Електростатични филтри — устройство, принцип на действие, области на приложение

Способността да дишаме чист въздух е нашата физиологична нужда, гаранция за здраве и дълголетие. Мощните съвременни индустриални предприятия обаче замърсяват околната среда и атмосферата с промишлени емисии, които са опасни за хората.

Осигуряване на чистотата на въздуха по време на технологични процеси в предприятията и отстраняване на вредните примеси от него в ежедневието — това са задачите, които електростатичните филтри изпълняват.

Първият такъв дизайн е регистриран в патент на САЩ № 895729 през 1907 г. Нейният автор, Фредерик Котрел, се занимава с изследване на методи за отделяне на суспендирани частици от газообразни среди.

За това той използва действието на основните закони на електростатичното поле, преминавайки газообразни смеси с фини твърди примеси през електроди с положителни и отрицателни потенциали. Противозаредените йони с прахови частици се привличат към електродите, утаяват се върху тях и едноименните йони се отблъскват.

Това развитие служи като прототип за създаването съвременни електростатични филтри.

Потенциали на противоположни знаци от източник на постоянен ток се прилагат към ламелни електроди от лист (обикновено наричани терминът «утаяване»), събрани в отделни секции и поставени между тях метални нишки-решетки.

Величината на напрежението между мрежата и плочите в домакинските уреди е няколко киловолта. За филтри, работещи в промишлени съоръжения, тя може да бъде увеличена с порядък.

Чрез тези електроди вентилаторите преминават през специални въздуховоди поток от въздух или газове, съдържащи механични примеси и бактерии.

Под въздействието на високо напрежение се образува силно електрическо поле и повърхностният коронарен разряд се стича от нишките (коронни електроди). Това води до йонизация на въздуха в съседство с електродите с отделяне на аниони (+) и катиони (-), се създава йонно течение.

Йони с отрицателен заряд под действието на електростатично поле се придвижват към събиращите електроди, като едновременно зареждат броячите на примесите. Тези заряди се въздействат от електростатични сили, които създават натрупване на прах върху събиращите електроди. По този начин въздухът, задвижван през филтъра, се пречиства.

Когато филтърът работи, праховият слой върху неговите електроди непрекъснато се увеличава. Периодично трябва да се премахва. За домакинските структури тази операция се извършва ръчно. В мощни производствени предприятия електродите за утаяване и короната се разклащат механично, за да насочат замърсителите в специален бункер, откъдето се отвеждат за изхвърляне.

Характеристики на дизайна на промишлен електростатичен филтър

Детайлите на тялото му могат да бъдат направени от бетонни блокове или метални конструкции.

Газоразпределителните екрани са монтирани на входа на замърсения въздух и на изхода на пречистения въздух, които оптимално насочват въздушните маси между електродите.

Събирането на прах се извършва в силози, които обикновено са с плоско дъно и са оборудвани с конвейер за скрепер. Прахоуловителите се произвеждат под формата:

• тави;

• обърната пирамида;

• пресечен конус.

Електродните разклащащи механизми работят на принципа на падащ чук. Те могат да бъдат разположени под или над плочите. Работата на тези устройства значително ускорява почистването на електродите. Най -добри резултати се постигат с конструкции, при които всеки чук действа върху различен електрод.

За създаване на коронарен разряд с високо напрежение се използват стандартни трансформатори с токоизправители, работещи от промишлена честотна мрежа или специални високочестотни устройства от няколко десетки килохерца. В работата им участват микропроцесорни системи за управление.

Сред различните видове разрядни електроди спиралите от неръждаема стомана работят най -добре за оптималното опъване на нишките. Те са по -малко замърсени от всички останали модели.

Конструкциите на събиращите електроди под формата на плочи със специален профил са комбинирани в секции, създадени за равномерно разпределение на повърхностните заряди.

Индустриални филтри за улавяне на силно токсични аерозоли

Пример за една от схемите на работа на такива устройства е показан на снимката.

Тези структури използват двустепенна зона за пречистване на въздуха, замърсена с твърди примеси или аерозолни пари. Най-големите частици се отлагат върху предварителния филтър.

След това потокът се насочва към йонизатор с коронна жица и заземени плочи. От блока за високо напрежение към електродите се подават около 12 киловолта.

В резултат на това се получава коронен разряд и частиците на примесите се зареждат. Издуханата въздушна смес преминава през утаител, в който вредните вещества се концентрират върху заземени плочи.

Постфилтър, разположен след утаителя, улавя остатъците от неутаени частици. Химическата касета допълнително почиства въздуха от останалите примеси от въглероден диоксид и други газове.

Аерозолите, нанесени върху плочите, просто текат надолу в шахтата под въздействието на гравитацията.

Приложения на промишлени електростатични филтри

Пречистването на замърсения въздух се използва при:

• електроцентрали с котли на въглища;

• обекти за производство на мазут;

• инсталации за изгаряне на отпадъци;

• промишлени котли за химическо оползотворяване;

• промишлени пещи за отгряване на варовик;

• технологични котли за изгаряне на биомаса;

• предприятия от черната металургия;

• производство на цветни метали;

• обекти на циментовата промишленост;

• селскостопански предприятия и други индустрии.

Възможности за почистване на замърсена среда

Диаграмите на работа на мощни промишлени електростатични филтри с различни вредни вещества са показани на диаграмата.

Характеристики на филтърните конструкции в домакински устройства

Пречистването на въздуха в жилищни помещения се извършва:

• климатици;

• йонизатори.

Принципът на работа на климатика е показан на снимката.

Замърсеният въздух се задвижва от вентилаторите през електродите с приложено към тях напрежение от около 5 киловолта. Микробите, акарите, вирусите, бактериите във въздушния поток умират и частиците от примеси, зареждайки се, летят до електродите за събиране на прах и се утаяват върху тях.

В същото време въздухът се йонизира и се отделя озон. Тъй като принадлежи към категорията на най -силните естествени окислители, всички живи организми в климатика се унищожават.

Превишаването на нормативната концентрация на озон във въздуха е недопустимо според санитарно -хигиенните стандарти. Този показател се следи отблизо от надзорните органи на производителите на климатици.

Характеристики на домакински йонизатор

Прототипът на съвременните йонизатори е разработката на съветския учен Александър Леонидович Чижевски, която той създава, за да възстанови здравето на хората, изтощени в затвора от най -тежкия тежък труд и лошите условия на задържане.

Поради прилагането на напрежение с високо напрежение към електродите на източник, окачен от тавана вместо осветителния полилей, във въздуха настъпва йонизация с отделянето на здрави катиони. Наричаха се „въздушни йони“ или „витамини от въздуха“.

Катионите дават жизнена енергия на отслабеното тяло, а освободеният озон убива болестотворните микроби и бактерии.

Съвременните йонизатори са лишени от много недостатъци, които бяха в първите проекти. По-конкретно, сега концентрацията на озон е строго ограничена, предприемат се мерки за намаляване на ефекта от електромагнитно поле с високо напрежение и се използват биполярни йонизационни устройства.

Заслужава да се отбележи обаче, че много хора все още бъркат предназначението на йонизаторите и озонаторите (производство на озон в максимално количество), използвайки последните за други цели, които силно увреждат здравето им.

По принципа на тяхното действие йонизаторите не изпълняват всички функции на климатиците и не пречистват въздуха от прах.