Máy lọc tĩnh điện và các ứng dụng hàng đầu trong công nghiệp

Lọc bụi tĩnh điện , còn được gọi là máy làm sạch không khí tĩnh điện , một thiết bị sử dụng điện tích để loại bỏ một số tạp chất – hạt rắn hoặc giọt chất lỏng – khỏi không khí hoặc các chất khí khác trong ống khói và các chất thải khác. Bộ lọc kết tủa hoạt động bằng cách chỉ sử dụng năng lượng cho các hạt vật chất được thu thập, mà không cản trở đáng kể dòng chảy của khí. Ban đầu được thiết kế để thu hồi các vật liệu quá trình công nghiệp có giá trị, thiết bị lọc bụi tĩnh điện được sử dụng để kiểm soát ô nhiễm không khí, đặc biệt để loại bỏ các chất hạt có hại từ khí thải tại các cơ sở công nghiệp và trạm phát điện. Nếu được thải vào bầu khí quyển, các hạt như vậy làm giảm tầm nhìn, có thể góp phần vào biến đổi khí hậu và dẫn đến các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng ở người, bao gồm tổn thương phổi và viêm phế quản. Máy lọc bụi tĩnh điện có thể bắt giữ các hạt mịn (tức là những hạt có đường kính nhỏ hơn 2,5 micromet [0,0001 inch]), đặc biệt nguy hiểm nếu được giải phóng vì chúng có thể bị hút sâu vào phổi và có thể gây ra các phản ứng viêm.

Năm 1824 M. Hohlfeld, một giáo viên toán ở Leipzig, lần đầu tiên mô tả sự kết tủa của các hạt khói bằng điện. Quy trình thành công về mặt thương mại đầu tiên được cấp bằng sáng chế vào năm 1908 sau các thí nghiệm của nhà hóa học Mỹ Frederick Cottrell tại Đại học Califonia , Berkeley. Các thiết bị ban đầu được sử dụng để loại bỏ sương mù axir sulfuric và khói oxit chỉ thải ra từ các hoạt động nấu chảy và tạo axit . Các thiết bị này đã giúp bảo vệ các vườn nho ở bắc California khỏi phát thải chì.

Thiết kế và xử lý

Chất kết tủa hoạt động bằng cách tích điện tĩnh điện các hạt trong dòng khí. Các hạt mang điện bị thu hút và lắng đọng trên các đĩa hoặc các thiết bị thu gom khác. Sau đó, không khí được xử lý sẽ đi ra khỏi thiết bị kết tủa và đi qua một ngăn xếp vào khí quyển. Khi đã tích tụ đủ các hạt trên các thiết bị thu gom, chúng sẽ được lắc ra khỏi các bộ thu bằng cào cơ học. Các hạt, có thể ướt hoặc khô, rơi vào phễu chứa ở dưới cùng của thiết bị và một hệ thống băng tải sẽ vận chuyển chúng đi để thải bỏ hoặc tái chế . Các chất kết tủa thường được triển khai với các thiết bị khử nitơ loại bỏ các oxit nitơ và các thiết bị lọc hoặc các thiết bị khác loại bỏ lưu huỳnh dioxit .

Thiết kế cơ bản nhất của bộ lọc bụi bao gồm một hàng dây dọc mỏng và một chồng các tấm kim loại lớn phẳng thẳng đứng. Các tấm được đặt cách nhau từ dưới 1,3 cm (0,5 inch) đến khoảng 17,8 cm (7 inch), tùy thuộc vào ứng dụng. Dòng khí chảy theo phương ngang giữa các dây dẫn và xuyên qua chồng đĩa. Một điện tích âm vài nghìn vôn được đặt vào giữa các dây dẫn và các tấm để loại bỏ các tạp chất ra khỏi dòng khí.

Bộ lọc bụi dạng tấm thường được tiếp thị cho công chúng như một bộ lọc không khí hoặc thay thế lâu dài cho bộ lọc lò. Không giống như một số công nghệ lọc không khí khác, chúng thường không trở thành nơi sinh sản của các dạng vi khuẩn có hại . Tuy nhiên, các tấm có thể khó làm sạch và cũng có thể tạo ra ozone và ôxít nitơ. Một số bộ lọc kết tủa tiêu dùng được bán với chất tẩy rửa ngâm đặc biệt cho phép loại bỏ toàn bộ mảng tấm và ngâm trong vài giờ để làm lỏng các hạt.

Nguyên lý hoạt động của máy lọc tĩnh điện

Ứng dụng

Thiết bị lọc bụi tĩnh điện là công cụ quan trọng trong quá trình làm sạch khí thải. Chúng có hiệu quả cao trong việc giảm ô nhiễm hạt, bao gồm những hạt có kích thước đường kính xấp xỉ 1 micron (0,00004 inch) và một số thiết bị kết tủa có thể loại bỏ các hạt có đường kính 0,01 micron. Ngoài ra, chúng có thể xử lý khối lượng lớn khí ở các nhiệt độ và tốc độ dòng chảy khác nhau, loại bỏ các hạt rắn hoặc các giọt chất lỏng.

Thiết bị lọc bụi tĩnh điện có nhiều loại và kích cỡ khác nhau, được thiết kế cho nhiều đặc điểm bụi và giọt nước và lưu lượng thể tích khí khác nhau. Một số loại được thiết kế để làm việc với dòng khí có đặc tính nhiệt độ và độ ẩm cụ thể. Lọc bụi tĩnh điện khô hoạt động trên điểm sương của dòng khí để loại bỏ các tạp chất từ ​​khói và bụi. Ngược lại, thiết bị lọc bụi tĩnh điện ướt hoạt động với dòng khí bão hòa có độ ẩm tương đối 100% . Thiết bị kết tủa ướt thường được sử dụng để loại bỏ các giọt chất lỏng, bao gồm dầu, nhựa thông, hắc ín, và sương mù axit sulfuric, từ các dòng khí trong các cơ sở công nghiệp. Chúng được áp dụng ở những nơi khí có độ ẩm cao, chứa các hạt dễ cháy hoặc có các hạt có thể dính.

Máy lọc tĩnh điện chủ yếu được ứng dụng trong các ngành công nghiệp

Các nhà máy điện rất lớn có thể có nhiều bộ lọc bụi cho mỗi đơn vị, trong khi các khu dân cư có thể có một bộ lọc bụi duy nhất, thường chỉ lớn hơn một chút so với máy hút bụi gia đình. Một số thiết bị kết tủa có thể thu thập 99,9% hoặc nhiều hơn lượng bụi (có thể chứa asen, axit và các hóa chất khác) từ khí thải, tùy thuộc vào nhiệt độ và tốc độ dòng chảy của khí, kích thước và thành phần hóa học của các hạt, và thiết kế bộ lọc mưa và điện áp nó áp dụng cho khí. Chúng đã được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và gia dụng sau:

• Loại bỏ bụi bẩn từ khí thải trong nhà máy hơi nước
• Loại bỏ sương mù dầu trong cửa hàng máy móc
• Loại bỏ sương mù axit trong các nhà máy xử lý hóa chất
• Làm sạch khí đốt lò
• Loại bỏ vi khuẩn và nấm trong các cơ sở y tế và cơ sở sản xuất dược phẩm
• Làm sạch không khí trong hệ thống thông gió và điều hòa không khí
• Thu hồi vật liệu từ dòng khí (bao gồm các oxit của đồng, chì và thiếc)
• Tách rutil từ cát zirconi trong các nhà máy khô và các nhà máy thu hồi rutil