Bộ lọc tĩnh điện - thiết bị, nguyên lý hoạt động, lĩnh vực ứng dụng

Khả năng hít thở không khí trong lành là nhu cầu sinh lý của chúng ta, một sự đảm bảo cho sức khỏe và tuổi thọ. Tuy nhiên, các doanh nghiệp công nghiệp hiện đại mạnh mẽ gây ô nhiễm môi trường và bầu khí quyển với khí thải công nghiệp gây nguy hiểm cho con người.

Đảm bảo độ tinh khiết của không khí trong các quy trình công nghệ trong doanh nghiệp và loại bỏ các tạp chất có hại khỏi nó trong cuộc sống hàng ngày - đây là những nhiệm vụ mà bộ lọc tĩnh điện thực hiện.

Thiết kế đầu tiên như vậy đã được đăng ký bằng sáng chế Hoa Kỳ số 895729 vào năm 1907. Tác giả của nó, Frederick Cottrell, đã tham gia nghiên cứu các phương pháp tách các hạt lơ lửng khỏi môi trường khí.

Đối với điều này, ông đã sử dụng tác động của các định luật cơ bản của trường tĩnh điện, truyền hỗn hợp khí với tạp chất rắn mịn qua các điện cực có điện thế dương và âm. Các ion tích điện trái dấu với các hạt bụi bị hút vào các điện cực, lắng đọng trên chúng và các ion cùng tên bị đẩy lùi.

Sự phát triển này đóng vai trò là nguyên mẫu để tạo ra các bộ lọc tĩnh điện hiện đại.

Tiềm năng của các dấu hiệu ngược lại từ nguồn dòng điện một chiều được áp dụng cho các điện cực tấm lamellar (thường được gọi bằng thuật ngữ «kết tủa») được lắp ráp thành các phần riêng biệt và đặt giữa chúng là các lưới sợi kim loại.

Độ lớn của điện áp giữa mạng và các tấm trong thiết bị gia dụng là vài kilovolt. Đối với các bộ lọc hoạt động trong các cơ sở công nghiệp, nó có thể được tăng lên theo một mức độ lớn.

Thông qua các điện cực này, quạt đi qua các ống dẫn đặc biệt một luồng không khí hoặc khí có chứa tạp chất cơ học và vi khuẩn.

Dưới tác động của điện áp cao, một điện trường mạnh được hình thành và dòng phóng điện hào quang bề mặt chảy ra từ các dây tóc (điện cực hào quang). Điều này dẫn đến sự ion hóa không khí tiếp giáp với các điện cực với sự giải phóng các anion (+) và cation (-), một dòng ion được tạo ra.

Các ion có điện tích âm dưới tác dụng của trường tĩnh điện di chuyển đến các điện cực thu, đồng thời nạp điện cho các máy đếm tạp chất. Các điện tích này được tác động bởi lực tĩnh điện tạo ra sự tích tụ bụi trên các điện cực thu thập. Bằng cách này, không khí được dẫn qua bộ lọc được lọc sạch.

Khi bộ lọc hoạt động, lớp bụi trên các điện cực của nó không ngừng tăng lên. Định kỳ nó nên được gỡ bỏ. Đối với các cấu trúc hộ gia đình, thao tác này được thực hiện thủ công. Trong các nhà máy sản xuất mạnh, các điện cực lắng và corona được lắc cơ học để hướng các chất ô nhiễm vào một phễu đặc biệt, từ đó chúng được lấy ra để xử lý.

Đặc điểm thiết kế máy lọc bụi tĩnh điện công nghiệp

Các chi tiết của cơ thể nó có thể được làm từ các khối bê tông hoặc kết cấu kim loại.

Màn hình phân phối khí được lắp đặt ở đầu vào của không khí bị ô nhiễm và ở đầu ra của không khí đã được làm sạch, giúp định hướng tối ưu các khối không khí giữa các điện cực.

Việc thu gom bụi diễn ra trong silo, thường có đáy phẳng và được trang bị băng tải cạp. Máy hút bụi được sản xuất dưới dạng:

• khay;

• kim tự tháp ngược;

• nón cụt.

Cơ chế lắc điện cực hoạt động theo nguyên tắc búa rơi. Chúng có thể được đặt bên dưới hoặc bên trên các tấm. Hoạt động của các thiết bị này tăng tốc đáng kể quá trình làm sạch các điện cực. Kết quả tốt nhất đạt được với các thiết kế trong đó mỗi chiếc búa tác động lên một điện cực khác nhau.

Để tạo ra dòng phóng điện corona điện áp cao, người ta sử dụng các máy biến áp tiêu chuẩn có bộ chỉnh lưu hoạt động từ mạng tần số công nghiệp hoặc các thiết bị tần số cao đặc biệt vài chục kilohertz. Hệ thống điều khiển vi xử lý có liên quan đến công việc của họ.

Trong số các loại điện cực phóng điện khác nhau, xoắn ốc bằng thép không gỉ hoạt động tốt nhất để có độ căng dây tóc tối ưu. Chúng ít ô nhiễm hơn tất cả các mô hình khác.

Cấu trúc của các điện cực thu ở dạng tấm có cấu hình đặc biệt được kết hợp thành các phần được tạo ra để phân bố đồng đều các điện tích bề mặt.

Bộ lọc công nghiệp để thu giữ các sol khí có độc tính cao

Một ví dụ về một trong những sơ đồ hoạt động của các thiết bị như vậy được hiển thị trong ảnh.

Những cấu trúc này sử dụng vùng lọc không khí hai giai đoạn bị nhiễm tạp chất rắn hoặc hơi aerosol.Các hạt lớn nhất được lắng đọng trên bộ lọc trước.

Thông lượng sau đó được dẫn đến một máy ion hóa với dây corona và các tấm nối đất. Khoảng 12 kilovolt được cung cấp từ thiết bị điện áp cao đến các điện cực.

Kết quả là xảy ra hiện tượng phóng điện corona và các hạt tạp chất bị tích điện. Hỗn hợp không khí được thổi đi qua thiết bị lọc bụi, trong đó các chất độc hại được tập trung trên các tấm nối đất.

Một bộ lọc sau được đặt sau bộ kết tủa sẽ thu giữ các hạt chưa ổn định còn lại. Hộp hóa chất cũng làm sạch không khí khỏi các tạp chất còn lại của carbon dioxide và các loại khí khác.

Các sol khí được áp dụng cho các tấm chỉ đơn giản là chảy xuống trục dưới tác động của trọng lực.

Ứng dụng của máy lọc bụi tĩnh điện công nghiệp

Thanh lọc không khí bị ô nhiễm được sử dụng trong:

• nguồn năng lượng than củi;

• địa điểm sản xuất dầu nhiên liệu;

• nhà máy đốt rác thải;

• nồi hơi công nghiệp thu hồi hóa chất;

• lò nung đá vôi công nghiệp;

• nồi hơi công nghệ đốt sinh khối;

• doanh nghiệp luyện kim màu;

• sản xuất kim loại màu;

• các khu công nghiệp xi măng;

• doanh nghiệp nông nghiệp và các ngành công nghiệp khác.

Khả năng làm sạch môi trường bị ô nhiễm

Sơ đồ hoạt động của các bộ lọc tĩnh điện công nghiệp mạnh mẽ với các chất độc hại khác nhau được thể hiện trong sơ đồ.

Đặc điểm của cấu trúc bộ lọc trong các thiết bị gia dụng

Thanh lọc không khí trong khuôn viên khu dân cư được thực hiện:

• máy điều hoà;

• chất ion hóa.

Nguyên lý hoạt động của điều hòa được thể hiện trong ảnh.

Không khí bị ô nhiễm được quạt đẩy qua các điện cực có điện áp khoảng 5 kilovolt đặt vào chúng. Vi khuẩn, ve, vi rút, vi khuẩn trong luồng không khí chết và các hạt tạp chất, được tích điện, bay đến các điện cực thu gom bụi và lắng đọng trên chúng.

Đồng thời, không khí bị ion hóa và giải phóng ozone. Vì nó thuộc loại chất oxy hóa tự nhiên mạnh nhất nên tất cả các sinh vật sống trong máy điều hòa đều bị tiêu diệt.

Vượt quá nồng độ quy định của ozone trong không khí là không thể chấp nhận được theo tiêu chuẩn vệ sinh và vệ sinh. Chỉ số này được giám sát chặt chẽ bởi các cơ quan giám sát của các nhà sản xuất điều hòa không khí.

Đặc điểm của máy ion hóa gia đình

Nguyên mẫu của máy ion hóa hiện đại là sự phát triển của nhà khoa học Liên Xô Alexander Leonidovich Chizhevsky, ông đã tạo ra nó để phục hồi sức khỏe cho những người kiệt sức trong tù do lao động khổ sai nặng nề nhất và điều kiện giam giữ tồi tệ.

Do áp dụng điện áp cao cho các điện cực của nguồn treo trên trần nhà thay vì đèn chùm chiếu sáng, quá trình ion hóa xảy ra trong không khí với sự giải phóng các cation lành mạnh. Chúng được gọi là "ion không khí" hoặc "vitamin không khí".

Các cation cung cấp năng lượng quan trọng cho cơ thể suy yếu và ozone được giải phóng sẽ tiêu diệt vi khuẩn và vi khuẩn gây bệnh.

Các ion hóa hiện đại không có nhiều thiếu sót trong các thiết kế đầu tiên. Đặc biệt, nồng độ ôzôn hiện bị hạn chế nghiêm ngặt, các biện pháp được thực hiện để giảm tác động của trường điện từ cao áp và các thiết bị ion hóa lưỡng cực được sử dụng.

Tuy nhiên, điều đáng chú ý là nhiều người vẫn nhầm lẫn mục đích của máy ion hóa và máy ozon hóa (sản xuất ozone với lượng tối đa), sử dụng mục đích sau cho các mục đích khác gây hại lớn cho sức khỏe.

Theo nguyên tắc hoạt động của chúng, các máy ion hóa không thực hiện tất cả các chức năng của máy điều hòa không khí và không làm sạch không khí khỏi bụi.