Що таке електростатичний фільтр?

Промисловість є невід’ємною частиною нашої економічної системи, і багато хто вважає, що це їхнє право миритися з фабричними димовими трубами, які задушують повітря. Але мало хто знає, що технологія вже понад століття має чудове рішення для цього у формі електростатичних фільтрів. Це значно зменшує забруднення та сприяє покращенню навколишнього середовища.

Що таке електростатичний фільтр?

Електростатичний фільтр (ESP) визначається як фільтраційний пристрій, який використовується для видалення дрібних часток, таких як дим і дрібний пил, із потоку газу. Це найпоширеніший пристрій для контролю забруднення повітря. Вони використовуються в таких галузях, як металургійні заводи та теплоенергетичні установки.

У 1907 році професор хімії Фредерік Гарднер Коттрелл запатентував перший електростатичний фільтр, який використовувався для збирання туману сірчаної кислоти та парів оксиду свинцю, що виділяються під час різних процесів виробництва кислоти та плавки.

схема електрофільтра

Принцип роботи електростатичного фільтра

Принцип роботи електрофільтра в міру простий. Він складається з двох наборів електродів: позитивного і негативного. Негативні електроди мають форму дротяної сітки, а позитивні — пластини. Ці електроди розташовані вертикально і чергуються один з одним.

Принцип роботи електрофільтра

Частинки газу, такі як попіл, іонізуються розрядним електродом високої напруги за допомогою ефекту корони. Ці частинки іонізуються до негативного заряду та притягуються до позитивно заряджених колекторних пластин.

Від’ємна клема джерела постійного струму високої напруги використовується для підключення негативних електродів, а позитивна клема джерела постійного струму використовується для підключення позитивних пластин. Для іонізації середовища між негативним і позитивним електродами підтримується певна відстань між позитивним, негативним електродом і джерелом постійного струму, що призводить до високого градієнта напруги.

Середовищем, яке використовується між двома електродами, є повітря. Навколо стрижнів електродів або дротяної сітки може бути коронний розряд через високу негативність негативних зарядів. Вся система укладена в металевий контейнер, що містить вхід для димових газів і вихід для відфільтрованих газів. Оскільки електроди іонізуються, утворюється багато вільних електронів, які взаємодіють із частинками пилу газу, роблячи їх негативно зарядженими. Ці частинки рухаються до позитивних електродів і відпадають черезсила гравітації. Димовий газ вільний від частинок пилу, коли він проходить через електрофільтр і викидається в атмосферу через димову трубу.

Види електрофільтрів

Існують різні електростатичні типи, і тут ми детально вивчимо кожен з них. Нижче наведено три типи ESP:

Пластинчастий осаджувач: це найпростіший тип осаджувача, який складається з рядів тонких вертикальних дротів і стопки вертикально розташованих великих плоских металевих пластин, розміщених на відстані від 1 до 18 см одна від одної. Потік повітря проходить горизонтально через вертикальні пластини, а потім через велику стопку пластин. Щоб іонізувати частинки, між дротом і пластиною прикладається негативна напруга. Ці іонізовані частинки потім відводяться до заземлених пластин за допомогою електростатичної сили. Коли частинки збираються на пластині збору, вони видаляються з повітряного потоку.

Сухий електрофільтр: цей фільтр використовується для збору забруднюючих речовин, таких як зола або цемент, у сухому стані. Він складається з електродів, через які проходять іонізовані частинки, і бункера, через який зібрані частинки витягуються. Частинки пилу збираються з потоку повітря за допомогою молотка по електродах.

Сухий електрофільтр

Вологий електростатичний фільтр: Цей фільтр використовується для видалення смоли, олії, смоли, фарби, які є вологими за своєю природою. Він складається з колекторів, які безперервно розпилюються водою, збираючи іонізовані частинки з мулу. Вони більш ефективні, ніж сухі ESP.

Трубчастий електрофільтр: цей електрофільтр є одноступеневим блоком, що складається з трубок з електродами високої напруги, які розташовані паралельно одна одній таким чином, що вони рухаються навколо своєї осі. Розташування трубок могло бути круглим, квадратним або шестикутним у вигляді стільників з газом, що тече вгору або вниз. Газ проходить через усі труби. Вони знаходять застосування, де потрібно видалити липкі частинки.

Переваги та недоліки

Переваги електрофільтра:

Довговічність ESP висока.

Може використовуватися для збору як сухих, так і вологих забруднень.

Має низькі експлуатаційні витрати.

Ефективність збору пристрою висока навіть для дрібних частинок.

Він може працювати з великими обсягами газу та великими пиловими навантаженнями при низькому тиску.

Недоліки електрофільтра:

Не можна використовувати для газоподібних викидів.

Потреба в просторі більше.

Капітальні вкладення високі.

Не адаптується до змін умов експлуатації.

Застосування електростатичного фільтра

Нижче наведено кілька важливих застосувань електростатичних фільтрів:

Двоступінчасті пластинчасті ESP використовуються в машинних відділеннях суден, оскільки коробка передач виробляє вибуховий масляний туман. Зібране масло повторно використовується в системі змащування передач.

Сухі ЕЦН використовуються на ТЕС для очищення повітря в системах вентиляції та кондиціонування.

Вони знаходять застосування в галузі медицини для видалення бактерій і грибків.

Вони використовуються в цирконієвому піску для відділення рутилу в рослинах.

Вони використовуються в металургійній промисловості для очищення дуття.