Ηλεκτροστατικά φίλτρα — συσκευή, αρχή λειτουργίας, περιοχές εφαρμογής

Η ικανότητα να αναπνέουμε καθαρό αέρα είναι η φυσιολογική μας ανάγκη, εγγύηση υγείας και μακροζωίας. Ωστόσο, ισχυρές σύγχρονες βιομηχανικές επιχειρήσεις μολύνουν το περιβάλλον και την ατμόσφαιρα με βιομηχανικές εκπομπές που είναι επικίνδυνες για τον άνθρωπο.

Διασφάλιση της καθαρότητας του αέρα κατά τις τεχνολογικές διεργασίες στις επιχειρήσεις και αφαίρεση επιβλαβών ακαθαρσιών από αυτόν στην καθημερινή ζωή - αυτές είναι οι εργασίες που εκτελούν τα ηλεκτροστατικά φίλτρα.

Το πρώτο τέτοιο σχέδιο καταχωρήθηκε στο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας των ΗΠΑ Νο. 895729 το 1907. Ο συγγραφέας του, Frederick Cottrell, ασχολήθηκε με την έρευνα μεθόδων για τον διαχωρισμό αιωρούμενων σωματιδίων από αέρια μέσα.

Για αυτό, χρησιμοποίησε τη δράση των βασικών νόμων του ηλεκτροστατικού πεδίου, περνώντας αέρια μείγματα με λεπτές στερεές ακαθαρσίες μέσω ηλεκτροδίων με θετικά και αρνητικά δυναμικά. Τα αντίθετα φορτισμένα ιόντα με σωματίδια σκόνης έλκονται στα ηλεκτρόδια, κατακάθονται πάνω τους και τα ιόντα με το ίδιο όνομα απωθούνται.

Αυτή η εξέλιξη χρησίμευσε ως πρωτότυπο για τη δημιουργία σύγχρονων ηλεκτροστατικών φίλτρων.

Δυνατότητες αντίθετων ενδείξεων από πηγή συνεχούς ρεύματος εφαρμόζονται σε ελασματοειδή ηλεκτρόδια φύλλων (που συνήθως αναφέρονται με τον όρο «κατακρήμνιση») που συναρμολογούνται σε ξεχωριστά τμήματα και τοποθετούνται μεταξύ τους μεταλλικά πλέγματα νήματος.

Το μέγεθος της τάσης μεταξύ του δικτύου και των πλακών στις οικιακές συσκευές είναι αρκετά kilovolt. Για φίλτρα που λειτουργούν σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις, μπορεί να αυξηθεί κατά μια τάξη μεγέθους.

Μέσω αυτών των ηλεκτροδίων, οι ανεμιστήρες περνούν μέσω ειδικών αγωγών μια ροή αέρα ή αερίων που περιέχουν μηχανικές ακαθαρσίες και βακτήρια.

Υπό την επίδραση της υψηλής τάσης, σχηματίζεται ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο και η επιφανειακή εκκένωση κορώνας ρέει από τα νήματα (ηλεκτρόδια κορώνας). Αυτό οδηγεί σε ιονισμό του αέρα που βρίσκεται δίπλα στα ηλεκτρόδια με την απελευθέρωση ανιόντων (+) και κατιόντων (-), δημιουργείται ιοντικό ρεύμα.

Τα ιόντα με αρνητικό φορτίο υπό τη δράση ενός ηλεκτροστατικού πεδίου μετακινούνται στα ηλεκτρόδια συλλογής, φορτίζοντας ταυτόχρονα τους μετρητές ακαθαρσιών. Αυτά τα φορτία επηρεάζονται από ηλεκτροστατικές δυνάμεις που δημιουργούν μια συσσώρευση σκόνης στα ηλεκτρόδια συλλογής. Με αυτόν τον τρόπο, ο αέρας που διέρχεται από το φίλτρο καθαρίζεται.

Όταν το φίλτρο λειτουργεί, το στρώμα σκόνης στα ηλεκτρόδιά του αυξάνεται συνεχώς. Περιοδικά πρέπει να αφαιρείται. Για οικιακές κατασκευές, αυτή η λειτουργία εκτελείται χειροκίνητα. Σε ισχυρές εγκαταστάσεις παραγωγής, τα ηλεκτρόδια καθίζησης και η κορώνα ανακινούνται μηχανικά για να κατευθύνουν τους ρύπους σε μια ειδική χοάνη, από όπου αφαιρούνται για απόρριψη.

Χαρακτηριστικά σχεδιασμού βιομηχανικού ηλεκτροστατικού κατακρημνιστή

Οι λεπτομέρειες του σώματός του μπορούν να κατασκευαστούν από τσιμεντόλιθους ή μεταλλικές κατασκευές.

Στην είσοδο του μολυσμένου αέρα και στην έξοδο του καθαρισμένου αέρα εγκαθίστανται οθόνες διανομής αερίου, οι οποίες κατευθύνουν βέλτιστα τις μάζες αέρα μεταξύ των ηλεκτροδίων.

Η συλλογή σκόνης πραγματοποιείται σε σιλό, τα οποία είναι συνήθως με επίπεδο πυθμένα και εξοπλισμένα με μεταφορέα απόξεσης. Οι συλλέκτες σκόνης παράγονται με τη μορφή:

• δίσκοι?

• ανεστραμμένη πυραμίδα?

• κολοβωμένος κώνος.

Οι μηχανισμοί ανακίνησης ηλεκτροδίων λειτουργούν με βάση την αρχή της πτώσης του σφυριού. Μπορούν να βρίσκονται κάτω ή πάνω από τις πλάκες. Η λειτουργία αυτών των συσκευών επιταχύνει σημαντικά τον καθαρισμό των ηλεκτροδίων. Τα καλύτερα αποτελέσματα επιτυγχάνονται με σχέδια όπου κάθε σφυρί δρα σε διαφορετικό ηλεκτρόδιο.

Για τη δημιουργία μιας εκφόρτισης κορώνας υψηλής τάσης, χρησιμοποιούνται τυπικοί μετασχηματιστές με ανορθωτές που λειτουργούν από βιομηχανικό δίκτυο συχνοτήτων ή ειδικές συσκευές υψηλής συχνότητας αρκετών δεκάδων kilohertz. Συστήματα ελέγχου μικροεπεξεργαστή εμπλέκονται στη δουλειά τους.

Μεταξύ των διαφορετικών τύπων ηλεκτροδίων εκκένωσης, οι σπείρες από ανοξείδωτο χάλυβα λειτουργούν καλύτερα για τη βέλτιστη τάση του νήματος. Είναι λιγότερο μολυσμένα από όλα τα άλλα μοντέλα.

Οι κατασκευές των ηλεκτροδίων συλλογής σε μορφή πλακών με ειδικό προφίλ συνδυάζονται σε τμήματα που δημιουργούνται για ομοιόμορφη κατανομή των επιφανειακών φορτίων.

Βιομηχανικά φίλτρα για τη σύλληψη εξαιρετικά τοξικών αερολυμάτων

Ένα παράδειγμα ενός από τα σχήματα λειτουργίας τέτοιων συσκευών φαίνεται στη φωτογραφία.

Αυτές οι δομές χρησιμοποιούν μια ζώνη καθαρισμού αέρα δύο σταδίων μολυσμένη με στερεές ακαθαρσίες ή ατμούς αερολύματος.Τα μεγαλύτερα σωματίδια εναποτίθενται στο προ-φίλτρο.

Η ροή στη συνέχεια κατευθύνεται σε έναν ιονιστή με σύρμα κορώνας και πλάκες γείωσης. Περίπου 12 kilovolt τροφοδοτούνται από τη μονάδα υψηλής τάσης στα ηλεκτρόδια.

Ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται μια εκκένωση κορώνας και τα σωματίδια ακαθαρσίας φορτίζονται. Το μείγμα εμφυσημένου αέρα διέρχεται από έναν κατακρημνιστή, στον οποίο οι επιβλαβείς ουσίες συγκεντρώνονται σε γειωμένες πλάκες.

Ένα μεταφίλτρο που βρίσκεται μετά τον κατακρημνιστή συλλαμβάνει τα εναπομείναντα μη καθιζάνοντα σωματίδια. Το φυσίγγιο χημικών καθαρίζει επιπλέον τον αέρα από τις υπόλοιπες ακαθαρσίες διοξειδίου του άνθρακα και άλλων αερίων.

Τα αερολύματα που εφαρμόζονται στις πλάκες απλώς ρέουν κάτω από τον άξονα υπό την επίδραση της βαρύτητας.

Εφαρμογές βιομηχανικών ηλεκτροστατικών κατακρημνιστηρίων

Ο καθαρισμός του μολυσμένου αέρα χρησιμοποιείται σε:

• εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα·

• εγκαταστάσεις για την παραγωγή μαζούτ·

• εγκαταστάσεις αποτέφρωσης απορριμμάτων·

• Βιομηχανικοί λέβητες για χημική ανάκτηση.

• βιομηχανικοί κλίβανοι ασβεστόλιθου.

• τεχνολογικοί λέβητες για την καύση βιομάζας.

• επιχειρήσεις σιδηρούχου μεταλλουργίας·

• παραγωγή μη σιδηρούχων μετάλλων·

• εγκαταστάσεις της τσιμεντοβιομηχανίας·

• γεωργικών επιχειρήσεων και άλλων βιομηχανιών.

Δυνατότητες καθαρισμού μολυσμένου περιβάλλοντος

Τα διαγράμματα λειτουργίας ισχυρών βιομηχανικών ηλεκτροστατικών φίλτρων με διάφορες βλαβερές ουσίες φαίνονται στο διάγραμμα.

Χαρακτηριστικά δομών φίλτρων σε οικιακές συσκευές

Ο καθαρισμός του αέρα σε οικιστικούς χώρους πραγματοποιείται:

• κλιματιστικά;

• ιονιστές.

Η αρχή λειτουργίας του κλιματιστικού φαίνεται στη φωτογραφία.

Ο μολυσμένος αέρας οδηγείται από τους ανεμιστήρες μέσω των ηλεκτροδίων με τάση περίπου 5 kilovolt που εφαρμόζεται σε αυτά. Τα μικρόβια, τα ακάρεα, οι ιοί, τα βακτήρια στο ρεύμα αέρα πεθαίνουν και τα σωματίδια ακαθαρσίας, φορτισμένα, πετούν στα ηλεκτρόδια συλλογής σκόνης και κατακάθονται πάνω τους.

Ταυτόχρονα, ο αέρας ιονίζεται και απελευθερώνεται το όζον. Δεδομένου ότι ανήκει στην κατηγορία των ισχυρότερων φυσικών οξειδωτικών, όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί στο κλιματιστικό καταστρέφονται.

Η υπέρβαση της κανονιστικής συγκέντρωσης του όζοντος στον αέρα είναι απαράδεκτη σύμφωνα με τα υγειονομικά και υγειονομικά πρότυπα. Αυτός ο δείκτης παρακολουθείται στενά από τις εποπτικές αρχές των κατασκευαστών κλιματιστικών.

Χαρακτηριστικά ενός οικιακού ιονιστή

Το πρωτότυπο των σύγχρονων ιονιστών είναι η ανάπτυξη του σοβιετικού επιστήμονα Alexander Leonidovich Chizhevsky, τον οποίο δημιούργησε για να αποκαταστήσει την υγεία των ανθρώπων που εξουθενώθηκαν στη φυλακή από τη βαρύτερη σκληρή εργασία και τις κακές συνθήκες κράτησης.

Λόγω της εφαρμογής υψηλής τάσης τάσης στα ηλεκτρόδια μιας πηγής αναρτημένης από την οροφή αντί του πολυελαίου φωτισμού, ιονισμός συμβαίνει στον αέρα με την απελευθέρωση υγιών κατιόντων. Ονομάζονταν «ιόντα αέρα» ή «βιταμίνες του αέρα».

Τα κατιόντα δίνουν ζωτική ενέργεια στο εξασθενημένο σώμα και το απελευθερωμένο όζον σκοτώνει τα μικρόβια και τα βακτήρια που προκαλούν ασθένειες.

Οι σύγχρονοι ιονιστές στερούνται πολλών ελλείψεων που υπήρχαν στα πρώτα σχέδια. Συγκεκριμένα, η συγκέντρωση του όζοντος είναι πλέον αυστηρά περιορισμένη, λαμβάνονται μέτρα για τη μείωση της επίδρασης ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου υψηλής τάσης και χρησιμοποιούνται συσκευές διπολικού ιονισμού.

Αξίζει να σημειωθεί, ωστόσο, ότι πολλοί άνθρωποι εξακολουθούν να συγχέουν τον σκοπό των ιονιστών και των οζονιστών (παραγωγή όζοντος στη μέγιστη ποσότητα), χρησιμοποιώντας τους τελευταίους για άλλους σκοπούς που βλάπτουν πολύ την υγεία τους.

Σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας τους, οι ιονιστές δεν εκτελούν όλες τις λειτουργίες των κλιματιστικών και δεν καθαρίζουν τον αέρα από τη σκόνη.