Što je elektrostatički filter?

Industrija je sastavni dio našeg gospodarskog sustava i mnogi smatraju da je njihovo pravo trpjeti tvorničke dimnjake koji zagušuju zrak. Ali malo tko zna da tehnologija već više od stoljeća ima izvrsno rješenje za to u obliku elektrostatičkih filtera. Oni značajno smanjuju onečišćenje i pomažu u poboljšanju okoliša.

Što je elektrostatički filter?

Elektrostatički precipitator (ESP) definiran je kao uređaj za filtriranje koji se koristi za uklanjanje finih čestica poput dima i fine prašine iz plina koji teče. To je najčešće korišteni uređaj za kontrolu onečišćenja zraka. Koriste se u industrijama kao što su čeličane i termoelektrane.

Godine 1907. profesor kemije Frederick Gardner Cottrell patentirao je prvi elektrostatički filter koji se koristio za skupljanje maglice sumporne kiseline i para olovnih oksida koje se emitiraju iz raznih aktivnosti proizvodnje kiseline i taljenja.

dijagram elektrofiltera

Princip rada elektrostatskog filtera

Princip rada elektrofiltera je umjereno jednostavan. Sastoji se od dva seta elektroda: pozitivne i negativne. Negativne elektrode su u obliku žičane mreže, a pozitivne elektrode su ploče. Ove elektrode su okomito postavljene i naizmjenično se smjenjuju.

princip rada elektrofiltera

Čestice koje se prenose plinom, poput pepela, ioniziraju visokonaponska elektroda za pražnjenje koronskim učinkom. Te se čestice ioniziraju do negativnog naboja i privlače pozitivno nabijene kolektorske ploče.

Negativni terminal istosmjernog izvora visokog napona koristi se za spajanje negativnih elektroda, a pozitivni terminal istosmjernog izvora koristi se za spajanje pozitivnih ploča. Kako bi se ionizirao medij između negativne i pozitivne elektrode, održava se određena udaljenost između pozitivne, negativne elektrode i istosmjernog izvora što rezultira visokim naponskim gradijentom.

Medij koji se koristi između dvije elektrode je zrak. Može doći do koronskog pražnjenja oko šipki elektroda ili žičane mreže zbog velike negativnosti negativnih naboja. Cijeli sustav je zatvoren u metalnom spremniku koji sadrži ulaz za dimne plinove i izlaz za filtrirane plinove. Postoji mnogo slobodnih elektrona jer su elektrode ionizirane, a koji stupaju u interakciju s česticama prašine plina, čineći ih negativno nabijenima. Te se čestice kreću prema pozitivnim elektrodama i otpadaju zboggravitacijska sila. Dimni plin je bez čestica prašine dok struji kroz elektrofilter i ispušta se u atmosferu kroz dimnjak.

Vrste elektrofiltera

Postoje različite elektrostatičke vrste, a ovdje ćemo detaljno proučiti svaku od njih. Slijede tri vrste ESP-ova:

Pločasti taložnik: Ovo je najosnovniji tip taložnika koji se sastoji od nizova tankih okomitih žica i hrpe okomito poredanih velikih ravnih metalnih ploča koje su postavljene na udaljenosti od 1 cm do 18 cm jedna od druge. Struja zraka prolazi vodoravno kroz okomite ploče, a zatim kroz veliku hrpu ploča. Kako bi se čestice ionizirale, između žice i ploče dovodi se negativan napon. Ove ionizirane čestice se zatim preusmjeravaju prema uzemljenim pločama pomoću elektrostatičke sile. Kako se čestice sakupljaju na sabirnoj ploči, uklanjaju se iz struje zraka.

Suhi elektrostatički taložnik: Ovaj se taložnik koristi za sakupljanje zagađivača poput pepela ili cementa u suhom stanju. Sastoji se od elektroda kroz koje prolaze ionizirane čestice i lijevka kroz koji se skupljene čestice izvlače. Čestice prašine skupljaju se iz struje zraka udaranjem elektroda.

Suhi elektrofilter

Mokri elektrostatički filter: Ovaj filter se koristi za uklanjanje smole, ulja, katrana, boje koji su mokri u prirodi. Sastoji se od kolektora koji se kontinuirano prskaju vodom prikupljajući ionizirane čestice iz mulja. Učinkovitiji su od suhih ESP-ova.

Cijevni taložnik: Ovaj taložnik je jednostupanjska jedinica koja se sastoji od cijevi s visokonaponskim elektrodama koje su postavljene paralelno jedna s drugom tako da se kreću oko svoje osi. Raspored cijevi mogao bi biti kružni ili kvadratni ili šesterokutni saćasti plin s plinom koji teče prema gore ili prema dolje. Plin je napravljen da prolazi kroz sve cijevi. Oni nalaze primjenu gdje se uklanjaju ljepljive čestice.

Prednosti i nedostaci

Prednosti elektrofiltera:

Trajnost ESP-a je visoka.

Može se koristiti za sakupljanje suhih i mokrih nečistoća.

Ima niske operativne troškove.

Učinkovitost sakupljanja uređaja je visoka čak i za male čestice.

Može podnijeti velike količine plina i velika opterećenja prašinom pri niskim tlakovima.

Nedostaci elektrofiltera:

Ne može se koristiti za plinovite emisije.

Potreban prostor je veći.

Kapitalna ulaganja su visoka.

Nije prilagodljiv promjenama radnih uvjeta.

Primjena elektrostatičkog filtera

Dolje je navedeno nekoliko značajnih primjena elektrostatičkih filtera:

Dvostupanjski pločasti ESP koriste se u strojarnici na brodu jer mjenjač proizvodi eksplozivnu uljnu maglu. Sakupljeno ulje ponovno se koristi u sustavu za podmazivanje zupčanika.

Suhi ESP se koriste u termoelektranama za čišćenje zraka u sustavima ventilacije i klimatizacije.

Pronalaze primjenu u medicini za uklanjanje bakterija i gljivica.

Koriste se u cirkonijskom pijesku za odvajanje rutila u biljkama.

Koriste se u metalurškoj industriji za čišćenje eksplozije.