เครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิตคืออะไร?

อุตสาหกรรมเป็นส่วนสำคัญของระบบเศรษฐกิจของเรา และหลายคนเชื่อว่าเป็นสิทธิ์ของพวกเขาที่จะทนกับปล่องควันของโรงงานที่หายใจไม่ออก แต่มีน้อยคนที่รู้ว่าเทคโนโลยีมีวิธีแก้ปัญหาที่ยอดเยี่ยมสำหรับเรื่องนี้มานานกว่าศตวรรษในรูปแบบของเครื่องตกตะกอนด้วยไฟฟ้าสถิต สิ่งเหล่านี้ช่วยลดมลภาวะและช่วยปรับปรุงสิ่งแวดล้อมได้อย่างมาก

เครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิตคืออะไร?

เครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิต (ESP) หมายถึงอุปกรณ์กรองที่ใช้ในการกำจัดอนุภาคละเอียด เช่น ควันและฝุ่นละเอียดออกจากก๊าซที่ไหล เป็นอุปกรณ์ที่ใช้กันมากที่สุดในการควบคุมมลพิษทางอากาศ ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น โรงงานเหล็ก และโรงงานพลังงานความร้อน

ในปี 1907 ศาสตราจารย์วิชาเคมี Frederick Gardner Cottrell ได้จดสิทธิบัตรเครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิตเครื่องแรกที่ใช้ในการรวบรวมหมอกของกรดซัลฟิวริกและควันของตะกั่วออกไซด์ที่ปล่อยออกมาจากกิจกรรมการทำกรดและการถลุงต่างๆ

แผนภาพเครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิต

หลักการทำงานของเครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิต

หลักการทำงานของเครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิตนั้นเรียบง่ายพอสมควร ประกอบด้วยอิเล็กโทรดสองชุด: บวกและลบ อิเล็กโทรดลบอยู่ในรูปของตาข่ายลวด และอิเล็กโทรดบวกเป็นแผ่น อิเล็กโทรดเหล่านี้วางในแนวตั้งและสลับกัน

หลักการทำงานของเครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิต

อนุภาคที่เกิดจากก๊าซ เช่น เถ้า จะถูกไอออนไนซ์โดยอิเล็กโทรดคายประจุไฟฟ้าแรงสูงโดยเอฟเฟกต์โคโรนา อนุภาคเหล่านี้จะแตกตัวเป็นประจุลบและถูกดึงดูดไปยังแผ่นสะสมที่มีประจุบวก

ขั้วลบของแหล่งจ่ายไฟ DC ไฟฟ้าแรงสูงใช้เชื่อมต่อขั้วลบ และใช้ขั้วบวกของแหล่งจ่ายไฟ DC เพื่อเชื่อมต่อแผ่นขั้วบวก ในการแตกตัวเป็นไอออนตัวกลางระหว่างอิเล็กโทรดขั้วลบและขั้วบวก จะมีการรักษาระยะห่างที่แน่นอนระหว่างอิเล็กโทรดขั้วบวกและขั้วลบกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง ส่งผลให้เกิดการไล่ระดับแรงดันไฟฟ้าสูง

ตัวกลางที่ใช้ระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสองคืออากาศ อาจมีการปล่อยโคโรนารอบๆ แท่งอิเล็กโทรดหรือตะแกรงลวด เนื่องจากประจุลบมีประจุลบสูง ระบบทั้งหมดถูกปิดล้อมอยู่ในภาชนะโลหะที่มีทางเข้าสำหรับก๊าซหุงต้มและทางออกสำหรับก๊าซกรอง มีอิเล็กตรอนอิสระจำนวนมากเนื่องจากอิเล็กโทรดถูกแตกตัวเป็นไอออน ซึ่งมีปฏิกิริยากับอนุภาคฝุ่นของก๊าซ ทำให้เกิดประจุลบ อนุภาคเหล่านี้เคลื่อนที่เข้าหาขั้วไฟฟ้าบวกและร่วงหล่นเนื่องจากแรงโน้มถ่วง- ก๊าซไอเสียปราศจากอนุภาคฝุ่นในขณะที่ไหลผ่านเครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิต และถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศผ่านทางปล่องไฟ

ประเภทของเครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิต

ไฟฟ้าสถิตมีหลายประเภท และเราจะศึกษาแต่ละประเภทโดยละเอียดที่นี่ ต่อไปนี้เป็น ESP สามประเภท:

เครื่องตกตะกอนแบบแผ่น: นี่คือเครื่องตกตะกอนประเภทพื้นฐานที่สุดที่ประกอบด้วยแถวของเส้นลวดแนวตั้งบาง ๆ และแผ่นโลหะแบนขนาดใหญ่ที่จัดเรียงในแนวตั้งซึ่งวางห่างกัน 1 ซม. ถึง 18 ซม. กระแสลมจะถูกส่งผ่านในแนวนอนผ่านแผ่นแนวตั้ง จากนั้นจึงผ่านแผ่นปึกขนาดใหญ่ ในการที่จะทำให้อนุภาคแตกตัวเป็นไอออน จะใช้แรงดันไฟฟ้าลบระหว่างเส้นลวดกับแผ่น จากนั้นอนุภาคที่แตกตัวเป็นไอออนเหล่านี้จะถูกเปลี่ยนทิศทางไปยังแผ่นที่มีการต่อสายดินโดยใช้แรงไฟฟ้าสถิต เมื่ออนุภาครวมตัวกันบนแผ่นรวบรวม อนุภาคเหล่านั้นจะถูกกำจัดออกจากกระแสลม

เครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิตแบบแห้ง: เครื่องตกตะกอนนี้ใช้เพื่อรวบรวมสารมลพิษ เช่น เถ้าหรือซีเมนต์ในสภาวะแห้ง ประกอบด้วยอิเล็กโทรดที่ใช้ทำให้อนุภาคไอออไนซ์ไหลผ่าน และถังพักซึ่งอนุภาคที่รวบรวมไว้จะถูกดึงออกมา อนุภาคฝุ่นจะถูกรวบรวมจากกระแสอากาศโดยการตอกขั้วไฟฟ้า

เครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิตแบบแห้ง

เครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิตแบบเปียก: เครื่องตกตะกอนนี้ใช้เพื่อขจัดเรซิน น้ำมัน น้ำมันดิน สีที่เปียกตามธรรมชาติ ประกอบด้วยตัวสะสมที่พ่นน้ำอย่างต่อเนื่องเพื่อรวบรวมอนุภาคที่แตกตัวเป็นไอออนจากตะกอน มีประสิทธิภาพมากกว่า ESP แบบแห้ง

เครื่องตกตะกอนแบบท่อ: เครื่องตกตะกอนนี้เป็นหน่วยขั้นตอนเดียวที่ประกอบด้วยท่อที่มีอิเล็กโทรดไฟฟ้าแรงสูงซึ่งจัดเรียงขนานกันโดยให้ทำงานบนแกน การจัดเรียงท่ออาจเป็นแบบวงกลม สี่เหลี่ยม หรือรังผึ้งหกเหลี่ยม โดยมีก๊าซไหลขึ้นหรือลง ก๊าซถูกสร้างให้ผ่านท่อทั้งหมด พวกเขาพบการใช้งานที่ต้องกำจัดอนุภาคเหนียว

ข้อดีและข้อเสีย

ข้อดีของเครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิต:

ความทนทานของ ESP อยู่ในระดับสูง

สามารถใช้ในการเก็บรวบรวมสิ่งสกปรกทั้งแบบแห้งและแบบเปียก

มีต้นทุนการดำเนินงานต่ำ

ประสิทธิภาพการรวบรวมของอุปกรณ์ยังสูงแม้สำหรับอนุภาคขนาดเล็ก

สามารถรองรับก๊าซปริมาณมากและฝุ่นจำนวนมากที่ความดันต่ำ

ข้อเสียของเครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิต:

ไม่สามารถใช้สำหรับการปล่อยก๊าซ

ความต้องการพื้นที่มีมากขึ้น

เงินลงทุนมีสูง

ไม่สามารถปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงสภาพการทำงานได้

การใช้งานเครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิต

การใช้งานเครื่องตกตะกอนด้วยไฟฟ้าสถิตที่น่าสังเกตบางส่วนมีดังต่อไปนี้:

ESP เพลตแบบสองขั้นตอนใช้ในห้องเครื่องยนต์ของบอร์ดบนเรือ เนื่องจากกระปุกเกียร์ทำให้เกิดละอองน้ำมันที่ระเบิดได้ น้ำมันที่รวบรวมไว้จะถูกนำมาใช้ซ้ำในระบบหล่อลื่นเกียร์

ESP แบบแห้งใช้ในโรงงานระบายความร้อนเพื่อทำความสะอาดอากาศในระบบระบายอากาศและระบบปรับอากาศ

พวกเขาพบการใช้งานในด้านการแพทย์เพื่อกำจัดแบคทีเรียและเชื้อรา

ใช้ในทรายเซอร์โคเนียมเพื่อแยกรูไทล์ในพืช

ใช้ในอุตสาหกรรมโลหะเพื่อทำความสะอาดการระเบิด