Elektrostatiniai filtrai — įrenginys, veikimo principas, taikymo sritys

Galimybė kvėpuoti grynu oru yra mūsų fiziologinis poreikis, sveikatos ir ilgaamžiškumo garantas. Tačiau galingos šiuolaikinės pramonės įmonės aplinką ir atmosferą teršia žmonėms pavojingomis pramoninėmis emisijomis.

Oro grynumo užtikrinimas technologinių procesų metu įmonėse ir kenksmingų priemaišų pašalinimas iš jo kasdieniame gyvenime – tokias užduotis atlieka elektrostatiniai filtrai.

Pirmasis toks dizainas buvo įregistruotas 1907 m. JAV patente Nr. 895729. Jo autorius Frederickas Cottrellas tyrinėjo suspenduotų dalelių atskyrimo nuo dujinės terpės metodus.

Tam jis panaudojo pagrindinių elektrostatinio lauko dėsnių veikimą, perleisdamas dujinius mišinius su smulkiomis kietomis priemaišomis per teigiamo ir neigiamo potencialo elektrodus. Priešingai įkrauti jonai su dulkių dalelėmis pritraukiami prie elektrodų, nusėda ant jų, o to paties pavadinimo jonai atstumiami.

Ši plėtra buvo modernių elektrostatinių filtrų kūrimo prototipas.

Priešingų ženklų potencialai iš nuolatinės srovės šaltinio taikomi sluoksniniams lakštiniams elektrodams (dažniausiai vadinamiems terminu "nusodinimas"), surenkamiems į atskiras dalis ir tarp jų įdedamos metalinės gijų tinkleliai.

Įtampos tarp tinklo ir plokščių buitiniuose prietaisuose dydis yra keli kilovoltai. Pramoniniuose objektuose veikiantiems filtrams jis gali būti padidintas eilės tvarka.

Per šiuos elektrodus ventiliatoriai specialiais kanalais praleidžia oro arba dujų srautą, kuriame yra mechaninių priemaišų ir bakterijų.

Veikiant aukštai įtampai, susidaro stiprus elektrinis laukas ir paviršinis vainikinis išlydis teka iš gijų (koroninių elektrodų). Dėl to šalia elektrodų esantis oras jonizuojasi, išsiskiriant anijonams (+) ir katijonams (-), susidaro joninė srovė.

Neigiamą krūvį turintys jonai, veikiami elektrostatinio lauko, juda į surenkamuosius elektrodus, kartu įkraunant priemaišų skaitiklius. Šiuos krūvius veikia elektrostatinės jėgos, kurios sukuria dulkių kaupimąsi ant surinkimo elektrodų. Tokiu būdu išvalomas pro filtrą varomas oras.

Kai filtras veikia, dulkių sluoksnis ant jo elektrodų nuolat didėja. Periodiškai jis turi būti pašalintas. Buitinėms konstrukcijoms ši operacija atliekama rankiniu būdu. Galingose ​​gamybos įmonėse nusėdimo elektrodai ir vainikėlis mechaniškai purtomi, kad teršalai būtų nukreipti į specialų bunkerį, iš kurio jie pašalinami šalinimui.

Pramoninio elektrostatinio nusodintuvo konstrukcijos ypatybės

Jo korpuso detalės gali būti pagamintos iš betoninių blokelių ar metalinių konstrukcijų.

Užteršto oro įleidimo angoje ir išvalyto oro išleidimo angoje įrengiami dujų paskirstymo ekranai, kurie optimaliai nukreipia oro mases tarp elektrodų.

Dulkės surenkamos silosuose, kurie dažniausiai būna plokščiadugniai ir su grandikliu. Dulkių rinktuvai gaminami tokia forma:

• padėklai;

• apversta piramidė;

• nupjautas kūgis.

Elektrodų kratymo mechanizmai veikia krentančio plaktuko principu. Jie gali būti žemiau arba virš plokščių. Šių prietaisų veikimas žymiai pagreitina elektrodų valymą. Geriausi rezultatai pasiekiami naudojant konstrukcijas, kuriose kiekvienas plaktukas veikia skirtingą elektrodą.

Aukštos įtampos vainikiniam išlydžiui sukurti naudojami standartiniai transformatoriai su lygintuvais, veikiantys iš pramoninio dažnio tinklo, arba specialūs kelių dešimčių kilohercų aukšto dažnio įrenginiai. Jų darbe dalyvauja mikroprocesorinės valdymo sistemos.

Tarp įvairių tipų išlydžio elektrodų, nerūdijančio plieno spiralės geriausiai tinka optimaliam siūlų įtempimui. Jie yra mažiau užteršti nei visi kiti modeliai.

Surenkamųjų elektrodų konstrukcijos specialiu profiliu plokščių pavidalu sujungiamos į dalis, sukurtas vienodam paviršiaus krūvių paskirstymui.

Pramoniniai filtrai labai toksiškiems aerozoliams surinkti

Vienos iš tokių įrenginių veikimo schemų pavyzdys parodytas nuotraukoje.

Šiose konstrukcijose naudojama dviejų pakopų oro valymo zona, užterštos kietomis priemaišomis arba aerozolio garais.Didžiausios dalelės nusėda ant pirminio filtro.

Tada srautas nukreipiamas į jonizatorių su vainikiniu laidu ir įžeminimo plokštėmis. Iš aukštos įtampos bloko į elektrodus tiekiama apie 12 kilovoltų.

Dėl to įvyksta vainiko iškrova, o priemaišų dalelės pasikrauna. Pučiamas oro mišinys praeina per nusodintuvą, kuriame kenksmingos medžiagos koncentruojamos ant įžemintų plokščių.

Po nusodintuvo esantis postfiltras sulaiko likusias nenusėdusias daleles. Cheminė kasetė papildomai išvalo orą nuo likusių anglies dvideginio ir kitų dujų priemaišų.

Ant plokštelių užtepti aerozoliai, veikiami gravitacijos, teka žemyn velenu.

Pramoninių elektrostatinių nusodintuvų pritaikymas

Užteršto oro valymas naudojamas:

• anglimi kūrenamos elektrinės;

• mazuto gamybos vietos;

• atliekų deginimo įrenginiai;

• Pramoniniai katilai chemijos regeneravimui;

• pramoninės kalkakmenio krosnys;

• technologiniai katilai biomasei deginti;

• juodosios metalurgijos įmonės;

• spalvotųjų metalų gamyba;

• cemento pramonės vietos;

• žemės ūkio įmonės ir kitos pramonės šakos.

Užterštos aplinkos valymo galimybės

Galingų pramoninių elektrostatinių filtrų su įvairiomis kenksmingomis medžiagomis veikimo schemos pateiktos diagramoje.

Buitinių prietaisų filtrų konstrukcijų charakteristikos

Oro valymas gyvenamosiose patalpose atliekamas:

• oro kondicionieriai;

• jonizatoriai.

Kondicionieriaus veikimo principas parodytas nuotraukoje.

Užterštą orą ventiliatoriai varo per elektrodus, kuriems įjungta apie 5 kilovoltų įtampa. Oro sraute esantys mikrobai, erkės, virusai, bakterijos žūva, o priemaišų dalelės, pasikraunančios, nuskrenda prie dulkių surinkimo elektrodų ir nusėda ant jų.

Tuo pačiu metu oras jonizuojasi ir išsiskiria ozonas. Kadangi jis priklauso stipriausių natūralių oksidatorių kategorijai, sunaikinami visi oro kondicionieriuje esantys gyvi organizmai.

Normalios ozono koncentracijos ore viršijimas pagal sanitarines ir higienos normas yra neleistinas. Šį rodiklį atidžiai stebi oro kondicionierių gamintojų priežiūros institucijos.

Buitinio jonizatoriaus charakteristikos

Šiuolaikinių jonizatorių prototipas yra sovietų mokslininko Aleksandro Leonidovičiaus Chiževskio kūrinys, kurį jis sukūrė siekdamas atkurti kalėjime išsekusių žmonių sveikatą nuo sunkiausio katorgos ir prastų kalinimo sąlygų.

Dėl aukštos įtampos įtampos šaltinio, pakabinamo ant lubų, o ne apšvietimo liustra, elektrodams, ore vyksta jonizacija, išsiskiriant sveikiems katijonams. Jie buvo vadinami „oro jonais“ arba „oro vitaminais“.

Katijonai suteikia gyvybinės energijos nusilpusiam organizmui, o išsiskyręs ozonas naikina ligas sukeliančius mikrobus ir bakterijas.

Šiuolaikiniai jonizatoriai neturi daug trūkumų, kurie buvo pirmuosiuose projektuose. Visų pirma, dabar griežtai ribojama ozono koncentracija, imamasi priemonių aukštos įtampos elektromagnetinio lauko poveikiui sumažinti, naudojami bipoliniai jonizacijos įrenginiai.

Tačiau verta pastebėti, kad daugelis žmonių vis dar painioja jonizatorių ir ozonatorių paskirtį (ozono gaminimą didžiausiu kiekiu), naudodami pastaruosius kitiems tikslams, kurie labai kenkia sveikatai.

Pagal savo veikimo principą jonizatoriai neatlieka visų oro kondicionierių funkcijų ir neišvalo oro nuo dulkių.