靜電過濾器——裝置、工作原理、應用領域

能夠呼吸新鮮空氣是我們的生理需要，是健康長壽的保證。然而，強大的現代工業企業以對人類有害的工業排放物污染環境和大氣。

確保企業工藝過程中的空氣純淨，去除日常生活中的有害雜質——這些都是靜電過濾器所要完成的任務。

第一個這樣的設計於 1907 年在美國專利號 895729 中註冊。其作者 Frederick Cottrell 從事研究從氣態介質中分離懸浮顆粒的方法。

為此，他利用靜電場基本定律的作用，使含有細小固體雜質的氣態混合物通過具有正電位和負電位的電極。帶有灰塵顆粒的帶相反電荷的離子被吸引到電極上並沉積在電極上，同名離子被排斥。

這一發展成為現代靜電過濾器的原型。

來自直流電源的相反符號的電勢被施加到層狀片狀電極（通常稱為術語“沉澱”），這些電極組裝在單獨的部分並放置在它們之間的金屬絲柵。

家用電器中網絡與極板之間的電壓大小為幾千伏。對於在工業設施中運行的過濾器，它可以增加一個數量級。

通過這些電極，風扇通過特殊管道傳遞含有機械雜質和細菌的空氣或氣體流。

在高壓作用下，形成強電場，表面電暈放電從燈絲（電暈電極）流出。這會導致電極附近的空氣電離，同時釋放出陰離子 (+) 和陽離子 (-)，從而產生離子電流。

帶負電荷的離子在靜電場的作用下移動到收集電極，同時給雜質計數器充電。這些電荷受到靜電力的作用，在收集電極上產生灰塵堆積。這樣，通過過濾器的空氣得到淨化。

過濾器工作時，其電極上的粉塵層不斷增加。應定期將其刪除。對於家庭結構，此操作是手動執行的。在強大的生產工廠中，沉降電極和電暈被機械搖動，將污染物導入一個特殊的料斗，從那裡將它們取出進行處理。

工業電除塵器設計特點

它的身體細節可以由混凝土塊或金屬結構製成。

氣體分佈屏安裝在受污染空氣的入口和淨化空氣的出口處，以最佳方式引導電極之間的氣團。

粉塵收集在通常為平底並配備刮板輸送機的筒倉中進行。除塵器的生產形式有：

• 托盤；

• 倒金字塔;

• 截錐。

電極振動機制根據落錘原理工作。它們可以位於板的下方或上方。這些設備的運行顯著加快了電極的清潔速度。每個錘子作用於不同電極的設計可獲得最佳效果。

為了產生高壓電暈放電，使用了標準變壓器和從工業頻率網絡運行的整流器或幾十千赫茲的特殊高頻設備。微處理器控制系統參與其工作。

在不同類型的放電電極中，不銹鋼螺旋線最適合優化燈絲張力。與所有其他型號相比，它們受到的污染更少。

具有特殊輪廓的板狀收集電極的結構被組合成多個部分，以實現表面電荷的均勻分佈。

用於捕獲劇毒氣溶膠的工業過濾器

照片中顯示了此類設備的操作方案之一的示例。

這些結構使用被固體雜質或氣溶膠蒸汽污染的兩級空氣淨化區。最大的顆粒沉積在預過濾器上。

然後將助焊劑引導至帶有電暈線和接地板的電離器。大約 12 千伏從高壓單元供應到電極。

結果，發生電暈放電並且雜質顆粒帶電。吹出的空氣混合物通過除塵器，其中有害物質集中在接地板上。

位於除塵器之後的後置過濾器捕獲剩餘的未沉降顆粒。化學墨盒還可以清除空氣中殘留的二氧化碳和其他氣體雜質。

塗在板上的氣溶膠在重力的影響下簡單地沿著軸流下。

工業靜電除塵器的應用

污染空氣的淨化用於：

• 燃煤電廠；

• 燃料油生產場所；

• 垃圾焚燒廠；

• 用於化學品回收的工業鍋爐；

• 工業石灰石窯；

• 燃燒生物質的技術鍋爐；

• 黑色冶金企業；

• 有色金屬生產；

• 水泥工業場所；

• 農業企業等行業。

清潔受污染環境的可能性

具有各種有害物質的強力工業靜電過濾器的運行圖如圖所示。

家用電器過濾結構的特點

住宅區的空氣淨化是在以下情況下進行的：

• 空調；

• 電離器。

空調的工作原理如圖所示。

受污染的空氣由風扇驅動，通過電極施加約 5 千伏的電壓。氣流中的微生物、蟎蟲、病毒、細菌死亡，雜質顆粒帶電飛到集塵電極上並落在上面。

同時，空氣被電離，釋放出臭氧。由於它屬於最強的天然氧化劑，空調內的所有生物體都會被破壞。

根據衛生和衛生標準，超過空氣中臭氧的規範濃度是不允許的。該指標受到空調製造商監管部門的密切關注。

家用離子發生器的特點

現代電離器的原型是蘇聯科學家亞歷山大·列昂尼多維奇·奇熱夫斯基 (Alexander Leonidovich Chizhevsky) 的發明，他發明這種電離器是為了讓在監獄中因最繁重的苦役和惡劣的拘留條件而筋疲力盡的人恢復健康。

由於對懸掛在天花板上而不是吊燈上的電源的電極施加高壓電壓，空氣中會發生電離，並釋放出健康的陽離子。它們被稱為“空氣離子”或“空氣維生素”。

陽離子為虛弱的身體提供活力，釋放的臭氧殺死致病微生物和細菌。

現代電離器沒有最初設計中的許多缺點。特別是現在臭氧濃度受到嚴格限制，採取措施降低高壓電磁場的影響，並採用雙極電離裝置。

然而，值得注意的是，許多人仍然混淆了電離器和臭氧發生器的用途（產生最大量的臭氧），將後者用於其他用途，極大地損害了他們的健康。

根據其工作原理，負離子發生器不會執行空調的所有功能，也不會淨化空氣中的灰塵。