מסננים אלקטרוסטטיים - מכשיר, עקרון הפעולה, תחומי יישום

היכולת לנשום אוויר צח היא הצורך הפיזיולוגי שלנו, ערובה לבריאות ואריכות ימים. עם זאת, מפעלים תעשייתיים מודרניים רבי עוצמה מזהמים את הסביבה ואת האווירה בפליטות תעשייתיות שמסוכנות לבני אדם.

הבטחת טוהר האוויר במהלך תהליכים טכנולוגיים בארגונים וסילוק זיהומים מזיקים ממנו בחיי היומיום - אלו המשימות שמבצעים מסננים אלקטרוסטטיים.

העיצוב הראשון מסוג זה נרשם בפטנט אמריקאי מס' 895729 בשנת 1907. מחברו, פרדריק קוטרל, עסק במחקר שיטות להפרדת חלקיקים מרחפים ממדיה גזי.

לשם כך, הוא השתמש בפעולה של החוקים הבסיסיים של השדה האלקטרוסטטי, העברת תערובות גזים עם זיהומים מוצקים עדינים דרך אלקטרודות בעלות פוטנציאל חיובי ושלילי. יונים בעלי מטען הפוך עם חלקיקי אבק נמשכים אל האלקטרודות, מתיישבים עליהם והיונים בעלי אותו השם נדחים.

פיתוח זה שימש אב טיפוס ליצירת מסננים אלקטרוסטטיים מודרניים.

פוטנציאלים של סימנים מנוגדים ממקור זרם ישר מוחלים על אלקטרודות גיליון למלריות (המכונה בדרך כלל במונח "משקעים") המורכבות בקטעים נפרדים וממוקמות ביניהן רשתות חוטי מתכת.

גודל המתח בין הרשת והצלחות במכשירי חשמל ביתיים הוא כמה קילו-וולט. עבור מסננים הפועלים במתקנים תעשייתיים, ניתן להגדיל אותו בסדר גודל.

דרך אלקטרודות אלה, מאווררים עוברים דרך תעלות מיוחדות זרימת אוויר או גזים המכילים זיהומים מכניים וחיידקים.

בהשפעת מתח גבוה נוצר שדה חשמלי חזק ופריקת העטרה על פני השטח זורמת מהפילמנטים (אלקטרודות קורונה). זה מוביל ליינון של האוויר הסמוך לאלקטרודות עם שחרור אניונים (+) וקטיונים (-), נוצר זרם יוני.

יונים עם מטען שלילי תחת פעולת שדה אלקטרוסטטי עוברים לאלקטרודות האיסוף, ומטעינים בו זמנית את מוני הטומאה. מטענים אלו מופעלים על ידי כוחות אלקטרוסטטיים היוצרים הצטברות של אבק על האלקטרודות האוספות. בדרך זו, האוויר המונע דרך המסנן מטוהר.

כאשר המסנן פועל, שכבת האבק על האלקטרודות שלו גדלה כל הזמן. מעת לעת יש להסיר אותו. עבור מבנים ביתיים, פעולה זו מבוצעת באופן ידני. במפעלי ייצור רבי עוצמה, אלקטרודות השקיעה והקורונה מנערות מכנית כדי להפנות את המזהמים לתוך הופר מיוחד, משם הם מוסרים לסילוק.

תכונות עיצוב של משקע אלקטרוסטטי תעשייתי

הפרטים של גופו יכולים להיות עשויים מגושי בטון או מבני מתכת.

מסכי חלוקת גז מותקנים בכניסת האוויר המזוהם וביציאת האוויר המטוהר, המכוונים בצורה מיטבית את המוני האוויר בין האלקטרודות.

איסוף האבק מתבצע בממגורות, שהן לרוב בעלות תחתית שטוחה ומצוידות במסוע מגרד. קולטי אבק מיוצרים בצורה של:

• מגשים;

• פירמידה הפוכה;

• חרוט קטום.

מנגנוני ניעור אלקטרודה פועלים על העיקרון של פטיש נופל. הם יכולים להיות ממוקמים מתחת או מעל הצלחות. פעולתם של מכשירים אלו מזרזת משמעותית את ניקוי האלקטרודות. התוצאות הטובות ביותר מושגות עם עיצובים שבהם כל פטיש פועל על אלקטרודה אחרת.

כדי ליצור פריקת קורונה במתח גבוה, נעשה שימוש בשנאים סטנדרטיים עם מיישרים הפועלים מרשת תדרים תעשייתית או התקנים מיוחדים בתדר גבוה של כמה עשרות קילו-הרץ. מערכות בקרת מיקרו-מעבד מעורבות בעבודתם.

בין הסוגים השונים של אלקטרודות פריקה, ספירלות נירוסטה פועלות בצורה הטובה ביותר עבור מתח נימה אופטימלי. הם פחות מזוהמים מכל הדגמים האחרים.

הקונסטרוקציות של אלקטרודות האיסוף בצורת לוחות עם פרופיל מיוחד משולבות בחתכים שנוצרו לפיזור אחיד של מטענים פני השטח.

מסננים תעשייתיים ללכידת אירוסולים רעילים ביותר

דוגמה של אחת מתכניות הפעולה של מכשירים כאלה מוצגת בתמונה.

מבנים אלה משתמשים באזור טיהור אוויר דו-שלבי המזוהם בזיהומים מוצקים או אדי אירוסול.החלקיקים הגדולים ביותר מופקדים על המסנן המקדים.

לאחר מכן השטף מופנה למיינן עם חוט קורונה ולוחות הארקה. כ-12 קילו-וולט מסופקים מיחידת המתח הגבוה אל האלקטרודות.

כתוצאה מכך מתרחשת פריקת קורונה וחלקיקי הטומאה נעשים טעונים. תערובת האוויר המנופחת עוברת דרך משקע, שבו חומרים מזיקים מרוכזים על צלחות מקורקעות.

מסנן פוסט הממוקם לאחר המשקע לוכד את החלקיקים הנותרים המעורערים. המחסנית הכימית מנקה בנוסף את האוויר מהזיהומים הנותרים של פחמן דו חמצני וגזים אחרים.

אירוסולים המופעלים על הלוחות פשוט זורמים במורד הפיר בהשפעת כוח הכבידה.

יישומים של משקעים אלקטרוסטטיים תעשייתיים

טיהור אוויר מזוהם משמש ב:

• תחנות כוח פחמיות;

• אתרים להפקת מזוט;

• מפעלי שריפת פסולת;

• דוודים תעשייתיים לשחזור כימי;

• כבשני אבן גיר תעשייתיים;

• דוודים טכנולוגיים לשריפת ביומסה;

• מפעלי מתכות ברזל;

• ייצור מתכות לא ברזליות;

• אתרים של תעשיית המלט;

• מפעלים חקלאיים ותעשיות אחרות.

אפשרויות לניקוי סביבה מזוהמת

דיאגרמות הפעולה של מסננים אלקטרוסטטיים תעשייתיים רבי עוצמה עם חומרים מזיקים שונים מוצגים בתרשים.

מאפיינים של מבני סינון במכשירים ביתיים

טיהור אוויר בחצרים למגורים מתבצע:

• מזגנים;

• מייננים.

עיקרון הפעולה של המזגן מוצג בתמונה.

אוויר מזוהם מונע על ידי המאווררים דרך האלקטרודות עם מתח של כ-5 קילו-וולט המופעל עליהם. חיידקים, קרדית, וירוסים, חיידקים בזרם האוויר מתים וחלקיקי טומאה, נטענים, עפים אל אלקטרודות איסוף האבק ומתמקמים עליהן.

במקביל, האוויר מיונן והאוזון משתחרר. מכיוון שהוא שייך לקטגוריית המחמצנים הטבעיים החזקים ביותר, כל היצורים החיים במזגן מושמדים.

חריגה מהריכוז הנורמטיבי של אוזון באוויר אסורה על פי תקנים סניטריים והיגייניים. מחוון זה נמצא במעקב צמוד של רשויות הפיקוח על יצרני המזגנים.

מאפיינים של יינון ביתי

אב הטיפוס של מייננים מודרניים הוא פיתוחו של המדען הסובייטי אלכסנדר ליאונידוביץ' צ'יז'בסקי, אותו יצר כדי להחזיר את בריאותם של אנשים מותשים בכלא מעבודת הפרך הכבדה ביותר ותנאי מעצר גרועים.

בשל הפעלת מתח גבוה על האלקטרודות של מקור תלוי מהתקרה במקום נברשת התאורה, יינון מתרחש באוויר עם שחרור קטיונים בריאים. הם כונו "יוני אוויר" או "ויטמיני אוויר".

קטיונים נותנים אנרגיה חיונית לגוף המוחלש, והאוזון המשתחרר הורג חיידקים וחיידקים גורמי מחלות.

מייננים מודרניים נטולי חסרונות רבים שהיו בעיצובים הראשונים. בפרט, ריכוז האוזון מוגבל כעת בהחלט, ננקטים צעדים להפחתת השפעת שדה אלקטרומגנטי במתח גבוה, ומשתמשים במכשירי יינון דו-קוטביים.

עם זאת, ראוי לציין שאנשים רבים עדיין מבלבלים בין מטרת המייננים והאוזונטורים (ייצור אוזון בכמות המקסימלית), תוך שימוש בזה האחרון למטרות אחרות הפוגעות מאוד בבריאותם.

על פי עקרון פעולתם, מייננים אינם מבצעים את כל הפונקציות של מזגנים ואינם מטהרים את האוויר מאבק.