Bilantul material al cenusii

Transcript

1 Bilantul material al cenusii In cazul arderii combustibililor solizi, gazele rezultate conţin importante cantitãţi de cenuşã Concentraţia acesteia în gazele de ardere depinde în principal de conţinutul de cenusa A [kg/kg] al combustibilului şi de tehnologia de ardere

2 Traseul cenusii

3 Valori orientative ale gradului de antrenare a cenuşii de către gazele de ardere care părăsesc focarul Tipul focarului Cărbune Partea de cenuşă antrenată de gazele de ardere xa Focar cu ardere în strat Focar cameră şi evacuarea cenuşii în stare solidă (pulverulentă) Focar cameră şi evacuarea cenuşii în stare lichidă: deschis, semideschis, ciclon vertical, ciclon orizontal Huilă Cărbune brun Huilă Cărbune brun Turbă 0,13 0,25 0,13 0,25 0,85 0,95 Huilă 0,8 0,85 0,7 0,8 0,2 0,25 0,1 0,15

4 Particule in gazele de ardere Particulele solide conţinute în gazele de ardere se compun din cenuşa zburătoare, cocs zburător funingine Nu este posibilã separarea unei cantitãţi mai mari de cenuşã în focarele cu arderea cãrbunelui în stare de praf şi evacuarea cenuşii în stare pulverulentã

5 Cenusa evacuata in stare solida sau lichida Reducerea vitezei ascensionale a gazelor de ardere în focar şi măcinarea grosieră a cărbunelui sunt soluţii ce ar favoriza un grad sporit de separare, dar ele nu sunt şi economice Pentru a realiza un grad mai mare de reţinere a cenuşii în focar, se apelează, atunci când este posibil din punct de vedere tehnic şi rentabil din punct de vedere economic, la procedeul evacuării cenuşii în stare lichidă

6 Desprafuirea Comportarea particulelor din norul de praf depinde de o mulţime de factori: diametrul particulelor, distribuţia mărimii (diametrului) particulelor, forma particulelor, viteza de sedimentare; proprietăţi fizice (electrice, de aderenţă, de solubilitate) ale particulelor; concentraţia prafului în mediul gazos Alegerea tipului constructiv şi dimensionarea instalaţiilor de desprăfuire trebuie să se realizeze în funcţie de toţi factorii enumeraţi Clasificarea generală indică procedeele de separare, funcţie de diametrul particulelor natura mişcării, domeniul de vizibilitate pentru diferite categorii de particule

7 Procedee de separare

8 Amestecurile bifazice praf-gaz sunt instabile şi tind să se separe a) Forţa gravitaţională, sub acţiunea căreia particulele solide se separă repede în fluide aflate în repaus; b) Mişcarea browniană, datorită căreia particulele mici au tendinţa să coaguleze, formând particule mai mari şi să accelereze astfel procesul de sedimentare; c) Forţa de inerţie, care conduce la separarea fazei solide din faza gazoasă, ori de câte ori apar variaţii de viteză, ca mărime şi sens; d) Câmpul electric, sub acţiunea căruia particulele de praf se încarcă electric şi pot fi astfel separate din curentul de gaze, cu ajutorul unor separatoare, ce au polaritate electrică de sens opus

9 Instalaţiile folosite pentru descenuşarea gazelor de ardere separatoare pe bază de forţe masice, separatoare umede, separatoare electrice, şi separatoare cu medii filtrante

10 Separatoarele pe bază de forţe masice se clasifică Separatoare gravitaţionale se împart in: camere de depunere simplă, camere de depunere cu deflector pulverizatoare, Separatoare centrifugale, constituite din: cicloane baterii de cicloane

11 Camera de depunere simplă Ea este folosită pentru captarea grosieră a prafului de cenuşă din gazele de ardere Se pot obţine grade de separare în jur de 50 % pentru particulele cu dimensiuni mai mari de 150 µm

12 Neeconomice din punct de vedere raport pret/eficienta Viteza optimă de traversare a camerei de depunere de câtre gazele de ardere se recomandă w a = 0,3 m/s, motiv pentru care, dimensiunile de gabarit necesare acestor tipuri de camere devin foarte mari, chiar aberante, şi ele sunt neeconomice

13 Schema camerei de depunere cu deflector Eficacitatea procesului de separare poate fi îmbunătăţită prin folosirea camerelor de depunere cu deflector sau cu şicane

14 Aplicatie limitata si nu in domeniul energetic Pentru aceste tipuri de separatoare, curgerea mediului bifazic se apropie mult de curgerea laminară teoretică Separarea prafului are loc în special sub acţiunea forţei de inerţie Cu toate acestea, gabaritul camerelor de depunere cu deflector şi gradul de separare scăzut (sub 80 %) reprezintă principalele dezavantaje şi limitează utilizarea acestui tip de separatoare doar la cazuri rare şi nu în domeniul energetic

15 Pulvocaptatoare Pulvocaptatoarele sunt constituite dintr-un număr de inele conice care au diametrul treptat micşorat în direcţia de mişcare a gazului ce urmează a fi desprăfuit Inelele conice sunt aşezate unele lângă altele, la intervale mici, lăsând între ele un ţi i l i

16 Pulvocaptatoare Curentul secundar are o mare concentraţie de praf şi este trecut printr-un ciclon, unde se curăţă în cea mai mare parte Apoi, este îndreptat spre ieşire, împreună cu debitul principal de gaze Conicitatea inelelor depinde de viteza de trecere a gazului prin acestea şi de gradul de separare dorit Unghiul conului la vârf este în jur de (18-20), curentul de gaz fiind forţat să-şi schimbe direcţia de mişcare cu circa

17 Separatoare centrifugale Separatoarele centrifugale, cunoscute în special sub denumirea de cicloane, folosesc acceleraţia centrifugă pentru separarea prafului din gaze Cicloanele au o construcţie simplă, prezintă siguranţă în exploatare, sunt robuste şi ieftine

18 Schema ciclonului Gazul brut intră în partea cilindrică a carcasei cu viteze w 1 cuprinse între 15 şi 25 m/s Pătrunde apoi cu viteze crescânde spre interior, pe o traiectorie spirală Curentul de praf efectuează în partea cilindrică a ciclonului circa 1,5 rotaţii, cu viteze periferice cuprinse între 10 şi 30 m/s Viteza periferică maximă este atinsă pe o zonă puţin mai îngustă decât tubul central Particulele de praf sunt aruncate pe peretele mantalei exterioare a ciclonului şi se scurg de-a lungul acestuia, spre orificiul de evacuare, respectiv buncărul de praf Gazele desprăfuite circulă spre centru, înspre partea interioară a tubului şi se alătură vârtejului central ascendent Evacuarea gazelor desprăfuite decurge prin tubul central superior 1 Racord de intrare a gazului brut, 2 Carcasa cilindrică, 3 Tub de evacuare a gazului curăţit, 4 Tub de evacuare a prafului

19 Dimensiunile generale şi curba gradului de separare ale unui ciclon de eficienţă medie Fenomenele de curgere a mediului bifazic în ciclon sunt deosebit de complicate şi nu pot fi redate matematic, decât cu ajutorul unor ipoteze simplificatoare Dimensionarea ciclonului se face prin alegerea unor mărimi constructive, pe bază de experienţă

20 Dimensiunile generale şi curba gradului de separare ale unui ciclon de eficienţă înaltă

21 Multicicloanele Odatăcu micşorarea diametrului ciclonului creşte forţa centrifugă şi, implicit, se măreşte puterea de separare Acest fapt a determinat dezvoltarea multicicloanelor Acestea sunt constituite dintr-un număr mare de cicloane cu diametrul mic, cuprinse într-o carcasă, care se racordează la conducta de admisie a gazului brut şi la conductele de evacuare a prafului şi gazului desprăfuit

22 Schema unui separator de praf multiciclon si Element de multiciclon cu intrare axială a gazului brut 1 Ciclon elementar, 2 Gaz brut, 3 Gaz desprăfuit, 4 Praf colectat

23 Separatoare umede Realizează reţinerea particulelor solide dintr-un curent de gaze, prin fixarea acestora de câtre un lichid de spălare Gazul brut este adus, în primă fază, în contact cu lichidul de spălare In cea de-a doua fază, particulele de praf sunt eliminate împreună cu lichidul Pentru descenuşarea gazelor de ardere se foloseşte, de regulă, apa Aceasta fie se scurge sub formă de peliculă (în filtrele sistem Modav) fie este pulverizată, cât mai uniform, în partea superioară a turnurilor de spălare (în scrubere)

24 Teorie Cea mai mare parte a particulelor de praf se fixează pe picăturile de apă cu diametru relativ mare Sub acţiunea câmpului gravitaţional, aceste picături mari de apă încărcate cuprafcadîntr- un bazin de colectare şi sunt eliminate Picăturile fine de apă, antrenate de gazele de ardere, sunt reţinute în separatoare cu deflector sau cicloane

25 Tub Venturi Bazele teoretice ale separatoarelor umede sunt încă puţin cercetate Aceste utilaje se fabrică de câtre întreprinderi specializate, în baza experienţei acumulate şi nu în baza unor calcule de proiectare riguroase Cel mai eficace separator umed este separatorul cu tub Venturi

26 Schema unei instalaţii de epurare, având separator de praf cu tub Venturi: 1 Ajutaj Venturi, 2 Injecţie apă, 3 Ciclon, 4 Recipient de sedimentare, 5 Rezervor de apă, 6 Adaos de apă, 7 Pompă, 8 Nămol

27 Atentie Separatoarele umede au avantajul că, odată cu praful de cenuşă, se elimină şi eventualele gaze nocive prezente în gazele de ardere şi solubile în apă Pentru evitarea "transferării" problemei poluării aerului prin gazele emise de centralele termice spre poluarea apei şi solului din împrejurimi, se impune riguros epurarea apei, ce a fost folosită în separatoarele umede

28 Separatoare electrice Separatoarele electrice sau electrofiltrele reprezintă instalaţii deosebit de eficiente, cu ajutorul cărora se pot obţine grade de separare de peste 99 %, chiar şi pentru gazele de ardere ce conţin praf foarte fin Pentru separarea particulelor de praf dintr-un mediu bifazic sunt necesare următoarele faze: încărcarea electrică a particulelor din mediul bifazic; deplasarea particulelor de praf spre electrozii de depunere; separarea prafului pe electrozii de depunere; îndepărtarea materialului de pe electrozi, în vederea evacuării lui în afara electrofiltrului

29 Avantaje consum specific de energie electrică redus, între 0,05 până la 0,5 kw/1 000 m 3 de gaz epurat; rezistenţă hidraulică foarte mică, cuprinsă între 20 şi 150 Pa; posibilitate de a lucra până la 500 C, atât în condiţii de depresiune, cât şi la suprapresiune; grad înalt de desprăfuire, indiferent de mărimea debitului de gaze, de concentraţia prafului şi de mărimea particulelor; posibilitate de automatizare completă a procesului de desprăfuire; construcţie relativ simplă, relativ uşor de reparat şi exploatat

30 Concluzie Din aceste motive, electrofiltrele sunt folosite aproape în exclusivitate pentru descenuşarea gazelor de ardere energetice In consecinţă se va face o prezentare mai largă a electrofiltrelor, atât din punct de vedere constructiv, cât şi din punct de vedere funcţional

31 Clasificare Direcţia de trecere a mediului bifazic Se deosebesc electrofiltre orizontale şi electrofiltre verticale Starea depunerilor separate electrofiltre uscate, caz în care particulele separate au aspect de praf uscat, electrofiltrele umede, caz în care particulele separate sunt în stare lichidă sau sub formă de şlam 3 Geometria sistemelor de electrozi electrofiltre cu sistem plan de electrozi, electrofiltre cu sistem concentric de electrozi, electrofiltre cu sistem mixt de electrozi

32 a) c) b) Fig 224: Geometria sistemelor de electrozi: a) sistem plan, b) sistem concentric, c)sistem mixt 1-anod, 2-catod a) b) c) Fig 225: Scheme de electrofiltre cu unul sau mai multe cimpuri: a)un singur cimp, b) cu doua cimpuri in serie, c) cu doua nivele paralele a cite trei cimpuri

33 Fig226: Schema unui electrofiltru combinat cu un multiciclon tip Schiecht: 1-multiciclon Schiecht, 2-electrofiltru, 3-gaz brut 4-praf, 5-gaz curatit a) 2 b) 2 Fig 228: Racorduri de intrare: a)orizontal, b) vertical, cu intrarea gazului brut pe la partea inferioara: 1,2-legatura la carcasa, respectiv la canalul de aductiune, 3-dispozitiv de uniformizare a curgerii

34 Construcţia electrofiltrelor 1 Racord de intrare, 2 Perete de uniformizare a curgerii, 3 Buncăr de praf, 4 Platformă interioară, 5 Bară de scuturare, 6 Tablă deflectoare, 7 Distanţier, 8 Ramă de emisie, 9 Consolă, 12 Grindă acoperiş, 13 Acoperiş de ploaie, 14 Acoperiş etanş, 15 Grindă de susţinere a electrozilor de depunere, 18 Electrod de depunere, 17 Elecrod de emisie, 18 Dispozitiv de scuturare a electrozilor de depunere, 19 Racord de ieşire, 20 Uşă de acces, 21 Dispozitiv de scuturare a electrozilor de emisie, 22 Ramă de susţinere, 12 Manta de protecţie, 24 Acţionarea sistemului de scuturare a electrozilor de emisie

35 Sistem de electrozi dispusi in campul intai 1 electrod de depunere CSH2 2 electrod de emisie IZODYN B5

36 Parti componente sistemul de alimentare cu energie electrică, format din agregatul de alimentare şi redresorul de înaltă tensiune; carcasa, care mărgineşte canalul de curgere a mediului bifazic, formată din canalul de intrare a gazului brut, dispozitivul de distribuţie uniformă a gazului pe întreaga secţiune a separatorului, camera în care sunt amplasaţi electrozii de emisie şi depunere, canalul de evacuare a gazului curăţit şi buncărul pentru colectarea prafului; echipamentul interior, format din electrozii de emisie şi de depunere şi sistemele de scuturare, pentru îndepărtarea prafului depus

37 Canalele electrofitrului Gazul străbate separatorul de praf prin canale longitudinale, de secţiune dreptunghiulară Canalele sunt mărginite de panourile cu electrozii de depunere, legaţi lapământ In mijlocul acestor canale sunt dispuse ramele cu elctrozii de emisie formaţi din bare sau fire (sârme), care se află în legătura cu polul negativ

38 Principiul electrofiltrului 1 Generator de înaltă tensiune, 2 Electrod de emisie, 3 Electron, 4 Moleculă de gaz neutră, 5 Moleculă de gaz ionizată, 6 Particulă de praf ionizată, 7 Electrod de depunere

39 Descrierea fenomenelor Datorită diferenţei de tensiune de circa kv dintre electrozii de emisie, de polaritate negativă, şi electrozii de depunere, de polaritate pozitivă, se formează un câmp electrostatic In imediata apropiere a electrodului de emisie, se stabileşte o puternică cădere de potenţial, care produce ionizarea gazului din această zonă O caracteristică vizibilă a momentului când, datorită atingerii tensiunii de străpungere a gazului dielectric, încep descărcările prin ioni, este apariţia unei luminiscenţe slabe în jurul electrodului de emisie Fenomenul poartă denumirea de efect corona Luminiscenţa esteînsoţită de un sunet caracteristic, fluierat sau pocnituri

40 Ionii negativi (praful) Moleculele gazului din apropierea electrodului de emisie se descompun datorită efectului corona în ioni pozitivi şi electroni Ionii pozitivi rămân la electrodul de emisie, iar electronii se deplasează spre electrozii de depunere Electronii întâlnesc în drumul lor molecule de gaze şi particule de praf şi le ionizează negativ Ionii negativi se îndreaptă spre electrodul de depunere Bombardamentul la care sunt supuse particulele de praf este foarte intens şi decurge într-un interval foarte scurt de timp, de maxim 0,01 s

41 Curent continuu Pentru electrofiltre se poate folosi numai curent continuu, deoarece particulele de cenuşă ionizate trebuie să se deplaseze într-o singură direcţie In cazul alimentării electrofiltrului cu un curent alternativ (clasic), ionul de praf s-ar îndrepta, când spre un electrod, când spre celălalt, datorită variaţiei sensului tensiunii In final, particula ar fi scoasă din electrofiltru, înainte de a mai avea timp să atingă unul din electrozi, deci fără a fi retinuţă pe aceştia In deplasarea sa spre electrodul de depunere, ionii negativi produc un curent de gaz ce are o viteza de până la 0,6 m/s, denumit "vânt electric" Atunci când vântul trece prin faţa electrodului de depunere, cea mai mare parte a particulelor de praf ionizate sunt deviate, ramănând lipite de perete, datorită forţelor inerţiale şi electrice Numai o parte foarte redusă din particulele de praf este antrenată de curentul principal

42 Viteza de migrare Traiectoria particulelor de praf este determinată de efectul rezultat din interacţiunea curentului de gaz cu câmpul electric Viteza de deplasare a particulelor de praf spre elctrodul de depunere, sub influenţa forţelor electrice şi a forţelor de vâscozitate, este denumită viteză de migrare Ea are valori cuprinse între 1,5 şi 30 cm/s, în timp ce viteza curentului de gaz în electrofiltru este mult mai mare, şi anume de 1,5 până la 4,0 m/s

43 Gradul de separare Ipoteze: se neglijează factorii perturbatori în curgere şi se presupune o repartizare uniformă a particulelor, pe întrega secţiune; nu se ia în considerare reantrenarea particulelor iniţial depuse; se presupune o repartiţie uniformă a vitezei gazului pe întrega secţiune a electrofiltrului, respectiv a canalelor de curgere

44 Colectarea particulelor Colectarea particulelor în filtrul electrostatic se produce numai atunci când particulele în suspensie şi încărcate electric se deplasează suficient de aproape de suprafaţa electrodului de depunere, în aşa fel încât să poată fi deviate de câmpul electric

45 Pierderea de presiune p Interval de decolmatare Timpul de functionare

46 η EF Relatia lui Deutsch = N 0 N 0 N Aw V& = 1 e Relaţia lui Deutsch serveşte la predimensionarea filtrului electrostatic, în ipoteza că se impun debitul de gaze şi gradul de separare dorit şi că se cunoaşte viteza de migrare w Din păcate, această din urmă mărime nu se poate stabili decât în condiţii idealizate, urmând ca valoarea sa reală să fie aproximată, pe baza încercărilor experimentale, realizate pe parcursul cercetărilor, ce preced calculul şi proiectarea electrofiltrelor

47 Viteza de migrare d m w = q E 3 π d η w dτ p g în care: q este sarcina electrică a particulei, în C; E intensitatea câmpului electric de depunere, în V/m; η vâscozitatea mediului, în kg/m s; d diametrul particulei, în m

48 Rezistivitatea electrica a particulelor Rezistivitatea electrică este o caracteristică a prafului, care, în funcţie de compoziţia sa chimică, de granulaţie, umiditate şi temperatură, atinge o valoare ce influenţează gradul de separare, prin intermediul vitezei de migrare Trebuie făcută o diferenţă între rezistivitatea materialului (prafului) din care este constituită particula de praf şi rezistivitatea stratului de praf, care este dependentă şi de alţi factori

49 Dificil de separat Prafurile bune conducătoare, ce au o rezistivitate electrică 4 ρ 10 Ωcm Ele se captează cel mai greu O particulă de praf din această categorie cedează sarcina negativă, imediat după ce vine în contact cu electrodul de depunere Astfel, se încarcă cu sarcină de sens contrar şi revine în fluxul de gaze, unde reîncepe procesul, prin încărcare cu sarcină pozitivă Captarea unor astfel de particule necesită electrozi de depunere speciali, care să împiedice reantrenarea particulelor

50 Rezistivitatea depinde de temperatura si de punctul de roua

51 Dependenta rezistivitatii de continutul de S din combustibil

52 Factori care influenţează mărimea vitezei de migrare viteza gazului, forma particulei, rezistivitatea electrică a particulei, compoziţia prafului, geometria separatorului şi a elementelor sale componente, compoziţia şi temperatura gazului, şi intensitatea şi periodicitatea curăţirii electrozilor

53 Electrofiltre pentru gaze fierbinti In Statele Unite se prevede dispunera electrofiltrelor înaintea preîncălzitoarelor de aer, astfel încât regimul de temperatură să fie situat în jur de 350 C Aceste electrofiltre se numesc "electrofiltre pentru gaze fierbinţi" Pentru temperatura de 350 C, valoarea rezistivităţii se menţine aproximativ la nivelul celei pentru temperaturi în jur de 150 C Ca urmare, electrofiltrele dispun de suprafeţe specifice de filtrare mai reduse

54 Alt avantaj La proiectarea şi execuţia electrofiltrelor pentru gaze fierbinţi trebuie să se aibă în vedere dilatările mai mari şi posibilităţile mai accentuate de deformare a componentelor sistemului de filtrare, în special a electrozilor de depunere Pe de altă parte, se remarcă şi faptul că, la temperaturi înalte, rezistivitatea elctrică a prafului nu mai depinde de concentraţia umidităţii şi anhidridei sulfurice în gazele de ardere Electrofiltrele pentru gaze fierbinţi au, în consecinţă, o stabilitate mai mare în funcţionare

55 Foarte interesant Din analiza factorilor care pot modifica rezistivitatea electrică a prafului, s-a observat că un conţinut ridicat de umiditate respeciv o temperatură de rouă ridicată determină reducerea rezistivităţii electrice a cenuşii zburătoare De aici s-a născut ideea condiţionării gazelor prin injectie de apă şiso 3, de regulă sub 50 ppm

56 Optim pentru separare Prafuri cu rezistivitate electrică medie, cuprinsă între 10 4 şi10 11 Ωcm Aceste prafuri se separă cel mai bine în electrofiltre După încărcarea cu sarcină electrică, particulele de praf se deplasează datorită forţelor Coulomb O dată ajunsă pe electrodul de depunere, particula se descarcă, în măsura în care se depun noi particule încărcate Stratul de praf va cădea parţial datorită greutăţii proprii sau în urma scuturării Intotdeuna însă, ramâne pe electrodul de depunere un strat aderent, care asigură continuitatea procesului Practica a demonstrat însă, că pentru valori ale rezistivităţii prafului de până la Ω cm, trebuie să se procedeze cu mari precauţii, deoarece, contrar teoriei anterior prezentate, pentru această calitate de praf, se întâmpină dificultăţi la separare

57 Dificil de separat Prafuri cu rezistivitatea electrică foarte mare, > Ω cm Descărcarea sarcinii electrice a particulelor separate pe electrozii de depunere se face greu Ca urmare, în stratul de praf format, apare un potenţial ridicat, care generează descărcări parţiale inverse Aceste perturbaţii în descărcarea corona conduc la o disfuncţie a electrofiltrelor

58 Separatoare cu medii filtrante Separatoarele cu medii filtrante utilizează un material poros, care să reţină particulele de praf, atunci când este străbătut de câtre gazul brut Ca materiale filtrante se folosesc ţesături din fibre sintetice sau naturale, precum şi umpluturi din materiale fibroase, grăunţoase sau ceramice

59 Filtre cu saci In prezent, pentru desprăfuirea gazelor de ardere se folosesc pe scară industrială, pe plan mondial, un număr relativ mic de astfel de instalaţii de filtrare Filtrele au saci confecţionaţi din fibră de sticlă acoperită cu teflon, pentru a rezista condiţiilor vitrege de lucru Cu toate că asemenea instalaţii realizează un grad înalt de separare (99,9 %), indiferent de mărimea particulelor de praf, răspândirea lor este frânată de dificultăţile de realizare şi exploatare a elementelor filtrante

60 Teorie Pentru desprăfuirea gazelor de ardere, alături de electrofiltre, se folosesc şi filtrele din ţesături Ele se confecţionează din fibră de sticlă acoperită cu teflon, pentru a rezista condiţiilor vitrege de lucru Elementul filtrant al acestor instalaţii are, de obicei, forma unui sac, motiv pentru care s-a răspândit denumirea de filtre cu saci Utilizarea lor în energetică este indicată atunci când electrofiltrele nu pot asigura gradul de reţinere impus de legislaţia în vigoare sau devin foarte costisitoare Un astfel de caz se întâlneşte la arderea huilelor, cu conţinut de sulf mai mic decât 1 %

61 Rezistivitatea electrică > Ωcm Prima soluţie este din domeniul desprăfuirii electrice şi constă în condiţionarea gazelor, prin insuflare de SO 3, înainte de intrarea acestora în electrofiltru A doua soluţie constă în folosirea filtrelor cu saci, confecţionaţi din ţesături speciale Ele prezintă o rezistenţă bună, chiar în condiţiile grele de funcţionare, în care lucrează

62 Probleme fundamentale (dificultati) Rezistivitatea ridicată a prafului Reantrenare a prafului depus Curgere necorespunzătoare a gazelor Decolmatarea insuficientă Forma nefavorabilă a electrozilor de depunere Numărinsuficient de câmpuri electrice

63 Probleme mecanice Montarea imprecisă a electrozilor Vibraţii ale electrozilor de emisie Electrozi de depunere Depuneri prea mari de praf Buncăre prea pline Acumulări prea mari de praf în separator

64 Probleme tehnologice Viteză prea mare a gazelor Temperatura prea mare sau prea mică a gazelor Concentraţia prea mare a prafului în gazul brut Interval şi intensităţi de scuturare necorespunzătoare

65 Fenomen de sita Desprăfuirea gazelor de ardere în filtrele cu saci se realizează prin efectul "de sită", care opreşte particulele mari de praf, chiar la suprafaţa ţesăturii Particulele mici de praf pătrund în ţesătură, dar sunt reţinute prin cumularea efectului forţelor de ineţie, de difuziune şi electrostatice

66 Functionare nestationara Procesul de îndepărtare a prafului depus pe suprafaţa filtrantă se numeşte decolmatare şi se realizează, fie pe cale mecanică (prin scuturare), fie pe cale pneumatică După decolmatare, pierderea de presiune se reduce, fără însă a mai reveni la valoarea iniţială Praful depozitat în materialul filtrant nu se poate îndepărta Din acest punct de vedere, funcţionarea filtrelor din ţesături este nestaţionară

67 Funcţionarea nestationară a filtrului din ţesături

68 Grad de separare mărimea particulelor de praf, proprietatea prafului de a fi aderent (lipicios), în stare umedă sau uscată, conţinutul de praf în gazul brut, proprietăţile materialului filtrant, decolmatarea în timpul funcţionării, şi temperatura gazului

69 Conditii de functionare Marja foarte largă în care se pot plasa valorile gradului de filtrare se explică prin influenţa calităţii prafului şi a conţinutului de praf în gaze Pentru un filtru dat, mărirea debitului de gaze conduce la micşorarea gradului de filtrare

70 Gradul de filtrare functie de sarcina

71 Dependenţa gradului de filtrare de sarcina specifică a suprafeţei filtrante

72 Pierderea de presiune p Functionarea nesationara a filtrului sac Interval de decolmatare Timpul de functionare

73 Separator de praf tip cameră, având circulaţia gazelor dinspre interior spre exterior 1 Dispozitiv de evacuare a prafului, 2 Sac, 3 Dispozitiv de suspendare cu arcuri, 4 Dispozitiv oscilant de scuturare, 5, 7, 14 Ventil, 6, 12 Racord de ieşire şi intrare a gazelor, 8 Suflantă, 9, 11 Conductă, 10 Schimbător de căldură

74 Functionarea filtrului cu saci Sacii au diametre de circa 300 mm şi lungimi de circa 10 m Ei sunt dispuşi pe mai multe rânduri şi întinşi cu arcuri Gazele de ardere, încărcate cu praf de cenuşă, străbat sacii dinspre interior spre exterior Praful se depune astfel pe suprafaţa interioară a sacului Gazul desprăfuit părăseşte filtrul prin partea sa superioară, pentru poziţiile deschis ale ventilelor 5 şi închis ale ventilelor 13

75 Functionare Decolmatarea sacilor se face după deconectarea unei camere de filtare, prin închiderea ventilului 7 şi deschiderea ventilului 14 Gazul de spălare este împins de suflanta 8, prin conducta 9 Gazul de spălare intră cu viteză mare dinspre exteriorul spre interiorul sacilor colmataţi şi dislocă praful depus Praful dislocat cade aproape în totalitate în pâlnia de evacuare Praful totuşi antrenat de gazul de spălare ajunge din nou în camera de filtrare, aflată în funcţiune, fiind reţinut de aceasta

76 Functionare Decolmatarea sacilor este parţial realizată prin scuturarea mecanică a sacilor Mecanismul de scuturare constă dintr-un cadru suspendat, elastic, care vibrează, în urma impulsurilor orizontale periodice, pe care le primeşte Curăţirea filtrului se face din 20 în 20 de minute sau chiar o dată la mai multe ore de funcţionare, funcţie de valoarea maxim admisă pentru rezistenţa gazodinamică Operaţia de curăţire durează între 1 şi 5 minute, după care se reia funcţia normală

77 Aplicatii in energetica In SUA, rezultatele mulţumitoare au condus la creşterea producţiei acestor filtre In Germania, filtrele textile pentru curăţirea gazelor de ardere sunt mai putin răspândite Până în prezent, în România, în domeniul termoenergetic, nu se cunoaşte o aplicaţie practică a filtrelor sac Se observă că, în toate cazurile, conţinutul de praf în gazul filtrat este sub 50 mg/m3n Calitatea prafului (mărime particulele, proprietate aderare) precum şi starea de uzură a elementelor filtrante au o influenţă apreciabilă asupra gradului de filtrare

78 Functionare La pornirea instalaţiei, trebuie să se evite răcirea gazelor până la punctul de rouă De aceea se realizează oîncălzire a filtrelor printrun curent de aer de spălare, ce a fost în prealabil încălzit în schimbătorul de căldură 10, intercalat între suflanta 8 şi racordul de intrare 12 Cuplându-se mai multe unităţi de bază, ca cea prezentată de figura, se pot obţine suprafeţe filtrante de până la m 2, ce ar putea filtra debite de circa m 3 /h

79 Recomandari Tipul separatorului de praf Mărimea particulelor separate [µm] Gradul de separare Camera de depunere ,40 0,60 simplă Camera de depunere cu ,60 0,80 deflector Ciclon ,70 0,95 Multiciclon ,80 0,97 Separator umed 0, ,80 0,98 Separator cu saci 0, ,92 0,99 Separator electric 0, ,90 0,99