Elektrosztatikus szűrők — készülék, működési elv, alkalmazási területek

A friss levegő beszívásának képessége élettani szükségletünk, az egészség és a hosszú élet garanciája. A nagy teljesítményű modern ipari vállalkozások azonban az emberre veszélyes ipari kibocsátással szennyezik a környezetet és a légkört.

A légtisztaság biztosítása a vállalatok technológiai folyamatai során és a káros szennyeződések eltávolítása a mindennapi életben - ezeket a feladatokat látják el az elektrosztatikus szűrők.

Az első ilyen formatervezési mintát a 895729. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom jegyezte be 1907-ben. Szerzője, Frederick Cottrell a szuszpendált részecskék gázhalmazállapotú közegektől való elválasztási módszereinek kutatásával foglalkozott.

Ehhez az elektrosztatikus tér alaptörvényeinek hatását alkalmazta, finom szilárd szennyeződéseket tartalmazó gázelegyeket vezetve át pozitív és negatív potenciálú elektródákon. Az ellentétes töltésű ionok porszemcsékkel az elektródákhoz vonzódnak, leülepednek rajtuk, és az azonos nevű ionokat taszítják.

Ez a fejlesztés prototípusként szolgált a modern elektrosztatikus szűrők létrehozásához.

Az egyenáramú forrásból származó ellentétes előjelű potenciálokat külön szakaszokban összeszerelt lemezes lemezelektródákra (amelyeket általában "kicsapás"-nak neveznek), és fémszálas rácsokat helyeznek el közéjük.

A háztartási készülékekben a hálózat és a lemezek közötti feszültség nagysága több kilovolt. Az ipari létesítményekben működő szűrőknél nagyságrenddel növelhető.

Ezeken az elektródákon keresztül a ventilátorok speciális csatornákon mechanikai szennyeződéseket és baktériumokat tartalmazó levegőt vagy gázokat vezetnek át.

A nagyfeszültség hatására erős elektromos tér jön létre, és a felületi koronakisülés a filamentumokból (koronaelektródákból) áramlik. Ez az elektródák melletti levegő ionizációjához vezet anionok (+) és kationok (-) felszabadulásával, ionáram jön létre.

Az elektrosztatikus mező hatására negatív töltésű ionok a gyűjtőelektródákra mozognak, egyidejűleg töltve a szennyeződésszámlálókat. Ezekre a töltésekre elektrosztatikus erők hatnak, amelyek a gyűjtőelektródákon porhalmozódást okoznak. Ily módon a szűrőn átvezetett levegő megtisztul.

Amikor a szűrő működik, az elektródáin lévő porréteg folyamatosan növekszik. Időnként el kell távolítani. Háztartási szerkezeteknél ezt a műveletet manuálisan hajtják végre. Erőteljes gyártóüzemekben az ülepítő elektródákat és a koronát mechanikusan megrázzák, hogy a szennyező anyagokat egy speciális garatba irányítsák, ahonnan eltávolítják őket ártalmatlanítás céljából.

Ipari elektrosztatikus leválasztó tervezési jellemzői

Testének részletei betontömbökből vagy fémszerkezetekből készülhetnek.

A szennyezett levegő bemenetére és a tisztított levegő kimenetére gázelosztó szűrőket szerelnek fel, amelyek optimálisan irányítják a légtömegeket az elektródák között.

A porgyűjtés silókban történik, amelyek általában lapos fenekűek és kaparó szállítószalaggal vannak felszerelve. A porgyűjtőket a következő formában gyártják:

• tálcák;

• fordított piramis;

• csonka kúp.

Az elektródákat rázó mechanizmusok a leeső kalapács elvén működnek. A lemezek alatt vagy felett helyezkedhetnek el. Ezen eszközök működése jelentősen felgyorsítja az elektródák tisztítását. A legjobb eredményeket azokkal a kialakításokkal lehet elérni, ahol minden kalapács más elektródára hat.

A nagyfeszültségű koronakisülés létrehozásához szabványos transzformátorokat használnak ipari frekvenciahálózatról működő egyenirányítókkal vagy speciális, több tíz kilohertzes nagyfrekvenciás eszközökkel. Munkájukban mikroprocesszoros vezérlőrendszerek vesznek részt.

A különböző típusú kisülési elektródák közül a rozsdamentes acél spirálok működnek a legjobban az izzószál optimális feszültsége érdekében. Kevésbé szennyezettek, mint az összes többi modell.

A gyűjtőelektródák konstrukciói speciális profilú lemezek formájában a felületi töltések egyenletes eloszlására kialakított szakaszokban vannak kombinálva.

Ipari szűrők erősen mérgező aeroszolok rögzítésére

Az ilyen eszközök működési sémáinak egyik példája a képen látható.

Ezek a szerkezetek kétlépcsős légtisztító zónát használnak, amely szilárd szennyeződésekkel vagy aeroszolgőzökkel szennyezett.A legnagyobb részecskék az előszűrőn rakódnak le.

A fluxust ezután egy koronavezetékkel és földelőlemezekkel ellátott ionizálóba irányítják. A nagyfeszültségű egységtől körülbelül 12 kilovolt áramlik az elektródákhoz.

Ennek eredményeként koronakisülés lép fel, és a szennyező részecskék feltöltődnek. A kifújt levegőkeverék egy leválasztón halad át, amelyben a káros anyagok a földelt lemezeken koncentrálódnak.

A leválasztó után elhelyezett utószűrő felfogja a megmaradt leülepedt részecskéket. A vegyszerpatron ezenkívül megtisztítja a levegőt a maradék szén-dioxid- és egyéb gázoktól.

A lemezekre felvitt aeroszolok a gravitáció hatására egyszerűen lefolynak a tengelyen.

Ipari elektrosztatikus leválasztók alkalmazásai

A szennyezett levegő tisztítását a következőkben használják:

• széntüzelésű erőművek;

• fűtőolaj gyártására szolgáló telephelyek;

• hulladékégető művek;

• ipari kazánok vegyi visszanyeréshez;

• ipari mészkőkemencék;

• technológiai kazánok biomassza elégetésére;

• vaskohászati ​​vállalkozások;

• színesfémek gyártása;

• a cementipar telephelyei;

• mezőgazdasági vállalkozások és más iparágak.

Szennyezett környezet tisztításának lehetőségei

A diagramon láthatók a különféle káros anyagokat tartalmazó nagy teljesítményű ipari elektrosztatikus szűrők működési diagramjai.

Háztartási eszközök szűrőszerkezeteinek jellemzői

A lakóhelyiségekben a levegő tisztítása történik:

• légkondícionálók;

• ionizátorok.

A légkondicionáló működési elve a képen látható.

A szennyezett levegőt a ventilátorok az elektródákon keresztül hajtják meg, körülbelül 5 kilovolt feszültséggel. A levegőben lévő mikrobák, atkák, vírusok, baktériumok elpusztulnak, a szennyeződés részecskék pedig feltöltődve a porgyűjtő elektródákhoz repülnek és megtelepednek rajtuk.

Ugyanakkor a levegő ionizálódik és ózon szabadul fel. Mivel a legerősebb természetes oxidálószerek kategóriájába tartozik, a klímaberendezésben lévő összes élő szervezet elpusztul.

Az egészségügyi és higiéniai előírások szerint megengedhetetlen az ózon normatív koncentrációjának túllépése a levegőben. Ezt a mutatót a klímagyártók felügyeleti hatóságai szorosan figyelemmel kísérik.

A háztartási ionizátor jellemzői

A modern ionizátorok prototípusa Alekszandr Leonidovics Chizhevsky szovjet tudós fejlesztése, amelyet azért hozott létre, hogy helyreállítsa a börtönben kimerült emberek egészségét a legnehezebb nehéz munkától és a rossz fogvatartási körülményektől.

A világítócsillár helyett a mennyezetre felfüggesztett forrás elektródáira nagyfeszültségű feszültség alkalmazása miatt a levegőben ionizáció lép fel, egészséges kationok felszabadulásával. Ezeket „levegőionoknak” vagy „levegő vitaminoknak” nevezték.

A kationok létfontosságú energiát adnak a legyengült szervezetnek, a felszabaduló ózon pedig elpusztítja a betegséget okozó mikrobákat és baktériumokat.

A modern ionizátorok sok olyan hiányosságtól mentesek, amelyek az első tervekben voltak. Különösen az ózon koncentrációja szigorúan korlátozott, intézkedéseket tesznek a nagyfeszültségű elektromágneses mező hatásának csökkentésére, és bipoláris ionizáló eszközöket használnak.

Érdemes azonban megjegyezni, hogy sokan még mindig összekeverik az ionizátorok és az ózonozók rendeltetését (ózon maximális mennyiségben történő előállítása), az utóbbiakat más, egészségüket nagymértékben károsító célokra használják.

Működésük elve szerint az ionizátorok nem látják el a klímaberendezések összes funkcióját, és nem tisztítják meg a levegőt a portól.