Elektrostatiskā nogulsnētāja lietojumi: darbības principi, galvenās nozares un ierobežojumi

Kas ir elektrostatiskais nogulsnētājs?

Elektrostatiskais nogulsnētājs (ESP) ir gaisa attīrīšanas ierīce, kas no rūpnieciskām un komerciālām izplūdes gāzēm, izmantojot elektrostatiskos spēkus, noņem sīkas daļiņas, piemēram, putekļus, dūmus un aerosolus. Darbojoties ar divpakāpju procesu — jonizāciju un savākšanu — ESP uzlādē daļiņas, izmantojot augstsprieguma elektrodus (korona izlāde), pēc tam piesaista tās pretējā lādētā kolektora plāksnēm vai caurulēm noņemšanai. Saskaņā ar ASV Vides aizsardzības aģentūras (EPA) datiem ESP sasniedz vairāk nekā 99% efektivitāti submikronu daļiņu uztveršanā, padarot tos par kritiskiem tādām nozarēm kā ogļu spēkstacijas, cementa ražošana, virtuves izplūdes dūmu filtrēšana, pārtikas pārstrāde un metālapstrāde, lai nodrošinātu atbilstību normatīvajiem standartiem.

Kāds ir elektrostatiskā nogulsnētāja darbības princips?

Kad piesārņots gaiss, piemēram, dūmi vai izgarojumi, nonāk ESP, tas vispirms iziet cauri jonizācijas sekcijai, kur augstas intensitātes elektriskais lauks piešķir lādiņu gaisā esošām daļiņām. Šīs daļiņas, kuru izmērs ir no 0.01 līdz 10 mikroniem, kļūst vai nu pozitīvi, vai negatīvi lādētas, atkarībā no sistēmas polaritātes.

Tālāk lādētās daļiņas pārvietojas savākšanas sekcijā, kas sastāv no virknes paralēlu plākšņu ar mainīgiem lādiņiem. Daļiņas atgrūž viena un tā paša lādiņa plāksnes un piesaista pretēji lādētām plāksnēm, kur tās pielīp un laika gaitā uzkrājas. Lietojumos, kas saistīti ar šķidriem piesārņotājiem, piemēram, eļļas miglu no ēdiena gatavošanas dūmiem, savāktās vielas pakāpeniski noplūst savākšanas paplātē apakšā, novēršot atkārtotu iekļūšanu gaisa plūsmā.

Kad daļiņas ir noņemtas, attīrītais gaiss iziet no ESP, ievērojami samazinot gaisa piesārņojumu un uzlabojot gaisa kvalitāti.

Piezīmes: Lai gan šis skaidrojums ir vērsts uz plākšņu un stiepļu ESP konstrukciju, ir svarīgi atzīmēt, ka visi ESP darbojas pēc viena pamatprincipa — daļiņu uzlādēšana un uztveršana, izmantojot elektrostatiskos spēkus. Atšķirības starp dažādiem ESP veidiem slēpjas to strukturālajās konfigurācijās, nevis galvenajā darba mehānismā.

Galvenās sastāvdaļas un to funkcijas

Jonizators vai jonizācijas sekcija (lādēšanas elektrodi): jonizators ir atbildīgs par elektriskā lādiņa nodošanu piesārņojošām daļiņām. Tas sastāv no virknes plānas izlādes elektrodi (vadi, adatas vai asmeņi) novietots starp iezemētas plāksnes vai caurules. Kad a augstsprieguma līdzstrāvas lauks tiek pielietots, elektriskais lauks ap šiem elektrodiem kļūst pietiekami intensīvs, lai jonizēt apkārtējās gāzes molekulas, radot a korona izlāde.
Kolektora vai savākšanas plāksnes: Pēc uzlādes daļiņas nokļūst kolektoru sadaļa, kur viņi virzās paralēlās savākšanas plāksnes elektrostatiskās pievilkšanās dēļ. Plāksnes ir sakārtotas mainīgā polaritātē — viena ir pozitīvi uzlādēta, bet otra ir iezemēta, lai nodrošinātu efektīvu uztveršanu.
Augstsprieguma barošanas avots: HVPS vienība pārvērš standarta maiņstrāvu par augstsprieguma līdzstrāva lai aktivizētu jonizatoru un savākšanas plāksnes. Pareizi izstrādāts barošanas avots nodrošina stabila darbība un efektīva daļiņu uzlāde un savākšana. Aprīkots ar aizsardzību pret pārslodzi, aizsardzību pret īssavienojumu, loka slāpēšanu un automātiskas izslēgšanas funkcijām, tas uzlabo drošību, uzticamību un sistēmas ilgmūžību.
Izolatori: Izolatoriem ir izšķiroša nozīme elektriskās atdalīšanas uzturēšanā starp augstsprieguma komponenti un iezemētās daļas. Tā kā ESP darbojas ar augstu spriegumu, izolācijas materiāliem jābūt ļoti izturīgiem pret elektrisko noplūdi un piesārņojumu.
Automātiskā mazgāšanas sistēma: Saglabā savākšanas plāksnes tīras, lai nodrošinātu galda filtrēšanas efektivitāti un zemu ugunsgrēka risku.

Fizika aiz ESP efektivitātes

Krāsaomb likums un elektrostatiskā pievilcība: Savākšanas procesu elektrostatiskajā nogulsnētājā (ESP) regulē Kulona likums, kas nosaka, ka elektrostatiskais spēks starp uzlādētajām daļiņām ir apgriezti proporcionāls attāluma kvadrātam starp tām. Šis princips nosaka, kā uzlādētas piesārņojošās daļiņas tiek spēcīgi piesaistītas pretēji uzlādētām savākšanas plāksnēm, kamēr tās atgrūž līdzīgi uzlādētas plāksnes, nodrošinot efektīvu atdalīšanu no gaisa plūsmas. Šī spēka stiprums nosaka, cik efektīvi daļiņas tiek uztvertas un noturētas.
Migrācijas ātrums: Ātrums, ar kādu uzlādētas daļiņas virzās uz savākšanas plāksnēm, ir zināms kā migrācijas ātrums (ω), un tas ir būtisks ESP veiktspējas faktors. Šo ātrumu ietekmē vairāki faktori, tostarp daļiņu elektriskais lādiņš (q), masa (m), gaisa viskozitāte (η) un gaisa plūsmas pretestības spēks. Augstāks lādiņa līmenis un mazāka masa nodrošina ātrāku migrāciju, savukārt paaugstināta gaisa pretestība palēnina daļiņu kustību. Teorētisko migrācijas ātrumu var novērtēt, izmantojot Deutsch vienādojumu, kas palīdz prognozēt ESP savākšanas efektivitāti dažādos darbības apstākļos.
Korona izlādes un jonizācijas mehānismi: Korona izlādes process ir atbildīgs par piesārņojošo daļiņu uzlādi ESP. Kad jonizatora vadiem tiek pielikts augsts spriegums, apkārtējais gaiss tiek pakļauts dielektriskam sadalījumam, radot brīvo elektronu un jonu plazmu. Šīs uzlādētās sugas pēc tam saduras ar ienākošajām piesārņojošām daļiņām, radot tām neto lādiņu. Jonizācijas efektivitāte ir atkarīga no tādiem faktoriem kā elektrodu ģeometrija, pielietotais spriegums un gāzes sastāvs, kas viss ietekmē kopējo uzlādes efektivitāti un daļiņu savākšanas efektivitāti.
Sekundārā elektronu emisija: ja augstas enerģijas elektroni ietriecas virsmā, tie var izraisīt papildu elektronu izmešanu parādībā, kas pazīstama kā sekundārā elektronu emisija. ESP šis process palīdz uzturēt jonizācijas mehānismu, ģenerējot vairāk brīvo elektronu, kas veicina daļiņu uzlādi. Šis efekts ir īpaši nozīmīgs augstsprieguma vidē, kur uzlabota lādiņa pārnešana uzlabo uztveršanas efektivitāti. Elektrodu materiāla izvēle un virsmas apstrāde var vēl vairāk optimizēt šo parādību, lai maksimāli palielinātu ESP veiktspēju.

20 populārākie elektrostatisko nogulsnētāju (ESP) pielietojumi gaisa piesārņojuma kontrolei

Tirdzniecības un viesmīlības nozare

1. Komerciālās virtuves – Gatavošanas tvaiku, tauku, smaku un dūmu noņemšana restorānos, viesnīcās un ēdināšanas vietās.
2. Barbekjū un grilēšana – Smago dūmu un tauku emisiju attīrīšana no BBQ un grilēšanas darbībām.

Metāla un automobiļu ražošana

3. Metālapstrāde un mehāniskā apstrāde – Dzesēšanas šķidruma miglas, metināšanas dūmu un smalku metāla daļiņu noņemšana no griešanas, slīpēšanas un apstrādes darbībām.
4. Automobiļu ražošana – Izplūdes gāzu, krāsas pārsmidzināšanas, metināšanas dūmu un cieto daļiņu attīrīšana no automobiļu ražošanas.
5. Aviācijas un kosmosa rūpniecība – Precīzas ražošanas un pārklāšanas procesu laikā radušos emisiju un sīko daļiņu apstrāde.

Rūpnieciskā gaisa piesārņojuma kontrole

6. Ķīmiskā un farmācijas rūpniecība – Kaitīgo gāzu un sīko daļiņu noņemšana no ķīmiskās apstrādes un farmācijas ražošanas.
7. Cementa un stikla ražošana – Putekļu, sīko daļiņu un gāzveida piesārņotāju attīrīšana no cementa krāsnīm un stikla krāsnīm.
8. Elektrostacijas – Lido pelnu un sīko daļiņu kontrole no ogļu un biomasas enerģijas ražošanas.
9. Atkritumu sadedzināšana – Smalko daļiņu emisiju un toksisko gāzu kontrole no atkritumu pārstrādes iekārtām.
10. Tekstilizstrādājumu ražošana – Stentermašīnu izplūdes gāzu apstrāde, krāsošanas procesi un apdares darbības.
11. PVC apstrāde un sintētiskās ādas ražošana – Izplūdes gāzu attīrīšana no PVC putu krāsnis, PVC grīdas, sintētiskās ādas un PVC cimdu ražošana.
12. Biomasas apstrāde un sadedzināšana – Smalko daļiņu, darvas un pelnu noņemšana no biomasas katliem un gazifikācijas iekārtām.

Elektronika un augsto tehnoloģiju ražošana

13. Elektronikas ražošana – Smalko daļiņu, dūmu un ķīmisko tvaiku noņemšana no pusvadītāju ražošanas un PCB ražošanas.

Medicīnas un pētniecības iekārtas

14. Veselības aprūpe un laboratorijas - Gaisa vīrusu, baktēriju, ķīmisko izgarojumu un smaku noņemšana slimnīcās, tīrās telpās un pētniecības laboratorijās.

Akmens un kokapstrāde

15. Akmens griešana un apstrāde – Akmens putekļu un sīko daļiņu emisiju uztveršana, kas rodas akmens plātņu griešanas, pulēšanas un slīpēšanas laikā.
16. Kokapstrāde – Zāģu skaidu, sveķu un smalko daļiņu noņemšana no kokapstrādes un paneļu ražošanas.

Tempļa vīraks un Džosa papīra dedzināšana

17. Tempļa vīraks un papīra dedzināšana – Dūmu, smalko pelnu un daļiņu kontrole, kas rodas no vīraka dedzināšanas un papīra upuriem tempļos.

Pārtikas pārstrāde

18. Pārtikas pārstrāde – Cepšanas, grauzdēšanas un žāvēšanas procesā radušos izgarojumu, smaku un daļiņu attīrīšana.
19. Kafijas grauzdēšana – Cepšanas procesā radušos smalko daļiņu, dūmu un gaistošo organisko savienojumu (GOS) uztveršana.

20. Jūras rūpniecība – Kuģu dzinēju un rūpniecisko kuģu procesu izplūdes emisiju apstrāde.

Svarīga piezīme:

Elektrostatiskos nogulsnes (ESP) var izmantot visās iepriekš minētajās nozarēs, taču ir svarīgi ņemt vērā, ka ne visas izplūdes gāzes var tieši filtrēt ar ESP tehnoloģiju. Pirms ieviešanas ir jāņem vērā vairāki faktori, tostarp gāzes temperatūra, mitruma līmenis, piesārņotāju raksturs (cietās daļiņas vai šķidrie aerosoli) un tas, vai piesārņotājiem ir augsta lipība vai reakcija. Daudzos gadījumos var būt nepieciešamas priekšapstrādes sistēmas, piemēram, dzesēšana, mitruma kontrole vai daļiņu atdalīšana, lai nodrošinātu ESP ierīces optimālu veiktspēju un ilgmūžību.

Sazinieties ar mūsu ekspertiem, lai iegūtu pielāgotu gaisa filtrēšanas risinājumu

Katram rūpnieciskajam procesam ir unikālas prasības gaisa attīrīšanai. Mūsu eksperti var palīdzēt jums izveidot pielāgotu gaisa piesārņojuma kontroles sistēmu, kas atbilst jūsu īpašajām vajadzībām, nodrošinot maksimālu efektivitāti un atbilstību vides noteikumiem.

Nozares, kurās ESP nav piemērota

Lai gan elektrostatiskie nogulsnētāji (ESP) ir ļoti efektīvi daudziem lietojumiem, ir noteiktas nozares un izplūdes apstākļi, kur ESP tehnoloģija var nebūt ideāls risinājums.

Sprādzienbīstama vai viegli uzliesmojoša vide – ESP ģenerē augstsprieguma elektriskie lauki, kas var radīt aizdegšanās risku vidē ar viegli uzliesmojoši putekļi, gāzes vai tvaiki. Piemēri: pulverkrāsošana, miltu malšana un eļļas pārstrādes rūpnīcas.
Submikronu gāzveida piesārņotāji – ESP galvenais mērķis ir īpaša lieta un var nebūt efektīvi uztvert gāzveida piesārņotāji, gaistošie organiskie savienojumi (GOS) vai skābie izgarojumi bez papildu ārstēšanas. Piemēri: ķīmiskā ražošana, degvielas sadegšanas emisijas un izplūdes gāzu plūsmas uz amonjaka bāzes.