Обжиг на дутье, обогащенном кислородом

Внедрение обжига на дутье, обогащенном кислоро­дом, на отечественных заводах подняло технический уровень гидрометаллургии цинка на новую, более высо­кую ступень. Это мероприятие позволило значительно повысить производительность печей КС, улучшить каче­ство продуктов обжига, увеличить содержание сернисто­го ангидрида в отходящих газах, полнее использовать мощности сернокислотного производства.

На первый взгляд представляется, что применение кислорода, на производство которого затрачивается зна­чительное количество электроэнергии, должно неизбеж­но привести к удорожанию себестоимости продукции за счет разницы в цене сжатого воздуха и кислорода. Это может иметь место только в том случае, если сопостав­лять обжиг на воздушном дутье и дутье, обогащенном кислородом, в отрыве от затрат на сооружение пыле­улавливающих, газоочистных сооружений и сернокислот­ных цехов, в отрыве от конкретных условий свинцово-цинковых предприятий, а также без учета возможности использования попутных компонентов воздуха (аргона и Других газов).

Главное экономическое преимущество использования кислорода заключается в его интенсифицирующем воз­действии на работу существующих установок, в возмож­ности значительно повысить мощность при небольших затратах на их реконструкцию. Поэтому те цинковые заводы, которые перевели обжиг концентратов на дутье, обогащенное кислородом, получили значительный технико-экономический эффект с относительно небольшими капитальными вложениями. Применение кислорода внес­ло также качественно новые моменты в технику и тех­нологию обжига сульфидных материалов в кипящем слое. Их следует рассмотреть более подробно. На скорость основной реакции обжига сульфидов оказывают влияние концентрация кислорода в газовой фазе и тем­пература.

МеS+ 1,5Q₂ = MeO + SO₂ (19)

При температуре 900° С и различном содержании кислорода в дутье время для достижения одной и той же степени десульфуризации значительно сокращается по мере обогащения дутья кислородом [5]. Так, десульфуризация на 90% достигается на воздушном дутье за 10 мин, при содержания кислорода в дутье 28,7% - за 6,5 мин, 33% -за 5,5 мин, 40% - за 4 мин и 58% - за 3 мин, т. с. скорость реакций окисления сульфидов возрастает в 2-3 раза.

При промышленных испытаниях обжига на дутье, обогащенном кислородом, было установлено, что удельная производительность печи КС при содержании кислорода в дутье 27% возрастает при общем количестве дутья на печь 16 тыс. м³/чс 5,92 до 8,45т/(м^г·сут), или на 42%. Выявлена также закономерность роста производитель­ности печи КС на 23% при обогащении дутья кислородом до 24% и на 37% -при обогащении до 26%.

Высокая скорость окисления сульфида цинка воздухом, обога­щенным кислородом, объясняется тем, что при одной и той же ско­рости диффузии воздуха к ядру сульфида (имеется в виду, что плотность зерна сульфида одна и та же) количество вступающего в контакт с сульфидом кислорода значительно больше, что ускоряет процесс десульфуризации. Поскольку реакция окисления сульфида является экзотермической, увеличение скорости ее протекания вызы­вает повышенное выделение тепла в единицу времени, что при по­стоянной величине теплопотерь приводит к резкому возрастанию тем­пературы в зоне кипящего слоя. Более высокая температура слоя в свою очередь способствует ускорению обжига цинкового концент­рата.

До применения кислорода предпринимались попытки форсиро­вать процесс обжига путем повышения рабочей температуры в ки­пящем слое, но большого эффекта это не дало, так как с ростом температуры обжига до 970-980° С происходило значительное укрупнение продуктов обжига. Так, в смеси огарка и циклонной пы­ли содержание фракции +0,2 мм составило 70%, а фракции - 0,2 мм около 30%, в то время как на дутье, обогащенном кисло­родом, содержание этих фракций было соответственно 20 и 80%.

В связи с тем что повышение температуры обжига с 900 до 975° С на воздушном дутье при небольшом увеличении производи­тельности печи приводило одновременно к увеличению содержания в продуктах обжига сульфидной серы (с 0,34 до 0,52%), резкому уменьшению количества водорастворимого цинка (с 2,17 до 0,87%). усилению процесса образования ферритов и силикатов, а в итоге - к снижению степени растворимости цинка с 93 до 92%, этот путь интенсификации обжига без применения кислорода не был признан эффективным.

С внедрением кислорода появилась возможность в полной мере использовать преимущества обжига при высоких температурах. В частности, удалось при обогащении дутья кислородом до 30-34% поднять максимально допустимую температуру в кипящем слое до 1000° С без существенного ухудшения, а в некоторых случаях даже с улучшением качественных показателей. При этом удельная произ­водительность печей КС возросла до 10-12 т/(м²·сут). Вместе с тем следует особо подчеркнуть, что интенсификация обжига цинковых концентратов и повышение производительности печей КС путем ис­пользования кислорода возможны лишь при условии полного отъ­ема из зоны кипящего слоя избыточного тепла, образующегося за счет ускорения реакций окисления сульфидов.

Наряду с увеличением производительности печей КС применение воздушно-кислородного дутья позволило улучшить качественные по­казатели обжига цинковых концентратов, Так, при прочих равных условиях содержание сульфидной серы в огарке, особенно в цик­лонной пыли, при работе на дутье, обогащенном кислородом до 27%, снизилось соответственно с 0,29 до 0,14% и с 0,69 до 0,28%. Немаловажное значение для экономики производства имело и повы­шение содержания сульфатной серы в продуктах обжига. В огарке оно возросло с 0,77 до 1,14%, а в циклонной пыли с 3 до 3,79%. Объясняется это тем, что равновесие реакции SO₂+0,5↔ O₂ SO₃ сдвигается вправо, в сторону образования SO₃, при увеличении кон­центрации кислорода в газовой фазе, что приводит также к сдвигу равновесия вторичной реакции ZnO + SO₃↔ZnSO₄ в сторону обра­зования сульфата цинка.

Благодаря высокой скорости окисления сульфида цинка и повы­шению содержания сернистого ангидрида в газах при воздушно-кис­лородном дутье реакции ферритообразования, несмотря на возрос­шую температуру обжига, сказываются на качестве обожженных продуктов в меньшей степени. В результате степень растворимости цинка за счет снижения содержания сульфидной серы увеличивается.

Следующим существенным отличием обжига на дутье, обога­щенном кислородом, является более высокая концентрация серни­стого ангидрида в отходящих газах. Как известно, на каждый объ­ем кислорода с воздушным дутьем в зону реакций вводится четыре объема азота, который не взаимодействует с компонентами концен­трата и остается в обжиговых газах. При обогащении дутья кисло­родом до 33% на каждый объем кислорода приходится уже толь­ко два объема азота, т. е. активная часть дутья составляет не 1/5. как это имеет место в случае применения воздуха, а 1/3 общего объема. Из реакции ZnS + 1,5 O₂=ZnO+SO₂ видно, что кислород расхо­дуется не только на окисление серы (1 объем), но и на образование окиси цинка (0,5 объема). При этом на 1,5 объема кислорода полу­чается один объем SO_2. Если для упрощения принять, что концент­рат содержит только сульфиды, подобные сульфиду цинка, то при теоретическом расходе воздуха на обжиг концентрата максимальное содержание SO₂ в отходящих газах составит а при обогащении дутья кислородом до 33% т. е. в 1,5 раза выше, чем при воздушном дутье.

Практически при коэффициенте избытка воздуха 1,2-1,3 фак­тическая концентрация сернистого ангидрида в газах будет ниже на 20-30% (отн).

Вполне понятно, что с повышением содержания SO₂ в газах сокращается и их объем. Это создает большие преимущества при строительстве и эксплуатации комплекса обжиговых и сернокислотных установок, так как сокращение объема газов снижает затраты на сооружение пылеулавливающих и газоочистных устройств, повышенная концентрация сернистого ангидрида позволяет более полно использовать мощности сернокислотного цеха и повысить степей извлечения серы из обжиговых газов.

Таблица 7

Результаты обжига цинковых концентратов при различном содержании

кислорода в дутье

В отечественной практике принято обогащать дутье кислородом до 30-34%, что является оптимальной концентрацией при имею­щихся возможностях отъема тепла из зоны кипящего слоя. Повыше­ние содержания кислорода в дутье без принятия особых мер по ох­лаждению слоя не дает большого эффекта при одном и том же отво­де тепла и, кроме того, приводит к снижению степени использования кислорода. Об этом свидетельствуют опытные работы, проведенные на Усть-Каменогорском свинцово-цинковом комбинате с различным содержанием кислорода в дутье. Результаты работ приведены втабл. 7 [5].

Обобщая все сказанное выше об особенностях обжи­га с применением кислорода, можно сделать следующее заключение о преимуществах этого способа по сравне­нию с обычным воздушным дутьем:

1. Благодаря высокой скорости реакции окисления сульфидов за счет повышения концентрации кислорода в газовой фазе и увеличения температуры обжига производительность печей КС в зависимости от степени обогащения дутья возрастает на 40-70%.

2. Улучшается качество продуктов обжига по содер­жанию сульфидной серы и кислоторастворимого цинка.

3. В продуктах обжига увеличивается содержание сульфатной серы, необходимой для компенсации потерь серной кислоты в гидрометаллургическом цикле.

4. Повышается концентрация сернистого ангидрида обжиговых газах с 8-10 до 12-13% и уменьшается их объем на 20-30%.

Вместе с тем обжиг па воздушно-кислородном дутье вызывает укрупнение огарка и осложняет работу котлов-утилизаторов вследствие повышенного сульфатообразования.

Рис. 16. Схема подачи кислорода к турбовоздуходувкам:

1- турбовоздуходувка; 2 - задвижка; 3 - расходомер кислорода; 4 -внеш­ний кислородопровод.

В настоящее время в Советском Союзе освоен выпуск мощных кислородных станций, производительность ко­торых составляет десятки тысяч кубических метров кис­лорода в час. На цинковых заводах установлены кисло­родные блоки первых моделей мощностью до 12 500 м³/ч. Эти блоки производят технический кислород (95% О₂ и не более 0,1% водяных паров). На некоторых из этих блоков из воздуха попутно извлекают аргон.

Технологический процесс получения кислорода вклю­чает очистку воздуха от пыли, сжатие воздуха в ком­прессоре, глубокое охлаждение и сжижение его с после­дующим разделением в ректификационных колоннах на азот и кислород. На производство 1 м³ технического кислорода в зависимости от мощности станции расходу­ется от 0,5 до 0,8 кВт·ч электроэнергии.

При проектировании и строительстве кислородных станций особое внимание уделяется защите блоков разделения воздуха от ацетилена, находящегося в атмо­сфере предприятия. При попадании ацетилена в жидкий воздух и особенно в жидкий кислород он образуем взрывчатую смесь и может при накоплении в воздухоразделительном оборудовании вызвать взрывы.

Кислород для обогащения воздушного дутья печей КС подводится от внешней сети непосредственно к всасывающим трубопроводам, расположенным после каме­ры фильтров, к каждому из нагнетателей воздуха. Схема подвода кислорода показана на рис. 16.

Утилизация тепла

Утилизация тепла при обжиге цинковых концентратов имеет не только экономическое, но и технологическое значение. Так, наиболее полный и эффективный отъем тепла из кипящего слоя позволяет достигать в печи мак­симальной производительности и выдерживать при этом заданный температурный режим. Охлаждение обжиго­вых газов с помощью теплоутилизационных установок на пути от печи до электрофильтров обеспечивает необ­ходимую температуру па входе в электрофильтры без разбавления газов и дает возможность направить их в сернокислотное производство с достаточной концентра­цией сернистого ангидрида.

Как отмечалось выше, при обжиге сульфидного цин­кового концентрата основное количество тепла выделя­ется в кипящем слое в результате экзотермических реак­ций окисления сульфидов. Количество выделяемого теп­ла зависит от содержания серы в концентрате и от степени десульфурации обжигаемого материала. При окислительном обжиге цинковых концентратов за счет экзотермических реакций выделяется до 2508000 кДж, апри обжиге пиритных концентратов - до 4180000 кДж на 1 т перерабатываемого материала.

Более половины выделяемого тепла выносится из зо­ны кипящего слоя и шахты печи с отходящими газами. Другая часть тепла расходуется на испарение влаги, со­держится в твердыхпродуктах обжига, теряется через кладку печи. Остальное тепло является избыточным и должно быть отобрано из кипящего слоя системой охлаждения.

Примерные тепловые балансы печи КС с удельной производительностью 5-8 т сухого концентрата в сут­ки на 1 м² площади пода приведены в табл. 8 и на рис. 17.

Как следует из табл. 8, при обжиге цинковых кон­центратов в печи КС можно полезно использовать до 75% выделяемого тепла, в том числе около 20% в зоне кипящего слоя и более 50% из отходящих газов. В соот­ветствии с этим печи КС оборудуются как элементами для охлаждения кипящего слоя, так и для охлаждения газов по выходе их из печи.

Рис. 17. Тепловой баланс обжиговой печи КС

Таблица 8

Тепловой баланс печи КС при работе на воздушном дутье [10]

Для отвода тепла из зоны кипящего слоя применяют змеевики (рис. 18), изготовленные из жаропрочных труб диаметром 76 и 89 мм, и трубчатые кессоны (рис. 19), также сделанные из труб, но значительно большего диаметра - 209 и 273 мм. Охлаждающая поверхность од­ного змеевика достигает 4 м², трубчатого кессона — око­ло 2 м². Количество охлаждающих элементов (змееви­ков, кессонов), устанавливаемых в зоне кипящего слоя, j определяется производительностью печи, температурным режимом обжига, а также системой охлаждения. Обыч­но устанавливают 8—10 кессонов.

Рис. 18. Охлаждающие змеевики для кипящего слоя:

а - с принудительной циркуляцией; б - с естественной циркуляцией; 1 - охлаждающая поверхность; 2 - бетонная пробка; 3 - кожух пробки; 4 - нижний входной коллектор; 5 - верхний входной коллектор

Рис. 19. Трубчатый холодильник для кипящего слоя

Рис. 20. Стояки с испарительным охлаждением:

1 - трубы; 2 - свод печи КС; 3 - корпус стояка

На отечественных заводах используют как водяное, так и испарительное охлаждение кипящего слоя. При ис­парительном охлаждении, не включенном в контур кот­ла-утилизатора, давление пара не превышает 1,2 МПа. В случае, когда система испарительного охлаждения ки­пящего слоя составляет одно целое с котлом-утилизато­ром, давление пара достигает 4,2 МПа. Испарительное охлаждение более эффективное, чем водяное, так как позволяет не только отвести необходимое количество теп­ла из кипящего слоя, но и превратить его в пар, кото­рый затем используют для нужд производства. Система испарительного охлаждения одной печи может выдавать от 2 до 4 т пара в час.

Как отмечалось выше, обжиговые газы на выходе из печи имеют температуру 900-950° С. С такой темпера­турой газы не могут направляться в циклоны и тем бо­лее в электрофильтры. Поэтому непосредственно за пе­чами КС сооружают охлаждающие установки. Наиболее примитивным является охлаждение газов в вертикаль­ных газоходах (стояках) воздухом, нагнетаемым в по­лость между двумя стенками стояка вентиляторами низ­кого давления (1,2 кПа). Для очистки внутренней поверхности стояков от пыли на них устанавливают меха­нические встряхивающие механизмы. Для того чтобы охладить обжиговые газы в этих стояках-рекуператорах до 500° С, приходится сооружать их иногда диаметром 1,6 м и высотой 18 м. Однако отводимое из них тепло в виде горячего воздуха эффективно использовать не удается.

Более эффективно испарительное охлаждение стоя­ков, применяемое на заводах «Электроцинк» и Челябин­ском цинковом (рис. 20). В этом случае снаружи к стен­кам стояков приваривают разрезанные вдоль по диа­метру трубы испарительного охлаждения. Давление пара, создаваемое в системе испарительного охлажде­ния, должно быть не менее 1,0-1,2 МПа во избежание коррозии внутренних стенок стояков.

Радикальным решением проблемы утилизации тепла обжиговых газов является также применение котлов-Утилизаторов. Эти агрегаты позволяют эффективно ис­пользовать тепло, превращая его в пар давлением 4,0- 4,2 МПа, который употребляют как для технологических,

так и для теплотехнических целей, вплоть до выработки электроэнергии с помощью паровых турбин.

Котлы-утилизаторы установлены и работают на трех цинковых заводах - Лениногорском, Алмалыкском, «Укрцинке». Ниже дается описание конструкции котла утилизатора Лениногорского цинкового завода, хорошо зарекомендовавшего себя в работе в течение ряда лет На этом предприятии за печами КС установлены вертикальные котлы-утилизаторы типа УККС 6/40. Котел изготовлен из труб диаметром 32 мм с толщиной стенки 5 мм. Испарительная поверхность котла равна 80 м², па-роперегревательная 168м ². Котел может вырабатывать 8-10 т пара в час с рабочим давлением 4000 кПа. Тем­пература питательной воды составляет 100° С, темпера­тура пара 360—-400° С. Газы проходят котел со средней скоростью 7,5-8,7 м/с. При работе котла обжиговые газы поступают в него с температурой 900-950° С, а вы­ходят с температурой 450° С, что с учетом последующего охлаждения в газоходах вполне допустимо для эффек­тивной работы электрофильтров.

При подаче в печь КС 17000 м³/ч дутья потеря напо­ра в котле-утилизаторе не превышает 0,6 кПа. Котел оборудован вибраторами С-788 для очистки поверхности нагрева от осевшей пыли. Пар из котла-утилизатора с давлением 4,0 МПа поступает в главный паропровод це­ха, а затем через редукционное устройство с давлением 60 Па и температурой 180-200° С направляется в об­щую тепловую сеть завода.

При выборе способа охлаждения обжиговых газов (котлы-утилизаторы или испарительная система) следу­ет руководствоваться местными условиями. Если пред­приятию не требуется пар относительно высокого давле­ния (4,0-4,2 МПа), то предпочтительнее применять установки испарительного охлаждения как более деше­вые и не требующие высококвалифицированного персо­нала для обслуживания при эксплуатации.

Одной из причин уменьшения срока службы котлов-утилизаторов и установок испарительного охлаждения является разрушение поверхности нагрева в результате образования настылей и химической коррозии металла. В процессе обжига на поверхностях змеевиков, ширм и экранов котлов-утилизаторов, в стояках и газо­ходах образуются настыли, состоящие из сульфата цинка (до 70%), окиси цинка (до 20%), феррита и сульфида, а также сульфатов меди и железа[2]. Сульфаты цинка и других металлов получаются при взаимодействии тонкодисперсного материала с обжиговыми газами в условиях низких температур (500-700° С), имеющих место во внутренних слоях настылей, прилегающих к металлу поверхностей охлаждения.

При попеременном понижении и повышении температуры газов часть сульфатов железа и меди разлагает­ся с образованием серного ангидрида. Кроме того, окис­лению сернистого ангидрида до серного способствует повышение концентрации кислорода в газах в результа­те подсоса воздуха. Серный ангидрид взаимодействует с парами воды и образует серную кислоту, которая при понижении точки росы разрушает металл охлаждающих элементов. Таким образом, на коррозию металлических поверхностей теплоутилизационных установок в значи­тельной мере влияет вторичное сульфатообразование, че­му в большой степени способствует обогащение дутья кислородом.

Пылеулавливание

Очистка обжиговых газов от пыли необходима с целью возврата вынесенных из печей КС тонких фрак­ций обожженного материала в технологический цикл, улавливания возгонов летучих соединений цветных ме­таллов и подготовки газов к переработке на серную кис­лоту. Для этого газы из печей КС на пути от обжи­гового до сернокислотного цехов пропускают через сис­тему охлаждающих и пылеулавливающих устройств, в которых улавливается вначале грубая, а затем более тонкая пыль. Наиболее распространена следующая схе­ма движения газов. Из - под свода печи КС газы по двум коротким футерованным патрубкам поступают в охлаж­даемые стояки. На некоторых предприятиях вместо стоя­ков непосредственно у печей установлены котлы-утили­заторы. После стояков или котлов-утилизаторов газы на­правляются в аппараты грубого пылеулавливания - обычно циклоны, за которыми установлены эксгаустеры для отсоса газов из печей. Эксгаустеры подают газы в коллектор неочищенного («грязного») газа, а из него - в электрофильтры. После электрофильтров обжиговые газы также собираются в коллектор, по уже «чистого» газа, из которого их направляют в сернокислотный цех

По пути движения газов пыль улавливается в стоя­ках или котлах-утилизаторах, затем вциклонах и электрофильтрах. Некоторое количество пыли оседает также в сборных газоходах (коллекторах) для «чистого» и «грязного» газа, откуда по мере накопления выпускается через разгрузочные воронки.

Количество и состав пыли, улавливаемой в каждом из этих сооружений, зависят от физико-химических свойств цинкового концентрата, режима обжига, скоростей газа в газоходной системе.

Различают два вида пыли: сравнительно крупную механическую пыль с размером частиц в несколько де­сятков микрометров и более топкую пыль - возгоны, со­стоящие из частиц с размером в десятые и сотые доли микрометров. Механическая пыль, мало отличающаяся по составу от обожженного продукта, разгружаемого че­рез порог печи, улавливается в стояках, котлах-утилиза­торах и циклонах, возгоны-- в электрофильтрах. Чем тоньше частицы исходного цинкового концентрата, тем больше образуется механической пыли и улавливается в аппаратах для грубого пылеулавливания. Состав и ко­личество возгонов в значительной мере зависят от со­держания в сырье летучих соединений свинца, кадмия и других металлов. Состав пылей, улавливаемых в стоя­ках и циклонах, приведен в гл. II. Состав пылей элек­трофильтров следующий, %: 42,06 Zn_общ; 37,54 Zn_HiSOi ; 16,93 Zn_H20 ; 0,28 Сd_общ; 0,20 Cd _раств; 1,67 Сu; 0,98 Pb; 9,8 Fe_общ; 0,63 Fe _раств; 9,66 S_общ; 9,64 S_SO4; 0,02 S_S.

Котлы-утилизаторы, так же как и стояки, улавлива­ют грубую пыль (более 50 мкм) в результате снижения скорости газов до величины, при которой оседают более крупные частицы обожженного материала. Конструкция стояков, в которые газ поступает из печей КС, описана выше. Выгрузку пыли из них производят с помощью кон­сольных шнеков, обеспечивающих также минимальный подсос воздуха.

Более тонкую механическую пыль крупностью 5- 25 мкм улавливают в специальных аппаратах - цикло­нах. На цинковых заводах широко применяют циклоны конструкции Свердловского института охраны труда (СИОТ) № 10, 12 и НИИОгаза. Конструкция циклона НИИОгаз показана на рис. 21. Она состоит из наружного корпуса с цилиндрической и конической частью. По ка­сательной к окружности цилиндрической части корпуса приварен патрубок для входа газа. На поверхности цик­лона имеется воздушная тепловая изоляция толщиной 150-200 мм.

Улавливание пыли в циклонах основано на действии центробежной силы. Газовый поток со скоростью 20 - 25 м/с входит черед патрубок вверху цилиндричес­кой части циклона и, вра­щаясь, опускается к низу ко­нической части. При этом под действием центробеж­ных сил взвешенные в газо­вом потоке частицы пыли отбрасываются к стенкам корпуса циклона. Внизу ко­нической части газы резко меняют направление движе­ния, устремляясь вверх к выходу по внутренней вер­тикальной трубе, а частицы пыли, потеряв скорость, оседают в нижней части циклона.

Запыленность газов пе­ред циклонами составляет 100-130 г/м³ (здесь и далее – при нормальных условиях), после выхода из циклонов 10 г/м³. К. п. д. циклонов находится в пределах 88-93%. Обычно на об­жиговую печь устанавливают за каждым стояком по циклону СИОТ. Для эффективной работы циклонов не­обходимо следить за отсутствием в них подсоса наруж­ного воздуха, так как при этом возникают восходящие по­токи, препятствующие осаждению пыли. Необходимую плотность затвора обеспечивает консольный шнек, уста­навливаемый для выгрузки пыли под конической частью Циклона. На некоторых заводах для более полной очист­ки Циклонов от пыли применяют пневматические молот­ки для обстукивания стенок корпуса циклона.

Рис. 21. Циклонный пылеуловитель типа НИИОгаз

Отсос газов из печей КС, создание оптимальной ско­рости их в циклонах и подача в электрофильтры обеспечиваются работой эксгаустеров, установленных за циклонами. Повсеместно применяют эксгаустеры типа Э-4 изготовленные в жаростойком исполнении, допускающей поступление в них газов с температурой 400-450° С. Производительность эксгаустера составляет 80 тыс. м³/ч, создаваемый напор 1,9 кПа.

Электроосаждение наиболее тонких частиц, пыли, возгонов из обжиговых газов основано на следующем принципе. Если между двумя металлическими электродами различной поверхности, например между листом и проводом, создать электрическое поле высокого напряжения (50-80 тыс. В), то пространство вокруг проводника наэлектризуется, частицы газа приобретут электрический заряд, в результате чего возникает голубое свечение. Происходит так называемое явление коронирования. Частицы пыли, находясь в межэлектродном пространстве, также заряжаются и, отталкиваясь от одноименно заряженного коронирующего электрода, оседают па другом электро­де, называемом осадительным. Для электроосаждения пыли при­меняют постоянный ток. Один из электродов присоединяют к отри­цательному полюсу, второй заземляют.

Для улавливания пыли используют электрофильтры различной конструкции: ГК-ЗО-ШГ, ОГП-4х16, У1Т1-4С и др. Могут быть трехпольные двухсекционные электрофильтры (ГК-30) и четырех­польные односекционные (ОГП-4х16). Однако в любом случае при выборе конструкции и числа электрофильтров исходят из объема газов и необходимости создания в электрофильтрах оптимальной скорости прохождения газов (0,5-0,8 м/с). Для этого после элек­трофильтров в системе газоходов поддерживают разрежение 0,10- 0,15 кПа.

Корпус электрофильтра выполнен из кирпича или бетона и покрыт снаружи листовой сталью для герметизации сооружения. Внут­ри корпуса (полей) подвешены коронирующие и осадительные электроды; внизу корпуса находятся бункера со шнеками для сбора и выгрузки пыли. Коронирующие электроды выполнены из нихромовой проволоки диаметром 2 мм, осадительные электроды - из от­резков стальной проволоки диаметром 8 мм, вставленных с шагом 15 мм в стальные полосы. Расстояние между коронирующими и осадительными электродами равно 130 мм.

Процесс очистки в электрофильтрах происходит следующим об­разом. Газ обжиговых печей, охлажденный до температуры 350- 400° С, поступает через входное отверстие в каждую секцию элек­трофильтра на газораспределительную решетку и далее в три (четы­ре) последовательно расположенных поля с подвешенными на них электродами. Если температура газа выше 420°С, он предварительно охлаждается за счет подсоса холодного воздуха. При прохож­дении газа между электродами частицы пыли под воздействием электрических сил направляются к осадительным электродам и, разря­жаясь, оседают на них. Некоторое количество пыли оседает и на коронирующих электродах. Осевшая на электродах пыль, если ее не удалять, ухудшает улавливающую способность фильтра. Для удаления пыли электроды периодически встряхивают с помощью специальных механизмов.

Встряхивание коронирующих электродов осуществляется автоматически примерно один раз в минуту. Осадительные электроды встряхиваются реже. Обычно в фильтрах ГК-30 встряхивание осадительных электродов первого поля производится через 30 мин, второго через 60 мин, а третьего - через 180 мин.

Запыленность газов на входе в электрофильтр составляет 8-10 г/м³ Сухие электрофильтры работают с высоким К. П. Д. – 95-98%, благодаря чему на выходе из них запыленность не превышает 0,15-0,20 г/м³. Особое внимание при обслуживании электрофильт­ров уделяется температуре входящих газов. Она должна составлять не менее 350-400° С. При более холодных газах температура на выходе из электрофильтров может понизиться до 250° С и вызвать тем самым конденсацию паров серной кислоты и разрушение фильтра.

После каждого встряхивания электродов пыль падает вниз и на­капливается в бункерах электрофильтра, из которых ее при помощи шнека периодически, обычно один раз в сутки, выгружают и направ­ляют на переработку совместно с огарком и циклонными пылями. Для облегчения выгрузки пыли из бункеров на последних устанавливают­ся электромагнитные вибраторы.