Elektrostatische filters — apparaat, werkingsprincipe, toepassingsgebieden

Het vermogen om frisse lucht in te ademen is onze fysiologische behoefte, een garantie voor gezondheid en een lang leven. Machtige moderne industriële ondernemingen vervuilen echter het milieu en de atmosfeer met industriële emissies die gevaarlijk zijn voor de mens.

Zorgen voor luchtzuiverheid tijdens technologische processen in ondernemingen en het verwijderen van schadelijke onzuiverheden in het dagelijks leven - dit zijn de taken die elektrostatische filters uitvoeren.

Het eerste dergelijke ontwerp werd geregistreerd in Amerikaans octrooi nr. 895729 in 1907. De auteur, Frederick Cottrell, was bezig met onderzoek naar methoden voor het scheiden van gesuspendeerde deeltjes van gasvormige media.

Hiervoor gebruikte hij de werking van de basiswetten van het elektrostatische veld, waarbij gasvormige mengsels met fijne vaste onzuiverheden door elektroden met positieve en negatieve potentialen werden geleid. Tegengesteld geladen ionen met stofdeeltjes worden aangetrokken door de elektroden, bezinken erop en de ionen met dezelfde naam worden afgestoten.

Deze ontwikkeling diende als prototype voor het maken van moderne elektrostatische filters.

Potentiëlen van tegengestelde tekens van een gelijkstroombron worden toegepast op lamellaire plaatelektroden (gewoonlijk aangeduid met de term "precipitatie") die in afzonderlijke secties zijn geassembleerd en daartussen metalen filamentroosters zijn geplaatst.

De grootte van de spanning tussen het netwerk en de platen in huishoudelijke apparaten is enkele kilovolts. Voor filters die in industriële installaties worden gebruikt, kan deze met een orde van grootte worden verhoogd.

Via deze elektroden laten ventilatoren door speciale kanalen een stroom lucht of gassen stromen die mechanische onzuiverheden en bacteriën bevatten.

Onder invloed van hoogspanning wordt een sterk elektrisch veld gevormd en stroomt de oppervlaktecorona-ontlading uit de filamenten (corona-elektroden). Dit leidt tot ionisatie van de lucht naast de elektroden met het vrijkomen van anionen (+) en kationen (-), er ontstaat een ionenstroom.

Ionen met een negatieve lading onder invloed van een elektrostatisch veld bewegen naar de verzamelelektroden en laden tegelijkertijd de onzuiverheidstellers op. Deze ladingen worden beïnvloed door elektrostatische krachten die een opeenhoping van stof op de verzamelelektroden veroorzaken. Op deze manier wordt de door het filter gedreven lucht gezuiverd.

Wanneer het filter werkt, neemt de stoflaag op de elektroden voortdurend toe. Periodiek moet het worden verwijderd. Voor huishoudelijke structuren wordt deze bewerking handmatig uitgevoerd. In krachtige productie-installaties worden de bezinkingselektroden en de corona mechanisch geschud om de verontreinigende stoffen in een speciale trechter te leiden, van waaruit ze worden verwijderd voor verwijdering.

Kenmerken van het ontwerp van een industriële elektrostatische stofvanger

De details van zijn carrosserie kunnen worden gemaakt van betonblokken of metalen constructies.

Aan de inlaat van de vervuilde lucht en aan de uitlaat van de gezuiverde lucht worden gasverdeelschermen geplaatst, die de luchtmassa's optimaal tussen de elektroden leiden.

Stofopvang vindt plaats in silo's, die meestal een vlakke bodem hebben en zijn uitgerust met een schraapband. Stofafscheiders worden geproduceerd in de vorm van:

• dienbladen;

• omgekeerde piramide;

• afgeknotte kegel.

Elektrodeschudmechanismen werken volgens het principe van een vallende hamer. Ze kunnen onder of boven de platen worden geplaatst. De werking van deze apparaten versnelt het reinigen van de elektroden aanzienlijk. De beste resultaten worden bereikt met ontwerpen waarbij elke hamer op een andere elektrode inwerkt.

Om een ​​hoogspanningscorona-ontlading te creëren, worden standaardtransformatoren met gelijkrichters die werken vanuit een industrieel frequentienetwerk of speciale hoogfrequente apparaten van enkele tientallen kilohertz gebruikt. Microprocessorbesturingssystemen zijn bij hun werk betrokken.

Van de verschillende soorten ontladingselektroden werken roestvrijstalen spiralen het beste voor een optimale gloeidraadspanning. Ze zijn minder vervuild dan alle andere modellen.

De constructies van de verzamelelektroden in de vorm van platen met een speciaal profiel zijn gecombineerd in secties die zijn gemaakt voor een uniforme verdeling van oppervlakteladingen.

Industriële filters voor het opvangen van zeer giftige aerosolen

Een voorbeeld van een van de werkingsschema's van dergelijke apparaten wordt op de foto getoond.

Deze structuren maken gebruik van een tweetraps luchtzuiveringszone verontreinigd met vaste onzuiverheden of aërosoldampen.De grootste deeltjes worden afgezet op het voorfilter.

De flux wordt vervolgens naar een ionisator geleid met een coronadraad en aardplaten. Ongeveer 12 kilovolt wordt vanuit de hoogspanningseenheid aan de elektroden geleverd.

Hierdoor ontstaat een corona-ontlading en raken de onzuiverheidsdeeltjes geladen. Het uitgeblazen luchtmengsel gaat door een stofvanger, waarin schadelijke stoffen worden geconcentreerd op geaarde platen.

Een nafilter achter de precipitator vangt de resterende onrustige deeltjes op. De chemische cartridge reinigt bovendien de lucht van de resterende onzuiverheden van kooldioxide en andere gassen.

Aerosolen die op de platen zijn aangebracht, stromen onder invloed van de zwaartekracht gewoon door de schacht.

Toepassingen van industriële elektrostatische stofvangers

Zuivering van vervuilde lucht wordt toegepast bij:

• kolencentrales;

• sites voor de productie van stookolie;

• afvalverbrandingsinstallaties;

• industriële ketels voor terugwinning van chemicaliën;

• industriële kalksteenovens;

• technologische ketels voor het verbranden van biomassa;

• ferrometallurgie-ondernemingen;

• productie van non-ferrometalen;

• sites van de cementindustrie;

• landbouwbedrijven en andere industrieën.

Mogelijkheden voor het reinigen van een verontreinigde omgeving

In het schema staan ​​de werkingsschema's van krachtige industriële elektrostatische filters met verschillende schadelijke stoffen.

Kenmerken van filterstructuren in huishoudelijke apparaten

Luchtzuivering in woongebouwen wordt uitgevoerd:

• airconditioners;

• ionisatoren.

Het werkingsprincipe van de airconditioner wordt op de foto getoond.

Verontreinigde lucht wordt door de ventilatoren door de elektroden gedreven met een spanning van ongeveer 5 kilovolt erop. Microben, mijten, virussen, bacteriën in de luchtstroom gaan dood en onzuivere deeltjes, die geladen zijn, vliegen naar de stofverzamelelektroden en nestelen zich erop.

Tegelijkertijd wordt de lucht geïoniseerd en komt er ozon vrij. Omdat het behoort tot de categorie van de sterkste natuurlijke oxidatoren, worden alle levende organismen in de airconditioner vernietigd.

Het overschrijden van de normatieve ozonconcentratie in de lucht is volgens de sanitaire en hygiënische normen ontoelaatbaar. Deze indicator wordt nauwlettend gevolgd door de toezichthoudende autoriteiten van fabrikanten van airconditioners.

Kenmerken van een huishoudelijke ionisator

Het prototype van moderne ionisatoren is de ontwikkeling van de Sovjetwetenschapper Alexander Leonidovich Chizhevsky, die hij heeft gemaakt om de gezondheid te herstellen van mensen die in de gevangenis zijn uitgeput door de zwaarste dwangarbeid en slechte detentieomstandigheden.

Door de toepassing van hoogspanning op de elektroden van een bron die aan het plafond hangt in plaats van op de verlichtingskroonluchter, vindt ionisatie in de lucht plaats waarbij gezonde kationen vrijkomen. Ze werden "luchtionen" of "luchtvitaminen" genoemd.

Kationen geven vitale energie aan het verzwakte lichaam en de vrijgekomen ozon doodt ziekteverwekkende microben en bacteriën.

Moderne ionisatoren zijn verstoken van vele tekortkomingen die in de eerste ontwerpen zaten. Met name de concentratie van ozon is nu strikt beperkt, er worden maatregelen genomen om het effect van een elektromagnetisch hoogspanningsveld te verminderen en er worden bipolaire ionisatieapparaten gebruikt.

Het is echter vermeldenswaard dat veel mensen het doel van ionisatoren en ozonatoren (productie van ozon in de maximale hoeveelheid) nog steeds verwarren, en de laatste gebruiken voor andere doeleinden die hun gezondheid ernstig schaden.

Volgens het principe van hun werking vervullen ionisatoren niet alle functies van airconditioners en zuiveren ze de lucht niet van stof.