מהו משקע אלקטרוסטטי?

התעשייה היא חלק בלתי נפרד מהמערכת הכלכלית שלנו, ורבים מאמינים שזכותם להשלים עם ערימות המפעל החונקות את האוויר. אבל לא רבים יודעים שלטכנולוגיה יש פתרון מצוין לכך כבר למעלה ממאה שנה בצורת משקעים אלקטרוסטטיים. אלה מפחיתים משמעותית את הזיהום ומסייעים בשיפור הסביבה.

מהו משקע אלקטרוסטטי?

משקע אלקטרוסטטי (ESP) מוגדר כמכשיר סינון המשמש להסרת חלקיקים עדינים כמו עשן ואבק דק מהגז הזורם. זהו המכשיר הנפוץ ביותר לבקרת זיהום אוויר. הם משמשים בתעשיות כמו מפעלי פלדה ומפעלי אנרגיה תרמית.

בשנת 1907, פרופסור לכימיה פרדריק גרדנר קוטרל רשם פטנט על המשקע האלקטרוסטטי הראשון המשמש לאיסוף ערפל חומצה גופרתית ואדי תחמוצת עופרת הנפלטים מפעילויות שונות של ייצור והיתוך חומצה.

דיאגרמת משקע אלקטרוסטטית

עקרון העבודה של משקע אלקטרוסטטי

עקרון העבודה של המשקע האלקטרוסטטי הוא פשוט למדי. הוא מורכב משתי קבוצות של אלקטרודות: חיוביות ושליליות. האלקטרודות השליליות הן בצורת רשת תיל, והאלקטרודות החיוביות הן לוחות. אלקטרודות אלו ממוקמות אנכית והן מתחלפות זו לזו.

עקרון העבודה של משקע אלקטרוסטטי

החלקיקים הנישאים בגז כגון אפר מיוננים על ידי אלקטרודת פריקת המתח הגבוה על ידי אפקט הקורונה. חלקיקים אלה מיוננים למטען שלילי ונמשכים ללוחות אספנים טעונים חיובית.

המסוף השלילי של מקור DC מתח גבוה משמש לחיבור האלקטרודות השליליות, והמסוף החיובי של מקור DC משמש לחיבור הלוחות החיוביים. כדי ליינן את המדיום בין האלקטרודה השלילית לחיובית, נשמר מרחק מסוים בין האלקטרודה החיובית, השלילית למקור DC וכתוצאה מכך שיפוע מתח גבוה.

המדיום המשמש בין שתי האלקטרודות הוא אוויר. ייתכן שיש פריקת קורונה סביב מוטות האלקטרודות או רשת התיל עקב השליליות הגבוהה של מטענים שליליים. המערכת כולה סגורה במיכל מתכתי המכיל כניסת גזי פליטה ויציאה לגזים מסוננים. ישנם שפע של אלקטרונים חופשיים כאשר האלקטרודות מיוננות, אשר מתקשרות עם חלקיקי האבק של הגז, מה שהופך אותם למטען שלילי. חלקיקים אלו נעים לעבר אלקטרודות חיוביות ונושרים עקבכוח כבידה. גז הפליטה נקי מחלקיקי האבק כשהוא זורם דרך המשקע האלקטרוסטטי ונפלט לאטמוספירה דרך הארובה.

סוגי משקע אלקטרוסטטי

ישנם סוגים אלקטרוסטטיים שונים, וכאן, נלמד כל אחד מהם בפירוט. להלן שלושת סוגי ESPs:

משקע צלחות: זהו סוג המשקע הבסיסי ביותר המורכב משורות של חוטים אנכיים דקים וערימה של לוחות מתכת שטוחים גדולים המסודרים אנכית, הממוקמות במרחק של 1 ס"מ עד 18 ס"מ זה מזה. זרם האוויר מועבר אופקית דרך הלוחות האנכיים ולאחר מכן דרך ערימת הצלחות הגדולה. על מנת ליינן את החלקיקים, מופעל מתח שלילי בין החוט לצלחת. החלקיקים המיוננים הללו מופנים לכיוון הלוחות המוארקים באמצעות כוח אלקטרוסטטי. כשהחלקיקים נאספים על צלחת האיסוף, הם מוסרים מזרם האוויר.

משקע אלקטרוסטטי יבש: משקע זה משמש לאיסוף מזהמים כמו אפר או מלט במצב יבש. היא מורכבת מאלקטרודות שדרכן גורמים לחלקיקים המיוננים לזרום ומרפס שדרכו מחלצים את החלקיקים שנאספו. חלקיקי האבק נאספים מזרם אוויר על ידי חבטת האלקטרודות.

משקע אלקטרוסטטי יבש

משקע אלקטרוסטטי רטוב: משקע זה משמש להסרת שרף, שמן, זפת, צבע רטוב בטבע. הוא מורכב מקולטים המרוססים ברציפות במים מה שיוצרים איסוף של חלקיקים מיוננים מהבוצה. הם יעילים יותר מ-ESP יבשים.

משקע צינורי: משקע זה הוא יחידה חד-שלבית המורכבת מצינורות עם אלקטרודות במתח גבוה המסודרות במקביל זו לזו כך שהן פועלות על צירן. סידור הצינורות יכול להיות עגול או מרובע או חלת דבש משושה עם גז זורם כלפי מעלה או מטה. הגז עשוי לעבור דרך כל הצינורות. הם מוצאים יישומים שבהם יש להסיר חלקיקים דביקים.

יתרונות וחסרונות

היתרונות של משקע אלקטרוסטטי:

העמידות של ה-ESP גבוהה.

זה יכול לשמש לאיסוף זיהומים יבשים ורטובים כאחד.

יש לו עלויות תפעול נמוכות.

יעילות האיסוף של המכשיר גבוהה גם עבור חלקיקים קטנים.

הוא יכול להתמודד עם נפחי גז גדולים ועומסי אבק כבדים בלחצים נמוכים.

חסרונות של משקע אלקטרוסטטי:

לא ניתן להשתמש בפליטות גזים.

דרישת המקום היא יותר.

השקעות ההון גבוהות.

לא מותאם לשינויים בתנאי ההפעלה.

יישומי משקע אלקטרוסטטי

כמה יישומי משקע אלקטרוסטטי ראויים לציון מפורטים להלן:

ESP של לוחות דו-שלביים משמשים בחדרי המכונות של הספינה, מכיוון שתיבת ההילוכים מייצרת ערפל שמן נפיץ. השמן שנאסף נעשה שימוש חוזר במערכת שימון גיר.

ESPs יבשים משמשים במפעלים תרמיים לניקוי האוויר במערכות אוורור ומיזוג אוויר.

הם מוצאים יישומים בתחום הרפואי להסרת חיידקים ופטריות.

הם משמשים בחול זירקוניום לניתוק הרוטיל בצמחים.

הם משמשים בתעשיות מתכות לניקוי הפיצוץ.