Что такое электрофильтр?

Промышленность является неотъемлемой частью нашей экономической системы, и многие считают, что имеют право мириться с заводскими дымовыми трубами, которые засоряют воздух. Но не многие знают, что технологии уже более века предлагают отличное решение этой проблемы в виде электростатических осадителей. Это значительно снижает загрязнение и помогает улучшить окружающую среду.

Что такое электрофильтр?

Электростатический фильтр (ESP) определяется как фильтрующее устройство, которое используется для удаления мелких частиц, таких как дым и мелкая пыль, из текущего газа. Это наиболее часто используемое устройство для контроля загрязнения воздуха. Они используются в таких отраслях, как сталелитейные заводы и тепловые электростанции.

В 1907 году профессор химии Фредерик Гарднер Коттрелл запатентовал первый электростатический осадитель, используемый для сбора тумана серной кислоты и паров оксида свинца, образующихся в результате различных операций по производству кислоты и плавки.

схема электростатического осадителя

Принцип работы электростатического осадителя

Принцип работы электрофильтра достаточно прост. Он состоит из двух комплектов электродов: положительного и отрицательного. Отрицательные электроды выполнены в виде проволочной сетки, а положительные – пластин. Эти электроды расположены вертикально и чередуются друг с другом.

принцип работы электростатического осадителя

Газосодержащие частицы, такие как зола, ионизируются высоковольтным разрядным электродом под действием коронного эффекта. Эти частицы ионизируются до отрицательного заряда и притягиваются к положительно заряженным коллекторным пластинам.

Отрицательная клемма источника постоянного тока высокого напряжения используется для подключения отрицательных электродов, а положительная клемма источника постоянного тока используется для подключения положительных пластин. Чтобы ионизировать среду между отрицательным и положительным электродом, между положительным, отрицательным электродом и источником постоянного тока поддерживается определенное расстояние, что приводит к высокому градиенту напряжения.

Средой, которая используется между двумя электродами, является воздух. Вокруг стержней электродов или проволочной сетки может возникнуть коронный разряд из-за высокой отрицательности отрицательных зарядов. Вся система заключена в металлический контейнер, содержащий вход для дымовых газов и выход для отфильтрованных газов. Поскольку электроды ионизированы, имеется много свободных электронов, которые взаимодействуют с частицами пыли газа, делая их отрицательно заряженными. Эти частицы движутся к положительным электродам и опадают из-загравитационная сила. Дымовой газ свободен от частиц пыли, проходит через электрофильтр и выбрасывается в атмосферу через дымоход.

Типы электростатических осадителей

Существуют разные типы электростатики, и здесь мы подробно изучим каждый из них. Ниже приведены три типа ESP:

Пластинчатый осадитель: это самый простой тип осадителя, который состоит из рядов тонких вертикальных проволок и стопки вертикально расположенных больших плоских металлических пластин, расположенных на расстоянии от 1 до 18 см друг от друга. Воздушный поток проходит горизонтально через вертикальные пластины, а затем через большую стопку пластин. Чтобы ионизировать частицы, между проволокой и пластиной прикладывают отрицательное напряжение. Эти ионизированные частицы затем направляются к заземленным пластинам под действием электростатической силы. Когда частицы собираются на сборной пластине, они удаляются из воздушного потока.

Сухой электрофильтр: этот фильтр используется для сбора загрязняющих веществ, таких как зола или цемент, в сухом состоянии. Он состоит из электродов, через которые проходят ионизированные частицы, и бункера, через который собранные частицы извлекаются. Частицы пыли собираются из потока воздуха ударами электродов.

Сухой электрофильтр

Мокрый электрофильтр: Этот осадитель используется для удаления смолы, масла, дегтя, краски, которые по своей природе являются влажными. Он состоит из коллекторов, которые непрерывно опрыскиваются водой, собирая ионизированные частицы из ила. Они более эффективны, чем сухие ESP.

Трубчатый осадитель: Этот осадитель представляет собой одноступенчатую установку, состоящую из трубок с высоковольтными электродами, которые расположены параллельно друг другу так, что они вращаются вокруг своей оси. Расположение трубок могло быть круглым, квадратным или шестиугольным в виде сот, в котором газ течет вверх или вниз. Газ проходит через все трубки. Они находят применение, где необходимо удалить липкие частицы.

Преимущества и недостатки

Преимущества электрофильтра:

Долговечность ESP высокая.

Его можно использовать для сбора как сухих, так и влажных примесей.

Имеет низкие эксплуатационные расходы.

Эффективность улавливания устройства высокая даже для мелких частиц.

Он может обрабатывать большие объемы газа и тяжелые пылевые нагрузки при низком давлении.

Недостатки электрофильтра:

Не может использоваться для газообразных выбросов.

Требование к пространству больше.

Капитальные вложения высокие.

Не адаптируется к изменению условий эксплуатации.

Применение электростатических осадителей

Ниже перечислены несколько заслуживающих внимания применений электростатических осадителей:

Двухступенчатые пластинчатые ЭЦН используются в машинных отделениях судов, поскольку редуктор производит взрывоопасный масляный туман. Собранное масло повторно используется в системе смазки зубчатых передач.

Сухие ЭЦН применяются на тепловых станциях для очистки воздуха в системах вентиляции и кондиционирования.

Они находят применение в медицинской сфере для удаления бактерий и грибков.

Они используются в циркониевом песке для отделения рутила в растениях.

Их используют в металлургических производствах для очистки дутьем.