Elektrofiltr

Elektrofiltr, odpylacz elektrostatyczny (skrótowo EF lub ang. ESP czyli electrostatic precipitator) — rodzaj odpylacza, w którym usuwanie pyłu z gazu (gazu technologicznego, spalin lub innych gazów odlotowych, powietrza) następuje poprzez wykorzystanie siły elektrostatycznej (prawo Coulomba), działającej na cząstki tego pyłu.

Zasada działania

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 dziesiątek 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%) wychwytują ziarna pyłu o średnicach większych od 10 µm (PM10), natomiast z reguły przepuszczają ziarna mniejsze.

Historia

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

Zastosowanie

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 elektrofiltrów

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,
• najmniejsze opory przepływu w porównaniu z innymi odpylaczami.

Natomiast wadami elektrofiltrów są:

• duży koszt wytwarzania, zwłaszcza zespołów zasilających,
• duża czułość na zmiany natężenia przepływu odpylanych spalin,
• znaczna czułość na zmiany temperatury i wilgotności spalin,
• znaczna czułość na zmiany charakterystyki pyłu, zwłaszcza jego rezystywności(oporu właściwego).

Bibliografia

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