Elektrostaatilised filtrid — seade, tööpõhimõte, kasutusalad

Võimalus hingata värsket õhku on meie füsioloogiline vajadus, tervise ja pikaealisuse tagatis. Võimsad kaasaegsed tööstusettevõtted saastavad aga keskkonda ja atmosfääri inimestele ohtlike tööstusheidetega.

Õhu puhtuse tagamine tehnoloogiliste protsesside ajal ettevõtetes ja kahjulike lisandite eemaldamine sellest igapäevaelus - need on ülesanded, mida elektrostaatilised filtrid täidavad.

Esimene selline disain registreeriti 1907. aastal USA patendis nr 895729. Selle autor Frederick Cottrell tegeles meetodite uurimisega hõljuvate osakeste eraldamiseks gaasilisest keskkonnast.

Selleks kasutas ta elektrostaatilise välja põhiseaduste toimet, lastes gaasisegusid peente tahkete lisanditega läbi positiivse ja negatiivse potentsiaaliga elektroodide. Vastupidiselt laetud ioonid koos tolmuosakestega tõmmatakse elektroodide külge, settivad neile ja samanimelised ioonid tõrjutakse.

See arendus toimis prototüübina kaasaegsete elektrostaatiliste filtrite loomisel.

Alalisvooluallika vastasmärgilised potentsiaalid rakendatakse lamell-lehtelektroodidele (mida tavaliselt nimetatakse terminiga "sademine"), mis on kokku pandud eraldi sektsioonideks ja asetatud nende vahele metallist filamentvõred.

Kodumasinate võrgu ja plaatide vahelise pinge suurus on mitu kilovolti. Tööstusrajatistes töötavate filtrite puhul saab seda suurusjärgu võrra suurendada.

Nende elektroodide kaudu juhivad ventilaatorid spetsiaalsete kanalite kaudu mehaanilisi lisandeid ja baktereid sisaldava õhu või gaaside voolu.

Kõrgepinge mõjul tekib tugev elektriväli ja pindmine koroonalahendus voolab filamentidest (koroonaelektroodidest). See viib elektroodide kõrval oleva õhu ioniseerumiseni anioonide (+) ja katioonide (-) vabanemisega, tekib ioonvool.

Negatiivse laenguga ioonid elektrostaatilise välja toimel liiguvad kogumiselektroodidele, laadides samaaegselt lisandiloendureid. Neid laenguid mõjutavad elektrostaatilised jõud, mis tekitavad kogumiselektroodidele tolmu. Sel viisil puhastatakse läbi filtri juhitav õhk.

Kui filter töötab, suureneb selle elektroodide tolmukiht pidevalt. Aeg-ajalt tuleks see eemaldada. Majapidamisstruktuuride puhul tehakse see toiming käsitsi. Võimsates tootmistehastes loksutatakse settimiselektroode ja koroonat mehaaniliselt, et suunata saasteained spetsiaalsesse punkrisse, kust need utiliseerimiseks eemaldatakse.

Tööstusliku elektrostaatilise filtri disainifunktsioonid

Selle kere detailid võivad olla valmistatud betoonplokkidest või metallkonstruktsioonidest.

Saastunud õhu sisselaskeavale ja puhastatud õhu väljalaskeavale paigaldatakse gaasijaotusekraanid, mis suunavad õhumassid optimaalselt elektroodide vahele.

Tolmu kogumine toimub silohoidlates, mis on tavaliselt lamedapõhjalised ja varustatud kaabitsakonveieriga. Tolmukollektoreid toodetakse järgmisel kujul:

• kandikud;

• ümberpööratud püramiid;

• kärbitud koonus.

Elektroodide raputusmehhanismid töötavad langeva vasara põhimõttel. Need võivad asuda plaatide all või kohal. Nende seadmete töö kiirendab oluliselt elektroodide puhastamist. Parimad tulemused saavutatakse konstruktsioonidega, kus iga vasar toimib erinevale elektroodile.

Kõrgepinge koroonalahenduse loomiseks kasutatakse standardseid tööstuslikust sagedusvõrgust töötavaid alalditega trafosid või spetsiaalseid mitmekümne kilohertsi kõrgsagedusseadmeid. Nende töösse on kaasatud mikroprotsessorjuhtimissüsteemid.

Erinevat tüüpi tühjenduselektroodide hulgast töötavad roostevabast terasest spiraalid hõõgniidi optimaalse pinge tagamiseks kõige paremini. Need on vähem saastunud kui kõik teised mudelid.

Spetsiaalse profiiliga plaatide kujul olevate kogumiselektroodide konstruktsioonid on kombineeritud pindlaengute ühtlaseks jaotamiseks loodud sektsioonidesse.

Tööstuslikud filtrid väga mürgiste aerosoolide püüdmiseks

Selliste seadmete ühe tööskeemi näide on näidatud fotol.

Nendes struktuurides kasutatakse kaheastmelist õhupuhastustsooni, mis on saastunud tahkete lisanditega või aerosooliaurudega.Suurimad osakesed ladestuvad eelfiltrile.

Seejärel suunatakse voog koroonajuhtme ja maandusplaatidega ionisaatorisse. Kõrgepingeseadmest antakse elektroodidele umbes 12 kilovolti.

Selle tulemusena tekib koroonalahendus ja lisandiosakesed laetakse. Puhutud õhusegu läbib sadesti, milles maandatud plaatidele koonduvad kahjulikud ained.

Sadesti järel asuv järelfilter püüab kinni ülejäänud settimata osakesed. Lisaks puhastab kemikaalikassett õhku süsinikdioksiidi ja muude gaaside järelejäänud lisanditest.

Plaatidele kantud aerosoolid voolavad raskusjõu mõjul mööda võlli lihtsalt alla.

Tööstuslike elektrostaatiliste filtrite rakendused

Saastunud õhu puhastamist kasutatakse:

• söeküttel töötavad elektrijaamad;

• kütteõli tootmiskohad;

• jäätmepõletustehased;

• tööstuslikud katlad kemikaalide taaskasutamiseks;

• tööstuslikud lubjakiviahjud;

• tehnoloogilised katlad biomassi põletamiseks;

• mustmetallurgia ettevõtted;

• värviliste metallide tootmine;

• tsemenditööstuse objektid;

• põllumajandusettevõtted ja muud tööstused.

Saastunud keskkonna puhastamise võimalused

Erinevate kahjulike ainetega võimsate tööstuslike elektrostaatiliste filtrite tööskeemid on näidatud diagrammil.

Kodumasinate filtristruktuuride omadused

Õhu puhastamine eluruumides toimub:

• konditsioneerid;

• ionisaatorid.

Kliimaseadme tööpõhimõte on näidatud fotol.

Ventilaatorid juhivad saastunud õhku läbi elektroodide, millele rakendatakse umbes 5 kilovoltist pinget. Õhuvoolus olevad mikroobid, lestad, viirused, bakterid surevad ning laetud saasteosakesed lendavad tolmukogumiselektroodidele ja settivad neile.

Samal ajal ioniseerub õhk ja eraldub osoon. Kuna see kuulub tugevaimate looduslike oksüdeerijate kategooriasse, hävivad kõik kliimaseadmes olevad elusorganismid.

Normatiivse osoonisisalduse ületamine õhus on sanitaar- ja hügieeninormide kohaselt lubamatu. Seda indikaatorit jälgivad hoolikalt kliimaseadmete tootjate järelevalveasutused.

Kodumajapidamises kasutatava ionisaatori omadused

Kaasaegsete ionisaatorite prototüüp on Nõukogude teadlase Aleksandr Leonidovitš Tšiževski arendus, mille ta lõi raskeimast raskest tööst ja kehvadest kinnipidamistingimustest vanglas kurnatud inimeste tervise taastamiseks.

Kuna valgustuslühtri asemel laes rippuva allika elektroodidele rakendatakse kõrgepingepinget, toimub õhus ionisatsioon koos tervete katioonide vabanemisega. Neid nimetati "õhuioonideks" või "õhuvitamiinideks".

Katioonid annavad nõrgestatud organismile elutähtsat energiat ning eralduv osoon tapab haigusi tekitavad mikroobid ja bakterid.

Kaasaegsetel ionisaatoritel pole palju puudusi, mis olid esimestes kujundustes. Eelkõige on praegu rangelt piiratud osooni kontsentratsioon, võetakse meetmeid kõrgepinge elektromagnetvälja mõju vähendamiseks ja kasutatakse bipolaarseid ioniseerimisseadmeid.

Märkimist väärib aga see, et paljud inimesed ajavad endiselt segamini ionisaatorite ja osonaatorite otstarve (osooni tootmine maksimaalses koguses), kasutades viimaseid muudel tervist oluliselt kahjustavatel eesmärkidel.

Vastavalt oma tööpõhimõttele ei täida ionisaatorid kõiki kliimaseadmete funktsioone ega puhasta õhku tolmust.