Електростатички филтери — уређај, принцип рада, области примене

Способност удисања свежег ваздуха је наша физиолошка потреба, гаранција здравља и дуговечности. Међутим, моћна савремена индустријска предузећа загађују животну средину и атмосферу индустријским емисијама опасним по људе.

Обезбеђивање чистоће ваздуха током технолошких процеса у предузећима и уклањање штетних нечистоћа из њега у свакодневном животу - то су задаци које обављају електростатички филтери.

Први такав дизајн је регистрован у америчком патенту бр. 895729 1907. Његов аутор Фредерик Котрел се бавио истраживањем метода за одвајање суспендованих честица из гасовитих медија.

За ово је користио дејство основних закона електростатичког поља, пропуштајући гасовите смеше са финим чврстим примесама кроз електроде са позитивним и негативним потенцијалима. Супротно наелектрисани јони са честицама прашине привлаче се на електроде, таложе на њима, а истоимени јони се одбијају.

Овај развој је послужио као прототип за стварање модерних електростатичких филтера.

Потенцијали супротних предзнака из извора једносмерне струје примењују се на ламеларне лимене електроде (које се обично називају термином «преципитација») састављене у одвојене делове и постављене између њих металне филаментне решетке.

Величина напона између мреже и плоча у кућним апаратима је неколико киловолти. За филтере који раде у индустријским објектима, може се повећати за ред величине.

Кроз ове електроде, вентилатори пролазе кроз посебне канале проток ваздуха или гасова који садрже механичке нечистоће и бактерије.

Под утицајем високог напона формира се јако електрично поље и површинско коронско пражњење тече из филамената (коронских електрода). Ово доводи до јонизације ваздуха у близини електрода са ослобађањем ањона (+) и катјона (-), ствара се јонска струја.

Јони са негативним наелектрисањем под дејством електростатичког поља крећу се до сабирних електрода, истовремено пунећи бројаче нечистоћа. На ова наелектрисања делују електростатичке силе које стварају накупљање прашине на сабирним електродама. На овај начин се ваздух који пролази кроз филтер пречишћава.

Када филтер ради, слој прашине на његовим електродама се стално повећава. Повремено га треба уклонити. За структуре домаћинства, ова операција се изводи ручно. У моћним производним постројењима, електроде за таложење и корона се механички тресу како би се загађивачи усмерили у посебан резервоар, одакле се уклањају на одлагање.

Карактеристике дизајна индустријског електрофилтера

Детаљи његовог тела могу се направити од бетонских блокова или металних конструкција.

На улазу загађеног ваздуха и на излазу пречишћеног ваздуха постављају се екрани за дистрибуцију гаса, који оптимално усмеравају ваздушне масе између електрода.

Сакупљање прашине се одвија у силосима, који су обично равног дна и опремљени стругајућим транспортером. Сакупљачи прашине се производе у облику:

• тацне;

• обрнута пирамида;

• скраћени конус.

Механизми за тресење електрода раде на принципу падајућег чекића. Могу се налазити испод или изнад плоча. Рад ових уређаја значајно убрзава чишћење електрода. Најбољи резултати се постижу са дизајном где сваки чекић делује на другу електроду.

За стварање високонапонског коронског пражњења користе се стандардни трансформатори са исправљачима који раде из мреже индустријске фреквенције или специјални високофреквентни уређаји од неколико десетина килохерца. У њихов рад укључени су микропроцесорски управљачки системи.

Међу различитим типовима електрода за пражњење, спирале од нерђајућег челика најбоље раде за оптималну напетост филамента. Мање су загађени од свих осталих модела.

Конструкције сабирних електрода у облику плоча са посебним профилом комбиноване су у секције створене за равномерну расподелу површинских наелектрисања.

Индустријски филтери за хватање високо токсичних аеросола

Пример једне од шема рада таквих уређаја приказан је на фотографији.

Ове структуре користе двостепену зону за пречишћавање ваздуха контаминирану чврстим нечистоћама или испарењима аеросола.Највеће честице се таложе на предфилтеру.

Флукс се затим усмерава на јонизатор са коронском жицом и уземљеним плочама. Од високонапонске јединице на електроде се напаја око 12 киловолти.

Као резултат, долази до коронског пражњења и честице нечистоће постају наелектрисане. Смеша издуваног ваздуха пролази кроз таложник, у коме су штетне материје концентрисане на уземљеним плочама.

Постфилтер који се налази после таложника хвата преостале несталне честице. Хемијски кертриџ додатно чисти ваздух од преосталих нечистоћа угљен-диоксида и других гасова.

Аеросоли који се наносе на плоче једноставно теку низ осовину под утицајем гравитације.

Примена индустријских електрофилтера

Пречишћавање загађеног ваздуха се користи у:

• електране на угаљ;

• локације за производњу мазута;

• постројења за спаљивање отпада;

• индустријски котлови за хемијски опоравак;

• индустријске пећи за кречњак;

• технолошки котлови за сагоревање биомасе;

• предузећа црне металургије;

• производња обојених метала;

• локације цементне индустрије;

• пољопривредна предузећа и друге индустрије.

Могућности за чишћење контаминиране средине

На дијаграму су приказани дијаграми рада моћних индустријских електростатичких филтера са различитим штетним материјама.

Карактеристике филтерских структура у уређајима за домаћинство

Пречишћавање ваздуха у стамбеним просторијама врши се:

• клима уређаји;

• јонизатори.

Принцип рада клима уређаја је приказан на фотографији.

Контаминирани ваздух покрећу вентилатори кроз електроде напоном од око 5 киловолти на њих. Микроби, гриње, вируси, бактерије у струји ваздуха умиру, а честице нечистоће, напуњене, лете до електрода за сакупљање прашине и таложе се на њима.

Истовремено, ваздух се јонизује и ослобађа се озон. Пошто спада у категорију најјачих природних оксидатора, сви живи организми у клима уређају су уништени.

Прекорачење нормативне концентрације озона у ваздуху је недопустиво према санитарно-хигијенским стандардима. Овај индикатор пажљиво прате надзорни органи произвођача клима уређаја.

Карактеристике јонизатора у домаћинству

Прототип модерних јонизатора је развој совјетског научника Александра Леонидовича Чижевског, који је створио да обнови здравље људи исцрпљених у затвору од најтежег тешког рада и лоших услова притвора.

Услед примене напона високог напона на електроде извора окаченог са плафона уместо расветног лустера, у ваздуху долази до јонизације уз ослобађање здравих катјона. Звали су се "ваздушни јони" или "ваздушни витамини".

Катиони дају виталну енергију ослабљеном телу, а ослобођени озон убија микробе и бактерије које изазивају болести.

Савремени јонизатори су лишени многих недостатака који су били у првим дизајнима. Конкретно, концентрација озона је сада строго ограничена, предузимају се мере за смањење ефекта високонапонског електромагнетног поља и користе се уређаји за биполарну јонизацију.

Међутим, вреди напоменути да многи људи и даље бркају сврху јонизатора и озонатора (производња озона у максималној количини), користећи ове друге у друге сврхе које у великој мери штете њиховом здрављу.

Према принципу њиховог рада, јонизатори не обављају све функције клима уређаја и не пречишћавају ваздух од прашине.