Ce este un precipitator electrostatic?

Industria este o parte integrantă a sistemului nostru economic și mulți cred că este dreptul lor să suporte coșurile de fum din fabrică care sufocă aerul. Dar nu mulți știu că tehnologia are o soluție excelentă la acest lucru de peste un secol sub formă de precipitatoare electrostatice. Acestea reduc semnificativ poluarea și ajută la îmbunătățirea mediului.

Ce este un precipitator electrostatic?

Un precipitator electrostatic (ESP) este definit ca un dispozitiv de filtrare care este utilizat pentru a îndepărta particulele fine, cum ar fi fumul și praful fin, din gazul care curge. Este cel mai des folosit dispozitiv pentru controlul poluării aerului. Ele sunt utilizate în industrii precum fabricile de oțel și centralele de energie termică.

În 1907, profesorul de chimie Frederick Gardner Cottrell a brevetat primul precipitator electrostatic folosit pentru a colecta ceața de acid sulfuric și vaporii de oxid de plumb emiși din diferite activități de producere a acidului și de topire.

diagrama precipitatorului electrostatic

Principiul de funcționare al precipitatorului electrostatic

Principiul de funcționare al precipitatorului electrostatic este moderat simplu. Este format din două seturi de electrozi: pozitivi și negativi. Electrozii negativi sunt sub forma unei plase de sârmă, iar electrozii pozitivi sunt plăci. Acești electrozi sunt așezați vertical și sunt alternativi unul față de celălalt.

Principiul de funcționare al precipitatorului electrostatic

Particulele pe bază de gaz, cum ar fi cenușa, sunt ionizate de electrodul de descărcare de înaltă tensiune prin efectul corona. Aceste particule sunt ionizate la o sarcină negativă și sunt atrase de plăcile colectoare încărcate pozitiv.

Borna negativă a sursei de curent continuu de înaltă tensiune este folosită pentru a conecta electrozii negativi, iar borna pozitivă a sursei de curent continuu este folosită pentru a conecta plăcile pozitive. Pentru a ioniza mediul dintre electrodul negativ și cel pozitiv, se menține o anumită distanță între electrodul pozitiv, negativ și sursa de curent continuu, rezultând un gradient de tensiune mare.

Mediul care este utilizat între cei doi electrozi este aerul. Este posibil să existe o descărcare corona în jurul tijelor electrodului sau a plasei de sârmă din cauza negativității ridicate a sarcinilor negative. Întregul sistem este închis într-un recipient metalic care conține o admisie pentru gazele de ardere și o ieșire pentru gazele filtrate. Există o mulțime de electroni liberi pe măsură ce electrozii sunt ionizați, care interacționează cu particulele de praf ale gazului, făcându-le încărcate negativ. Aceste particule se deplasează către electrozii pozitivi și cad din cauzaforța gravitațională. Gazele de ardere sunt libere de particulele de praf pe măsură ce curg prin precipitatorul electrostatic și sunt evacuate în atmosferă prin coșul de fum.

Tipuri de precipitatoare electrostatice

Există diferite tipuri de electrostatice și aici, le vom studia în detaliu pe fiecare dintre ele. Următoarele sunt cele trei tipuri de ESP:

Precipitator cu plăci: Acesta este cel mai elementar tip de precipitator, care constă din rânduri de fire subțiri verticale și stiva de plăci mari plate metalice dispuse vertical, care sunt plasate la o distanță între 1 cm și 18 cm. Fluxul de aer este trecut orizontal prin plăcile verticale și apoi prin teancul mare de plăci. Pentru a ioniza particulele, se aplică o tensiune negativă între fir și placă. Aceste particule ionizate sunt apoi deviate către plăcile împământate folosind forța electrostatică. Pe măsură ce particulele sunt colectate pe placa de colectare, ele sunt îndepărtate din fluxul de aer.

Precipitator electrostatic uscat: Acest precipitator este utilizat pentru a colecta poluanți precum cenușa sau cimentul în stare uscată. Este format din electrozi prin care particulele ionizate sunt făcute să curgă și un buncăr prin care sunt extrase particulele colectate. Particulele de praf sunt colectate dintr-un curent de aer prin lovirea electrozilor.

Precipitator electrostatic uscat

Precipitator electrostatic umed: Acest precipitator este folosit pentru a îndepărta rășina, uleiul, gudronul, vopseaua care sunt umede în natură. Este alcătuit din colectoare care sunt pulverizate continuu cu apă care fac colectarea particulelor ionizate din nămol. Sunt mai eficiente decât ESP uscate.

Precipitator tubular: Acest precipitator este o unitate cu o singură treaptă constând din tuburi cu electrozi de înaltă tensiune care sunt aranjați paralel unul cu celălalt astfel încât să ruleze pe axa lor. Dispunerea tuburilor poate fi fie circulară, fie pătrată, fie hexagonală, cu gaz curgând fie în sus, fie în jos. Gazul este făcut să treacă prin toate tuburile. Ei găsesc aplicații în care particulele lipicioase trebuie îndepărtate.

Avantaje și dezavantaje

Avantajele precipitatorului electrostatic:

Durabilitatea ESP este mare.

Poate fi folosit pentru colectarea impurităților uscate și umede.

Are costuri de operare reduse.

Eficiența de colectare a dispozitivului este ridicată chiar și pentru particule mici.

Poate gestiona volume mari de gaz și încărcături mari de praf la presiuni scăzute.

Dezavantajele precipitatorului electrostatic:

Nu poate fi folosit pentru emisii gazoase.

Necesarul de spațiu este mai mare.

Investițiile de capital sunt mari.

Nu se adaptează la schimbarea condițiilor de funcționare.

Aplicații cu precipitatoare electrostatice

Câteva aplicații remarcabile ale precipitatorului electrostatic sunt enumerate mai jos:

ESP-urile cu plăci în două etape sunt utilizate în sălile mașinilor de la bordul navei, deoarece cutia de viteze produce ceață de ulei explozivă. Uleiul colectat este reutilizat într-un sistem de lubrifiere a angrenajului.

ESP-urile uscate sunt folosite în instalațiile termice pentru a curăța aerul din sistemele de ventilație și aer condiționat.

Ei găsesc aplicații în domeniul medical pentru îndepărtarea bacteriilor și ciupercilor.

Sunt folosite în nisipul de zirconiu pentru desprinderea rutilului din plante.

Sunt folosite în industriile metalurgice pentru a curăța suflarea.