Mis on elektrostaatiline sadestaja?

Tööstus on meie majandussüsteemi lahutamatu osa ja paljud usuvad, et neil on õigus leppida tehase suitsukummidega, mis õhku lämmatavad. Kuid vähesed teavad, et tehnoloogial on selleks üle sajandi suurepärane lahendus elektrostaatiliste filtrite kujul. Need vähendavad oluliselt saastet ja aitavad parandada keskkonda.

Mis on elektrostaatiline sadestaja?

Elektrostaatilist filtrit (ESP) defineeritakse kui filtreerimisseadet, mida kasutatakse peente osakeste, näiteks suitsu ja tolmu eemaldamiseks voolavast gaasist. See on õhusaaste kontrollimiseks kõige sagedamini kasutatav seade. Neid kasutatakse sellistes tööstusharudes nagu terasetehased ja soojusenergia tehased.

1907. aastal patenteeris keemiaprofessor Frederick Gardner Cottrell esimese elektrostaatilise filtri, mida kasutati mitmesuguste happe valmistamise ja sulatamise käigus eralduvate väävelhappeudu ja pliioksiidi aurude kogumiseks.

elektrostaatilise filtri diagramm

Elektrostaatilise sadesti tööpõhimõte

Elektrostaatilise filtri tööpõhimõte on mõõdukalt lihtne. See koosneb kahest elektroodide komplektist: positiivne ja negatiivne. Negatiivsed elektroodid on traatvõrgu kujul ja positiivsed elektroodid on plaadid. Need elektroodid asetsevad vertikaalselt ja on üksteise suhtes vaheldumisi.

elektrostaatilise filtri tööpõhimõte

Gaasipõhised osakesed, nagu tuhk, ioniseeritakse kõrgepingelahenduselektroodiga koroonaefekti toimel. Need osakesed ioniseeritakse negatiivse laenguni ja neid tõmbavad positiivselt laetud kollektorplaadid.

Kõrgepinge alalisvooluallika negatiivset klemmi kasutatakse negatiivsete elektroodide ühendamiseks ja alalisvooluallika positiivset klemmi kasutatakse positiivsete plaatide ühendamiseks. Negatiivse ja positiivse elektroodi vahelise keskkonna ioniseerimiseks hoitakse positiivse, negatiivse elektroodi ja alalisvooluallika vahel teatud vahemaa, mille tulemuseks on kõrge pingegradient.

Kahe elektroodi vahel kasutatav keskkond on õhk. Negatiivsete laengute suure negatiivsuse tõttu võib elektroodivarraste või traatvõrgu ümber tekkida koroonalahendus. Kogu süsteem on suletud metallmahutisse, mis sisaldab suitsugaaside sisselaskeava ja filtreeritud gaaside väljalaskeava. Elektroodide ioniseerimisel on palju vabu elektrone, mis interakteeruvad gaasi tolmuosakestega, muutes need negatiivselt laetuks. Need osakesed liiguvad positiivsete elektroodide suunas ja kukuvad mahagravitatsioonijõud. Suitsugaasid ei sisalda tolmuosakesi, kui see voolab läbi elektrostaatilise filtri ja juhitakse korstna kaudu atmosfääri.

Elektrostaatiliste sadestajate tüübid

Elektrostaatilisi tüüpe on erinevaid ja siin uurime igaüks neist üksikasjalikult. Järgmised on kolme tüüpi ESP-d:

Plaatfiltr: see on kõige elementaarsem filtritüüp, mis koosneb õhukeste vertikaalsete juhtmete ridadest ja vertikaalselt paigutatud suurte lamedate metallplaatide virnast, mis on paigutatud üksteisest 1–18 cm kaugusele. Õhuvool juhitakse horisontaalselt läbi vertikaalsete plaatide ja seejärel läbi suure plaatide virna. Osakeste ioniseerimiseks rakendatakse traadi ja plaadi vahele negatiivne pinge. Need ioniseeritud osakesed suunatakse seejärel elektrostaatilist jõudu kasutades maandatud plaatide poole. Kui osakesed kogunevad kogumisplaadile, eemaldatakse need õhuvoolust.

Kuiv elektrostaatiline filtrid: seda filtrit kasutatakse saasteainete nagu tuhk või tsement kuivas olekus kogumiseks. See koosneb elektroodidest, mille kaudu ioniseeritud osakesed lastakse läbi voolata, ja punkrist, mille kaudu kogutud osakesed välja tõmmatakse. Tolmuosakesed kogutakse õhuvoolust elektroodide löömisega.

Kuiv elektrostaatiline filtrid

Märg elektrostaatiline filtrid: seda filtrit kasutatakse vaigu, õli, tõrva ja värvi eemaldamiseks, mis on looduses märjad. See koosneb kollektoritest, mida pihustatakse pidevalt veega, mis kogub mudast ioniseeritud osakesi. Need on tõhusamad kui kuivad ESP-d.

Torukujuline sadesti: see sadesti on üheastmeline seade, mis koosneb kõrgepingeelektroodidega torudest, mis on paigutatud üksteisega paralleelselt nii, et need liiguvad oma teljel. Torude paigutus võib olla kas ümmargune või ruudukujuline või kuusnurkne kärgstruktuuriga gaas, mis voolab kas üles või alla. Gaas lastakse läbida kõik torud. Nad leiavad rakendusi, kus tuleb eemaldada kleepuvad osakesed.

Eelised ja miinused

Elektrostaatilise filtri eelised:

ESP vastupidavus on kõrge.

Seda saab kasutada nii kuivade kui ka märgade lisandite kogumiseks.

Sellel on madalad tegevuskulud.

Seadme kogumise efektiivsus on kõrge isegi väikeste osakeste puhul.

See talub suuri gaasikoguseid ja suuri tolmukoormusi madalal rõhul.

Elektrostaatilise filtri puudused:

Ei saa kasutada gaasiliste heitmete jaoks.

Ruumivajadus on suurem.

Kapitaliinvesteeringud on suured.

Ei ole kohandatav töötingimuste muutumisega.

Elektrostaatilise sadestaja rakendused

Allpool on loetletud mõned tähelepanuväärsed elektrostaatilise filtri rakendused:

Kaheastmelisi plaat-ESP-sid kasutatakse laeva masinaruumides, kuna käigukast tekitab plahvatusohtlikku õliudu. Kogutud õli taaskasutatakse käigukasti määrdesüsteemis.

Kuivi ESP-sid kasutatakse soojusjaamades õhu puhastamiseks ventilatsiooni- ja kliimaseadmetes.

Nad leiavad rakendusi meditsiinivaldkonnas bakterite ja seente eemaldamiseks.

Neid kasutatakse tsirkooniumliivas taimedes rutiili eemaldamiseks.

Neid kasutatakse metallurgiatööstuses plahvatuse puhastamiseks.