Co to jest elektrofiltr?

Przemysł jest integralną częścią naszego systemu gospodarczego i wielu uważa, że ​​ma prawo znosić fabryczne kominy, które zatykają powietrze. Jednak niewielu wie, że technologia ma na to doskonałe rozwiązanie od ponad wieku w postaci elektrofiltrów. Znacząco redukują one zanieczyszczenia i przyczyniają się do poprawy stanu środowiska.

Co to jest elektrofiltr?

Elektrofiltr (ESP) definiuje się jako urządzenie filtrujące, które służy do usuwania drobnych cząstek, takich jak dym i drobny pył, z przepływającego gazu. Jest to najczęściej stosowane urządzenie do kontroli zanieczyszczeń powietrza. Wykorzystuje się je w takich gałęziach przemysłu jak huty stali i elektrownie cieplne.

W 1907 roku profesor chemii Frederick Gardner Cottrell opatentował pierwszy elektrofiltr służący do zbierania mgły kwasu siarkowego i oparów tlenku ołowiu emitowanych podczas różnych procesów wytwarzania kwasu i wytapiania.

schemat elektrofiltra

Zasada działania elektrofiltra

Zasada działania elektrofiltra jest umiarkowanie prosta. Składa się z dwóch zestawów elektrod: dodatniej i ujemnej. Elektrody ujemne mają postać siatki drucianej, a elektrody dodatnie są płytkami. Elektrody te są umieszczone pionowo i są względem siebie naprzemienne.

zasada działania elektrofiltra

Cząstki przenoszone przez gaz, takie jak popiół, są jonizowane przez elektrodę wyładowczą wysokiego napięcia w wyniku efektu koronowego. Cząstki te są zjonizowane do ładunku ujemnego i przyciągane przez dodatnio naładowane płytki kolektora.

Zacisk ujemny źródła prądu stałego wysokiego napięcia służy do podłączenia elektrod ujemnych, a zacisk dodatni źródła prądu stałego służy do podłączenia płytek dodatnich. Aby zjonizować ośrodek pomiędzy elektrodą ujemną i dodatnią, utrzymuje się pewną odległość pomiędzy elektrodą dodatnią, ujemną i źródłem prądu stałego, co powoduje wysoki gradient napięcia.

Medium stosowanym pomiędzy dwiema elektrodami jest powietrze. Wokół prętów elektrod lub siatki drucianej może wystąpić wyładowanie koronowe ze względu na wysoką ujemność ładunków ujemnych. Całość zamknięta jest w metalowej obudowie zawierającej wlot spalin i wylot przefiltrowanych gazów. W miarę jonizacji elektrod znajduje się mnóstwo wolnych elektronów, które oddziałują z cząsteczkami pyłu gazu, powodując ich ładunek ujemny. Cząstki te przemieszczają się w kierunku elektrod dodatnich i z tego powodu odpadająsiła grawitacji. Spaliny przepływają przez elektrofiltr i są odprowadzane do atmosfery przez komin.

Rodzaje elektrofiltrów

Istnieją różne typy elektrostatyczne i tutaj szczegółowo przeanalizujemy każdy z nich. Poniżej znajdują się trzy typy ESP:

Elektrofiltr płytowy: Jest to najbardziej podstawowy typ elektrofiltra, który składa się z rzędów cienkich pionowych drutów i stosu pionowo ułożonych dużych, płaskich metalowych płyt, rozmieszczonych w odległości od 1 cm do 18 cm. Strumień powietrza przepływa poziomo przez pionowe płyty, a następnie przez duży stos płyt. Aby zjonizować cząstki, pomiędzy drutem a płytką przykładane jest ujemne napięcie. Te zjonizowane cząstki są następnie kierowane w stronę uziemionych płytek za pomocą siły elektrostatycznej. Gdy cząstki zbierają się na płycie zbierającej, są one usuwane ze strumienia powietrza.

Suchy elektrofiltr: Ten elektrofiltr służy do zbierania substancji zanieczyszczających, takich jak popiół lub cement, w stanie suchym. Składa się z elektrod, przez które przepływają zjonizowane cząstki, oraz leja zasypowego, przez który zebrane cząstki są odsysane. Cząsteczki pyłu są zbierane ze strumienia powietrza poprzez uderzanie elektrodami.

Elektrofiltr suchy

Mokry elektrofiltr: Ten filtr służy do usuwania żywicy, oleju, smoły i farby, które są z natury mokre. Składa się z kolektorów, które są stale zraszane wodą, co powoduje zbieranie zjonizowanych cząstek z osadu. Są bardziej wydajne niż suche ESP.

Elektrofiltr rurowy: Filtr ten jest jednostką jednostopniową składającą się z rur z elektrodami wysokiego napięcia, rozmieszczonych równolegle względem siebie w taki sposób, że poruszają się one wokół własnej osi. Układ rur może być okrągły, kwadratowy lub sześciokątny, o strukturze plastra miodu, z gazem przepływającym w górę lub w dół. Gaz przepływa przez wszystkie rury. Znajdują zastosowanie tam, gdzie należy usunąć lepkie cząstki.

Zalety i wady

Zalety elektrofiltra:

Trwałość ESP jest wysoka.

Można go stosować do zbierania zarówno zanieczyszczeń suchych, jak i mokrych.

Charakteryzuje się niskimi kosztami eksploatacji.

Skuteczność zbierania urządzenia jest wysoka nawet w przypadku małych cząstek.

Może obsługiwać duże objętości gazu i duże ładunki pyłu przy niskich ciśnieniach.

Wady elektrofiltra:

Nie można stosować do emisji gazów.

Zapotrzebowanie na miejsce jest większe.

Inwestycje kapitałowe są wysokie.

Brak możliwości dostosowania do zmian warunków pracy.

Zastosowania elektrofiltrów

Poniżej wymieniono kilka godnych uwagi zastosowań elektrofiltrów:

Dwustopniowe płytowe ESP są stosowane w maszynowniach na statku, ponieważ skrzynia biegów wytwarza wybuchową mgłę olejową. Zebrany olej jest ponownie wykorzystywany w układzie smarowania przekładni.

Suche elektrofiltry stosowane są w instalacjach cieplnych do oczyszczania powietrza w systemach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.

Znajdują zastosowanie w medycynie do usuwania bakterii i grzybów.

Stosowane są w piasku cyrkonowym do oddzielania rutylu w roślinach.

Wykorzystuje się je w przemyśle metalurgicznym do oczyszczania wybuchu.