تعتمد طريقة التنقية الكهربائية للغازات من الجزيئات العالقة على ظاهرة تأين جزيئات الغاز بواسطة شحنة كهربائية في مجال كهربائي. الغازات، باعتبارها عوازل، لا توصل الكهرباء. ومع ذلك، في ظل ظروف معينة، لوحظ التوصيل الكهربائي للغازات. وذلك لأن ذرات أو جزيئات الغاز تصبح مشحونة كهربائيا. توجد دائمًا كمية صغيرة من الجسيمات المشحونة في الغاز. ويرتبط مظهرها بالتعرض للأشعة فوق البنفسجية والأشعة الكونية، والغازات المشعة، وارتفاع درجة الحرارة، وما إلى ذلك. إذا تم وضع مثل هذا الغاز، الذي يحتوي على كمية معينة من ناقلات الشحنة، بين أقطاب كهربائية متصلة بمصدر تيار عالي الجهد، فسوف تنطلق الأيونات والإلكترونات البدء في التحرك في الغاز على طول خطوط المجال. سيتم تحديد اتجاه حركة كل حاملة شحنة من خلال حجم الشحنة، وسيتم تحديد سرعة الحركة من خلال قوة المجال الكهربائي. عند شدة مجال عالية بما فيه الكفاية (على سبيل المثال، حوالي 16 كيلو فولت/سم للهواء عند الضغط الجوي ودرجة حرارة الغرفة)، يكتسب حامل الشحنة المتحركة سرعة عالية لدرجة أنه، عند اصطدامه بجزيء غاز محايد، يكون قادرًا على بإخراج واحد أو أكثر من الإلكترونات الخارجية منه، وتحويل الجزيء إلى أيون موجب وإلكترون حر. تبدأ الأيونات المتكونة حديثًا أيضًا في التحرك تحت تأثير المجال، مما يؤدي إلى مزيد من التأين للغاز. ويسمى هذا التأين تأثير التأين. عدد س

أرز. 12. الأنظمة الرئيسية لأقطاب المرسبات الكهروستاتيكية:

أ - المرسب الكهربائي؛

ب - لوحة المرسب الكهروستاتيكي؛ +U, -U - الجهد المطبق على الأقطاب الكهربائية؛ R - نصف قطر القطب الأنبوبي؛ H - المسافة بين السلك والقطب الكهربائي. د – المسافة بين الأسلاك. ص - نصف قطر السلك

يزداد عدد الأيونات والإلكترونات المنتجة في هذه الحالة مثل الانهيار الجليدي، ومع زيادة تعزيز المجال، فإنها تملأ المساحة بأكملها بين الأقطاب الكهربائية، وبالتالي تهيئة الظروف للتفريغ الكهربائي.

الأكثر شيوعًا والأكثر أهمية لتنقية الغاز الكهربائي هي تفريغ الشرارة والقوس والإكليل. يمكن أن يحدث النوعان الأولان من التفريغ في كل من المجال الكهربائي الموحد وغير الموحد، مما يتداخل مع تشغيل المرسب الكهروستاتيكي. لا يمكن أن يحدث تفريغ كورونا إلا في مجال كهربائي غير منتظم وبشكل وموقع معين للأقطاب الكهربائية. يستخدم تفريغ كورونا للتنظيف الكهربائي.

يتم استخدام نوعين من الأقطاب الكهربائية في المرسبات الكهروستاتيكية:

أ) أقطاب المرسب الكهروستاتيكي الأنبوبي (سلك في أنبوب أسطواني، الشكل 12) أ);×

ب) أقطاب المرسب الكهروستاتيكية (سلسلة من الأسلاك بين اللوحات، الشكل 12) ب).

كثافة خطوط المجال، وبالتالي الجهد. تكون شدة المجال عند السلك أكبر بكثير منها عند اللوحة أو جدار الأنبوب. نظرًا لعدم تجانس المجال المشار إليه، يمكن أن يحدث تأين تأثير، ومن ثم تفريغ كهربائي، على سطح السلك عندما تكون شدة المجال في هذه المنطقة عالية بما فيه الكفاية، ولكنها لا تمتد إلى القطب الآخر. كلما ابتعدت عن السلك، تقل شدة المجال وتصبح سرعة حركة الإلكترون في الغاز غير كافية لدعم العملية الشبيهة بالانهيار الجليدي لتكوين أيونات جديدة. يسمى التفريغ الكهربائي ذو الطبيعة غير المكتملة كورونا التفريغ. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل أيونات جديدة، والمظهر الخارجي منها هو توهج بنفسجي مزرق حول السلك، وصوت طقطقة هادئ ورائحة أكاسيد النيتروجين والأوزون. يمكن أن يكون تفريغ كورونا، اعتمادًا على علامة الشحن الموجودة على السلك، إيجابيًا أو سلبيًا. خارجياً، تختلف عن بعضها البعض في طبيعة التوهج. لقد ثبت أنه عند تطبيق قطبية سلبية للتيار المباشر على قطب الإكليل، من الممكن تحقيق تجميع غبار يصل إلى 99%، ومع قطبية موجبة - حتى 70% فقط.

مع القطبية السلبية، من الممكن الحفاظ على الجهد أعلى حتى يحدث انهيار الشرارة مقارنة بالقطبية الموجبة. وهذا يسمح بقطر هالة أكبر وقوة مجال أعلى، وبالتالي شحن وترسيب جزيئات الغبار بشكل أفضل.

يسمى القطب الذي يحدث حوله تفريغ الاكليل تتويج القطبالقطب الثاني – جمع القطب.

تسمى قوة المجال التي يحدث عندها الإكليل التوتر الحرج. يتم استخدام مصدر تيار مستمر عالي الجهد. يتدفق تيار كهربائي عبر الفجوة التي تفصل بين الأقطاب الكهربائية، تسمى تيار الاكليل. يمكن زيادة الجهد إلى قيمة يتم عندها كسر القوة الكهربائية لفجوة الغاز بين الأقطاب الكهربائية بواسطة شرارة أو قوس تفريغ كهربائي، أي حتى يحدث "انهيار" الفجوة بين الأقطاب الكهربائية.

يتكون تركيب المرسبات الكهربائية من جزأين: المرسب الكهربائي نفسه أو غرفة الترسيب التي يمر من خلالها الغاز المراد تنقيته، ومعدات الجهد العالي المصممة لتزويد المرسب الكهروستاتيكي بالطاقة بتيار عالي الجهد مصحح.

تتكون وحدة إمداد الطاقة من منظم الجهد، ومحول الجهد العالي الذي يحول التيار المتردد بجهد 220-380 فولت إلى تيار جهد يصل إلى 10000 كيلو فولت، ومقوم ميكانيكي عالي الجهد يحول التيار المتردد إلى تيار مصحح. حاضِر. يتم تزويد الأخير إلى أقطاب المرسب الكهروستاتيكي باستخدام كابل عالي الجهد.

يتم تثبيت أقطاب الترسيب والإكليل في جزء الترسيب من المرسب الكهروستاتيكي. يمكن أن تكون أقطاب الترسيب على شكل لوحة (مصنوعة من الفولاذ المموج مع جيوب مختومة، وألواح كربون، وما إلى ذلك) أو أنبوبية (مصنوعة من أنابيب مستديرة أو سداسية). أقطاب كورونا مصنوعة من الأسلاك المستديرة.

ترتبط أقطاب التجميع بالتلامس الإيجابي للمقوم الميكانيكي ويتم تأريضها؛ يتم عزل أقطاب الإكليل عن الأرض وتوصيلها بالطرف السالب للمقوم الميكانيكي. عندما يتم تمرير الغاز المنقى الذي يحتوي على جزيئات معلقة صلبة أو سائلة عبر الفضاء بين الأقطاب للمرسب الكهروستاتيكي، يتم شحن الجزيئات بالأيونات، والتي، تحت تأثير المجال الكهربائي، تنتقل إلى الأقطاب الكهربائية وتستقر عليها. يتم ترسيب الجزء الأكبر من الجزيئات العالقة على أقطاب التجميع. في هذه الحالة، يتم تصريف جزيئات السائل العالقة من الأقطاب الكهربائية، وتتم إزالة جزيئات الغبار عن طريق هز الأقطاب الكهربائية أو النقر عليها. يتم جمع الجسيمات المجمعة في قادوس مثبت تحت المرسب الكهروستاتيكي، حيث يتم إزالتها. اعتمادًا على الجسيمات التي يتم التقاطها، يتم التمييز بين المرسبات الكهروستاتيكية الجافة والرطبة.

أرز. 13. الجسم (أ ) وجهاز توزيع الغاز (ب) لوحة أفقية المرسب الكهروستاتيكي:

أ) 1 - الغرفة المسبقة؛ 2 - غرفة لوضع الأقطاب الكهربائية. 3 و 4 - قواديس الغرفة المسبقة والمرسب الكهربائي؛5 – صندوق عازل. 6 - رقبة فتحة الخدمة؛ ب) 1 – المصابيح الأماميةصوت غرفة الحصن. 2 و 3 - شبكات توزيع الغاز الأمامية والخلفية؛ 4 - صفائح قطع الغاز الجانبية؛ 5 – صفائح الحماية. 6 – نسيج القبو. 7- صفائح عرضية للمخبأ.

تتميز المرسبات الكهروستاتيكية أيضًا باتجاه حركة الغاز: الرأسي والأفقي. عادة، يتم تركيب المرسبات الكهروستاتيكية بالتوازي مع العديد من الأجهزة. يمكن أن يتكون المرسب الكهروستاتيكي من عدة أقسام متوازية وذلك لفصل بعض الأقسام أثناء التشغيل (للفحص، الإصلاح، الاهتزاز) دون إيقاف محطة معالجة الغاز بأكملها. في بعض الأحيان تحتوي المرسبات الكهربائية على عدة خلايا، أو كما يطلق عليها حقول كهربائية، تقع في سلسلة على طول تدفق الغاز. بناءً على عدد المجالات الكهربائية، تُسمى هذه المرسبات الكهروستاتيكية بمجالين، وثلاثة مجالات، وما إلى ذلك (الشكل 13).

بالإضافة إلى المرسبات الكهروستاتيكية الموصوفة ذات المنطقة الواحدة، يتم أيضًا استخدام المرسبات ذات المنطقتين. إذا حدث في الأول تأين الغاز باستخدام تفريغ الهالة وترسب الجزيئات المشحونة في مجال كهربائي واحد (منطقة واحدة)، ففي الأخير يتم فصل هذه العمليات. تتكون المرسبات الكهروستاتيكية ذات المنطقتين من مؤين، وهو نظام من الأقطاب الكهربائية يقع بالقرب من مدخل الغاز، ومرسب مصنوع من أقطاب كهربائية من النوع اللوحي يتم ترسيب الغبار المشحون عليها.

يجب أن يمنع المؤين ترسب الغبار، لذا فهو يتكون من صف واحد من الأقطاب الكهربائية ولا يبقى الغاز المغبر في هذه المنطقة لفترة طويلة، بحيث يكون للغبار وقت للشحن، ولكن ليس لديه وقت للاستقرار.

تعتمد السرعة التي تتحرك بها جزيئات الرماد المتطاير في مجال كهربائي على حجمها وشحنتها. بالنسبة للجسيمات التي يبلغ نصف قطرها أقل من 1 ميكرون، تتناسب الشحنة مع حجم جسيم الغبار ولا تعتمد على شدة المجال الكهربائي. على العكس من ذلك، فإن كمية الشحنة التي تكتسبها الجسيمات التي يزيد نصف قطرها عن 1 ميكرون تعتمد بشكل أساسي على مقدار شدة المجال ونصف قطر الجسيم (المربع).

يؤثر وقت بقاء الغازات في المرسب الكهروستاتيكي بشكل كبير على جودة التنظيف. أظهرت سنوات عديدة من الخبرة أن سرعة الغازات في المرسبات الكهربائية منخفضة (تتراوح من 0.5 إلى 2 م/ث)، وزمن الإقامة في المرشح كبير (من 2 إلى 9 ثوان). ولذلك، فإن المرسبات الكهروستاتيكية ضخمة جدًا. لكن مقاومتها الهيدروليكية صغيرة (من 50 إلى 200 باسكال). كفاءة التنظيف، خاصة للغبار الناعم، عالية (95-99%). إنها تلتقط جزيئات أدق من 10 ميكرون جيدًا. استهلاك الطاقة للتنظيف ضئيل ويصل إلى 0.10-0.15 كيلووات ساعة لكل 1000 م 3 من الغاز الجاري تنقيته. العيوب الرئيسية للمرسبات الكهروستاتيكية: التكلفة العالية والحاجة إلى موظفي صيانة مؤهلين تأهيلا عاليا.

تتأثر جودة التنظيف في المرسبات الكهربائية بدرجة حرارة الغازات ورطوبتها. مع زيادة درجة حرارة الغاز، ينخفض ​​الجهد الكهربائي الموجود على أقطاب التفريغ، مما يمكن الحفاظ عليه دون انقطاع. وهذا يقلل أيضًا من درجة التطهير. إن تأثير رطوبة الغاز على الجهد في المرسبات الكهروستاتيكية يكون عكسيًا لتأثير درجة الحرارة: تساعد زيادة الرطوبة على زيادة جهد الانهيار، وبالإضافة إلى ذلك، يكون لها تأثير مفيد على سلوك طبقة الغبار على أقطاب التجميع. أكاسيد الكبريت ( لذا 2) يتم امتصاصها في طبقة الغبار على أقطاب التجميع وتغيير سلوك طبقة الرواسب. ومع ارتفاع تركيز الغبار في الغازات ومع زيادة حجم الجسيمات، يزداد خطر "انغلاق الإكليل". يختلف تركيز الغبار الذي يتم ملاحظة ظاهرة قفل الإكليل فيه اعتمادًا على التركيبة المشتتة للغبار من عدة جرامات لكل 1 ن × م 3 إلى عدة عشرات من الجرام لكل 1 ن × م 3.

يتأثر تشغيل المرسبات الكهروستاتيكية الجافة بشكل كبير بالمقاومة الكهربائية للغبار المتجمع. يمكن تقسيم الغبار الموجود في الغازات إلى ثلاث مجموعات حسب المقاومة الكهربائية الحجمية:

1) غبار بمقاومة تصل إلى 10 أوم/سم؛

2) الغبار بمقاومة من 10 إلى 2×10 أوم/سم؛

3) الغبار بمقاومة تزيد عن 2×10 أوم/سم. وفي هذه الحالة نعني مقاومة طبقة الغبار المتكونة على أقطاب التجميع. بسبب امتزاز الغازات والأبخرة بواسطة جزيئات الغبار التي تملأ الفراغات الموجودة في طبقة الغبار، تتغير المقاومة الكهربائية للمادة التي يتكون منها الغبار.

حبيبات الغبار من المجموعة الأولى، عند ملامستها لأقطاب التجميع، تفقد شحنتها السلبية على الفور تقريبًا وتكتسب شحنة الأقطاب الكهربائية. بعد تلقي نفس الشحنة، ترتد جزيئات الغبار من الأقطاب الكهربائية وتدخل تدفق الغاز مرة أخرى. لتجميع غبار المجموعة الأولى بشكل موثوق، يجب أن يوفر تصميم أقطاب التجميع الحد الأدنى من سرعة الغاز على سطحها. يتم تحقيق ذلك، على سبيل المثال، باستخدام أقطاب كهربائية متموجة في المرسبات الكهروستاتيكية الأفقية.

يتم التقاط غبار المجموعة الثانية (الأغلبية) في المرسبات الكهربائية دون صعوبة.

في المجموعة الثالثة من الغبار، تعمل طبقته الموجودة على أقطاب التجميع كعزل. لا يتم تفريغ الشحنات الكهربائية التي تصل مع الغبار المستقر إلى قطب التجميع، ولكنها تولد جهدًا كهربائيًا في طبقة الغبار. عندما يرتفع الجهد إلى قيمة تصبح فيها شدة المجال الكهربائي (التدرج) مفرطة، يحدث "انهيار" كهربائي في مسام الطبقة المملوءة بالغاز. وتترافق هذه الظاهرة، التي تسمى "الإكليل العكسي"، مع إطلاق الأيونات الموجبة، التي تتحرك نحو أقطاب الإكليل وتحييد الشحنة السالبة لجزيئات الغبار جزئيا. في الوقت نفسه، تقوم الأيونات الموجبة الصادرة عن أقطاب الترسيب بتحويل المجال الكهربائي بين أقطاب المرسب الكهروستاتيكي إلى حقل مشابه لذلك الذي يتشكل بين الطرفين، والذي ينكسر بسهولة عند الجهد المنخفض.

في ظل هذه الظروف، من المستحيل الحفاظ على الجهد في المرسب الكهروستاتيكي الذي يتم من خلاله تحقيق تنقية الغاز بشكل فعال. لتقليل المقاومة الكهربائية للغبار الملتقط وزيادة كفاءة المرسبات الكهروستاتيكية، يوصى بما يلي:

أ) خفض درجة حرارة الغاز الذي يتم تنقيته؛

ب) ترطيب الغاز المنقى قبل المرسبات الكهربائية (يتم امتصاص بخار الماء بواسطة جزيئات الغبار وتصبح طبقة الغبار موصلة للكهرباء حتى عند درجة حرارة أعلى بكثير من نقطة الندى)؛

ج) إدخال حامض الكبريتيك ومركبات الأمين القلوية ومواد أخرى في رذاذ الغاز المنقى مما يقلل من المقاومة الكهربائية لطبقة الغبار.

يمكن تقسيم عملية تجميع الرماد الداخل إلى المرسب الكهربائي مع غازات المداخن إلى أربع مراحل:

1) شحن جزيئات الرماد بالأيونات المتكونة في منطقة التفريغ الأيوني؛

2) حركة جزيئات الرماد المشحونة في الفضاء بين الأقطاب الكهربائية باتجاه قطب التجميع تحت تأثير القوى الكهربائية والديناميكية الهوائية؛

3) ترسيب جزيئات الرماد والاحتفاظ بها على سطح أقطاب التجميع؛

4) الإزالة الدورية للرماد المترسب على الأقطاب الكهربائية في القادوس. لزيادة كفاءة تنقية الغاز في المرسبات الكهربائية، من الضروري أن تتم المرحلتان الأوليتان بشكل كامل قدر الإمكان. إذا تم شحن الجزيئات في المرسب الكهروستاتيكي بشحنة كورونا مستقرة بسرعة كافية، فإن حركتها إلى قطب التجميع تحدث بسرعة منخفضة نسبيًا، اعتمادًا على حجم شحنة الجسيمات وحجمها وقوة المجال والديناميكية الهوائية خصائص التدفق، وما إلى ذلك. ومن الواضح أن فصل الجزيئات كلما زاد معدل ترسيب (سرعة الانجراف) للجزيئات ووقت بقاء الغازات النقية في المنطقة النشطة للمرسب الكهروستاتيكي، كلما كان الرماد أكثر اكتمالا من الغازات سوف تكون . نظرًا لأن إمكانيات زيادة سرعة انجراف الجسيمات يتم تنظيمها من خلال الخصائص الفيزيائية للعملية، فإن وقت إقامتها في المرسب الكهروستاتيكي يتم تحديده من خلال سرعة الغازات وطول المنطقة النشطة للمرسب الكهروستاتيكي، والتي يؤدي إلى زيادة في حجم وتكلفة الجهاز.

أظهرت الأبحاث أنه إذا كان وقت بقاء الغازات المنقاة في المرسب الكهروستاتيكي أقل من 8 ثوانٍ، فلا يمكن للمرء أن يتوقع الحصول على درجة عالية (99٪) من تنقية الغاز حتى في ظل ظروف التشغيل الأكثر ملاءمة. بناءً على الاختبارات الصناعية للمرسبات الكهروستاتيكية متعددة المجالات التي أجرتها VTI وNIIOGAZ، فقد ثبت أنه لضمان درجة عالية من التنقية، يجب ألا تتجاوز سرعة غاز المداخن 1.5 م/ث. ويتزامن هذا الاستنتاج مع بيانات الشركات الأجنبية، التي تضمن حاليًا درجة عالية من التنقية فقط مع زمن بقاء لا يقل عن 8.5 ثانية وسرعة 1.5 م/ث. ويجب أن تؤخذ هذه القيم بعين الاعتبار عند تصميم الأجهزة (المرسبات الكهربائية).

بالنسبة لوحدات الغلايات عالية الطاقة، فإن اختيار حجم وعدد المرسبات الكهربائية يكون معقدًا بسبب مشاكل وضع هذه الأجهزة في خلية الوحدة وتجميعها مع الغلايات وعوادم الدخان. تستخدم معظم محطات الطاقة المحلية ترتيب المرسبات الكهربائية في صف واحد على طول عرض خلية الكتلة، عندما تكون المحاور الطولية للمرسبات الكهروستاتيكية موازية للمحور الطولي للكتلة. يسهل هذا الترتيب ضمان التوزيع الموحد للغازات بين الأجهزة الفردية. ولكن في الوقت نفسه، في الوحدات التي تبلغ سعتها 300 ميجاوات أو أكثر، لا يمكن للمرسبات الكهربائية ذات التصميمات القديمة التي يبلغ ارتفاعها 7.5 متر تلبية المتطلبات.

بالنسبة للوحدات المصممة بقدرة 300 و500 ميجاوات والمزودة بمرسبات إلكتروستاتيكية بتصميم جديد وأقطاب كهربائية بطول 12 مترًا، فإن سرعة الغازات وزمن بقاءها يفي بالمتطلبات المذكورة أعلاه.

من المستحيل تصميم المرسبات الكهروستاتيكية للحد الأدنى من الهواء الزائد والحد الأدنى من درجة حرارة غاز المداخن. عادة، يكون الانحراف الملحوظ لهذه المعلمات عن معايير التصميم هو السبب وراء زيادة سرعة الغاز في المرسبات الكهربائية بنسبة 20-25% وما يرتبط بها من تدهور طفيف في تنقية الغاز. وبالتالي، لضمان التنقية المطلوبة لغازات المداخن من محطات توليد الطاقة القوية، من الضروري النظر في المرسبات الكهربائية لزيادة كمية الغازات النقية بمقدار 1.2 مرة (باستثناء الغلايات التي تعمل تحت الضغط).

في السنوات الأخيرة، تم توفير المرسبات الكهربائية ذات أقطاب الإكليل من النوع الإبري لمحطات الطاقة. السمات المميزة للتفريغ من الأقطاب الكهربائية مقارنة بالتفريغ الذي يحدث على الأقطاب الكهربائية ذات شكل الحربة هي استقرار موضع نقاط الهالة وقيمة أعلى للأحمال الحالية، وهو أمر مهم بشكل خاص للأجهزة المثبتة خلف الغلايات المجهزة بأفران سائلة إزالة الخبث، وكذلك مع طبقة مقاومة عالية من الرماد أو محتوى الغبار العالي لغازات المداخن.

عند مقارنة الأقطاب الكهربائية من النوعين المشار إليهما، يتم لفت الانتباه إلى الاختلاف الكبير في شدة التفريغ عند نقاط الإكليل. يتم تفسير الزيادة في شدة المجال وتيار التفريغ القصير عند استخدام أقطاب الإبرة من خلال زيادة انحناء السطح بسبب الانحناء في قسمين. وفي هذا الصدد، تم تحسين ظروف الشحن لجزيئات الرماد، مما يضمن زيادة في سرعة الانجراف في اتجاه أقطاب التجميع. إن تكثيف تفريغ الإكليل في المرسبات الكهروستاتيكية عند استخدام أقطاب الإكليل الإبرة يصاحبه أيضًا بعض الآثار الجانبية. تحتوي منطقة الإكليل على إلكترونات ذات طاقة تفوق طاقة التنشيط. يؤدي هذا إلى عملية تفاعل كيميائي: يتأكسد ثاني أكسيد الكبريت إلى كبريت ( لذا 2 –لذا 3) ظهور أكاسيد النيتروجين . وهكذا، أدت التجارب على تفريغ الإكليل عالي التردد إلى زيادة محتوى أنهيدريد الكبريتيك إلى 20-50% وأكسدة النيتروجين بنسبة 0.2-0.3%.

المرسبات الكهروستاتيكية الأفقية متعددة المجالات هي أجهزة تشغيل مستمرة. تتم إزالة الرماد من الأقطاب الكهربائية عن طريق هزها دون فصل المرسب الكهروستاتيكي عن مصدر الطاقة وتدفق غاز المداخن. في هذه الحالة، جزء من الرماد يقع حتما في تدفق الغاز. هذه العملية تسمى التسلل الثانويوهو السبب الرئيسي لانخفاض كفاءة المرسبات الكهروستاتيكية الجافة مقارنة بالمرسبات الرطبة، حيث تترسب الجزيئات على طبقة ماء أو زيت ولا يوجد احتجاز ثانوي. تعتمد كمية التصريف الثانوي بشكل مباشر على الفترة الفاصلة بين اهتزاز قطب التجميع.

في المرسبات الكهروستاتيكية المنتجة محليًا، يتم اهتزاز كل قطب كهربائي للترسيب بعد 3 دقائق، بغض النظر عن محتوى الغبار في الغازات، وكفاءة التنظيف، وسرعة الغاز، وما إلى ذلك. وعندما تكون مقاومة الرماد عالية، تمنع طبقة الرماد الشحنات بشكل مستمر الوصول إلى سطحه من التدفق إلى القطب المؤرض. ومع ذلك، ينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أنه عادة ما توجد على أقطاب التجميع طبقة غير قابلة للاهتزاز يبلغ سمكها 1-2 مم. سمك طبقة الرماد التي استقرت في 3 دقائق، حتى عند حرق الوقود عالي الرماد، هو 100-200 ميكرون للحقول الأولى من المرسب الكهروستاتيكي. وبالتالي، فإن زيادة الفاصل الزمني للاهتزاز بمقدار عشرة أضعاف سيؤدي إلى زيادة طفيفة في سمك الطبقة الإجمالية. ولذلك، يمكن زيادة هذه الفترة بشكل كبير. عند النقل المائي للرماد إلى مكب الرماد، عادة ما يتم تركيب موانع تسرب هيدروليكية مستمرة ذات تدفق فائض مفتوح أسفل مستودعات تجميع الرماد. في هذه الحالة، لا توجد موزعات الرماد الواردة. لذلك، عندما يتم إلقاء كمية كبيرة من الرماد فيها في نفس الوقت، قد يتم طرح اللب أو حتى الرماد الجاف من خلال الفتحات المفتوحة لختم الماء إلى غرفة الرماد. لحساب الحد الأقصى للفاصل الزمني المسموح به بين الاهتزاز وفقا لظروف تشغيل ختم الماء، يتم اقتراح المعادلة التالية:

هنا مع– الحد الأقصى المسموح به لتركيز الرماد في اللب (500-800 جم/لتر)؛ الخامس- حجم اللب في ختم الماء، م3؛ ز- تدفق المياه لختم الماء، م 3 / ث؛ F - تصميم مقطع عرضي لقسم المرسب الكهربائي فوق القادوس المحدد، m2؛ ح- درجة متوسطة لجمع الرماد. ر- الفاصل الزمني بين الهز، ق.

في هذه الحالة، فترة اهتزاز كل قطب كهربائي

ت =ر × ص,

أين ن- عدد الأقطاب الكهربائية الموجودة فوق هذا القادوس.

تم اقتراح استخدام الخيارات لتغيير الفاصل الزمني للاهتزاز. أظهرت الاختبارات أن استخدام متغير، وزيادة الفاصل الزمني لاهتزاز أقطاب التجميع في الحقل الأول إلى 30 دقيقة، والحقول الأخيرة إلى ساعتين، أدى إلى تقليل كمية الرماد المزال من المرسب الكهروستاتيكي (الصرف الثانوي) بحوالي 1/ 3.

تعتمد كمية الرماد المنبعثة في الغلاف الجوي، بالإضافة إلى كفاءة المرسب الكهروستاتيكي، أيضًا على أي جزء من وقت التشغيل الإجمالي لوحدة الطاقة تكون الحقول الفردية للمرسبات الكهروستاتيكية غير فعالة. في أغلب الأحيان، يحدث انقطاع الحقول بسبب مشاكل داخل مبيت المرسب الكهروستاتيكي، والتي لا يمكن حلها إلا عندما تتوقف وحدة الطاقة تمامًا: كسر أسلاك أقطاب الهالة (في أغلب الأحيان نتيجة للتآكل الكهربائي)، كسر العوازل وقضبان آلية الاهتزاز وكسر وتشويش شرائط الاهتزاز وما إلى ذلك.

يُظهر فحص العديد من المرسبات الكهربائية في محطات توليد الطاقة المحلية أن تصميمات قنوات إمداد الغاز والشبكة المثقبة عند مدخل المرسبات الكهربائية لا توفر التوحيد اللازم لتوزيع الغاز في جميع أنحاء الأجهزة ومقطعها العرضي. يؤدي هذا إلى انخفاض عام في الكفاءة الإجمالية لجمع الرماد حتى في ظل الظروف الكهربائية العادية للمرسب الكهروستاتيكي.

القدرة على تنفس الهواء النظيف هي حاجتنا الفسيولوجية، ومفتاح الصحة وطول العمر. ومع ذلك، فإن مؤسسات الإنتاج الحديثة القوية تلوث بيئتنا وأجواءنا بالانبعاثات الصناعية التي تشكل خطرا على البشر.

ضمان نظافة الهواء عند تنفيذ العمليات التكنولوجية في المؤسسات وإزالة الشوائب الضارة منه في الحياة اليومية - هذه هي المهام التي تؤديها المرشحات الكهروستاتيكية.

تم تسجيل أول تصميم من هذا القبيل بموجب براءة الاختراع الأمريكية رقم 895729 في عام 1907. وكان مؤلفها، فريدريك كوتريل، يبحث في طرق لفصل الجسيمات العالقة عن الوسائط الغازية.

للقيام بذلك، استخدم عمل القوانين الأساسية للمجال الكهروستاتيكي، حيث مرر مخاليط غازية مع شوائب صلبة دقيقة من خلال أقطاب كهربائية ذات إمكانات إيجابية وسلبية. تنجذب الأيونات المشحونة بشكل معاكس مع جزيئات الغبار إلى الأقطاب الكهربائية، وتستقر عليها، ويتم صد الأيونات المشحونة بالمثل.

كان هذا التطوير بمثابة نموذج أولي للخلق المرشحات الكهروستاتيكية الحديثة.

يتم تطبيق إمكانات الإشارات المعاكسة من مصدر تيار مباشر على أقطاب صفائحية تشبه اللوحة (تسمى عادةً "أقطاب الترسيب")، ويتم تجميعها في أقسام منفصلة، ​​ويتم وضع خيوط شبكية معدنية بينها.

الجهد بين الشبكة والألواح في الأجهزة المنزلية هو عدة كيلو فولت. بالنسبة للمرشحات العاملة في المنشآت الصناعية، يمكن زيادتها بأمر من حيث الحجم.

ومن خلال هذه الأقطاب الكهربائية، تقوم المراوح عبر قنوات هواء خاصة بتمرير تدفق الهواء أو الغازات التي تحتوي على شوائب ميكانيكية وبكتيريا.

تحت تأثير الجهد العالي، يتشكل مجال كهربائي قوي وتفريغ هالة سطحية تتدفق من الخيوط (أقطاب الإكليل). إنه يؤدي إلى تأين الهواء المجاور للأقطاب الكهربائية مع إطلاق الأنيونات (+) والكاتيونات (-)، مما يخلق تيارًا أيونيًا.

تتحرك الأيونات ذات الشحنة السالبة تحت تأثير المجال الكهروستاتيكي إلى أقطاب الترسيب، وتقوم في نفس الوقت بشحن الشوائب المضادة. يتم التأثير على هذه الشحنات بواسطة قوى كهروستاتيكية، مما يؤدي إلى تراكم الغبار على أقطاب التجميع. بهذه الطريقة، يتم تنقية الهواء الذي يتم دفعه عبر الفلتر.

أثناء تشغيل الفلتر، تتزايد طبقة الغبار الموجودة على أقطابه الكهربائية باستمرار. يجب إزالته بشكل دوري. بالنسبة للهياكل المنزلية، يتم تنفيذ هذه العملية يدويًا. في مصانع الإنتاج القوية، يتم هز أقطاب الترسيب والإكليل ميكانيكيًا لتوجيه الملوثات إلى قادوس خاص، حيث يتم نقلها للتخلص منها.

مميزات تصميمات المرشحات الكهروستاتيكية الصناعية

يمكن أن تكون أجزاء جسمه مصنوعة من كتل خرسانية أو هياكل معدنية.

يتم تركيب شاشات توزيع الغاز عند مدخل الهواء الملوث ومخرج الهواء النقي، والتي تقوم بتوجيه كتل الهواء على النحو الأمثل بين الأقطاب الكهربائية.

يتم جمع الغبار في صناديق، والتي عادة ما تكون ذات قاع مسطح ومجهزة بناقل مكشطة. يتم تصنيع مجمعات الغبار على شكل:

الصواني.

هرم مقلوب؛

المخروطي.

تعمل آليات اهتزاز القطب الكهربائي على مبدأ المطرقة المتساقطة. يمكن أن تكون موجودة أسفل أو فوق اللوحات. يؤدي تشغيل هذه الأجهزة إلى تسريع عملية تنظيف الأقطاب الكهربائية بشكل كبير. يتم تحقيق أفضل النتائج من خلال التصميمات التي تعمل فيها كل مطرقة على القطب الكهربائي الخاص بها.

لإنشاء تفريغ كورونا عالي الجهد، يتم استخدام المحولات القياسية مع مقومات تعمل من شبكة تردد صناعية أو أجهزة خاصة عالية التردد تصل إلى عدة عشرات من الكيلو هرتز. يتم تنفيذ عملهم من خلال أنظمة التحكم في المعالجات الدقيقة.

من بين الأنواع المختلفة من أقطاب الإكليل، تعمل الحلزونات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل أفضل، مما يخلق توترًا مثاليًا للخيط. فهي أقل اتساخًا من جميع الموديلات الأخرى.

يتم دمج تصميمات تجميع الأقطاب الكهربائية على شكل ألواح ذات شكل خاص في أقسام ويتم إنشاؤها للتوزيع الموحد للشحنات السطحية.

المرشحات الصناعية لالتقاط الهباء الجوي عالي السمية

يظهر في الصورة مثال لأحد أنظمة تشغيل هذه الأجهزة.

تستخدم هذه التصميمات منطقة ذات مرحلتين لتنقية الهواء الملوث بالشوائب الصلبة أو أبخرة الهباء الجوي. تستقر الجسيمات الأكبر على الفلتر الأولي.

ونتيجة لذلك، يحدث تفريغ الهالة ويتم شحن جزيئات الشوائب. يمر خليط الهواء المنفوخ عبر جهاز مرسب، حيث يتم تركيز المواد الضارة على ألواح مؤرضة.

يقوم مرشح لاحق يقع بعد المرسب باحتجاز الجزيئات غير المستقرة المتبقية. بالإضافة إلى ذلك، يقوم الكاسيت الكيميائي بتنقية الهواء من الشوائب المتبقية من ثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى.

يتدفق الهباء الجوي المترسب على الألواح ببساطة إلى أسفل الدرج تحت تأثير الجاذبية.

مجالات تطبيق المرشحات الكهروستاتيكية الصناعية

تستخدم تنقية بيئات الهواء الملوثة من أجل:

محطات توليد الطاقة بغلايات حرق الفحم؛

مرافق احتراق زيت الوقود؛

محطات حرق النفايات؛

مراجل اختزال المواد الكيميائية الصناعية؛

أفران التلدين الصناعية للحجر الجيري؛

الغلايات التكنولوجية لحرق الكتلة الحيوية؛

شركات المعادن الحديدية.

إنتاج المعادن غير الحديدية.

مرافق صناعة الأسمنت.

شركات المعالجة الزراعية وغيرها من الصناعات.

إمكانيات تنظيف البيئات الملوثة

يظهر في الرسم البياني نطاقات تشغيل المرسبات الكهروستاتيكية الصناعية عالية الطاقة التي تحتوي على مواد ضارة مختلفة.

ميزات تصميمات المرشحات في الأجهزة المنزلية

تتم تنقية الهواء في المباني السكنية:

مكيفات الهواء؛

المؤينات.

يظهر مبدأ تشغيل مكيف الهواء في الصورة.

يتم دفع الهواء الملوث بواسطة مراوح عبر أقطاب كهربائية بجهد يبلغ حوالي 5 كيلو فولت مطبق عليها. تموت الميكروبات والعث والفيروسات والبكتيريا الموجودة في تدفق الهواء، وتطير جزيئات الشوائب المشحونة إلى أقطاب جمع الغبار وتستقر عليها.

في هذه الحالة، يحدث تأين الهواء ويتم إطلاق الأوزون. وبما أنه ينتمي إلى فئة أقوى المؤكسدات الطبيعية، فإنه يتم تدمير كافة الكائنات الحية الموجودة داخل المكيف.

إن تجاوز التركيز القياسي للأوزون في الهواء أمر غير مقبول وفقًا للمعايير الصحية والنظافة. ويتم مراقبة هذا المؤشر بعناية من قبل الجهات الإشرافية للشركات المصنعة لمكيفات الهواء.

مميزات المؤين المنزلي

كان النموذج الأولي للمؤينات الحديثة هو تطوير العالم السوفيتي ألكسندر ليونيدوفيتش تشيزيفسكي، الذي ابتكره لاستعادة صحة الأشخاص المنهكين في السجن بسبب الأشغال الشاقة والظروف المعيشية السيئة.

من خلال تطبيق جهد عالي الجهد على أقطاب مصدر معلق من السقف بدلاً من ثريا الإضاءة، يحدث التأين في الهواء، مما يؤدي إلى إطلاق الكاتيونات المفيدة للصحة. لقد أطلقوا عليها اسم "aeroions" أو "الفيتامينات من الهواء".

تنقل الكاتيونات الطاقة الحيوية إلى الجسم الضعيف، ويقتل الأوزون المنطلق مسببات الأمراض والبكتيريا.

لا تحتوي المؤينات الحديثة على العديد من العيوب التي كانت موجودة في التصاميم الأولى. على وجه الخصوص، أصبح تركيز الأوزون الآن محدودًا بشكل صارم، ويتم اتخاذ تدابير لتقليل تأثير المجالات الكهرومغناطيسية عالية الجهد، ويتم استخدام أجهزة التأين ثنائية القطب.

ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الكثير من الناس ما زالوا يخلطون بين الغرض من المؤينات والأوزون (إنتاج الأوزون بأقصى كميات)، واستخدام الأخير لأغراض أخرى، مما يضر بصحتهم بشكل كبير.

المؤينات، من خلال مبدأ عملها، لا تؤدي جميع وظائف مكيفات الهواء ولا تقوم بتنظيف الهواء من الغبار.

إخراج المجموعة:

المرسبات الكهروستاتيكية: مبدأ التشغيل والمزايا الرئيسية

نيكولاييف ميخائيل يوريفيتش

دكتوراه. تقنية. العلوم، أستاذ مشارك في جامعة أومسك التقنية الحكومية، الاتحاد الروسي، أومسك

ه- بريد: munp@ ياندكس. رو

يسيموف أسيت محمدوفيتش

الجامعة التقنية، الاتحاد الروسي، أومسك

ه- بريد: esimov007@ بريد. رو

ليونوف فيتالي فلاديميروفيتش

طالب في السنة الثالثة، كلية الطاقة، ولاية أومسك

اِصطِلاحِيّ جامعة, الترددات اللاسلكية, ز. أومسك

المرسبات الكهروستاتيكية: مبدأ العمل والمزايا الرئيسية

نيكولاييف مايكل

مرشح العلوم التقنية، أستاذ مشارك في جامعة أومسك التقنية الحكومية، روسيا، أومسك

ايسيموف أسيت

ليونوف فيتالي

طالب، معهد الطاقة بجامعة أومسك التقنية الحكومية، روسيا، أومسك

حاشية. ملاحظة

تتناول هذه المقالة مبدأ التشغيل التفصيلي للمرسبات الكهروستاتيكية. يتم أيضًا أخذ أنواع مختلفة من المرسبات الكهروستاتيكية وأقطاب الترسيب والتفريغ بعين الاعتبار. يتم عرض الحالات التي تحدث فيها عملية تأين الغازات بين الأقطاب الكهربائية. تم وصف مزايا المرسبات الكهروستاتيكية الحديثة.

خلاصة

توضح هذه المقالة مبدأ العمل التفصيلي للمرسبات الكهروستاتيكية. كما تناولت أنواعًا مختلفة من المرسبات الكهروستاتيكية وأقطاب التجميع والإكليل. الحالات التي تكون فيها العملية غازية بين أقطاب التأين. وصف كرامات المرسبات الكهروستاتيكية الحديثة.

مفتاحكلمات: المرسب الكهروستاتيكي القطب. التأين. كورونا التفريغ.

الكلمات الدالة:المرسب الكهروستاتيكي القطب. التأين. كورونا التفريغ.

المرسب الكهربائي هو جهاز يتم فيه تنقية الغازات من الهباء الجوي أو الجزيئات الصلبة أو السائلة تحت تأثير القوى الكهربائية. نتيجة لعمل المجال الكهربائي، تتم إزالة الجزيئات المشحونة من تيار الغاز الجاري تنقيته وترسبها على الأقطاب الكهربائية. يحدث شحن الجسيمات في مجال تفريغ الاكليل. المرسب الكهروستاتيكي عبارة عن جسم مستقيم أو أسطواني، يتم تركيب أقطاب الترسيب والإكليل الكهربائية ذات التصاميم المختلفة بداخله (اعتمادًا على الغرض ومجال تطبيق المرسب الكهروستاتيكي، وكذلك على تفاصيل الجزيئات المجمعة). يتم توصيل أقطاب كورونا بمصدر طاقة عالي الجهد بجهد تيار مصحح يتراوح بين 50-60 كيلو فولت. تسمى المرسبات الكهروستاتيكية التي تتم فيها إزالة الجزيئات الصلبة المجمعة من الأقطاب الكهربائية عن طريق الاهتزاز بالجفاف، وتسمى المرسبات التي يتم فيها غسل الجزيئات المستقرة من الأقطاب الكهربائية بواسطة جزيئات سائلة أو سائلة (الضباب والرذاذ) بالرطب.

بناءً على عدد المجالات الكهربائية التي يمر من خلالها الغاز المنقى بالتتابع، يتم تقسيم المرسبات الكهربائية إلى مجال واحد ومجالات متعددة. في بعض الأحيان يتم تقسيم المرسبات الكهروستاتيكية إلى غرف موازية لتدفق الغاز - أقسام. وفقا لهذه الميزة، يمكن أن تكون مفردة أو متعددة الأقسام. يمر الغاز المنقى في المرسب الكهروستاتيكي عبر المنطقة النشطة في اتجاهات رأسية أو أفقية، وبالتالي يمكن أن تكون المرسبات الكهروستاتيكية رأسية أو أفقية. بناءً على نوع أقطاب الترسيب، يتم تقسيم المرسبات الكهروستاتيكية إلى لوحة وأنبوبي. أنواع التصميم الرئيسية للمرسبات الكهروستاتيكية هي الصفائح الأفقية والأنبوبية العمودية.

الشكل 1. المرسب الكهروستاتيكي لوحة أفقية

الشكل 2. المرسب الكهروستاتيكي الأنبوبي

لفهم مبدأ تشغيل المرسب الكهروستاتيكي، يجب عليك أولاً أن تفكر في الدائرة الكهربائية. ويتكون من عناصر مثل مصدر التيار ولوحتين معدنيتين متوازيتين مع بعضهما البعض ويفصل بينهما الهواء. هذا الجهاز ليس أكثر من مكثف هواء، ولكن لن يتدفق أي تيار كهربائي في مثل هذه الدائرة، لأن طبقة الهواء بين الألواح، مثل الغازات الأخرى، غير قادرة على توصيل الكهرباء.

ومع ذلك، بمجرد تطبيق فرق الجهد المطلوب على الصفائح المعدنية، فإن الجلفانومتر المتصل بهذه الدائرة سوف يسجل مرور التيار الكهربائي بسبب تأين طبقة الهواء بين هذه الصفائح.

أما بالنسبة لتأين الغاز بين قطبين فيمكن أن يحدث في حالتين:

1. ليس بشكل مستقل، أي باستخدام أي “مؤينات” مثلاً الأشعة السينية أو غيرها من الأشعة. بعد اكتمال تأثير هذا "المؤين"، ستبدأ عملية إعادة التركيب تدريجيًا، أي أن العملية العكسية ستحدث: ستبدأ الأيونات ذات العلامات المختلفة مرة أخرى في الاتصال ببعضها البعض، وبالتالي تكوين جزيئات غاز محايدة كهربائيًا.

2. بشكل مستقل، يتم ذلك عن طريق زيادة الجهد في الشبكة الكهربائية إلى قيمة تتجاوز ثابت العزل الكهربائي للغاز المستخدم.

عند تنقية الغازات كهربائيا، يتم استخدام التأين الثاني فقط، أي مستقل.

إذا بدأت في زيادة الفرق المحتمل بين الألواح المعدنية، فسوف تصل بالتأكيد في مرحلة ما إلى نقطة حرجة (جهد الانهيار لطبقة الهواء)، وسوف "ينكسر" الهواء وسيزداد التيار في الدائرة بشكل حاد، وستظهر شرارة بين الصفائح المعدنية تسمى – تفريغ الغاز المستقل.

تبدأ جزيئات الهواء تحت الجهد بالانقسام إلى أيونات وإلكترونات موجبة وسالبة الشحنة. تحت تأثير المجال الكهربائي، تتحرك الأيونات نحو الأقطاب الكهربائية المشحونة بشكل معاكس. مع زيادة جهد المجال الكهربائي، تبدأ السرعة، وبالتالي الطاقة الحركية للأيونات والإلكترونات، في الزيادة تدريجيًا. عندما تصل سرعتها إلى قيمة حرجة وتتجاوزها قليلاً، فإنها تقوم بتقسيم جميع الجزيئات المحايدة التي تصادفها على طول الطريق. هذه هي الطريقة التي يتأين بها الغاز الموجود بين القطبين بالكامل.

عندما يتم تشكيل عدد كبير إلى حد ما من الأيونات في وقت واحد بين لوحات متوازية، تبدأ قوة التيار الكهربائي في الزيادة بشكل كبير ويظهر تفريغ شرارة.

نظرًا لحقيقة أن جزيئات الهواء تتلقى نبضات من الأيونات التي تتحرك في اتجاه معين، جنبًا إلى جنب مع ما يسمى بالتأين "التأثيري"، تحدث أيضًا حركة مكثفة إلى حد ما للكتلة الهوائية.

يتم التأين الذاتي في طريقة التنقية الكهربائية للغازات عن طريق تطبيق الفولتية العالية على الأقطاب الكهربائية. عند التأين باستخدام هذه الطريقة، من الضروري أن يتم ثقب طبقة الغاز فقط على مسافة معينة بين القطبين. من الضروري أن يظل جزء من الغاز دون انقطاع وأن يكون بمثابة نوع من العزل الذي من شأنه حماية الأقطاب الكهربائية المتوازية من ماس كهربائى من التسبب في شرارة أو قوس (بحيث لا يحدث انهيار عازل).

يتم إنشاء هذا "العزل" عن طريق اختيار شكل الأقطاب الكهربائية، وكذلك المسافة بينهما وفقا للجهد. تجدر الإشارة إلى أن الأقطاب الكهربائية، التي يتم تقديمها في شكل طائرتين متوازيتين، لن تكون مناسبة في هذه الحالة، حيث أنه بينهما في أي نقطة في المجال سيكون هناك دائمًا نفس الجهد، أي أن المجال سيكون موحدة دائما. عندما يصل فرق الجهد بين أحد القطبين المسطحين والآخر إلى جهد الانهيار، سيتم اختراق كل الهواء وسيظهر تفريغ شرارة، ولكن لن يحدث تأين للهواء بسبب حقيقة أن المجال بأكمله متجانس.

يمكن أن ينشأ مجال غير منتظم فقط بين الأقطاب الكهربائية التي لها شكل أسطوانات متحدة المركز (الأنابيب والأسلاك)، أو المستوى والأسطوانة (اللوحة والأسلاك). مباشرة بالقرب من السلك، يكون جهد المجال مرتفعًا جدًا بحيث تصبح الأيونات والإلكترونات قادرة على تأين الجزيئات المحايدة، ولكن عندما تبتعد عن السلك، ينخفض ​​جهد المجال وسرعة حركة الأيونات كثيرًا بحيث يصبح التأين الصادم ببساطة غير واقعية.

يجب تحديد العلاقة بين نصف قطر الأنبوب (R) والسلك (r) لتجنب حدوث شرارة بين قطبين أسطوانيين. أظهرت الحسابات أن تأين الغاز بدون ماس كهربائي ممكن عند R/r أكبر من أو يساوي 2.72.

إن ظهور وهج خافت أو ما يسمى بـ “الإكليل” حول السلك هو العلامة المرئية الرئيسية لحدوث تفريغ أيوني. وتسمى هذه الظاهرة تفريغ الاكليل. يكون التوهج الخافت مصحوبًا دائمًا بصوت مميز - يمكن أن يكون طقطقة أو هسهسة.

يُطلق على السلك (القطب) الذي يحدث حوله التوهج اسم قطب الإكليل. "التاج"، اعتمادًا على القطب الذي يتصل به السلك، يمكن أن يكون إيجابيًا أو سلبيًا. عند تنقية الغازات كهربائيا، يتم استخدام الخيار الثاني فقط، وهو الإكليل السلبي. وعلى الرغم من أنه، على عكس التاج الموجب، أقل اتساقًا، إلا أن مثل هذا "التاج" لا يزال قادرًا على السماح بفرق محتمل حرج أعلى.

يتم فرض المتطلبات التالية على أقطاب التجميع: أن تكون قوية وصلبة ولها سطح أملس بحيث يمكن إزالة الغبار الملتقط دون مشاكل، كما تتمتع أيضًا بخصائص ديناميكية هوائية عالية بما فيه الكفاية.

تنقسم أقطاب الترسيب وفقًا لشكلها وتصميمها بشكل تقليدي إلى ثلاث مجموعات كبيرة: 1) نوع اللوحة؛ 2) على شكل صندوق. 3) مخدد.

يتم فرض المتطلبات التالية على أقطاب الإكليل: يجب أن يكون لها شكل دقيق لضمان تفريغ الإكليل بشكل مكثف وموحد بدرجة كافية؛ تتمتع بالقوة الميكانيكية والصلابة لضمان التشغيل الموثوق والخالي من المتاعب والمتين في ظل ظروف الاهتزاز والاهتزاز؛ أن تكون سهلة التصنيع ومنخفضة التكلفة، حيث أن أقطاب الإكليل الكهربائية يمكن أن يصل طولها الإجمالي إلى 10 كيلومترات؛ تكون مقاومة للبيئات العدوانية.

هناك مجموعتان كبيرتان من أقطاب الإكليل: أقطاب كهربائية بدون نقاط تفريغ ثابتة وأقطاب كهربائية ذات نقاط تفريغ ثابتة على طول القطب بالكامل. بالنسبة للثانية، فإن مصادر التفريغ عبارة عن نتوءات أو طفرات حادة، ومن الممكن التحكم في تشغيل القطب. للقيام بذلك، تحتاج إلى تغيير المسافة بين المسامير.

يتم وضع نظام أقطاب الترسيب والتفريغ، كقاعدة عامة، داخل جسم معدني ملحوم، وفي حالات نادرة في جسم خرساني مسلح، مصنوع على شكل إطارات على شكل حرف U. يتم تحميل المعدات الموجودة داخل السكن إما من الأعلى أو من الجانب. يجب أن يكون الجزء الخارجي من السكن معزولًا حراريًا لتجنب تشوهات درجات الحرارة وتكثيف الرطوبة.

تتكون وحدة توريد الهواء المغبر وتوزيعه بشكل موحد، كقاعدة عامة، من نظام شبكات توزيع الغاز، التي يتم تركيبها أمام الغرفة الرئيسية، حيث يوجد نظام التجميع وأقطاب الإكليل، وتتكون من صفائح مثقبة مثبتة في مستويين، يتراوح المقطع العرضي المفتوح من 35 إلى 50 بالمائة.

لإزالة الغبار المحبوس من المرسبات الكهروستاتيكية، يتم استخدام أنظمة خاصة لاهتزاز الأقطاب الكهربائية. في المرسبات الكهروستاتيكية الجافة، عادةً ما يتم استخدام العديد من هذه الأنظمة - نظام الكامة الزنبركية، أو المطرقة الصدمية، أو الاهتزاز، أو نظام النبض المغناطيسي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن ببساطة غسل الجزيئات الملتقطة من الأقطاب الكهربائية بالماء.

مزايا المرسبات الكهربائية: إمكانية تنقية الغاز بأعلى درجة (تصل إلى 99.9%)، تكاليف الطاقة المنخفضة (تصل إلى 0.8 كيلووات لكل 1000 م3 من الغاز)، إمكانية إجراء تنقية الغاز حتى في درجات الحرارة المرتفعة، عملية التنقية يمكن أن تكون العملية مؤتمتة بالكامل.

فهرس:

1.غوست آر 51707-2001. المرسبات الكهروستاتيكية. متطلبات السلامة وطرق الاختبار. يدخل. 29/01/2001. م: دار المواصفات، 2001.

2. قواعد التركيبات الكهربائية. الطبعة السابعة. م: دار النشر NTS ENAS، 2004.

3. سانايف يو. المرسبات الكهروستاتيكية: التثبيت والضبط والاختبار والتشغيل./معلومات عامة. سلسلة XM-14. م.، "تسينتيخيمنفتيماش"، 1984.

حتى في شقة عادية، يجب تنظيف الهواء، والتهوية الأساسية لا يمكنها دائما التعامل مع هذه المهمة.

في هذا الصدد، يتم استخدام المرشحات الحديثة على نطاق واسع، والتي يمكن أن تؤخر:

• فرو حيواني،
• تراب،
• حبوب اللقاح النباتية,
• دخان التبغ، والروائح الكريهة،
• البكتيريا والفيروسات،
• العفن والجراثيم الفطرية وغيرها.

كل هذه الملوثات يمكن أن تسبب الحساسية وربما تكون خطرة. أحد المرشحات الأكثر شعبية وبأسعار معقولة في السوق هو المرشح الكهروستاتيكي.

مرشح كهرباء للتهويةيستخدم لإزالة الهباء الجوي والجزيئات الميكانيكية من الهواء: السخام والسخام والدخان والغبار الناعم والأبخرة السامة والغبار الناعم وغيرها من الملوثات المنزلية والصناعية الخطرة.

يتكون جهاز تنقية الهواء من المكونات التالية:

• مرشح خشن مع شبكة فولاذية بالداخل،
• أول مرشح لوحة مع أقطاب كهربائية مسطحة،
• مرشح اللوحة الثانية مع أقطاب كهربائية مسطحة،
• مرشح جيد، عادة مع الكربون المنشط.

قد تختلف محتويات الجهاز حسب مستوى الطاقة والمعلمات الأخرى. كلما زادت تكلفة المعدات، زادت قوتها. يمكن استخدام مرشحات غير مكلفة في شقق المدينة. تشتري شركات التصنيع معدات باهظة الثمن تلبي متطلبات صارمة إلى حد ما.

يمر تدفق الهواء عبر عدة مراحل تنظيف أجهزة التصفية الكهروستاتيكيةوهي: مؤين، ومجمع غبار، وعدة مرشحات عند المخرج، وتبين أنها معقمة تقريبًا.
مبدأ تشغيل الجهاز الكهروستاتيكي هو جذب الشحنات الكهربائية ذات الأقطاب المختلفة. تكتسب الجزيئات الموجودة في الهواء، التي تدخل الفلتر، شحنة كهربائية وتستقر على ألواح موصلة ذات قطبية معاكسة.

أثناء تشغيل مرشح تنقية الهواء هذا، يتم إطلاق الأوزون، والذي يرتبط الكثيرون برائحة العاصفة الرعدية. أثناء تشغيل المنشآت الصناعية، يتم تدمير N2 في أكاسيد النيتروجين، لأن الأوزون نفسه مادة خطيرة وسامة إلى حد ما ويمكن أن يسبب ردود فعل تحسسية وحروقا في الجهاز التنفسي.

مرشح كهرباء - ما هي الكفاءة؟

يتم استخدام هذه المعدات في المؤسسات الطبية ومؤسسات تقديم الطعام والمباني الإدارية والمكاتب.

مراجعة الفيديو

تصنيف الشركة المصنعة - أي المرشحات الكهروستاتيكية هي الأكثر شيوعًا

اختيار الأجهزة الكهروستاتيكية في المتاجر كبير جدًا. قد يواجه الشخص العادي صعوبة في اختيار المعدات اللازمة لمنزله أو مكتبه أو ورشة الإنتاج. بادئ ذي بدء، تحتاج إلى دراسة الخصائص التقنية للجهاز والانتباه إلى السعر.

من غير المرجح أن تتعامل الأجهزة الرخيصة للغاية مع مهمتها على المستوى المناسب، في حين لا ينبغي شراء الأجهزة باهظة الثمن لشقة عادية، فهي مخصصة للاستخدام في المؤسسات الكبيرة.

يمكنك شراء نسخة مدمجة لمنزلك أو سيارتك. سوبر بلس أيون أوتومن الشركة المصنعة "Ecology Plus". وهي وحدة صغيرة وتستهلك حوالي 3 واط من الكهرباء. تكلفة المنتج من 30 إلى 50 دولار.

تقدم مجموعة Plymovent معدات SFE. هذه بالفعل معدات خطيرة جدًا تبلغ قيمتها حوالي 200 ألف روبل. يمرر 2500 متر مكعب من الهواء من خلال نفسه خلال ساعة واحدة. وهذا يكفي لخدمة مكتب ومنطقة مبيعات وحتى متجر تجميع صغير.

تستخدم مؤسسات تقديم الطعام الأفران وحفلات الشواء لإعداد الطعام. الدخان اللطيف أثناء القلي أو الخبز له جانب سلبي - يمكن أن يشكل خطرا على الصحة، لذلك من المهم لأصحاب المطاعم حماية كل من الزوار والموظفين منه.

لهذا الغرض، يتم استخدام المرشحات الكهروستاتيكية Smoke Yatagan. أنها تمتص السخام والدهون والمواد المسرطنة والروائح والدخان. يجب غسل الفلتر الأولي للجهاز بشكل دوري. المعدات متواضعة في التشغيل وذات كفاءة عالية.

تعليمات الفيديو

مرشح كهرباء Efva Super Plus - مصمم لتنقية الهواء في البيئات الصناعية. يحتجز رذاذ الزيت واللحام المنبعث أثناء معالجة المعادن وإنتاج الأدوية الطبية في ورش اللحام بالقوس الكهربائي وغيرها.

جامعة ولاية أومسك

هم. إف إم. دوستويفسكي

قسم التكنولوجيا الكيميائية

مقال عن الحفاظ على الطبيعة حول موضوع "المرسبات الكهربائية"

أكمله: طالب المجموعة xx‑601(eh)

ليفين د.ك.

تدقيق بواسطة: أستاذ

أديفا إل.ن.

قسم NH

أومسك – 2010

مقدمة

يصاحب الإنتاج الصناعي وأنواع النشاط الاقتصادي الأخرى للناس إطلاق مواد مختلفة تلوث الهواء في الهواء الداخلي وفي الهواء الجوي. تدخل جزيئات الهباء الجوي (الغبار والدخان والضباب) والغازات والأبخرة وكذلك الكائنات الحية الدقيقة والمواد المشعة إلى الهواء.

في المرحلة الحالية، بالنسبة لمعظم المؤسسات الصناعية، يعد تنظيف انبعاثات التهوية من المواد الضارة أحد التدابير الرئيسية لحماية حوض الهواء. ومن خلال تنظيف الانبعاثات قبل دخولها إلى الغلاف الجوي، يتم منع تلوث الهواء.

لتنقية الهواء أهمية صحية وصحية وبيئية واقتصادية بالغة الأهمية.

تحتل مرحلة تنظيف الغبار مكانا متوسطا في مجمع "سلامة العمل - حماية البيئة". من حيث المبدأ، فإن جمع الغبار، عند تنظيمه بشكل صحيح، يحل مشكلة ضمان معايير الحد الأقصى للتركيزات المسموح بها (MPC) في هواء منطقة العمل. ومع ذلك، يتم إطلاق جميع المواد الضارة في الغلاف الجوي من خلال نظام تجميع الغبار في حالة عدم وجود نظام تنظيف الغبار، مما يؤدي إلى تلويثه. لذلك، ينبغي اعتبار مرحلة تنظيف الغبار جزءًا لا يتجزأ من نظام التحكم في الغبار في المؤسسة الصناعية.

تنقية الغاز – فصل الشوائب المختلفة من خليط الغاز عند إطلاقه في الغلاف الجوي من أجل الحفاظ على الظروف الصحية الطبيعية في المناطق المجاورة للمنشآت الصناعية، وتحضير الغازات لاستخدامها كمواد خام كيميائية أو وقود، والشوائب نفسها كمنتجات قيمة. تنقسم تنقية الغاز عادة إلى تنقية من الجزيئات العالقة - الغبار والضباب، ومن الأبخرة والشوائب الغازية غير المرغوب فيها عند استخدام الغازات أو عند انبعاثها إلى الجو.

يمكن اختزال الطرق الصناعية لتنقية الغاز إلى ثلاث مجموعات:

1) استخدام المواد الماصة أو المحفزات الصلبة - "الطرق الجافة" للتنظيف؛

2) استخدام ماصات السوائل (الماصة) – التنظيف السائل؛

3) التنظيف دون استخدام الماصات والمحفزات.

تتضمن المجموعة الأولى طرقًا تعتمد على الامتزاز والتفاعل الكيميائي مع المواد الماصة الصلبة والتحويل التحفيزي للشوائب إلى مركبات غير ضارة أو قابلة للإزالة بسهولة. عادة ما يتم تنفيذ طرق التنظيف الجاف باستخدام طبقة ثابتة من المواد الماصة أو الماصة أو المحفزة، والتي يجب تجديدها أو استبدالها بشكل دوري. وفي الآونة الأخيرة، يتم تنفيذ مثل هذه العمليات أيضًا في سرير "مميع" أو متحرك، مما يسمح بتجديد مواد التنظيف بشكل مستمر. تعتمد الطرق السائلة على امتصاص المكون المستخرج بواسطة مادة ماصة سائلة (مذيب). تعتمد المجموعة الثالثة من طرق التنقية على تكثيف الشوائب وعمليات الانتشار (الانتشار الحراري، والفصل من خلال قسم مسامي).

تتنوع الجسيمات الموجودة في الغازات الصناعية بشكل كبير في تركيبها وحالة التجميع والتشتت. تتم تنقية الغازات من الجزيئات العالقة (الهباء الجوي) بالوسائل الميكانيكية والكهربائية. تتم التنقية الميكانيكية للغازات: عن طريق التعرض لقوة الطرد المركزي، أو الترشيح من خلال المواد المسامية، أو الغسيل بالماء أو سائل آخر؛ في بعض الأحيان يتم استخدام الجاذبية لتحرير الجزيئات الكبيرة. يتم إجراء التنظيف الميكانيكي للغاز عادةً باستخدام تنظيف الغاز الجاف (جهاز الإعصار) والترشيح وتنظيف الغاز الرطب. تُستخدم تنقية الغاز الكهربائية لالتقاط جزيئات الغبار أو الضباب شديدة التشتت، وفي ظل ظروف معينة، توفر معامل تنقية عاليًا.

سأصف في تقريري مبادئ تنقية الغاز الكهربائي، وعمل المرسبات الكهربائية، وأنواعها، وإمكانيات الاستخدام المشترك لتنقية الغاز، بالإضافة إلى مزايا وعيوب استخدامها.

1. مبدأ تشغيل المرسبات الكهروستاتيكية

في المرسب الكهربائي، تتم تنقية الغازات من الجزيئات الصلبة والسائلة تحت تأثير القوى الكهربائية. يتم إعطاء الجزيئات شحنة كهربائية، وتحت تأثير المجال الكهربائي يتم ترسبها من تدفق الغاز.

يظهر الشكل العام للمرسب الكهروستاتيكي في الشكل. 1.

أرز. 1. المرسب الكهربائي: 1 – قطب الترسيب؛ 2 - قطب الاكليل. 3 - الإطار؛ 4 – عازل الجهد العالي . 5 - جهاز الاهتزاز. 6 - الغرفة العلوية. 7- جامع الغبار .

تتكون عملية إزالة الغبار في المرسب الكهربائي من المراحل التالية: تتلقى جزيئات الغبار، التي تمر عبر مجال كهربائي مع تدفق الغاز، شحنة؛ تنتقل الجسيمات المشحونة إلى الأقطاب الكهربائية بعلامة معاكسة؛ تترسب على هذه الأقطاب الكهربائية. تتم إزالة الغبار المتراكم على الأقطاب الكهربائية.

يعد شحن الجسيمات الخطوة الرئيسية الأولى في عملية الترسيب الكهروستاتيكي. تحمل معظم الجسيمات التي يتم مواجهتها أثناء تنظيف الغاز الصناعي بعض الشحنات التي تم الحصول عليها أثناء تكوينها، ولكن هذه الشحنات صغيرة جدًا بحيث لا تضمن ترسيبًا فعالاً. عمليًا، يتم شحن الجسيمات عن طريق تمرير الجسيمات عبر هالة التيار المستمر بين أقطاب المرسب الكهروستاتيكي. يمكنك استخدام كل من الكورونا الموجبة والسالبة، ولكن لتنظيف الغاز الصناعي يفضل الكورونا السالبة نظرا لثباتها الأكبر وإمكانية استخدام قيم تشغيل كبيرة من الجهد والتيار، أما لتنقية الهواء فيستخدم الكورونا الموجبة فقط، لأنه ينتج كمية أقل من الأوزون.

العناصر الرئيسية للمرسب الكهروستاتيكي هي الإكليل وأقطاب هطول الأمطار. القطب الأول في أبسط صوره عبارة عن سلك ممدود في أنبوب أو بين الألواح، والثاني هو سطح الأنبوب أو اللوحة المحيطة بقطب التفريغ (الشكل 2).

يتم توفير تيار مباشر عالي الجهد يبلغ 30...60 كيلو فولت إلى أقطاب الإكليل. عادةً ما يكون قطب التفريغ قطبيًا سالبًا، ويكون قطب التجميع مؤرضًا. ويفسر ذلك حقيقة أن الإكليل أكثر استقرارا عند هذه القطبية، وأن حركة الأيونات السالبة أعلى من حركة الأيونات الموجبة. يرتبط الظرف الأخير بتسريع شحن جزيئات الغبار.

وبعد أجهزة التوزيع، تدخل الغازات المعالجة عبر الممرات التي تتكون من الإكليل وأقطاب الترسيب، والتي تسمى فجوات الأقطاب البينية. يتم تسريع الإلكترونات الخارجة من سطح أقطاب الإكليل في مجال كهربائي عالي الكثافة وتكتسب طاقة كافية لتأين جزيئات الغاز. تتأين جزيئات الغاز التي تصطدم بالإلكترونات وتبدأ في التحرك بسرعة في اتجاه الأقطاب الكهربائية ذات الشحنة المعاكسة، وعند الاصطدام تطرد أجزاء جديدة من الإلكترونات. ونتيجة لذلك، يظهر تيار كهربائي بين الأقطاب الكهربائية، وعند جهد معين، يتشكل تفريغ الهالة، مما يؤدي إلى تكثيف عملية تأين الغاز. الجسيمات المعلقة، التي تتحرك في منطقة التأين وتمتص الأيونات على سطحها، تكتسب في النهاية شحنة موجبة أو سالبة وتبدأ في التحرك تحت تأثير القوى الكهربائية نحو القطب ذو الإشارة المعاكسة. تكون الجسيمات مشحونة بقوة في أول 100...200 ملم من المسار ويتم إزاحتها نحو أقطاب الهطول المؤرضة تحت تأثير مجال الهالة المكثف. العملية ككل سريعة جدًا، ولا تتطلب سوى بضع ثوانٍ لتسوية الجزيئات تمامًا. عندما تتراكم الجزيئات على الأقطاب الكهربائية، يتم نفضها أو غسلها.

أرز. 2. رسم تخطيطي بناء للأقطاب الكهربائية: أ - مرسب كهربائي بأقطاب كهربائية أنبوبية. ب - المرسب الكهربائي مع أقطاب اللوحة؛ 1 - أقطاب الاكليل. 2- جمع الأقطاب الكهربائية .

تفريغ كورونا هو سمة من سمات المجالات الكهربائية غير المنتظمة. لإنشائها في المرسبات الكهروستاتيكية، يتم استخدام أنظمة الأقطاب الكهربائية من نوع النقطة (الحافة) - المستوى، الخط (الحافة الحادة، السلك الرفيع) - المستوى أو الأسطوانة. في مجال هالة المرسب الكهروستاتيكي، يتم تنفيذ آليتين مختلفتين لشحن الجسيمات. وأهم عملية شحن تكون عن طريق الأيونات التي تتحرك نحو الجزيئات تحت تأثير مجال كهربائي خارجي. تحدث عملية الشحن الثانوية بسبب انتشار الأيونات، والذي يعتمد معدله على طاقة الحركة الحرارية للأيونات، ولكن ليس على المجال الكهربائي. يسود الشحن في المجال للجسيمات التي يبلغ قطرها أكثر من 0.5 ميكرومتر، والانتشار - للجسيمات الأصغر من 0.2 ميكرومتر؛ في المدى المتوسط ​​(0.2...0.5 ميكرومتر) كلتا الآليتين مهمتان.

2. تصميمات وأنواع المرسبات الكهربائية

تسمى أجهزة تنقية الغازات بهذه الطريقة بالمرسبات الكهربائية. العناصر الرئيسية للمرسبات الكهروستاتيكية هي: غلاف محكم للغاز مع أقطاب كهربائية هالة موضوعة فيه، والتي يتم تزويدها بتيار مصحح عالي الجهد، وأقطاب مؤرضة بالترسيب، وعوازل قطب كهربائي، وأجهزة لتوزيع التدفق الموحد على المقطع العرضي للمرسبات الكهروستاتيكية. المرسب الكهروستاتيكي، وهو قادوس لجمع الجسيمات المجمعة، وأنظمة تجديد الأقطاب الكهربائية وإمدادات الطاقة.

من الناحية الهيكلية، يمكن أن يكون للمرسبات الكهروستاتيكية جسم مستطيل أو أسطواني. يتم تركيب أقطاب الترسيب والإكليل داخل العلب، بالإضافة إلى آليات اهتزاز الأقطاب الكهربائية ووحدات العزل وأجهزة توزيع الغاز.

يُطلق على جزء المرسب الكهروستاتيكي الذي توجد فيه الأقطاب الكهربائية المنطقة النشطة (والأقل شيوعًا، الحجم النشط). اعتمادًا على عدد المناطق النشطة، تُعرف المرسبات الكهروستاتيكية ذات المنطقة الواحدة والمنطقتين. في المرسبات الكهروستاتيكية ذات المنطقة الواحدة، لا يتم فصل أقطاب الإكليل وأقطاب الترسيب مكانيًا هيكليًا.في المرسبات الكهروستاتيكية ذات المنطقتين، يوجد فصل واضح. للتنظيف الصحي للانبعاثات المتربة، يتم استخدام هياكل أحادية المنطقة مع وضع الهالة وأقطاب هطول الأمطار في حجم عمل واحد. تُستخدم المرسبات الكهروستاتيكية ذات المنطقتين مع مناطق منفصلة للتأين وترسيب الجزيئات العالقة بشكل أساسي لتنظيف هواء الإمداد. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الأوزون يتم إطلاقه في منطقة التأين، ولا يسمح بدخوله إلى الهواء المزود للمبنى.