Kaj je elektrostatični filter?

Industrija je sestavni del našega gospodarskega sistema in mnogi menijo, da je njihova pravica, da se sprijaznijo s tovarniškimi dimniki, ki dušijo zrak. A le redki vedo, da ima tehnologija že več kot stoletje odlično rešitev za to v obliki elektrostatičnih filtrov. Ti znatno zmanjšajo onesnaževanje in pomagajo izboljšati okolje.

Kaj je elektrostatični filter?

Elektrostatični filter (ESP) je opredeljen kot filtrirna naprava, ki se uporablja za odstranjevanje drobnih delcev, kot sta dim in droben prah, iz tekočega plina. Je najpogosteje uporabljena naprava za nadzor onesnaženosti zraka. Uporabljajo se v industrijah, kot so jeklarne in termoelektrarne.

Leta 1907 je profesor kemije Frederick Gardner Cottrell patentiral prvi elektrostatični filter za zbiranje megle žveplove kisline in hlapov svinčevega oksida, ki nastajajo pri različnih dejavnostih izdelave kisline in taljenja.

diagram elektrostatičnega filtra

Načelo delovanja elektrostatičnega filtra

Princip delovanja elektrofiltra je zmerno preprost. Sestavljen je iz dveh sklopov elektrod: pozitivne in negativne. Negativne elektrode so v obliki žične mreže, pozitivne elektrode pa so plošče. Te elektrode so nameščene navpično in se izmenjujejo.

princip delovanja elektrostatičnega filtra

Plinske delce, kot je pepel, ionizira visokonapetostna razelektritvena elektroda s koronskim učinkom. Ti delci so ionizirani do negativnega naboja in jih privlačijo pozitivno nabite kolektorske plošče.

Negativni priključek visokonapetostnega vira DC se uporablja za povezavo negativnih elektrod, pozitivni priključek vira DC pa se uporablja za povezavo pozitivnih plošč. Za ionizacijo medija med negativno in pozitivno elektrodo se vzdržuje določena razdalja med pozitivno, negativno elektrodo in virom enosmernega toka, kar ima za posledico visok napetostni gradient.

Medij, ki se uporablja med obema elektrodama, je zrak. Okoli elektrodnih palic ali žične mreže lahko pride do koronske razelektritve zaradi velike negativnosti negativnih nabojev. Celoten sistem je zaprt v kovinski posodi, ki vsebuje dovod za dimne pline in odvod za filtrirane pline. Ker so elektrode ionizirane, je veliko prostih elektronov, ki medsebojno delujejo s prašnimi delci plina, zaradi česar so negativno nabiti. Ti delci se premikajo proti pozitivnim elektrodam in odpadejo zaradigravitacijska sila. Dimni plini so brez prašnih delcev, saj tečejo skozi elektrofilter in se skozi dimnik odvajajo v ozračje.

Vrste elektrostatičnih filtrov

Obstajajo različne elektrostatične vrste in tukaj bomo podrobno preučili vsako od njih. Sledijo tri vrste ESP:

Ploščati filtrirnik: To je najosnovnejši tip filtrirnika, ki je sestavljen iz vrst tankih navpičnih žic in niza navpično razporejenih velikih ploščatih kovinskih plošč, ki so nameščene na razdalji od 1 cm do 18 cm narazen. Zračni tok poteka vodoravno skozi navpične plošče in nato skozi velik kup plošč. Za ionizacijo delcev se med žico in ploščo uporabi negativna napetost. Ti ionizirani delci se nato z elektrostatično silo preusmerijo proti ozemljenim ploščam. Ko se delci zberejo na zbirni plošči, se odstranijo iz zračnega toka.

Suhi elektrostatični filtri: Ta filtri se uporabljajo za zbiranje onesnaževal, kot sta pepel ali cement, v suhem stanju. Sestavljen je iz elektrod, skozi katere tečejo ionizirani delci, in lijaka, skozi katerega se izločajo zbrani delci. Prašni delci se zbirajo iz zračnega toka z udarjanjem elektrod.

Suhi elektrostatični filtri

Mokri elektrostatični filtri: Ta filtri se uporabljajo za odstranjevanje smole, olja, katrana in barv, ki so po naravi mokri. Sestavljen je iz zbiralnikov, ki se nenehno pršijo z vodo in tako zbirajo ionizirane delce iz blata. So učinkovitejši od suhih ESP.

Cevasti filtrirnik: Ta filtrirnik je enostopenjska enota, sestavljena iz cevi z visokonapetostnimi elektrodami, ki so razporejene vzporedno druga z drugo, tako da tečejo na svoji osi. Razporeditev cevi je lahko bodisi krožna, kvadratna ali šestkotna satja s plinom, ki teče navzgor ali navzdol. Plin je narejen tako, da prehaja skozi vse cevi. Najdejo aplikacije, kjer je treba odstraniti lepljive delce.

Prednosti in slabosti

Prednosti elektrostatičnega filtra:

Vzdržljivost ESP je visoka.

Uporablja se lahko za zbiranje suhih in mokrih nečistoč.

Ima nizke obratovalne stroške.

Učinkovitost zbiranja naprave je visoka tudi za majhne delce.

Lahko prenese velike količine plina in velike obremenitve prahu pri nizkih tlakih.

Slabosti elektrostatičnega filtra:

Ni ga mogoče uporabiti za plinaste emisije.

Zahteva po prostoru je večja.

Kapitalske naložbe so visoke.

Ni prilagodljiv na spremembe delovnih pogojev.

Uporaba elektrostatičnega filtra

Spodaj je navedenih nekaj omembe vrednih aplikacij elektrostatičnega filtra:

Dvostopenjski ploščati ESP se uporabljajo v strojnicah na ladji, saj menjalnik proizvaja eksplozivno oljno meglico. Zbrano olje se ponovno uporabi v sistemu za mazanje zobnikov.

Suhi ESP se uporabljajo v termoelektrarnah za čiščenje zraka v prezračevalnih in klimatskih sistemih.

Uporabljajo se na medicinskem področju za odstranjevanje bakterij in gliv.

Uporabljajo se v cirkonijevem pesku za ločevanje rutila v rastlinah.

Uporabljajo se v metalurški industriji za čiščenje peska.