Sähköstaattiset suodattimet — laite, toimintaperiaate, käyttöalueet

Kyky hengittää raitista ilmaa on fysiologinen tarpeemme, terveyden ja pitkäikäisyyden tae. Voimakkaat nykyaikaiset teollisuusyritykset saastuttavat kuitenkin ympäristöä ja ilmakehää ihmisille vaarallisilla teollisilla päästöillä.

Ilman puhtauden varmistaminen teknisten prosessien aikana yrityksissä ja haitallisten epäpuhtauksien poistaminen siitä jokapäiväisessä elämässä - nämä ovat tehtäviä, joita sähköstaattiset suodattimet suorittavat.

Ensimmäinen tällainen malli rekisteröitiin US-patentissa nro 895729 vuonna 1907. Sen kirjoittaja Frederick Cottrell tutki menetelmiä suspendoituneiden hiukkasten erottamiseksi kaasumaisista aineista.

Tätä varten hän käytti sähköstaattisen kentän peruslakien toimintaa kuljettamalla kaasumaisia ​​seoksia hienojen kiinteiden epäpuhtauksien kanssa positiivisten ja negatiivisten potentiaalien elektrodien läpi. Vastakkaisesti varautuneet ionit pölyhiukkasilla vetäytyvät elektrodeihin, asettuvat niille ja samannimiset ionit hylkivät.

Tämä kehitys toimi prototyyppinä nykyaikaisten sähköstaattisten suodattimien luomiselle.

Tasavirtalähteen vastakkaisten etumerkkien potentiaalit kohdistetaan lamellilevyelektrodeihin (joihin viitataan yleisesti termillä «saostus»), jotka on koottu erillisiin osiin ja sijoitettu niiden väliin metallifilamenttiristikkoja.

Kodinkoneiden verkon ja levyjen välisen jännitteen suuruus on useita kilovoltteja. Teollisissa tiloissa toimivien suodattimien osalta sitä voidaan lisätä suuruusluokkaa.

Näiden elektrodien kautta puhaltimet kuljettavat erityisten kanavien läpi ilma- tai kaasuvirran, joka sisältää mekaanisia epäpuhtauksia ja bakteereja.

Korkean jännitteen vaikutuksesta muodostuu voimakas sähkökenttä ja pintakoronapurkaus virtaa filamenteista (koronaelektrodeista). Tämä johtaa elektrodien vieressä olevan ilman ionisaatioon anionien (+) ja kationien (-) vapautumisen myötä, syntyy ionivirta.

Negatiivisen varauksen omaavat ionit siirtyvät sähköstaattisen kentän vaikutuksesta kerääville elektrodeille ja samalla varaavat epäpuhtauslaskurit. Näihin varauksiin vaikuttavat sähköstaattiset voimat, jotka muodostavat pölyn kerääntymisen keräyselektrodeille. Tällä tavalla suodattimen läpi kulkeva ilma puhdistetaan.

Kun suodatin toimii, sen elektrodien pölykerros kasvaa jatkuvasti. Ajoittain se on poistettava. Kotitalousrakenteille tämä toimenpide suoritetaan manuaalisesti. Tehokkaissa tuotantolaitoksissa laskeutuselektrodeja ja koronaa ravistetaan mekaanisesti epäpuhtauksien ohjaamiseksi erityiseen suppiloon, josta ne poistetaan hävitettäväksi.

Teollisuuden sähkösuodattimen suunnitteluominaisuudet

Sen rungon yksityiskohdat voidaan valmistaa betonilohkoista tai metallirakenteista.

Saastuneen ilman sisääntuloon ja puhdistetun ilman ulostuloon asennetaan kaasunjakeluverkot, jotka ohjaavat ilmamassat optimaalisesti elektrodien väliin.

Pölynkeräys tapahtuu siiloissa, jotka ovat yleensä tasapohjaisia ​​ja varustettu kaavinkuljettimella. Pölynkerääjät valmistetaan seuraavissa muodoissa:

• tarjottimet;

• käänteinen pyramidi;

• katkaistu kartio.

Elektrodin ravistusmekanismit toimivat putoavan vasaran periaatteella. Ne voivat sijaita levyjen ala- tai yläpuolella. Näiden laitteiden toiminta nopeuttaa merkittävästi elektrodien puhdistusta. Parhaat tulokset saavutetaan malleilla, joissa jokainen vasara vaikuttaa eri elektrodiin.

Korkeajännitteisen koronapurkauksen luomiseksi käytetään standardimuuntajia, joissa on teollisuustaajuusverkosta toimivia tasasuuntaajia tai erityisiä useiden kymmenien kilohertsien suurtaajuuslaitteita. Mikroprosessoriohjausjärjestelmät ovat mukana heidän työhönsä.

Erityyppisistä purkauselektrodeista ruostumattomasta teräksestä valmistetut spiraalit toimivat parhaiten optimaalisen filamentin kireyden saavuttamiseksi. Ne ovat vähemmän saastuneita kuin kaikki muut mallit.

Keräyselektrodien rakenteet erityisprofiilisten levyjen muodossa yhdistetään osiin, jotka on luotu pintavarausten tasaista jakautumista varten.

Teollisuussuodattimet erittäin myrkyllisten aerosolien talteenottamiseen

Esimerkki yhdestä tällaisten laitteiden toimintakaavioista on esitetty kuvassa.

Näissä rakenteissa käytetään kaksivaiheista ilmanpuhdistusaluetta, joka on saastunut kiinteillä epäpuhtauksilla tai aerosolihöyryillä.Suurimmat hiukkaset kerrostuvat esisuodattimelle.

Sitten vuo johdetaan ionisaattoriin koronalangalla ja maadoituslevyillä. Noin 12 kilovolttia syötetään suurjänniteyksiköstä elektrodeihin.

Tämän seurauksena tapahtuu koronapurkaus ja epäpuhtaushiukkaset varautuvat. Puhallusilmaseos kulkee erottimen läpi, jossa haitalliset aineet keskittyvät maadoitetuille levyille.

Suodattimen jälkeen sijaitseva jälkisuodatin vangitsee jäljellä olevat laskeutumattomat hiukkaset. Kemikaalipatruuna puhdistaa lisäksi ilman jäljelle jääneistä hiilidioksidin ja muiden kaasujen epäpuhtauksista.

Levyille levitetyt aerosolit yksinkertaisesti virtaavat alas akselia pitkin painovoiman vaikutuksesta.

Teollisuuden sähkösuodattimien sovellukset

Saastuneen ilman puhdistusta käytetään:

• hiilivoimaloita;

• polttoöljyn tuotantolaitokset;

• jätteenpolttolaitokset;

• teollisuuskattilat kemikaalien talteenottoon;

• teollisuuden kalkkikiviuunit;

• teknologiset kattilat biomassan polttamiseen;

• rautametallialan yritykset;

• ei-rautametallien tuotanto;

• sementtiteollisuuden toimipaikat;

• maatalousyritykset ja muut teollisuudenalat.

Mahdollisuudet puhdistaa saastunut ympäristö

Kaaviossa on esitetty kaaviot tehokkaiden teollisten sähköstaattisten suodattimien toiminnasta erilaisilla haitallisilla aineilla.

Kodinkoneiden suodatinrakenteiden ominaisuudet

Ilmanpuhdistus asuintiloissa suoritetaan:

• ilmastointilaitteet;

• ionisaattorit.

Ilmastointilaitteen toimintaperiaate näkyy kuvassa.

Puhaltimet ohjaavat saastunutta ilmaa elektrodien läpi ja niihin syötetään noin 5 kilovoltin jännite. Ilmavirrassa olevat mikrobit, punkit, virukset, bakteerit kuolevat ja epäpuhtaushiukkaset varautuessaan lentävät pölynkeräyselektrodeille ja asettuvat niiden päälle.

Samalla ilma ionisoituu ja otsonia vapautuu. Koska se kuuluu vahvimpien luonnollisten hapettimien luokkaan, kaikki ilmastointilaitteen elävät organismit tuhoutuvat.

Normaalin otsonipitoisuuden ylittäminen ilmassa ei ole sallittua hygienia- ja hygieniastandardien mukaan. Ilmastointilaitteiden valmistajien valvontaviranomaiset valvovat tätä indikaattoria tarkasti.

Kotitalouksien ionisaattorin ominaisuudet

Nykyaikaisten ionisaattorien prototyyppi on Neuvostoliiton tiedemiehen Aleksanteri Leonidovich Chizhevskyn kehittämä kehitystyö, jonka hän loi palauttamaan vankilassa uupuneiden ihmisten terveyden raskaammasta kovasta työstä ja huonoista vankeusolosuhteista.

Koska kattoon ripustetun lähteen elektrodeihin kohdistetaan korkea jännite valaistuskruunun sijasta, ilmassa tapahtuu ionisaatiota terveiden kationien vapautuessa. Niitä kutsuttiin "ilmaioneiksi" tai "ilmavitamiineiksi".

Kationit antavat heikentyneelle elimistölle elinvoimaa, ja vapautuva otsoni tappaa sairauksia aiheuttavia mikrobeja ja bakteereja.

Nykyaikaisissa ionisaattoreissa ei ole monia puutteita, jotka olivat ensimmäisissä malleissa. Erityisesti otsonin pitoisuus on nyt tiukasti rajoitettu, toimenpiteitä toteutetaan suurjännitesähkömagneettikentän vaikutuksen vähentämiseksi ja käytetään bipolaarisia ionisaatiolaitteita.

On kuitenkin syytä huomata, että monet ihmiset sekoittavat edelleen ionisaattorin ja otsonaattorin tarkoituksen (otsonin tuottaminen enimmäismääränä) käyttämällä jälkimmäistä muihin terveydelleen suuresti haitallisiin tarkoituksiin.

Toimintaperiaatteensa mukaan ionisaattorit eivät suorita kaikkia ilmastointilaitteiden toimintoja eivätkä puhdista ilmaa pölystä.