Vad är ett elektrostatiskt filter?

Industrin är en integrerad del av vårt ekonomiska system, och många anser att det är deras rätt att stå ut med fabrikens skorstenar som kväver luften. Men inte många vet att tekniken har en utmärkt lösning på detta i över ett sekel i form av elektrostatiska filter. Dessa minskar avsevärt föroreningar och bidrar till att förbättra miljön.

Vad är ett elektrostatiskt filter?

En elektrostatisk filteranordning (ESP) definieras som en filtreringsanordning som används för att avlägsna fina partiklar som rök och fint damm från den strömmande gasen. Det är den vanligaste enheten för kontroll av luftföroreningar. De används i industrier som stålverk och värmeenergianläggningar.

År 1907 patenterade kemiprofessorn Frederick Gardner Cottrell den första elektrostatiska avskiljaren som användes för att samla upp svavelsyradimma och blyoxidångor som släpptes ut från olika syratillverknings- och smältaktiviteter.

elektrostatiskt filterdiagram

Arbetsprincipen för elektrostatisk filter

Arbetsprincipen för den elektrostatiska avskiljaren är måttligt enkel. Den består av två uppsättningar elektroder: positiva och negativa. De negativa elektroderna är i form av ett trådnät och de positiva elektroderna är plattor. Dessa elektroder är vertikalt placerade och är alternerande till varandra.

arbetsprincipen för elektrostatisk filter

De gasburna partiklarna, såsom aska, joniseras av högspänningsurladdningselektroden av koronaeffekten. Dessa partiklar joniseras till en negativ laddning och attraheras till positivt laddade kollektorplattor.

Den negativa terminalen på högspännings-DC-källan används för att ansluta de negativa elektroderna, och den positiva terminalen på DC-källan används för att ansluta de positiva plattorna. För att jonisera mediet mellan den negativa och den positiva elektroden upprätthålls ett visst avstånd mellan den positiva, negativa elektroden och likströmskällan, vilket resulterar i en högspänningsgradient.

Mediet som används mellan de två elektroderna är luft. Det kan finnas koronaurladdning runt elektrodstavarna eller trådnätet på grund av negativa laddningars höga negativitet. Hela systemet är inneslutet i en metallbehållare innehållande ett inlopp för rökgaser och ett utlopp för filtrerade gaser. Det finns gott om fria elektroner eftersom elektroderna joniseras, som interagerar med gasens dammpartiklar, vilket gör dem negativt laddade. Dessa partiklar rör sig mot positiva elektroder och faller av pgagravitationskraft. Rökgasen är fri från dammpartiklar när den strömmar genom elektrofiltret och släpps ut till atmosfären genom skorstenen.

Typer av elektrostatiska filter

Det finns olika elektrostatiska typer, och här kommer vi att studera var och en av dem i detalj. Följande är de tre typerna av ESP:er:

Plåtavskiljare: Detta är den mest grundläggande typen av avskiljare som består av rader av tunna vertikala trådar och en stapel av vertikalt anordnade stora platta metallplattor som placeras på ett avstånd av 1 cm till 18 cm från varandra. Luftströmmen leds horisontellt genom de vertikala plattorna och sedan genom den stora stapeln av plattor. För att jonisera partiklarna appliceras en negativ spänning mellan tråden och plattan. Dessa joniserade partiklar avleds sedan mot de jordade plattorna med hjälp av elektrostatisk kraft. När partiklarna samlas på uppsamlingsplattan tas de bort från luftströmmen.

Torr elektrostatisk filteravskiljare: Denna avskiljare används för att samla föroreningar som aska eller cement i torrt tillstånd. Den består av elektroder genom vilka de joniserade partiklarna får strömma igenom och en tratt genom vilken de uppsamlade partiklarna extraheras ut. Dammpartiklarna samlas upp från en luftström genom att slå på elektroderna.

Torr elektrostatisk filter

Våt elektrostatisk avskiljare: Denna avskiljare används för att ta bort harts, olja, tjära, färg som är våt i naturen. Den består av uppsamlare som kontinuerligt sprutas med vatten för att samla joniserade partiklar från slammet. De är effektivare än torra ESP:er.

Rörformig avskiljare: Denna avskiljare är en enstegsenhet som består av rör med högspänningselektroder som är anordnade parallellt med varandra så att de löper på sin axel. Arrangemanget av rören kan antingen vara cirkulärt eller kvadratiskt eller hexagonalt bikakeform med gas antingen strömmande uppåt eller nedåt. Gasen bringas att passera genom alla rören. De hittar applikationer där klibbiga partiklar ska avlägsnas.

Fördelar och nackdelar

Fördelar med elektrostatisk filter:

Hållbarheten hos ESP är hög.

Den kan användas för uppsamling av både torra och våta föroreningar.

Den har låga driftskostnader.

Anordningens uppsamlingseffektivitet är hög även för små partiklar.

Den klarar stora gasvolymer och tunga dammbelastningar vid låga tryck.

Nackdelar med elektrostatisk filter:

Kan inte användas för gasformiga utsläpp.

Utrymmesbehovet är mer.

Kapitalinvesteringarna är höga.

Inte anpassningsbar till förändringar i driftsförhållanden.

Tillämpningar för elektrostatisk filter

Nedan listas några anmärkningsvärda tillämpningar för elektrostatisk stoftavskiljare:

Tvåstegs platt-ESP används i maskinrummen på fartyget eftersom växellådan producerar explosiv oljedimma. Den uppsamlade oljan återanvänds i ett växelsmörjsystem.

Torra ESP:er används i termiska anläggningar för att rena luften i ventilations- och luftkonditioneringssystem.

De hittar tillämpningar inom det medicinska området för att avlägsna bakterier och svamp.

De används i zirkoniumsand för att ta bort rutilen i växter.

De används inom metallurgisk industri för att rengöra sprängningen.