Hva er en elektrostatisk utskiller?

Industri er en integrert del av vårt økonomiske system, og mange mener det er deres rett å tåle fabrikkrøykene som kveler luften. Men ikke mange vet at teknologien har en utmerket løsning på dette i over et århundre i form av elektrostatiske utskillere. Disse reduserer forurensning betydelig og bidrar til å forbedre miljøet.

Hva er en elektrostatisk utskiller?

En elektrostatisk utskiller (ESP) er definert som en filtreringsenhet som brukes til å fjerne fine partikler som røyk og fint støv fra den strømmende gassen. Det er den mest brukte enheten for kontroll av luftforurensning. De brukes i industrier som stålverk og termiske energianlegg.

I 1907 patenterte kjemiprofessor Frederick Gardner Cottrell den første elektrostatiske precipitatoren som ble brukt til å samle svovelsyretåke og blyoksidgasser som slippes ut fra forskjellige syrefremstillings- og smelteaktiviteter.

elektrostatisk utskillerdiagram

Arbeidsprinsipp for elektrostatisk utskiller

Arbeidsprinsippet til den elektrostatiske utskilleren er moderat enkel. Den består av to sett med elektroder: positive og negative. De negative elektrodene er i form av et trådnett, og de positive elektrodene er plater. Disse elektrodene er vertikalt plassert og er alternerende med hverandre.

arbeidsprinsippet for elektrostatisk feller

De gassbårne partiklene som aske ioniseres av høyspenningsutladningselektroden av koronaeffekten. Disse partiklene ioniseres til en negativ ladning og tiltrekkes av positivt ladede samleplater.

Den negative terminalen til høyspent DC-kilden brukes til å koble de negative elektrodene, og den positive terminalen til DC-kilden brukes til å koble de positive platene. For å ionisere mediet mellom den negative og den positive elektroden, opprettholdes en viss avstand mellom den positive, negative elektroden og DC-kilden, noe som resulterer i en høyspenningsgradient.

Mediet som brukes mellom de to elektrodene er luft. Det kan være koronautladning rundt elektrodestavene eller trådnettet på grunn av den høye negativiteten til negative ladninger. Hele systemet er innelukket i en metallbeholder som inneholder et inntak for røykgasser og et utløp for filtrerte gasser. Det er nok av frie elektroner ettersom elektrodene er ionisert, som samhandler med støvpartiklene i gassen, noe som gjør dem negativt ladet. Disse partiklene beveger seg mot positive elektroder og faller av pgagravitasjonskraft. Røykgassen er fri for støvpartiklene når den strømmer gjennom elektrofilteret og slippes ut til atmosfæren gjennom skorsteinen.

Typer elektrostatisk utskiller

Det finnes forskjellige elektrostatiske typer, og her vil vi studere hver og en av dem i detalj. Følgende er de tre typene ESP-er:

Plateutskiller: Dette er den mest grunnleggende utskillertypen som består av rader med tynne vertikale ledninger og stabel av vertikalt arrangerte store flate metallplater som er plassert med en avstand på 1cm til 18cm fra hverandre. Luftstrømmen føres horisontalt gjennom de vertikale platene og deretter gjennom den store stabelen med plater. For å ionisere partiklene påføres en negativ spenning mellom ledningen og platen. Disse ioniserte partiklene blir deretter avledet mot de jordede platene ved hjelp av elektrostatisk kraft. Etter hvert som partiklene samles på oppsamlingsplaten, fjernes de fra luftstrømmen.

Tørr elektrostatisk utskiller: Denne utskilleren brukes til å samle forurensninger som aske eller sement i tørr tilstand. Den består av elektroder som de ioniserte partiklene får til å strømme gjennom og en trakt som de oppsamlede partiklene trekkes ut gjennom. Støvpartiklene samles opp fra en luftstrøm ved å hamre på elektrodene.

Tørr elektrostatisk feller

Våt elektrostatisk utskiller: Denne utskilleren brukes til å fjerne harpiks, olje, tjære, maling som er våt i naturen. Den består av samlere som kontinuerlig sprayes med vann og samler opp ioniserte partikler fra slammet. De er mer effektive enn tørre ESP-er.

Rørformet utskiller: Denne utfelleren er en ett-trinns enhet som består av rør med høyspentelektroder som er anordnet parallelt med hverandre slik at de løper på deres akse. Arrangementet av rørene kan enten være sirkulært eller kvadratisk eller sekskantet bikakeform med gass som enten strømmer oppover eller nedover. Gassen er laget for å passere gjennom alle rørene. De finner applikasjoner hvor klebrige partikler skal fjernes.

Fordeler og ulemper

Fordeler med elektrostatisk feller:

Holdbarheten til ESP er høy.

Den kan brukes til oppsamling av både tørre og våte urenheter.

Den har lave driftskostnader.

Innsamlingseffektiviteten til enheten er høy selv for små partikler.

Den kan håndtere store gassvolumer og tunge støvbelastninger ved lavt trykk.

Ulemper med elektrostatisk utskiller:

Kan ikke brukes til gassutslipp.

Plassbehovet er mer.

Kapitalinvesteringene er høye.

Kan ikke tilpasses endringer i driftsforhold.

Elektrostatisk utskillerapplikasjoner

Noen få bemerkelsesverdige anvendelser for elektrostatisk utskiller er listet opp nedenfor:

To-trinns plate-ESP-er brukes i maskinrommene på skipet da girkassen produserer eksplosiv oljetåke. Den oppsamlede oljen gjenbrukes i et girsmøresystem.

Tørre ESP-er brukes i termiske anlegg for å rense luften i ventilasjons- og klimaanlegg.

De finner anvendelser innen det medisinske feltet for fjerning av bakterier og sopp.

De brukes i zirkoniumsand for å løsne rutilen i planter.

De brukes i metallurgisk industri for å rense sprengningen.