Mi az elektrosztatikus leválasztó?

Az ipar a gazdasági rendszerünk szerves része, és sokan úgy gondolják, hogy joguk van beletörődni a levegőt fojtogató gyári füstkéményekbe. De kevesen tudják, hogy a technológia erre több mint egy évszázada kiváló megoldást kínál elektrosztatikus leválasztók formájában. Ezek jelentősen csökkentik a szennyezést és javítják a környezetet.

Mi az elektrosztatikus leválasztó?

Az elektrosztatikus leválasztó (ESP) olyan szűrőberendezés, amelyet a finom részecskék, például a füst és a finom por eltávolítására használnak az áramló gázból. Ez a leggyakrabban használt eszköz a légszennyezés ellenőrzésére. Olyan iparágakban használják őket, mint az acélgyárak és a hőenergia-gyárak.

1907-ben Frederick Gardner Cottrell kémiaprofesszor szabadalmaztatta az első elektrosztatikus leválasztót, amelyet a különféle savgyártási és olvasztási tevékenységek során kibocsátott kénsavköd és ólom-oxid gőzök összegyűjtésére használtak.

elektrosztatikus leválasztó diagram

Az elektrosztatikus leválasztó működési elve

Az elektrosztatikus leválasztó működési elve közepesen egyszerű. Két elektródakészletből áll: pozitív és negatív. A negatív elektródák drótháló, a pozitív elektródák pedig lemezek. Ezek az elektródák függőlegesen vannak elhelyezve, és váltakozva helyezkednek el.

Az elektrosztatikus leválasztó működési elve

A gáz által hordozott részecskéket, mint például a hamut, a nagyfeszültségű kisülési elektróda ionizálja a koronaeffektus hatására. Ezek a részecskék negatív töltéssel ionizálódnak, és vonzódnak a pozitív töltésű kollektorlemezekhez.

A nagyfeszültségű egyenáramforrás negatív pólusa a negatív elektródák, a DC forrás pozitív kapcsa pedig a pozitív lemezek csatlakoztatására szolgál. A negatív és a pozitív elektróda közötti közeg ionizálásához bizonyos távolságot kell tartani a pozitív, negatív elektróda és az egyenáramforrás között, ami nagy feszültség gradienst eredményez.

A két elektróda között használt közeg a levegő. A negatív töltések nagy negativitása miatt koronakisülés lehet az elektródrudak vagy a drótháló körül. A teljes rendszer egy fémtartályba van zárva, amely tartalmaz egy bemenetet a füstgázok számára és egy kimenetet a szűrt gázok számára. Rengeteg szabad elektron van, mivel az elektródák ionizáltak, amelyek kölcsönhatásba lépnek a gáz porszemcséivel, így negatív töltésűek. Ezek a részecskék a pozitív elektródák felé mozognak, és emiatt leesnekgravitációs erő. A füstgáz mentes a porrészecskéktől, ahogy átfolyik az elektrosztatikus leválasztón, és a kéményen keresztül távozik a légkörbe.

Az elektrosztatikus leválasztó típusai

Különféle elektrosztatikus típusok léteznek, és itt mindegyiket részletesen megvizsgáljuk. Az alábbiakban három típusú ESP található:

Lemezleválasztó: Ez a legalapvetőbb leválasztó típus, amely vékony függőleges huzalok soraiból és függőlegesen elhelyezett nagy lapos fémlemezekből áll, amelyek egymástól 1–18 cm távolságra vannak elhelyezve. A levegőáramot vízszintesen vezetik át a függőleges lemezeken, majd a nagy tányérkötegen. A részecskék ionizálása érdekében negatív feszültséget kapcsolunk a huzal és a lemez közé. Ezek az ionizált részecskék ezután elektrosztatikus erővel a földelt lemezek felé terelik. Amint a részecskék összegyűlnek a gyűjtőlemezen, eltávolítják őket a légáramból.

Száraz elektrosztatikus leválasztó: Ez a leválasztó szennyező anyagok, például hamu vagy cement száraz állapotban történő összegyűjtésére szolgál. Elektródákból áll, amelyeken keresztül az ionizált részecskék átfolynak, és egy garatból, amelyen keresztül az összegyűjtött részecskéket kivonják. A porrészecskéket egy levegőáramból az elektródák kalapálásával gyűjtik össze.

Száraz elektrosztatikus leválasztó

Nedves elektrosztatikus leválasztó: Ez a leválasztó a természetben nedves gyanta, olaj, kátrány, festék eltávolítására szolgál. Olyan kollektorokból áll, amelyeket folyamatosan vízzel permeteznek, és így gyűjtik össze az ionizált részecskéket az iszapból. Hatékonyabbak, mint a száraz ESP-k.

Cső alakú leválasztó: Ez a leválasztó egy egyfokozatú egység, amely nagyfeszültségű elektródákkal ellátott csövekből áll, amelyek egymással párhuzamosan vannak elhelyezve úgy, hogy a tengelyükön futnak. A csövek elrendezése lehet kör vagy négyzet vagy hatszögletű méhsejt alakú, felfelé vagy lefelé áramló gázzal. A gáz áthalad az összes csövön. Olyan alkalmazásokat találnak, ahol a ragadós részecskéket el kell távolítani.

Előnyök és hátrányok

Az elektrosztatikus leválasztó előnyei:

Az ESP tartóssága magas.

Száraz és nedves szennyeződések összegyűjtésére is használható.

Alacsony üzemeltetési költséggel rendelkezik.

A készülék begyűjtési hatékonysága kis részecskék esetén is magas.

Nagy gázmennyiséget és nagy porterhelést képes kezelni alacsony nyomáson.

Az elektrosztatikus leválasztó hátrányai:

Gáznemű kibocsátásra nem használható.

A helyigény nagyobb.

A tőkebefektetés magas.

Nem alkalmazkodik az üzemi körülmények változásához.

Elektrosztatikus leválasztó alkalmazások

Az alábbiakban felsorolunk néhány figyelemre méltó elektrosztatikus leválasztó alkalmazást:

A kétfokozatú lemezes ESP-ket a hajó motortereiben használják, mivel a sebességváltó robbanékony olajködöt termel. Az összegyűjtött olajat egy hajtómű-kenőrendszerben újra felhasználják.

A száraz ESP-ket hőerőművekben használják a szellőztető és légkondicionáló rendszerek levegőjének tisztítására.

Alkalmazásokat találnak az orvostudományban a baktériumok és gombák eltávolítására.

Cirkónium homokban használják a rutil leválasztására a növényekben.

A kohászati ​​iparban használják a robbanás tisztítására.