Wat is een elektrostatische stofvanger?
De industrie is een integraal onderdeel van ons economisch systeem, en velen geloven dat het hun recht is om de fabrieksschoorstenen te verdragen die de lucht verstikken. Maar niet veel mensen weten dat de technologie hier al ruim een eeuw een uitstekende oplossing voor heeft in de vorm van elektrostatische stofvangers. Deze verminderen de vervuiling aanzienlijk en helpen het milieu te verbeteren.
Wat is een elektrostatische stofvanger?
Een elektrostatische stofvanger (ESP) wordt gedefinieerd als een filterapparaat dat wordt gebruikt om fijne deeltjes zoals rook en fijn stof uit het stromende gas te verwijderen. Het is het meest gebruikte apparaat voor de bestrijding van luchtverontreiniging. Ze worden gebruikt in industrieën zoals staalfabrieken en thermische energiecentrales.
In 1907 patenteerde scheikundeprofessor Frederick Gardner Cottrell de eerste elektrostatische stofvanger die werd gebruikt om zwavelzuurmist en loodoxidedampen op te vangen die vrijkwamen bij verschillende zuurproductie- en smeltactiviteiten.
elektrostatisch stofvangerdiagram
Werkingsprincipe van elektrostatische stofvanger
Het werkingsprincipe van de elektrostatische stofvanger is redelijk eenvoudig. Het bestaat uit twee sets elektroden: positief en negatief. De negatieve elektroden hebben de vorm van een draadgaas en de positieve elektroden zijn platen. Deze elektroden zijn verticaal geplaatst en wisselen elkaar af.
werkingsprincipe van elektrostatische stofvanger
De gasgedragen deeltjes zoals as worden geïoniseerd door de hoogspanningsontladingselektrode door het corona-effect. Deze deeltjes worden geïoniseerd tot een negatieve lading en worden aangetrokken door positief geladen collectorplaten.
De negatieve pool van de DC-hoogspanningsbron wordt gebruikt om de negatieve elektroden aan te sluiten, en de positieve pool van de DC-bron wordt gebruikt om de positieve platen aan te sluiten. Om het medium tussen de negatieve en de positieve elektrode te ioniseren, wordt een bepaalde afstand gehandhaafd tussen de positieve, negatieve elektrode en de gelijkstroombron, wat resulteert in een hoge spanningsgradiënt.
Het medium dat tussen de twee elektroden wordt gebruikt, is lucht. Er kan zich een corona-ontlading rond de elektrodestaven of het draadgaas voordoen vanwege de hoge negativiteit van negatieve ladingen. Het gehele systeem is ingesloten in een metalen container met daarin een inlaat voor rookgassen en een uitlaat voor gefilterde gassen. Er zijn voldoende vrije elektronen omdat de elektroden geïoniseerd zijn, die een interactie aangaan met de stofdeeltjes van het gas, waardoor ze negatief geladen worden. Deze deeltjes bewegen zich naar positieve elektroden en vallen erafzwaartekracht. Het rookgas is vrij van stofdeeltjes terwijl het door de elektrostatische stofvanger stroomt en via de schoorsteen naar de atmosfeer wordt afgevoerd.
Soorten elektrostatische stofvangers
Er zijn verschillende elektrostatische typen, en hier zullen we ze allemaal in detail bestuderen. Hieronder volgen de drie soorten ESP's:
Plaatprecipitator: Dit is het meest basale type stofvanger dat bestaat uit rijen dunne verticale draden en een stapel verticaal geplaatste grote platte metalen platen die op een afstand van 1 cm tot 18 cm van elkaar zijn geplaatst. De luchtstroom wordt horizontaal door de verticale platen geleid en vervolgens door de grote stapel platen. Om de deeltjes te ioniseren, wordt er een negatieve spanning aangelegd tussen de draad en de plaat. Deze geïoniseerde deeltjes worden vervolgens met behulp van elektrostatische kracht naar de geaarde platen geleid. Terwijl de deeltjes op de verzamelplaat worden verzameld, worden ze uit de luchtstroom verwijderd.
Droge elektrostatische stofvanger: Deze stofvanger wordt gebruikt om verontreinigende stoffen zoals as of cement in droge toestand op te vangen. Het bestaat uit elektroden waar de geïoniseerde deeltjes doorheen stromen en een trechter waardoor de verzamelde deeltjes worden geëxtraheerd. De stofdeeltjes worden uit een luchtstroom verzameld door op de elektroden te slaan.
Droge elektrostatische stofvanger
Natte elektrostatische stofvanger: Deze stofvanger wordt gebruikt om hars, olie, teer en verf te verwijderen die nat van aard zijn. Het bestaat uit collectoren die continu met water worden besproeid, waardoor geïoniseerde deeltjes uit het slib worden verzameld. Ze zijn efficiënter dan droge ESP's.
Buisvormige stofvanger: Deze stofvanger is een eentrapseenheid bestaande uit buizen met hoogspanningselektroden die parallel aan elkaar zijn geplaatst, zodat ze om hun as lopen. De opstelling van de buizen kan rond, vierkant of zeshoekig zijn, waarbij het gas naar boven of naar beneden stroomt. Het gas wordt door alle buizen geleid. Ze vinden toepassingen waarbij kleverige deeltjes moeten worden verwijderd.
Voordelen en nadelen
Voordelen van elektrostatische stofvanger:
De duurzaamheid van het ESP is hoog.
Het kan worden gebruikt voor het verzamelen van zowel droge als natte onzuiverheden.
Het heeft lage exploitatiekosten.
De opvangefficiëntie van het apparaat is hoog, zelfs voor kleine deeltjes.
Hij kan grote gasvolumes en zware stofbelastingen bij lage druk aan.
Nadelen van elektrostatische stofvanger:
Kan niet worden gebruikt voor gasvormige emissies.
Er is meer ruimte nodig.
De kapitaalinvestering is hoog.
Niet aanpasbaar aan veranderingen in de bedrijfsomstandigheden.
Elektrostatische stofvangertoepassingen
Enkele opmerkelijke toepassingen voor elektrostatische stofvangers worden hieronder opgesomd:
Tweetraps plaat-ESP's worden gebruikt in de machinekamers van schepen, omdat de versnellingsbak explosieve olienevel produceert. De opgevangen olie wordt hergebruikt in een tandwielsmeersysteem.
Droge ESP's worden in thermische centrales gebruikt om de lucht in ventilatie- en airconditioningsystemen te reinigen.
Ze vinden toepassingen op medisch gebied voor het verwijderen van bacteriën en schimmels.
Ze worden gebruikt in zirkoniumzand om het rutiel in planten los te maken.
Ze worden in de metallurgische industrie gebruikt om de ontploffing schoon te maken.