رسوب دهنده الکترواستاتیک چیست؟
صنعت بخشی جدایی ناپذیر از سیستم اقتصادی ما است و بسیاری بر این باورند که این حق آنهاست که با دودهای کارخانه که هوا را خفه می کنند، تحمل کنند. اما بسیاری نمی‌دانند که فناوری برای بیش از یک قرن راه‌حل عالی به شکل رسوب‌دهنده‌های الکترواستاتیکی دارد. اینها به طور قابل توجهی آلودگی را کاهش می دهند و به بهبود محیط زیست کمک می کنند.
رسوب دهنده الکترواستاتیک چیست؟
رسوب‌دهنده الکترواستاتیک (ESP) به عنوان یک دستگاه فیلتراسیون تعریف می‌شود که برای حذف ذرات ریز مانند دود و غبار ریز از گاز جاری استفاده می‌شود. متداول ترین وسیله ای است که برای کنترل آلودگی هوا استفاده می شود. آنها در صنایعی مانند کارخانه های فولاد و نیروگاه های انرژی حرارتی استفاده می شوند.
در سال 1907، استاد شیمی فردریک گاردنر کاترل، اولین رسوب‌دهنده الکترواستاتیکی را که برای جمع‌آوری مه اسید سولفوریک و دودهای اکسید سرب ساطع شده از فعالیت‌های مختلف اسیدسازی و ذوب استفاده می‌شد، به ثبت رساند.
نمودار رسوب دهنده الکترواستاتیک
اصل کار رسوب دهنده الکترواستاتیک
اصل کار رسوب دهنده الکترواستاتیک نسبتاً ساده است. از دو دسته الکترود تشکیل شده است: مثبت و منفی. الکترودهای منفی به شکل شبکه سیمی و الکترودهای مثبت صفحه هستند. این الکترودها به صورت عمودی قرار می گیرند و به طور متناوب با یکدیگر قرار می گیرند.
اصل کار رسوب دهنده الکترواستاتیکی
ذرات گازی مانند خاکستر توسط الکترود تخلیه ولتاژ بالا توسط اثر کرونا یونیزه می شوند. این ذرات به بار منفی یونیزه می شوند و به صفحات جمع کننده با بار مثبت جذب می شوند.
ترمینال منفی منبع DC فشار قوی برای اتصال الکترودهای منفی و ترمینال مثبت منبع DC برای اتصال صفحات مثبت استفاده می شود. برای یونیزه کردن محیط بین الکترود منفی و مثبت، فاصله معینی بین الکترود مثبت، منفی و منبع DC حفظ می شود که منجر به یک گرادیان ولتاژ بالا می شود.
محیطی که بین دو الکترود استفاده می شود هوا است. ممکن است تخلیه تاج در اطراف میله های الکترود یا مش سیم به دلیل منفی بودن بارهای منفی زیاد باشد. کل سیستم در یک ظرف فلزی محصور شده است که شامل ورودی برای گازهای دودکش و خروجی برای گازهای فیلتر شده است. به دلیل یونیزه شدن الکترودها، تعداد زیادی الکترون آزاد وجود دارد که با ذرات غبار گاز برهمکنش می کنند و آنها را دارای بار منفی می کنند. این ذرات به سمت الکترودهای مثبت حرکت می کنند و به دلیل سقوط می افتندنیروی گرانشی. گاز دودکش عاری از ذرات گرد و غبار است که از طریق رسوب دهنده الکترواستاتیک جریان می یابد و از طریق دودکش به اتمسفر تخلیه می شود.
انواع رسوب دهنده های الکترواستاتیک
انواع مختلفی از الکترواستاتیک وجود دارد که در اینجا هر یک از آنها را به تفصیل بررسی خواهیم کرد. در زیر سه نوع ESP وجود دارد:
رسوب‌دهنده صفحه‌ای: این پایه‌ای‌ترین نوع رسوب‌دهنده است که از ردیف‌هایی از سیم‌های عمودی نازک و پشته‌ای از صفحات فلزی مسطح به صورت عمودی تشکیل شده است که در فاصله 1 تا 18 سانتی‌متری از هم قرار می‌گیرند. جریان هوا به صورت افقی از صفحات عمودی و سپس از پشته بزرگ صفحات عبور می کند. برای یونیزه شدن ذرات، ولتاژ منفی بین سیم و صفحه اعمال می شود. سپس این ذرات یونیزه شده با استفاده از نیروی الکترواستاتیک به سمت صفحات زمین شده منحرف می شوند. همانطور که ذرات روی صفحه جمع آوری جمع می شوند، از جریان هوا خارج می شوند.
رسوب‌دهنده الکترواستاتیک خشک: این رسوب‌دهنده برای جمع‌آوری آلاینده‌هایی مانند خاکستر یا سیمان در حالت خشک استفاده می‌شود. این شامل الکترودهایی است که ذرات یونیزه شده از طریق آنها جریان می یابد و یک قیف که از طریق آن ذرات جمع آوری شده خارج می شوند. ذرات گرد و غبار از جریان هوا با چکش زدن الکترودها جمع آوری می شوند.
رسوب دهنده الکترواستاتیک خشک
رسوب‌دهنده الکترواستاتیک مرطوب: از این رسوب‌گیر برای حذف رزین، روغن، قطران، رنگ‌هایی که ماهیت مرطوب دارند استفاده می‌شود. این مجموعه شامل کلکتورهایی است که به طور مداوم با آب پاشیده می شوند و ذرات یونیزه شده را از لجن جمع آوری می کنند. آنها کارآمدتر از ESP های خشک هستند.
رسوب‌دهنده لوله‌ای: این رسوب‌دهنده یک واحد تک‌مرحله‌ای است که از لوله‌هایی با الکترودهای فشار قوی تشکیل شده است که به‌طور موازی با یکدیگر قرار گرفته‌اند که روی محور خود کار می‌کنند. آرایش لوله ها می تواند دایره ای یا مربعی یا شش ضلعی لانه زنبوری باشد که گاز به سمت بالا یا پایین جریان دارد. گاز برای عبور از تمام لوله ها ساخته شده است. آنها کاربردهایی را پیدا می کنند که در آن ذرات چسبنده باید حذف شوند.
مزایا و معایب
مزایای رسوب دهنده الکترواستاتیک:
دوام ESP بالاست.
می توان از آن برای جمع آوری ناخالصی های خشک و مرطوب استفاده کرد.
هزینه های عملیاتی پایینی دارد.
راندمان جمع آوری دستگاه حتی برای ذرات ریز نیز بالاست.
این می تواند حجم گازهای بزرگ و بارهای گرد و غبار سنگین را در فشارهای کم تحمل کند.
معایب رسوب دهنده الکترواستاتیک:
نمی توان برای انتشار گاز استفاده کرد.
فضای مورد نیاز بیشتر است.
سرمایه گذاری زیاد است.
با تغییر شرایط عملیاتی سازگار نیست.
کاربردهای رسوب دهنده الکترواستاتیک
چند کاربرد قابل توجه رسوب دهنده الکترواستاتیک در زیر ذکر شده است:
ESP های صفحه دو مرحله ای در موتورخانه های کشتی استفاده می شود زیرا گیربکس غبار روغن انفجاری تولید می کند. روغن جمع آوری شده مجدداً در سیستم روانکاری چرخ دنده استفاده می شود.
ESP های خشک در نیروگاه های حرارتی برای تمیز کردن هوا در سیستم های تهویه و تهویه مطبوع استفاده می شود.
آنها در زمینه پزشکی برای حذف باکتری ها و قارچ ها کاربرد دارند.
آنها در ماسه زیرکونیوم برای جدا کردن روتیل در گیاهان استفاده می شوند.
آنها در صنایع متالورژی برای تمیز کردن انفجار استفاده می شوند.