رسوب‌دهنده الکترواستاتیک چیست؟

صنعت بخش جدایی‌ناپذیری از سیستم اقتصادی ماست و بسیاری معتقدند که حق دارند دودکش‌های کارخانه‌ها را که هوا را خفه می‌کنند، تحمل کنند. اما بسیاری نمی‌دانند که فناوری بیش از یک قرن است که راه‌حل بسیار خوبی برای این مشکل دارد، به شکل الکترواستاتیک. رسوب دهندهاینها به طور قابل توجهی آلودگی را کاهش داده و به بهبود محیط زیست کمک می‌کنند.

چیست؟ رسوبگر الکترواستاتیک?

رسوب‌دهنده الکترواستاتیک (ESP) به عنوان یک دستگاه فیلتراسیون تعریف می‌شود که برای حذف ذرات ریز مانند دود و گرد و غبار ریز از گاز در حال جریان استفاده می‌شود. این دستگاه رایج‌ترین وسیله مورد استفاده برای کنترل آلودگی هواآنها در صنایعی مانند کارخانه‌های فولاد و نیروگاه‌های انرژی حرارتی استفاده می‌شوند.

در سال ۱۹۰۷، استاد شیمی، فردریک گاردنر کاترل، اولین رسوب‌دهنده الکترواستاتیک را که برای جمع‌آوری غبار اسید سولفوریک و بخارات اکسید سرب ساطع شده از فعالیت‌های مختلف اسیدسازی و ذوب استفاده می‌شد، به ثبت رساند.

نمودار رسوب‌دهنده الکترواستاتیک

اصل کار رسوبگر الکترواستاتیک

اصول کار رسوب‌دهنده الکترواستاتیک نسبتاً ساده است. این دستگاه از دو مجموعه الکترود تشکیل شده است: مثبت و منفی. الکترودهای منفی به شکل توری سیمی و الکترودهای مثبت به صورت صفحه هستند. این الکترودها به صورت عمودی قرار گرفته و به طور متناوب در کنار هم قرار گرفته‌اند.

اصول کار رسوب دهنده الکترواستاتیک

ذرات حامل گاز مانند خاکستر توسط الکترود تخلیه ولتاژ بالا و از طریق اثر کرونا یونیزه می‌شوند. این ذرات یونیزه شده و دارای بار منفی می‌شوند و به صفحات جمع‌کننده با بار مثبت جذب می‌شوند.

ترمینال منفی منبع جریان مستقیم ولتاژ بالا برای اتصال الکترودهای منفی و ترمینال مثبت منبع جریان مستقیم برای اتصال صفحات مثبت استفاده می‌شود. برای یونیزه کردن محیط بین الکترود منفی و مثبت، فاصله مشخصی بین الکترود مثبت و منفی و منبع جریان مستقیم حفظ می‌شود که منجر به گرادیان ولتاژ بالا می‌شود.

واسطه‌ای که بین دو الکترود استفاده می‌شود هوا است. به دلیل منفی بودن بالای بارهای منفی، ممکن است در اطراف میله‌های الکترود یا توری سیمی، تخلیه کرونا رخ دهد. کل سیستم در یک ظرف فلزی حاوی یک ورودی برای گازهای دودکش و یک خروجی برای گازهای فیلتر شده محصور شده است. به دلیل یونیزه شدن الکترودها، الکترون‌های آزاد زیادی وجود دارد که با ذرات گرد و غبار گاز تعامل دارند و آنها را دارای بار منفی می‌کنند. این ذرات به سمت الکترودهای مثبت حرکت می‌کنند و به دلیل ... سقوط می‌کنند.نیروی گرانشیگاز دودکش هنگام عبور از رسوب‌دهنده الکترواستاتیک عاری از ذرات گرد و غبار است و از طریق دودکش به جو تخلیه می‌شود.

انواع رسوبگر الکترواستاتیک

انواع مختلفی از الکترواستاتیک وجود دارد و در اینجا، هر یک از آنها را با جزئیات بررسی خواهیم کرد. در زیر سه نوع ESP آمده است:

رسوب‌دهنده صفحه‌ای: این نوع رسوب‌دهنده، ابتدایی‌ترین نوع رسوب‌دهنده است که از ردیف‌هایی از سیم‌های عمودی نازک و مجموعه‌ای از صفحات فلزی بزرگ و مسطح که به صورت عمودی چیده شده‌اند و در فاصله ۱ تا ۱۸ سانتی‌متر از یکدیگر قرار گرفته‌اند، تشکیل شده است. جریان هوا به صورت افقی از میان صفحات عمودی و سپس از میان انبوهی از صفحات عبور می‌کند. برای یونیزه کردن ذرات، یک ولتاژ منفی بین سیم و صفحه اعمال می‌شود. سپس این ذرات یونیزه شده با استفاده از نیروی الکترواستاتیک به سمت صفحات متصل به زمین هدایت می‌شوند. با جمع شدن ذرات روی صفحه جمع‌آوری، از جریان هوا حذف می‌شوند.

رسوب‌دهنده الکترواستاتیکی خشک: این رسوب‌دهنده برای جمع‌آوری آلاینده‌هایی مانند خاکستر یا سیمان در حالت خشک استفاده می‌شود. این رسوب‌دهنده شامل الکترودهایی است که ذرات یونیزه شده از طریق آنها جریان می‌یابند و یک قیف که ذرات جمع‌آوری شده از طریق آن استخراج می‌شوند. ذرات گرد و غبار با ضربه زدن الکترودها از جریان هوا جمع‌آوری می‌شوند.

رسوب‌دهنده الکترواستاتیک خشک

رسوب‌دهنده الکترواستاتیکی مرطوب: این رسوب‌دهنده برای حذف رزین، روغن، قیر و رنگ که ماهیت مرطوب دارند استفاده می‌شود. این رسوب‌دهنده شامل جمع‌آوری‌کننده‌هایی است که به طور مداوم با آب اسپری می‌شوند و ذرات یونیزه شده را از لجن جمع‌آوری می‌کنند. آنها نسبت به ESP های خشک کارآمدتر هستند.

رسوب‌دهنده لوله‌ای: این رسوب‌دهنده یک واحد تک مرحله‌ای است که از لوله‌هایی با الکترودهای ولتاژ بالا تشکیل شده است که به صورت موازی با یکدیگر طوری چیده شده‌اند که روی محور خود حرکت می‌کنند. چیدمان لوله‌ها می‌تواند دایره‌ای یا مربعی یا شش ضلعی لانه زنبوری باشد که گاز به سمت بالا یا پایین جریان دارد. گاز طوری ساخته شده است که از تمام لوله‌ها عبور کند. آنها در مواردی که ذرات چسبنده باید جدا شوند، کاربرد دارند.

مزایا و معایب

مزایای رسوب دهنده الکترواستاتیک:

دوام ESP زیاد است.

می‌توان از آن برای جمع‌آوری ناخالصی‌های خشک و تر استفاده کرد.

هزینه‌های عملیاتی پایینی دارد.

راندمان جمع‌آوری دستگاه حتی برای ذرات کوچک نیز بالا است.

این دستگاه می‌تواند حجم زیادی از گاز و گرد و غبار سنگین را در فشارهای پایین جابجا کند.

معایب رسوب دهنده الکترواستاتیک:

برای انتشار گازهای گلخانه‌ای قابل استفاده نیست.

نیاز به فضا بیشتر است.

سرمایه‌گذاری کلان بالاست.

با تغییر شرایط عملیاتی سازگار نیست.

کاربردهای رسوب‌دهنده الکترواستاتیک

چند کاربرد قابل توجه رسوب‌دهنده الکترواستاتیک در زیر فهرست شده‌اند:

ESP های صفحه‌ای دو مرحله‌ای در موتورخانه‌های کشتی‌ها استفاده می‌شوند، زیرا گیربکس غبار روغن انفجاری تولید می‌کند. روغن جمع‌آوری‌شده در سیستم روانکاری دنده‌ها مجدداً استفاده می‌شود.

ESP های خشک در نیروگاه‌های حرارتی برای تمیز کردن هوا در سیستم‌های تهویه و تهویه مطبوع استفاده می‌شوند.

آنها کاربردهایی در زمینه پزشکی برای از بین بردن باکتری‌ها و قارچ‌ها پیدا کرده‌اند.

آنها در ماسه زیرکونیوم برای جدا کردن روتیل در گیاهان استفاده می‌شوند.

آنها در صنایع متالورژی برای تمیز کردن انفجار استفاده می شوند.