เครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิตคืออะไร?

อุตสาหกรรมเป็นส่วนสำคัญของระบบเศรษฐกิจของเรา และหลายคนเชื่อว่าพวกเขามีสิทธิ์ที่จะทนกับควันจากโรงงานที่ก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศ แต่มีคนไม่มากนักที่รู้ว่าเทคโนโลยีได้นำเสนอวิธีแก้ปัญหาที่ยอดเยี่ยมนี้มานานกว่าศตวรรษแล้ว ในรูปแบบของไฟฟ้าสถิต เครื่องดักจับฝุ่นสิ่งเหล่านี้ช่วยลดมลพิษได้อย่างมาก และช่วยปรับปรุงสิ่งแวดล้อมให้ดีขึ้น

อะไรคือ เครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิต?

เครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิต (ESP) คืออุปกรณ์กรองที่ใช้กำจัดอนุภาคขนาดเล็ก เช่น ควันและฝุ่นละอองขนาดเล็กออกจากก๊าซที่ไหลผ่าน เป็นอุปกรณ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับ การควบคุมมลพิษทางอากาศมีการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น โรงงานเหล็ก และโรงงานผลิตพลังงานความร้อน

ในปี ค.ศ. 1907 เฟรเดอริค การ์ดเนอร์ คอตเทรลล์ ศาสตราจารย์ด้านเคมี ได้จดสิทธิบัตรเครื่องดักจับฝุ่นด้วยไฟฟ้าสถิตเครื่องแรก ซึ่งใช้ในการดักจับละอองกรดซัลฟิวริกและควันออกไซด์ของตะกั่วที่ปล่อยออกมาจากกิจกรรมการผลิตกรดและการถลุงโลหะต่างๆ

แผนภาพเครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิต

หลักการทำงานของ เครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิต

หลักการทำงานของเครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิตนั้นค่อนข้างง่าย ประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าสองชุด คือ ขั้วบวกและขั้วลบ ขั้วลบเป็นตาข่ายลวด ส่วนขั้วบวกเป็นแผ่นโลหะ ขั้วไฟฟ้าเหล่านี้วางในแนวตั้งสลับกันไป

หลักการทำงานของเครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิต

อนุภาคในก๊าซ เช่น เถ้า จะถูกทำให้เป็นไอออนโดยอิเล็กโทรดปล่อยประจุไฟฟ้าแรงสูงด้วยปรากฏการณ์โคโรนา อนุภาคเหล่านี้จะกลายเป็นประจุลบและถูกดึงดูดไปยังแผ่นเก็บประจุบวก

ขั้วลบของแหล่งจ่ายไฟกระแสตรงแรงดันสูงใช้สำหรับเชื่อมต่อขั้วลบ และขั้วบวกของแหล่งจ่ายไฟกระแสตรงใช้สำหรับเชื่อมต่อแผ่นบวก เพื่อทำให้ตัวกลางระหว่างขั้วลบและขั้วบวกแตกตัวเป็นไอออน จะต้องรักษาระยะห่างที่เหมาะสมระหว่างขั้วบวก ขั้วลบ และแหล่งจ่ายไฟกระแสตรง ส่งผลให้เกิดความต่างศักย์สูง

ตัวกลางที่ใช้ระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสองคืออากาศ อาจเกิดการปล่อยประจุโคโรนาขึ้นรอบๆ แท่งขั้วไฟฟ้าหรือตาข่ายลวดเนื่องจากประจุลบมีค่าเป็นลบสูง ระบบทั้งหมดถูกห่อหุ้มด้วยภาชนะโลหะที่มีช่องสำหรับก๊าซไอเสียและช่องสำหรับก๊าซที่ผ่านการกรองแล้ว มีอิเล็กตรอนอิสระจำนวนมากเนื่องจากขั้วไฟฟ้าถูกทำให้เป็นไอออน ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับอนุภาคฝุ่นในก๊าซ ทำให้อนุภาคเหล่านั้นมีประจุลบ อนุภาคเหล่านี้จะเคลื่อนที่ไปยังขั้วไฟฟ้าบวกและตกลงมาเนื่องจาก...แรงโน้มถ่วงก๊าซไอเสียจะปราศจากฝุ่นละอองขณะไหลผ่านเครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิต และถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศผ่านปล่องไฟ

ประเภทของ เครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิต

ไฟฟ้าสถิตมีหลายประเภท และในที่นี้เราจะศึกษาแต่ละประเภทโดยละเอียด ต่อไปนี้คือไฟฟ้าสถิต 3 ประเภท:

เครื่องดักจับอนุภาคแบบแผ่น: นี่คือเครื่องดักจับอนุภาคแบบพื้นฐานที่สุด ประกอบด้วยแถวของลวดบางๆ ในแนวตั้ง และแผ่นโลหะแบนขนาดใหญ่ที่เรียงซ้อนกันในแนวตั้ง โดยมีระยะห่างระหว่างแผ่นแต่ละแผ่นประมาณ 1 ถึง 18 เซนติเมตร กระแสลมจะไหลผ่านแผ่นแนวตั้งในแนวนอน แล้วจึงผ่านแผ่นโลหะที่เรียงซ้อนกัน ในการทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนของอนุภาค จะมีการใช้แรงดันลบระหว่างลวดและแผ่น อนุภาคที่แตกตัวเป็นไอออนเหล่านี้จะถูกเบี่ยงเบนไปยังแผ่นที่ต่อลงดินโดยใช้แรงไฟฟ้าสถิต เมื่ออนุภาคถูกเก็บรวบรวมบนแผ่นเก็บรวบรวมแล้ว อนุภาคเหล่านั้นก็จะถูกกำจัดออกจากกระแสลม

เครื่องดักจับฝุ่นแบบไฟฟ้าสถิตชนิดแห้ง: เครื่องดักจับฝุ่นชนิดนี้ใช้สำหรับดักจับมลพิษ เช่น เถ้าหรือซีเมนต์ในสภาพแห้ง ประกอบด้วยอิเล็กโทรดที่ทำให้อนุภาคแตกตัวเป็นไอออนไหลผ่าน และกรวยที่ใช้ดูดอนุภาคที่ดักจับได้ออกมา อนุภาคฝุ่นจะถูกดักจับจากกระแสลมโดยการกระแทกอิเล็กโทรด

เครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิตแบบแห้ง

เครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิตแบบเปียก: เครื่องดักจับฝุ่นชนิดนี้ใช้สำหรับกำจัดเรซิน น้ำมัน ยางมะตาร์ และสีที่มีลักษณะเปียก ประกอบด้วยตัวดักจับที่ถูกฉีดพ่นด้วยน้ำอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดการดักจับอนุภาคไอออนจากตะกอน มีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิตแบบแห้ง

เครื่องดักฝุ่นแบบท่อ: เครื่องดักฝุ่นชนิดนี้เป็นแบบขั้นตอนเดียว ประกอบด้วยท่อที่มีขั้วไฟฟ้าแรงสูงเรียงตัวขนานกัน โดยวางตัวตามแกนของท่อ การจัดเรียงท่ออาจเป็นรูปวงกลม สี่เหลี่ยม หรือหกเหลี่ยมแบบรังผึ้ง โดยมีก๊าซไหลขึ้นหรือลง ก๊าซจะไหลผ่านท่อทั้งหมด เครื่องดักฝุ่นชนิดนี้ใช้ในงานที่ต้องการกำจัดอนุภาคเหนียว

ข้อดีและข้อเสีย

ข้อดีของเครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิต:

ESP มีความทนทานสูง

สามารถใช้ในการเก็บรวบรวมสิ่งเจือปนทั้งแบบแห้งและแบบเปียกได้

มีต้นทุนการดำเนินงานต่ำ

อุปกรณ์นี้มีประสิทธิภาพในการดักจับสูงแม้กระทั่งอนุภาคขนาดเล็ก

สามารถจัดการกับปริมาณก๊าซขนาดใหญ่และฝุ่นละอองจำนวนมากได้ที่ความดันต่ำ

ข้อเสียของเครื่องดักฝุ่นไฟฟ้าสถิต:

ไม่สามารถใช้กับการปล่อยก๊าซได้

ความต้องการพื้นที่เพิ่มมากขึ้น

การลงทุนด้านเงินทุนสูงมาก

ไม่สามารถปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของสภาวะการทำงานได้

การใช้งานเครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิต

ตัวอย่างการใช้งานเครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิตที่น่าสนใจบางส่วนมีดังต่อไปนี้:

เครื่องดักจับไฟฟ้าสถิตแบบแผ่นสองขั้นตอนถูกนำมาใช้ในห้องเครื่องของเรือ เนื่องจากเกียร์บ็อกซ์ก่อให้เกิดละอองน้ำมันที่อาจระเบิดได้ น้ำมันที่เก็บรวบรวมได้จะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในระบบหล่อลื่นเกียร์

เครื่องกรองอากาศไฟฟ้าสถิตแบบแห้ง (Dry ESPs) ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนเพื่อทำความสะอาดอากาศในระบบระบายอากาศและระบบปรับอากาศ

มีการนำไปประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์เพื่อกำจัดแบคทีเรียและเชื้อรา

ใช้ในทรายเซอร์โคเนียมเพื่อแยกแร่รูไทล์ออกจากพืช

มีการใช้งานในอุตสาหกรรมโลหะวิทยาเพื่อทำความสะอาดเศษโลหะจากการระเบิด