Τι είναι ένας ηλεκτροστατικός κατακρημνιστής;

Η βιομηχανία είναι αναπόσπαστο μέρος του οικονομικού μας συστήματος και πολλοί πιστεύουν ότι είναι δικαίωμά τους να ανέχονται τα καπνογόνα του εργοστασίου που πνίγουν τον αέρα. Αλλά δεν γνωρίζουν πολλοί ότι η τεχνολογία έχει μια εξαιρετική λύση σε αυτό εδώ και έναν αιώνα με τη μορφή ηλεκτροστατικών κατακρημνιστηρίων. Αυτά μειώνουν σημαντικά τη ρύπανση και συμβάλλουν στη βελτίωση του περιβάλλοντος.

Τι είναι ένας ηλεκτροστατικός κατακρημνιστής;

Ένας ηλεκτροστατικός κατακρημνιστής (ESP) ορίζεται ως μια συσκευή φιλτραρίσματος που χρησιμοποιείται για την αφαίρεση λεπτών σωματιδίων όπως ο καπνός και η λεπτή σκόνη από το ρέον αέριο. Είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη συσκευή για τον έλεγχο της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Χρησιμοποιούνται σε βιομηχανίες όπως χαλυβουργικές μονάδες και μονάδες θερμικής ενέργειας.

Το 1907, ο καθηγητής χημείας Frederick Gardner Cottrell κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας τον πρώτο ηλεκτροστατικό κατακρημνιστή που χρησιμοποιείται για τη συλλογή ομίχλης θειικού οξέος και αναθυμιάσεων οξειδίου του μολύβδου που εκπέμπονται από διάφορες δραστηριότητες παραγωγής οξέος και τήξης.

διάγραμμα ηλεκτροστατικού κατακρημνιστή

Αρχή Λειτουργίας του Ηλεκτροστατικού Κατακρημνιστή

Η αρχή λειτουργίας του ηλεκτροστατικού κατακρημνιστή είναι σχετικά απλή. Αποτελείται από δύο σετ ηλεκτροδίων: θετικό και αρνητικό. Τα αρνητικά ηλεκτρόδια έχουν τη μορφή συρμάτινου πλέγματος και τα θετικά ηλεκτρόδια είναι πλάκες. Αυτά τα ηλεκτρόδια είναι κάθετα τοποθετημένα και εναλλάσσονται μεταξύ τους.

αρχή λειτουργίας του ηλεκτροστατικού κατακρημνιστή

Τα αέρια σωματίδια όπως η τέφρα ιονίζονται από το ηλεκτρόδιο εκκένωσης υψηλής τάσης από το φαινόμενο της κορώνας. Αυτά τα σωματίδια ιονίζονται σε αρνητικό φορτίο και έλκονται από θετικά φορτισμένες πλάκες συλλέκτη.

Ο αρνητικός ακροδέκτης της πηγής DC υψηλής τάσης χρησιμοποιείται για τη σύνδεση των αρνητικών ηλεκτροδίων και ο θετικός ακροδέκτης της πηγής συνεχούς ρεύματος χρησιμοποιείται για τη σύνδεση των θετικών πλακών. Για τον ιονισμό του μέσου μεταξύ του αρνητικού και του θετικού ηλεκτροδίου, διατηρείται μια ορισμένη απόσταση μεταξύ του θετικού, αρνητικού ηλεκτροδίου και της πηγής συνεχούς ρεύματος με αποτέλεσμα μια κλίση υψηλής τάσης.

Το μέσο που χρησιμοποιείται μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων είναι ο αέρας. Μπορεί να υπάρχει εκκένωση κορώνας γύρω από τις ράβδους του ηλεκτροδίου ή το συρμάτινο πλέγμα λόγω της υψηλής αρνητικότητας των αρνητικών φορτίων. Ολόκληρο το σύστημα περικλείεται σε ένα μεταλλικό δοχείο που περιέχει μια είσοδο για τα καυσαέρια και μια έξοδο για τα φιλτραρισμένα αέρια. Υπάρχουν πολλά ελεύθερα ηλεκτρόνια καθώς τα ηλεκτρόδια ιονίζονται, τα οποία αλληλεπιδρούν με τα σωματίδια σκόνης του αερίου, καθιστώντας τα αρνητικά φορτισμένα. Αυτά τα σωματίδια κινούνται προς θετικά ηλεκτρόδια και πέφτουν λόγωβαρυτική δύναμη. Τα καυσαέρια είναι απαλλαγμένα από τα σωματίδια σκόνης καθώς ρέουν μέσω του ηλεκτροστατικού κατακρημνιστή και απορρίπτονται στην ατμόσφαιρα μέσω της καμινάδας.

Τύποι Ηλεκτροστατικού Κατακρημνιστή

Υπάρχουν διάφοροι ηλεκτροστατικοί τύποι, και εδώ, θα μελετήσουμε τον καθένα από αυτούς λεπτομερώς. Ακολουθούν οι τρεις τύποι ESP:

Καταβυθιστής πλάκας: Αυτός είναι ο πιο βασικός τύπος κατακρημνιστή που αποτελείται από σειρές λεπτών κατακόρυφων συρμάτων και στοίβα από κατακόρυφα διατεταγμένες μεγάλες επίπεδες μεταλλικές πλάκες που τοποθετούνται σε απόσταση 1 cm έως 18 cm μεταξύ τους. Το ρεύμα αέρα διέρχεται οριζόντια μέσα από τις κάθετες πλάκες και στη συνέχεια μέσα από τη μεγάλη στοίβα των πλακών. Για να ιονιστούν τα σωματίδια, εφαρμόζεται αρνητική τάση μεταξύ του σύρματος και της πλάκας. Αυτά τα ιονισμένα σωματίδια στη συνέχεια εκτρέπονται προς τις γειωμένες πλάκες χρησιμοποιώντας ηλεκτροστατική δύναμη. Καθώς τα σωματίδια συλλέγονται στην πλάκα συλλογής, απομακρύνονται από το ρεύμα αέρα.

Ξηρός ηλεκτροστατικός κατακρημνιστής: Αυτός ο κατακρημνιστής χρησιμοποιείται για τη συλλογή ρύπων όπως τέφρα ή τσιμέντο σε ξηρή κατάσταση. Αποτελείται από ηλεκτρόδια μέσω των οποίων ρέουν τα ιονισμένα σωματίδια και μια χοάνη μέσω της οποίας εξάγονται τα συλλεγμένα σωματίδια. Τα σωματίδια σκόνης συλλέγονται από ένα ρεύμα αέρα σφυρηλατώντας τα ηλεκτρόδια.

Ξηρός ηλεκτροστατικός κατακρημνιστήρας

Υγρός ηλεκτροστατικός κατακρημνιστής: Αυτός ο κατακρημνιστής χρησιμοποιείται για την αφαίρεση ρητίνης, λαδιού, πίσσας, βαφής που είναι υγρής φύσης. Αποτελείται από συλλέκτες που ψεκάζονται συνεχώς με νερό κάνοντας τη συλλογή των ιονισμένων σωματιδίων από τη λάσπη. Είναι πιο αποτελεσματικά από τα ξηρά ESP.

Σωληνοειδής κατακρημνιστήρας: Αυτός ο κατακρημνιστής είναι μια μονάδα ενός σταδίου που αποτελείται από σωλήνες με ηλεκτρόδια υψηλής τάσης που είναι διατεταγμένα παράλληλα μεταξύ τους έτσι ώστε να κινούνται στον άξονά τους. Η διάταξη των σωλήνων θα μπορούσε να είναι είτε κυκλική είτε τετράγωνη ή εξαγωνική κηρήθρα με αέριο να ρέει είτε προς τα πάνω είτε προς τα κάτω. Το αέριο είναι φτιαγμένο να περνά μέσα από όλους τους σωλήνες. Βρίσκουν εφαρμογές όπου πρόκειται να αφαιρεθούν τα κολλώδη σωματίδια.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Πλεονεκτήματα του ηλεκτροστατικού κατακρημνιστή:

Η αντοχή του ESP είναι υψηλή.

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη συλλογή τόσο ξηρών όσο και υγρών ακαθαρσιών.

Έχει χαμηλό κόστος λειτουργίας.

Η απόδοση συλλογής της συσκευής είναι υψηλή ακόμη και για μικρά σωματίδια.

Μπορεί να χειριστεί μεγάλους όγκους αερίου και βαριά φορτία σκόνης σε χαμηλές πιέσεις.

Μειονεκτήματα του ηλεκτροστατικού κατακρημνιστή:

Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για εκπομπές αερίων.

Η απαίτηση χώρου είναι μεγαλύτερη.

Οι επενδύσεις κεφαλαίου είναι υψηλές.

Δεν προσαρμόζεται στις αλλαγές στις συνθήκες λειτουργίας.

Εφαρμογές Ηλεκτροστατικού Κατακρημνιστή

Μερικές αξιοσημείωτες εφαρμογές ηλεκτροστατικού κατακρημνιστή παρατίθενται παρακάτω:

Τα ESP δύο σταδίων πλακών χρησιμοποιούνται στα μηχανοστάσια του πλοίου καθώς το κιβώτιο ταχυτήτων παράγει εκρηκτική ομίχλη λαδιού. Το λάδι που συλλέγεται επαναχρησιμοποιείται σε ένα σύστημα λίπανσης γραναζιών.

Τα ξηρά ESP χρησιμοποιούνται σε θερμικές εγκαταστάσεις για τον καθαρισμό του αέρα στα συστήματα εξαερισμού και κλιματισμού.

Βρίσκουν εφαρμογές στον ιατρικό τομέα για την αφαίρεση βακτηρίων και μυκήτων.

Χρησιμοποιούνται σε άμμο ζιρκονίου για την αποκόλληση του ρουτιλίου στα φυτά.

Χρησιμοποιούνται σε μεταλλουργικές βιομηχανίες για τον καθαρισμό της έκρηξης.