Mikä on sähköstaattinen suodatin?

Teollisuus on olennainen osa talousjärjestelmäämme, ja monet uskovat, että heillä on oikeus sietää ilmaa tukahduttavia tehtaiden savupiippuja. Mutta monet eivät tiedä, että tekniikalla on tähän erinomainen ratkaisu yli vuosisadan ajan sähköstaattisten suodattimien muodossa. Nämä vähentävät merkittävästi saastumista ja parantavat ympäristöä.

Mikä on sähköstaattinen suodatin?

Elektrostaattinen erotin (ESP) määritellään suodatuslaitteeksi, jota käytetään pienhiukkasten, kuten savun ja hienon pölyn, poistamiseen virtaavasta kaasusta. Se on yleisimmin käytetty laite ilmansaasteiden hallintaan. Niitä käytetään teollisuudessa, kuten terästehtaissa ja lämpöenergialaitoksissa.

Vuonna 1907 kemian professori Frederick Gardner Cottrell patentoi ensimmäisen sähkösuodattimen, jota käytettiin erilaisten haponvalmistus- ja sulatustoimintojen rikkihapposumun ja lyijyoksidihöyryjen keräämiseen.

sähkösuodattimen kaavio

Sähköstaattisen suodattimen toimintaperiaate

Sähkösuodattimen toimintaperiaate on kohtalaisen yksinkertainen. Se koostuu kahdesta elektrodisarjasta: positiivinen ja negatiivinen. Negatiiviset elektrodit ovat metalliverkon muodossa ja positiiviset elektrodit ovat levyjä. Nämä elektrodit on sijoitettu pystysuoraan ja ovat vuorotellen toistensa kanssa.

sähkösuodattimen toimintaperiaate

Kaasun mukana kulkevat hiukkaset, kuten tuhka, ionisoidaan korkeajännitepurkauselektrodilla koronailmiön vaikutuksesta. Nämä hiukkaset ionisoituvat negatiiviseen varaukseen ja ne houkuttelevat positiivisesti varautuneita keräilylevyjä.

Korkeajännitteisen tasavirtalähteen negatiivista napaa käytetään negatiivisten elektrodien kytkemiseen ja tasavirtalähteen positiivista napaa positiivisten levyjen kytkemiseen. Väliaineen ionisoimiseksi negatiivisen ja positiivisen elektrodin välillä ylläpidetään tietty etäisyys positiivisen, negatiivisen elektrodin ja tasavirtalähteen välillä, mikä johtaa korkeaan jännitegradienttiin.

Väliaine, jota käytetään kahden elektrodin välillä, on ilma. Elektroditankojen tai metalliverkon ympärillä saattaa olla koronapurkaus negatiivisten varausten suuren negatiivisuuden vuoksi. Koko järjestelmä on suljettu metallisäiliöön, jossa on savukaasujen sisääntulo ja suodatettujen kaasujen poisto. Elektrodien ionisoituessa on runsaasti vapaita elektroneja, jotka ovat vuorovaikutuksessa kaasun pölyhiukkasten kanssa tehden niistä negatiivisesti varautuneita. Nämä hiukkaset liikkuvat kohti positiivisia elektrodeja ja putoavatgravitaatiovoima. Savukaasu ei sisällä pölyhiukkasia, kun se virtaa sähkösuodattimen läpi ja poistuu savupiipun kautta ilmakehään.

Sähköstaattisten suodattimien tyypit

Sähköstaattisia tyyppejä on erilaisia, ja tässä tutkimme jokaista niistä yksityiskohtaisesti. Seuraavassa on kolme ESP-tyyppiä:

Levysuodatin: Tämä on perussuodatintyyppi, joka koostuu riveistä ohuista pystysuorista lankoista ja pinosta pystysuoraan järjestettyjä suuria litteitä metallilevyjä, jotka on sijoitettu 1–18 cm:n etäisyydelle toisistaan. Ilmavirta johdetaan vaakasuunnassa pystysuorien levyjen läpi ja sitten suuren levypinon läpi. Hiukkasten ionisoimiseksi johdon ja levyn väliin syötetään negatiivinen jännite. Nämä ionisoidut hiukkaset ohjataan sitten kohti maadoitettuja levyjä käyttämällä sähköstaattista voimaa. Kun hiukkaset kerääntyvät keräyslevylle, ne poistetaan ilmavirrasta.

Kuiva sähkösuodatin: Tätä suodatinta käytetään epäpuhtauksien, kuten tuhkan tai sementin, keräämiseen kuivassa tilassa. Se koostuu elektrodeista, joiden läpi ionisoidut hiukkaset saatetaan virtaamaan, ja suppilosta, jonka läpi kerätyt hiukkaset poistetaan. Pölyhiukkaset kerätään ilmavirrasta vasaroimalla elektrodeja.

Kuiva sähkösuodatin

Märkä sähkösuodatin: Tätä suodatinta käytetään hartsin, öljyn, tervan ja maalin poistamiseen, jotka ovat luonnostaan ​​märkiä. Se koostuu keräilijöistä, joihin ruiskutetaan jatkuvasti vettä, mikä kerää ionisoituneita hiukkasia lietteestä. Ne ovat tehokkaampia kuin kuivat ESP:t.

Putkimainen erotin: Tämä suodatin on yksivaiheinen yksikkö, joka koostuu putkista, joissa on korkeajänniteelektrodit, jotka on järjestetty rinnakkain toistensa kanssa siten, että ne kulkevat akselinsa ympäri. Putkien järjestely voi olla joko pyöreä tai neliömäinen tai kuusikulmainen hunajakenno, jossa kaasu virtaa joko ylöspäin tai alaspäin. Kaasu saatetaan kulkemaan kaikkien putkien läpi. He löytävät sovelluksia, joissa tahmeat hiukkaset poistetaan.

Edut ja haitat

Sähköstaattisen erottimen edut:

ESP:n kestävyys on korkea.

Sitä voidaan käyttää sekä kuivien että märkien epäpuhtauksien keräämiseen.

Sillä on alhaiset käyttökustannukset.

Laitteen keräystehokkuus on korkea jopa pienille hiukkasille.

Se pystyy käsittelemään suuria kaasumääriä ja suuria pölykuormia alhaisilla paineilla.

Sähköstaattisen erottimen haitat:

Ei voida käyttää kaasupäästöihin.

Tilan tarve on suurempi.

Pääomasijoitukset ovat suuria.

Ei mukautettavissa käyttöolosuhteiden muutoksiin.

Sähköstaattiset suodatinsovellukset

Alla on lueteltu muutamia huomionarvoisia sähkösuodatinsovelluksia:

Kaksivaiheisia levy-ESP:itä käytetään laivan konehuoneissa, koska vaihteisto tuottaa räjähtävää öljysumua. Kerätty öljy käytetään uudelleen vaihteiston voitelujärjestelmässä.

Kuivia ESP:itä käytetään lämpölaitoksissa ilman puhdistamiseen ilmanvaihto- ja ilmastointijärjestelmissä.

He löytävät sovelluksia lääketieteen alalla bakteerien ja sienten poistamiseen.

Niitä käytetään zirkoniumhiekassa rutiilin irrottamiseksi kasveista.

Niitä käytetään metallurgisessa teollisuudessa räjähdyksen puhdistamiseen.