מהו משקע אלקטרוסטטי?
התעשייה היא חלק בלתי נפרד מהמערכת הכלכלית שלנו, ורבים מאמינים שזכותם לסבול את ארובות המפעלים שחונקות את האוויר. אבל לא רבים יודעים שלטכנולוגיה יש פתרון מצוין לכך כבר למעלה ממאה שנה בצורת אלקטרוסטטיקה. משקעאלה מפחיתים משמעותית את הזיהום ועוזרים לשפר את הסביבה.
מהו משקע אלקטרוסטטי?
משקע אלקטרוסטטי (ESP) מוגדר כמכשיר סינון המשמש להסרת חלקיקים עדינים כמו עשן ואבק דק מהגז הזורם. זהו המכשיר הנפוץ ביותר עבור... בקרת זיהום אווירהם משמשים בתעשיות כמו מפעלי פלדה ותחנות אנרגיה תרמית.
בשנת 1907, פרופסור לכימיה פרדריק גרדנר קוטרל רשם פטנט על המשקע האלקטרוסטטי הראשון ששימש לאיסוף ערפל חומצה גופרתית ואדי תחמוצת עופרת הנפלטים מפעילויות שונות של ייצור חומצה והתכה.
דיאגרמת משקע אלקטרוסטטי
עקרון העבודה של משקע אלקטרוסטטי
עקרון הפעולה של המשקע האלקטרוסטטי הוא פשוט למדי. הוא מורכב משתי קבוצות של אלקטרודות: חיוביות ושליליות. האלקטרודות השליליות הן בצורת רשת תיל, והאלקטרודות החיוביות הן לוחות. אלקטרודות אלו ממוקמות אנכית וממוקמות זו לסירוגין.
עקרון העבודה של משקע אלקטרוסטטי
חלקיקים הנישאים בגז, כגון אפר, מיוננים על ידי אלקטרודת פריקה במתח גבוה באמצעות אפקט הקורונה. חלקיקים אלה מיוננים למטען שלילי ונמשכים ללוחות קולטים בעלי מטען חיובי.
ההדק השלילי של מקור הזרם הישר (DC) במתח גבוה משמש לחיבור האלקטרודות השליליות, וההדק החיובי של מקור הזרם הישר משמש לחיבור הלוחות החיוביים. כדי ליינן את התווך בין האלקטרודה השלילית והחיובית, נשמר מרחק מסוים בין האלקטרודה החיובית והשלילית לבין מקור הזרם הישר, וכתוצאה מכך נוצר מפל מתח גבוה.
התווך המשמש בין שתי האלקטרודות הוא אוויר. ייתכן שיש פריקת קורונה סביב מוטות האלקטרודה או רשת התיל עקב השליליות הגבוהה של מטענים שליליים. המערכת כולה סגורה במיכל מתכתי המכיל פתח כניסה לגזי פליטה ופתח יציאה לגזים מסוננים. ישנם שפע של אלקטרונים חופשיים כאשר האלקטרודות מיונות, אשר מקיימים אינטראקציה עם חלקיקי האבק של הגז, מה שהופך אותם לטעונים שליליים. חלקיקים אלה נעים לעבר אלקטרודות חיוביות ונופלים עקבכוח הכבידהגז הפליטה נקי מחלקיקי אבק כשהוא זורם דרך המשקע האלקטרוסטטי ומשוחרר לאטמוספרה דרך הארובה.
סוגי משקע אלקטרוסטטי
ישנם סוגים שונים של אלקטרוסטטיים, וכאן נלמד כל אחד מהם בפירוט. להלן שלושת סוגי ה-ESP:
משקע פלטות: זהו סוג המשקע הבסיסי ביותר המורכב משורות של חוטים אנכיים דקים וערימה של לוחות מתכת שטוחים גדולים המסודרים אנכית, הממוקמים במרחק של 1 ס"מ עד 18 ס"מ זו מזו. זרם האוויר עובר אופקית דרך הלוחות האנכיים ולאחר מכן דרך ערימת הלוחות הגדולה. על מנת ליינן את החלקיקים, מופעל מתח שלילי בין החוט ללוח. חלקיקים מיוננים אלה מופנים לאחר מכן לכיוון הלוחות המקורקעים באמצעות כוח אלקטרוסטטי. כאשר החלקיקים נאספים על לוח האיסוף, הם מוסרים מזרם האוויר.
משקע אלקטרוסטטי יבש: משקע זה משמש לאיסוף מזהמים כמו אפר או מלט במצב יבש. הוא מורכב מאלקטרודות שדרכן חלקיקים מיוננים זורמים ומשפך שדרכו החלקיקים שנאספו נשאבים החוצה. חלקיקי האבק נאספים מזרם אוויר על ידי חבטה באלקטרודות.
משקע אלקטרוסטטי יבש
משקע אלקטרוסטטי רטוב: משקע זה משמש להסרת שרף, שמן, זפת וצבע רטובים. הוא מורכב מאספים המרוססים ברציפות במים, מה שגורם לאיסוף חלקיקים מיוננים מהבוצה. הם יעילים יותר ממשקעים אלקטרוסטטיים יבשים.
משקע צינורי: משקע זה הוא יחידה חד-שלבית המורכבת מצינורות עם אלקטרודות מתח גבוה המסודרות במקביל זו לזו כך שהן פועלות על צירן. סידור הצינורות יכול להיות עגול או מרובע או בצורת חלת דבש משושה כאשר הגז זורם כלפי מעלה או מטה. הגז עובר דרך כל הצינורות. יש להם יישומים בהם יש להסיר חלקיקים דביקים.
יתרונות וחסרונות
יתרונות של משקע אלקטרוסטטי:
העמידות של ה-ESP גבוהה.
ניתן להשתמש בו לאיסוף זיהומים יבשים ורטובים כאחד.
יש לה עלויות תפעול נמוכות.
יעילות האיסוף של המכשיר גבוהה אפילו עבור חלקיקים קטנים.
הוא יכול להתמודד עם נפחי גז גדולים ועומסי אבק כבדים בלחצים נמוכים.
חסרונות של משקע אלקטרוסטטי:
לא ניתן להשתמש בו לפליטות גזים.
דרישת המקום גדולה יותר.
השקעות ההון גבוהות.
אינו מסתגל לשינויים בתנאי ההפעלה.
יישומי משקע אלקטרוסטטי
כמה יישומים ראויים לציון של משקע אלקטרוסטטי מפורטים להלן:
מערכת שימון דו-שלבית של מערכת שימון גלגלי שיניים (ESP) משמשת בחדרי המכונות של ספינות, שכן תיבת ההילוכים מייצרת ערפל שמן נפיץ. השמן שנאסף משמש שוב במערכת שימון גלגלי שיניים.
מערכות ESP יבשות משמשות במפעלים תרמיים לניקוי האוויר במערכות אוורור ומיזוג אוויר.
הם מוצאים יישומים בתחום הרפואי להסרת חיידקים ופטריות.
הם משמשים בחול זירקוניום לניתוק הרוטיל בצמחים.
הם משמשים בתעשיות המתכת לניקוי הפיצוץ.