Filter elektrostatik — perangkat, prinsip operasi, area aplikasi

Kemampuan menghirup udara segar adalah kebutuhan fisiologis kita, jaminan kesehatan dan umur panjang. Namun, perusahaan industri modern yang kuat mencemari lingkungan dan atmosfer dengan emisi industri yang berbahaya bagi manusia.

Memastikan kemurnian udara selama proses teknologi di perusahaan dan menghilangkan kotoran berbahaya darinya dalam kehidupan sehari-hari - ini adalah tugas yang dilakukan oleh filter elektrostatis.

Desain pertama didaftarkan dalam paten AS No. 895729 pada tahun 1907. Pengarangnya, Frederick Cottrell, terlibat dalam penelitian metode pemisahan partikel tersuspensi dari media gas.

Untuk ini, ia menggunakan aksi hukum dasar medan elektrostatik, melewatkan campuran gas dengan pengotor padat halus melalui elektroda dengan potensi positif dan negatif. Ion bermuatan berlawanan dengan partikel debu tertarik ke elektroda, menetap di atasnya, dan ion dengan nama yang sama ditolak.

Perkembangan ini berfungsi sebagai prototipe untuk pembuatan filter elektrostatis modern.

Potensi tanda berlawanan dari sumber arus searah diterapkan pada elektroda lembaran pipih (biasanya disebut dengan istilah «presipitasi») yang dirangkai dalam bagian terpisah dan ditempatkan di antara kisi-kisi filamen logam.

Besarnya tegangan antara jaringan dan pelat pada peralatan rumah tangga adalah beberapa kilovolt. Untuk filter yang beroperasi di fasilitas industri, dapat ditingkatkan dengan urutan besarnya.

Melalui elektroda ini, kipas melewati saluran khusus aliran udara atau gas yang mengandung kotoran mekanis dan bakteri.

Di bawah pengaruh tegangan tinggi, medan listrik yang kuat terbentuk dan pelepasan korona permukaan mengalir dari filamen (elektroda korona). Hal ini menyebabkan ionisasi udara yang berdekatan dengan elektroda dengan pelepasan anion (+) dan kation (-), arus ionik tercipta.

Ion dengan muatan negatif di bawah aksi medan elektrostatik bergerak ke elektroda pengumpul, sekaligus mengisi penghitung pengotor. Muatan ini ditindaklanjuti oleh gaya elektrostatik yang menciptakan penumpukan debu pada elektroda pengumpul. Dengan cara ini, udara yang didorong melalui filter dimurnikan.

Saat filter berfungsi, lapisan debu pada elektrodanya terus meningkat. Secara berkala itu harus dihapus. Untuk struktur rumah tangga, operasi ini dilakukan secara manual. Di pabrik produksi yang kuat, elektroda pengendapan dan korona diguncang secara mekanis untuk mengarahkan polutan ke dalam corong khusus, dari mana polutan dikeluarkan untuk dibuang.

Fitur desain presipitator elektrostatik industri

Detail bodinya bisa dibuat dari balok beton atau struktur logam.

Layar distribusi gas dipasang di saluran masuk udara yang tercemar dan di saluran keluar udara murni, yang secara optimal mengarahkan massa udara di antara elektroda.

Pengumpulan debu dilakukan di silo, yang biasanya beralas datar dan dilengkapi dengan konveyor pengikis. Pengumpul debu diproduksi dalam bentuk:

• nampan;

• piramida terbalik;

• kerucut terpotong.

Mekanisme pengocokan elektroda bekerja berdasarkan prinsip palu jatuh. Mereka dapat ditempatkan di bawah atau di atas pelat. Pengoperasian perangkat ini secara signifikan mempercepat pembersihan elektroda. Hasil terbaik dicapai dengan desain di mana setiap palu bekerja pada elektroda yang berbeda.

Untuk membuat pelepasan korona tegangan tinggi, transformator standar dengan penyearah yang beroperasi dari jaringan frekuensi industri atau perangkat frekuensi tinggi khusus beberapa puluh kilohertz digunakan. Sistem kontrol mikroprosesor terlibat dalam pekerjaan mereka.

Di antara berbagai jenis elektroda pelepasan, spiral stainless steel bekerja paling baik untuk tegangan filamen yang optimal. Mereka kurang tercemar dibandingkan semua model lainnya.

Konstruksi elektroda pengumpul dalam bentuk pelat dengan profil khusus digabungkan dalam beberapa bagian yang dibuat untuk distribusi muatan permukaan yang seragam.

Filter industri untuk menangkap aerosol yang sangat beracun

Contoh salah satu skema pengoperasian perangkat tersebut ditampilkan di foto.

Struktur ini menggunakan zona pemurnian udara dua tahap yang terkontaminasi kotoran padat atau uap aerosol.Partikel terbesar diendapkan pada pra-filter.

Fluks kemudian diarahkan ke ionizer dengan kawat korona dan pelat tanah. Sekitar 12 kilovolt disuplai dari unit tegangan tinggi ke elektroda.

Akibatnya, terjadi lucutan korona dan partikel pengotor menjadi bermuatan. Campuran udara yang ditiup melewati precipitator, di mana zat berbahaya terkonsentrasi pada pelat yang diarde.

Postfilter yang terletak setelah precipitator menangkap sisa partikel yang tidak stabil. Kartrid kimia juga membersihkan udara dari sisa kotoran karbon dioksida dan gas lainnya.

Aerosol yang diterapkan pada pelat hanya mengalir ke poros di bawah pengaruh gravitasi.

Aplikasi presipitator elektrostatik industri

Pemurnian udara tercemar digunakan dalam:

• pembangkit listrik tenaga batu bara;

• tempat produksi bahan bakar minyak;

• pabrik insinerasi limbah;

• boiler industri untuk pemulihan bahan kimia;

• kiln batu kapur industri;

• boiler teknologi untuk membakar biomassa;

• perusahaan metalurgi besi;

• produksi logam non-besi;

• lokasi industri semen;

• perusahaan pertanian dan industri lainnya.

Kemungkinan untuk membersihkan lingkungan yang terkontaminasi

Diagram pengoperasian filter elektrostatis industri yang kuat dengan berbagai zat berbahaya ditunjukkan pada diagram.

Karakteristik struktur filter pada perangkat rumah tangga

Pemurnian udara di tempat tinggal dilakukan:

• pendingin udara;

• ionizer.

Prinsip pengoperasian AC ditunjukkan pada foto.

Udara yang terkontaminasi digerakkan oleh kipas melalui elektroda dengan tegangan sekitar 5 kilovolt yang diterapkan padanya. Mikroba, tungau, virus, bakteri di aliran udara mati dan partikel pengotor, diisi, terbang ke elektroda pengumpul debu dan menetap di atasnya.

Pada saat yang sama, udara terionisasi dan ozon dilepaskan. Karena termasuk dalam kategori pengoksidasi alami terkuat, semua organisme hidup di AC dihancurkan.

Melebihi konsentrasi normatif ozon di udara tidak dapat diterima menurut standar sanitasi dan higienis. Indikator ini diawasi secara ketat oleh otoritas pengawas produsen AC.

Karakteristik ionizer rumah tangga

Prototipe ionizers modern adalah pengembangan dari ilmuwan Soviet Alexander Leonidovich Chizhevsky, yang ia ciptakan untuk memulihkan kesehatan orang-orang yang kelelahan di penjara akibat kerja paksa terberat dan kondisi penahanan yang buruk.

Karena penerapan tegangan tegangan tinggi ke elektroda sumber yang digantung di langit-langit alih-alih lampu gantung, ionisasi terjadi di udara dengan pelepasan kation sehat. Mereka disebut "ion udara" atau "vitamin udara".

Kation memberi energi vital bagi tubuh yang lemah, dan ozon yang dilepaskan membunuh mikroba dan bakteri penyebab penyakit.

Mesin ionisasi modern tidak memiliki banyak kekurangan yang ada pada desain pertama. Secara khusus, konsentrasi ozon sekarang sangat terbatas, tindakan diambil untuk mengurangi efek medan elektromagnetik tegangan tinggi, dan perangkat ionisasi bipolar digunakan.

Perlu dicatat, bagaimanapun, bahwa banyak orang masih bingung dengan tujuan ionizer dan ozonator (produksi ozon dalam jumlah maksimum), menggunakan yang terakhir untuk tujuan lain yang sangat membahayakan kesehatan mereka.

Menurut prinsip operasinya, ionizer tidak menjalankan semua fungsi AC dan tidak memurnikan udara dari debu.