Filtre electrostatice — dispozitiv, principiu de funcționare, domenii de aplicare

Capacitatea de a respira aer curat este nevoia noastră fiziologică, o garanție a sănătății și longevității. Cu toate acestea, întreprinderile industriale moderne puternice poluează mediul și atmosfera cu emisii industriale periculoase pentru oameni.

Asigurarea purității aerului în timpul proceselor tehnologice din întreprinderi și eliminarea impurităților dăunătoare din acesta în viața de zi cu zi - acestea sunt sarcinile pe care le îndeplinesc filtrele electrostatice.

Primul astfel de design a fost înregistrat în brevetul SUA nr. 895729 în 1907. Autorul său, Frederick Cottrell, a fost angajat în cercetarea metodelor de separare a particulelor în suspensie din mediile gazoase.

Pentru aceasta a folosit actiunea legilor de baza ale campului electrostatic, trecand amestecuri gazoase cu impuritati solide fine prin electrozi cu potential pozitiv si negativ. Ionii încărcați opus cu particule de praf sunt atrași de electrozi, se așează pe ei, iar ionii cu același nume sunt respinși.

Această dezvoltare a servit drept prototip pentru crearea filtrelor electrostatice moderne.

Potențialele de semne opuse provenite de la o sursă de curent continuu sunt aplicate electrozilor din foi lamelare (denumite în mod obișnuit prin termenul „precipitare”) asamblați în secțiuni separate și plasați între ele rețele metalice de filament.

Mărimea tensiunii dintre rețea și plăcile din aparatele de uz casnic este de câțiva kilovolți. Pentru filtrele care funcționează în instalații industriale, acesta poate fi mărit cu un ordin de mărime.

Prin acesti electrozi, ventilatoarele trec prin conducte speciale un flux de aer sau gaze continand impuritati mecanice si bacterii.

Sub influența tensiunii înalte, se formează un câmp electric puternic și descărcarea corona de suprafață curge din filamente (electrozii corona). Acest lucru duce la ionizarea aerului adiacent electrozilor cu eliberarea de anioni (+) și cationi (-), se creează un curent ionic.

Ionii cu sarcină negativă sub acțiunea unui câmp electrostatic se deplasează către electrozii colectori, încarcând simultan contoarele de impurități. Aceste sarcini sunt acționate de forțe electrostatice care creează o acumulare de praf pe electrozii colectori. În acest fel, aerul condus prin filtru este purificat.

Când filtrul funcționează, stratul de praf de pe electrozii săi crește constant. Periodic ar trebui îndepărtat. Pentru structurile casnice, această operațiune se realizează manual. În instalațiile de producție puternice, electrozii de decantare și corona sunt agitați mecanic pentru a direcționa poluanții într-un buncăr special, de unde sunt îndepărtați pentru eliminare.

Caracteristici de proiectare a precipitatorului electrostatic industrial

Detaliile corpului său pot fi realizate din blocuri de beton sau structuri metalice.

La intrarea aerului poluat și la ieșirea aerului purificat sunt instalate ecrane de distribuție a gazelor, care direcționează optim masele de aer dintre electrozi.

Colectarea prafului are loc în silozuri, care sunt de obicei cu fund plat și echipate cu un transportor cu racletă. Colectorii de praf sunt fabricați sub formă de:

• tăvi;

• piramidă inversată;

• trunchi de con.

Mecanismele de scuturare a electrozilor funcționează pe principiul căderii ciocanului. Ele pot fi amplasate sub sau deasupra plăcilor. Funcționarea acestor dispozitive accelerează semnificativ curățarea electrozilor. Cele mai bune rezultate sunt obținute cu modele în care fiecare ciocan acționează asupra unui electrod diferit.

Pentru a crea o descărcare corona de înaltă tensiune, se folosesc transformatoare standard cu redresoare care funcționează dintr-o rețea de frecvență industrială sau dispozitive speciale de înaltă frecvență de câteva zeci de kiloherți. Sistemele de control cu ​​microprocesor sunt implicate în activitatea lor.

Dintre diferitele tipuri de electrozi de descărcare, spiralele din oțel inoxidabil funcționează cel mai bine pentru o tensiune optimă a filamentului. Sunt mai puțin poluate decât toate celelalte modele.

Construcțiile electrozilor colectori sub formă de plăci cu profil special sunt combinate în secțiuni create pentru distribuția uniformă a sarcinilor de suprafață.

Filtre industriale pentru captarea aerosolilor foarte toxici

Un exemplu de una dintre schemele de funcționare a unor astfel de dispozitive este prezentat în fotografie.

Aceste structuri folosesc o zonă de purificare a aerului în două etape contaminată cu impurități solide sau vapori de aerosoli.Cele mai mari particule sunt depuse pe prefiltru.

Fluxul este apoi direcționat către un ionizator cu un fir corona și plăci de împământare. Aproximativ 12 kilovolți sunt furnizați de la unitatea de înaltă tensiune către electrozi.

Ca rezultat, are loc o descărcare corona și particulele de impurități devin încărcate. Amestecul de aer suflat trece printr-un precipitator, în care substanțele nocive sunt concentrate pe plăci împământate.

Un postfiltru situat după ce precipitatorul captează particulele rămase neașezate. Cartușul chimic curăță în plus aerul de impuritățile rămase de dioxid de carbon și alte gaze.

Aerosolii aplicați pe plăci curg pur și simplu în jos sub influența gravitației.

Aplicații ale precipitatoarelor electrostatice industriale

Purificarea aerului poluat este utilizată în:

• centrale electrice pe cărbune;

• site-uri pentru producerea de păcură;

• instalații de incinerare a deșeurilor;

• cazane industriale pentru recuperare chimică;

• cuptoare industriale de calcar;

• cazane tehnologice pentru arderea biomasei;

• întreprinderi de metalurgie feroasă;

• producția de metale neferoase;

• locații ale industriei cimentului;

• întreprinderi agricole și alte industrii.

Posibilitati de curatare a unui mediu contaminat

Diagramele de funcționare a filtrelor electrostatice industriale puternice cu diferite substanțe nocive sunt prezentate în diagramă.

Caracteristicile structurilor de filtrare în dispozitivele de uz casnic

Purificarea aerului în spațiile rezidențiale se realizează:

• aer conditionat;

• ionizatoare.

Principiul de funcționare al aparatului de aer condiționat este prezentat în fotografie.

Aerul contaminat este condus de ventilatoare prin electrozi cu o tensiune de aproximativ 5 kilovolți aplicată acestora. Microbii, acarienii, virușii, bacteriile din fluxul de aer mor și particulele de impurități, fiind încărcate, zboară către electrozii de colectare a prafului și se așează pe ei.

În același timp, aerul este ionizat și se eliberează ozon. Deoarece aparține categoriei celor mai puternici oxidanți naturali, toate organismele vii din aparatul de aer condiționat sunt distruse.

Depășirea concentrației normative de ozon din aer este inadmisibilă conform standardelor sanitare și igienice. Acest indicator este atent monitorizat de autoritățile de supraveghere ale producătorilor de aparate de aer condiționat.

Caracteristicile unui ionizator de uz casnic

Prototipul ionizatorilor moderni este dezvoltarea omului de știință sovietic Alexander Leonidovich Chizhevsky, pe care a creat-o pentru a restabili sănătatea oamenilor epuizați în închisoare de la cea mai grea muncă grea și de condițiile proaste de detenție.

Datorită aplicării tensiunii de înaltă tensiune la electrozii unei surse suspendate de tavan în locul lustrei de iluminat, ionizarea are loc în aer cu eliberarea de cationi sănătoși. Au fost numiți „ioni de aer” sau „vitamine ale aerului”.

Cationii oferă energie vitală organismului slăbit, iar ozonul eliberat ucide microbii și bacteriile care cauzează boli.

Ionizatoarele moderne sunt lipsite de multe deficiențe care au fost în primele modele. În special, concentrația de ozon este acum strict limitată, se iau măsuri pentru a reduce efectul unui câmp electromagnetic de înaltă tensiune și se folosesc dispozitive de ionizare bipolară.

Este de remarcat, însă, că mulți oameni încă confundă scopul ionizatorilor și al ozonatoarelor (producția de ozon în cantitate maximă), folosindu-le pe acestea din urmă în alte scopuri care dăunează mult sănătății lor.

Conform principiului funcționării lor, ionizatoarele nu îndeplinesc toate funcțiile aparatelor de aer condiționat și nu purifică aerul de praf.