Elektrofiltr

Elektrofiltr – widok ogólny.

Elektrofiltr, filtr elektrostatyczny, odpylacz elektrostatyczny (skrótowo EF lub ang. ESP czyli electrostatic precipitator) — rodzaj odpylacza lub filtru, w którym usuwanie pyłów, dymów i aerozoli z gazu (gazu technologicznego, spalin lub innych gazów odlotowych, powietrza). Składa się z szeregu elektrod (ostrzowych, drutowych, lub płaskich) pod wysokim napięciem. Pole elektrostatyczne (prawo Coulomba) elektrod powoduje osadzanie się cząstek stałych na płaskiej elektrodzie wychwytującej[1].

Zasada działaniaEdytuj

Ponieważ cząstki pyłu niesione przez gaz są z natury elektrycznie obojętne, muszą zostać naelektryzowane, tak aby proces oczyszczania mógł zachodzić.

Ładunek elektryczny jest nadawany ziarnom pyłu poprzez wykorzystanie ulotu, tj. opuszczania elektrody przez ładunki elektryczne wskutek wyładowania koronowego – rodzaju wyładowania elektrycznego w niejednorodnym silnym polu elektrycznym, z zastosowaniem napięć rzędu 40-80 kV. Zwykle stosuje się ujemne ładowanie elektrody ulotowej. Ziarna pyłu uzyskują ładunek elektryczny od zjonizowanych przez ulot cząsteczek gazu. Obdarzone ładunkiem elektrycznym wędrują (migrują) do elektrody o ładunku przeciwnym (zjawisko elektroforezy), na której się osadzają (jest to elektroda osadcza bądź zbiorcza). Na elektrodzie cząstki rozładowują się elektrycznie. Następnie są cyklicznie z niej usuwane (strącone lub spłukane). Siła elektrostatyczna zależy od ładunku ziarna pyłu, zaś ładunek możliwy do zgromadzenia na ziarnie zależy m.in. od rozmiaru tegoż ziarna. Dlatego elektrofiltry bardzo skutecznie (zwykle w ponad 99% dla cząsteczek 1 µm) wychwytują ziarna pyłu.

 
Wnętrze elektrofiltru. Ujemne elektrody ulotowe w kształcie prętów, dodatnia elektroda zbiorcza w kształcie plastra miodu.
 
Dodatnia elektroda zbiorcza w kształcie plastra miodu elektrofiltru spalarni odpadów niebezpiecznych w Gdańsku przed montażem.
Osobny artykuł: Aerozole atmosferyczne.

HistoriaEdytuj

Powszechnie uznaje się, że wynalazcą elektrofiltru był Amerykanin Frederick Gardner Cottrell (1877-1948) stąd inna nazwa – odpylacz Cottrella.

ZastosowanieEdytuj

W energetyce zawodowej elektrofiltr jest powszechnie stosowanym urządzeniem pomocniczym kotła opalanego pyłem węglowym. W metalurgii odpyla np. gazy odlotowe ze spiekania surowców, a przy otrzymywaniu miedzi z kruszców siarczkowych odpyla gaz z konwertorowania kamienia miedziowego, zawierający dwutlenek siarki, kierowany do produkcji kwasu siarkowego. W koksowniach znalazł zastosowanie do odpylania i odsmalania surowego gazu koksowniczego. Bywa też stosowany do odpylania gazów odlotowych z pieców obrotowych w cementowniach.

Wady i zalety elektrofiltrówEdytuj

Do zalet elektrofiltrów należą:

  • możliwość odpylania w sposób ciągły bardzo znacznych ilości spalin,
  • możliwość uzyskania bardzo dużej sprawności dochodzącej do 99,9%,
  • minimalna liczba części ruchomych,
  • małe opory przepływu gazów,
  • możliwość odpylania gorących gazów.

Natomiast wadami elektrofiltrów są:

  • duży koszt wytwarzania, zwłaszcza zespołów zasilających,
  • duże gabaryty,
  • wrażliwość na zmiany parametrów gazów odlotowych,
  • możliwość zapalenia się gazów palnych,
  • znaczna czułość na zmiany temperatury i wilgotności spalin,
  • znaczna czułość na zmiany charakterystyki pyłu, zwłaszcza jego rezystywności (oporu właściwego).

Czynniki mające wpływ na wydajność odpylaniaEdytuj

  • natężenie pola elektromagnetycznego,
  • wielkość napięcia,
  • odległość i kształt elektrod,
  • rozmiar cząstek pyłu,
  • temperatura i wilgotność gazów odlotowych.

BibliografiaEdytuj

  • VI Konferencja Naukowo-Techniczna "Elektrofiltry 2002". Kraków: Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, 2002. ISBN 83-916516-2-2.
  • Warych J: Oczyszczanie gazów; procesy i aparatura. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1998. ISBN 83-204-2305-8.

PrzypisyEdytuj

  1. Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982. ISBN 83-11-06723-6. (pol.)