở không cho dòng khí đi qua phần không tích cực của lọc bụi tĩnh. .. trong lọc bụi tĩnh điện cần phải bố trí các tấm chắn dòng khí trên các phễu thu bụi 2.6.7 Hệ thống phễu chứa bụi và thiết bị thải bụi Hệ thống phễu chứa bụi của lọc bụi tĩnh điện là bộ phận thu gom bụi sau khi bụi đợc rung gõ và rơi xuống từ các điện cực Các phễu có độ dốc hợp lýđảm bảo bụi đợc thu xuống đáy phễu Bụi thu gom ở đáy phễu đợc thải ra ngoài bằng vít tải thông qua van quay kín khí tháo bụi. .. nhất cho thu lọc bụi là giữ cho điện áp giữa các điện cực ở giá trị cực đại Tuy nhiên, điện áp giữa các điện cực lại liên quan đến: Chất lợng cơ khí của lọc bụi tĩnh điện _ sự định tâm chính xác và chất lợng bề mặt của các điện cực Đặc tính của dòng khí chứa bụi _ quyết định điện áp phóng của điện trờng Chất lợng của hệ thống thiết bị điện điều khiển _ khả năng duy trì điện áp tối đa giữa các điện cực,... đến điện trờng giữa các điện cực, làm giảm chất lợng làm việc của lọc bụi tĩnh điện 37 Chính vì vậy, hệ điện cực phóng dạng khung cứng treo trên các sứ cách điện cao áp đợc chọn cho thiết bị lọc bụi tĩnh điện thiết kế Hệ thống các điện cực này sẽ đợc tổ hợp thành các khối cho từng trờng Hệ thống rung rõ điện cực kiểu búa gõ với những u điểm: Khối lợng búa gõ nhỏ cũng đủ để rũ bụi bám Búa gõ vào các điện. .. trờng tĩnh điện Vận tốc dòng khí trong lọc bụi tĩnh điện do tiết diện của lọc bụi tĩnh điện quyết định Tiết diện càng lớn vận tốc càng nhỏ và ngợc lại Vận tốc dòng khí, trong thực tế là yếu tố quyết định hiệu suất của lọc bụi tĩnh điện vì nếu vận tốc lớn hơn mức cần thiết dù có thể đợc bù lại bằng cách tăng chiều dài trờng nhng cũng không thể 40 khống chế đợc hiện tợng bụi lần thứ hai- hiện tợng bụi. .. quả lọc bụi Vì vậy trong kết cấu của lọc bụi tĩnh điện cần chú ý đến hệ thống các vách ngăn dòng, chặn dòng để tạo trở lực cho dòng khí ở những vùng không tích cực và bằng cách đó để giảm lợng khí này tới tối thiểu Ngoài ra, sau khi rung gõ các điện cực, bụi đã tích tụ sẽ rơi xuống phễu thu bụi và lại tung ra thành đám mây bụi Đám mây bụi này có thể bị cuốn đi và làm giảm hiệu suất của lọc bụi tĩnh điện . 24 2.5 Một số loại lọc bụi tĩnh điện phổ biến 2.5.1 Lọc bụi tĩnh điện loại UG Là loại lọc bụi tĩnh điện kiểu ngang đợc thống nhất hoá thay cho các loại lọc bụi tĩnh điện đợc sử dụng. lợi cho khử bụi. 2.6 các bộ phận cơ bản và ảnh hởng của chúng đến hoạt động của lọc bụi tĩnh điện 2.6.1 Nguyên lý làm việc của lọc bụi tĩnh điện H2. Nguyên lý lọc bụi tĩnh điện Dòng. hiệu suất thu của lọc bụi tĩnh điện. Hệ thống điện cực lắng thờng có hai dạng: dạng tấm và dạng ống. Dạng tấm đợc sử dụng cả trong lọc bụi tĩnh điện đứng và lọc bụi tĩnh điện ngang, còn dạng