Co je elektrostatický odlučovač?

Průmysl je nedílnou součástí našeho ekonomického systému a mnozí věří, že je jejich právem smířit se s továrními komíny, které dusí vzduch. Málokdo však ví, že technologie má pro toto již více než století vynikající řešení v podobě elektrostatických odlučovačů. Ty výrazně snižují znečištění a pomáhají zlepšovat životní prostředí.

Co je elektrostatický odlučovač?

Elektrostatický odlučovač (ESP) je definován jako filtrační zařízení, které se používá k odstranění jemných částic, jako je kouř a jemný prach, z proudícího plynu. Je to nejpoužívanější zařízení pro kontrolu znečištění ovzduší. Používají se v průmyslových odvětvích, jako jsou ocelárny a tepelné elektrárny.

V roce 1907 si profesor chemie Frederick Gardner Cottrell patentoval první elektrostatický odlučovač používaný ke shromažďování mlhy kyseliny sírové a výparů oxidu olovnatého emitovaných z různých činností při výrobě kyselin a tavení.

schéma elektrostatického odlučovače

Princip činnosti elektrostatického odlučovače

Princip činnosti elektrostatického odlučovače je středně jednoduchý. Skládá se ze dvou sad elektrod: pozitivní a negativní. Záporné elektrody jsou ve formě drátěného pletiva a kladné elektrody jsou desky. Tyto elektrody jsou umístěny svisle a vzájemně se střídají.

princip činnosti elektrostatického odlučovače

Částice nesené plynem, jako je popel, jsou ionizovány vysokonapěťovou výbojovou elektrodou korónovým efektem. Tyto částice jsou ionizovány na záporný náboj a jsou přitahovány kladně nabitými kolektorovými deskami.

Záporná svorka vysokonapěťového stejnosměrného zdroje se používá pro připojení záporných elektrod a kladná svorka stejnosměrného zdroje se používá pro připojení kladných desek. Pro ionizaci média mezi zápornou a kladnou elektrodou se udržuje určitá vzdálenost mezi kladnou, zápornou elektrodou a stejnosměrným zdrojem, což má za následek vysoký gradient napětí.

Médium, které se používá mezi dvěma elektrodami, je vzduch. Kolem elektrod nebo drátěného pletiva může docházet ke koronovému výboji kvůli vysoké negativitě záporných nábojů. Celý systém je uzavřen v kovové nádobě obsahující vstup pro spaliny a výstup pro filtrované plyny. Protože jsou elektrody ionizovány, existuje spousta volných elektronů, které interagují s prachovými částicemi plynu a činí je záporně nabitými. Tyto částice se pohybují směrem ke kladným elektrodám a díky tomu odpadávajígravitační síla. Spaliny jsou zbaveny prachových částic, když proudí elektrostatickým odlučovačem a jsou vypouštěny do atmosféry komínem.

Typy elektrostatických odlučovačů

Existují různé elektrostatické typy a zde podrobně prostudujeme každý z nich. Níže jsou uvedeny tři typy ESP:

Deskový odlučovač: Jedná se o nejzákladnější typ odlučovače, který se skládá z řad tenkých vertikálních drátů a stohu vertikálně uspořádaných velkých plochých kovových desek, které jsou umístěny ve vzdálenosti 1 cm až 18 cm od sebe. Proud vzduchu prochází vodorovně přes svislé desky a poté přes velký stoh desek. Aby se částice ionizovaly, je mezi drát a desku aplikováno záporné napětí. Tyto ionizované částice jsou pak pomocí elektrostatické síly odkloněny směrem k uzemněným deskám. Když se částice shromažďují na sběrné desce, jsou odstraněny z proudu vzduchu.

Suchý elektrostatický odlučovač: Tento odlučovač se používá ke sběru znečišťujících látek, jako je popel nebo cement v suchém stavu. Skládá se z elektrod, kterými proudí ionizované částice, a násypky, kterou jsou shromážděné částice extrahovány ven. Prachové částice se shromažďují z proudu vzduchu přiklepáváním elektrod.

Suchý elektrostatický odlučovač

Mokrý elektrostatický odlučovač: Tento odlučovač se používá k odstranění pryskyřice, oleje, dehtu, barvy, které jsou vlhké povahy. Skládá se z kolektorů, které jsou průběžně rozstřikovány vodou, čímž dochází k sběru ionizovaných částic z kalu. Jsou účinnější než suché ESP.

Trubkový odlučovač: Tento odlučovač je jednostupňová jednotka skládající se z trubek s vysokonapěťovými elektrodami, které jsou uspořádány vzájemně rovnoběžně tak, že běží kolem své osy. Uspořádání trubek může být buď kruhové nebo čtvercové nebo šestihranné voštinové s plynem proudícím buď nahoru nebo dolů. Plyn je nucen procházet všemi trubicemi. Nacházejí aplikace, kde je třeba odstranit lepkavé částice.

Výhody a nevýhody

Výhody elektrostatického odlučovače:

Odolnost ESP je vysoká.

Lze jej použít pro sběr suchých i mokrých nečistot.

Má nízké provozní náklady.

Sběrná účinnost zařízení je vysoká i pro malé částice.

Dokáže zvládnout velké objemy plynu a velké zatížení prachem při nízkých tlacích.

Nevýhody elektrostatického odlučovače:

Nelze použít pro plynné emise.

Nároky na prostor jsou větší.

Kapitálové investice jsou vysoké.

Nepřizpůsobitelné změnám provozních podmínek.

Aplikace elektrostatických odlučovačů

Níže je uvedeno několik pozoruhodných aplikací elektrostatických odlučovačů:

Dvoustupňové deskové ESP se používají ve strojovnách lodi, protože převodovka produkuje výbušnou olejovou mlhu. Shromážděný olej je znovu použit v systému mazání převodů.

Suché ESP se používají v tepelných zařízeních k čištění vzduchu ve ventilačních a klimatizačních systémech.

Nacházejí uplatnění v lékařské oblasti pro odstraňování bakterií a plísní.

Používají se v zirkoniovém písku pro uvolnění rutilu v rostlinách.

Používají se v metalurgickém průmyslu k čištění odstřelu.