Какво е електростатичен филтър?

Индустрията е неразделна част от нашата икономическа система и мнозина смятат, че е тяхно право да търпят фабричните димни комини, които задушават въздуха. Но не много хора знаят, че технологията има отлично решение за това повече от век под формата на електростатични филтри. Те значително намаляват замърсяването и помагат за подобряване на околната среда.

Какво е електростатичен филтър?

Електростатичният филтър (ESP) се определя като филтриращо устройство, което се използва за отстраняване на фини частици като дим и фин прах от протичащия газ. Това е най-често използваното устройство за контрол на замърсяването на въздуха. Те се използват в индустрии като стоманодобивни заводи и топлоенергийни инсталации.

През 1907 г. професорът по химия Фредерик Гарднър Котрел патентова първия електростатичен филтър, използван за събиране на мъгла от сярна киселина и изпарения от оловен оксид, отделяни от различни дейности по производство на киселина и топене.

диаграма на електростатичния филтър

Принцип на работа на електростатичния филтър

Принципът на работа на електрофилтъра е умерено прост. Състои се от два комплекта електроди: положителни и отрицателни. Отрицателните електроди са под формата на телена мрежа, а положителните електроди са пластини. Тези електроди са разположени вертикално и се редуват един на друг.

Принцип на работа на електростатичния филтър

Частиците, пренасяни с газ, като пепел, се йонизират от високоволтовия разряден електрод чрез ефекта на короната. Тези частици се йонизират до отрицателен заряд и се привличат от положително заредени колекторни плочи.

Отрицателният извод на източника на постоянен ток с високо напрежение се използва за свързване на отрицателните електроди, а положителният извод на източника на постоянен ток се използва за свързване на положителните пластини. За да се йонизира средата между отрицателния и положителния електрод, се поддържа определено разстояние между положителния, отрицателния електрод и източника на постоянен ток, което води до висок градиент на напрежение.

Средата, която се използва между двата електрода е въздух. Възможно е да има коронен разряд около електродните пръти или телената мрежа поради високата отрицателност на отрицателните заряди. Цялата система е затворена в метален контейнер, съдържащ вход за димни газове и изход за филтрирани газове. Има много свободни електрони, тъй като електродите са йонизирани, които взаимодействат с праховите частици на газа, което ги прави отрицателно заредени. Тези частици се движат към положителните електроди и падат порадигравитационна сила. Димният газ е свободен от прахови частици, тъй като преминава през електростатичния филтър и се изхвърля в атмосферата през комина.

Видове електростатични филтри

Има различни електростатични типове и тук ще разгледаме подробно всеки един от тях. Следват трите вида ESP:

Пластинчат утаител: Това е най-основният тип утаител, който се състои от редове тънки вертикални жици и купчина вертикално подредени големи плоски метални плочи, които са поставени на разстояние от 1 см до 18 см една от друга. Въздушният поток преминава хоризонтално през вертикалните плочи и след това през голямата купчина плочи. За да се йонизират частиците, между жицата и плочата се прилага отрицателно напрежение. След това тези йонизирани частици се отклоняват към заземените плочи с помощта на електростатична сила. Тъй като частиците се събират върху събирателната плоча, те се отстраняват от въздушния поток.

Сух електростатичен утаител: Този утаител се използва за събиране на замърсители като пепел или цимент в сухо състояние. Състои се от електроди, през които преминават йонизираните частици, и бункер, през който се извличат събраните частици. Праховите частици се събират от въздушен поток чрез удряне на електродите.

Сух електростатичен филтър

Мокър електростатичен утаител: Този утаител се използва за отстраняване на смола, масло, катран, боя, които са мокри по природа. Състои се от колектори, които непрекъснато се пръскат с вода, събирайки йонизираните частици от утайката. Те са по-ефективни от сухите ESP.

Тръбен утаител: Този утаител е едностепенна единица, състояща се от тръби с високоволтови електроди, които са разположени успоредно един на друг, така че да се движат по оста си. Подредбата на тръбите може да бъде кръгла, квадратна или шестоъгълна пчелна пита с газ, който тече нагоре или надолу. Газът е направен да преминава през всички тръби. Те намират приложения, където лепкавите частици трябва да бъдат отстранени.

Предимства и недостатъци

Предимства на електростатичния филтър:

Издръжливостта на ESP е висока.

Може да се използва за събиране както на сухи, така и на мокри примеси.

Има ниски експлоатационни разходи.

Ефективността на събиране на устройството е висока дори и за малки частици.

Може да се справи с големи газови обеми и големи прахови натоварвания при ниско налягане.

Недостатъци на електростатичния филтър:

Не може да се използва за газови емисии.

Изискването за пространство е повече.

Капиталовите инвестиции са високи.

Не се адаптира към промяна в работните условия.

Приложения на електростатични филтри

Няколко забележителни приложения на електростатични филтри са изброени по-долу:

Двустепенните плочи ESP се използват в машинните отделения на кораба, тъй като скоростната кутия произвежда експлозивна маслена мъгла. Събраното масло се използва повторно в система за смазване на зъбни колела.

Сухите ESP се използват в топлоцентрали за почистване на въздуха във вентилационни и климатични системи.

Те намират приложение в областта на медицината за премахване на бактерии и гъбички.

Използват се в циркониевия пясък за отделяне на рутила в растенията.

Те се използват в металургичната промишленост за почистване на взрива.