Hλεκτροστατικά φίλτρα σε εργοστάσια.

Πολλές βιομηχανίες, κατά τη λειτουργία τους, δημιουργούν σκόνη, στάχτη, καπνιά, σωματίδια διαφόρων μετάλλων (όπως καδμίου, θειαφιού, μόλυβδου), λεπτά σταγονίδια με διαλυμένες διάφορες βλαβερές ουσίες όπως, λόγου χάρη πίσσα. Όλα αυτά τα συστατικά αιωρούνται στα αέρια απόβλητα και είναι επικίνδυνα για το περιβάλλον και την υγεία μας. Για να απομακρυνθούν τα αέρια απόβλητα, ώστε να μη διαφύγουν στην ατμόσφαιρα, χρησιμοποιούνται τα ηλεκτροστατικά φίλτρα.Αρχικά, γύρω στα 1900 η τεχνολογία των ηλεκτροστατικών φίλτρων αναπτύχθηκε για να μειωθούν οι εκπομπές καπνού. Γρήγορα, οι υπεύθυνοι των εργοστασίων ψευδάργυρου, χαλκού, μολύβδου διαπίστωσαν ότι τα ηλεκτροστατικά φίλτρα ήταν ένας φτηνός και αποδοτικός τρόπος για να μη χάνουν, με τα αέρια που έφευγαν από τους φούρνους, σημαντικές ποσότητες από τα πολύτιμα μέταλλα που επεξεργάζονταν. Σήμερα, ηλεκτροστατικά φίλτρα βρίσκονται κυρίως στις μεγάλες εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας, στις τσιμεντοβιομηχανίες, στους αποτεφρωτήρες, στους κάθε είδους λέβητες.

Σχηματική αναπαράσταση χώρου ιονισμού (αριστερά) και χώρου συλλογής (δεξιά) ηλεκτροστατικού φίλτρου. (Τα μαύρα σφαιρίδια αναπαριστούν άτομα άνθρακα.)

Τα αέρια απόβλητα, με τα διάφορα σωματίδια, διοχετεύονται προς το ηλεκτροστατικό φίλτρο,
με μεγάλους ανεμιστήρες. Πρώτα περνούν από το χώρο ιονισμού, όπου τα σωματίδια φορτίζονται από απόσταση καθώς περνούν ανάμεσα από ηλεκτρόδια αρνητικά φορτισμένα. Μετά, στο χώρο συλλογής, θετικά και αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόδια αλλάζουν την πορεία των θετικά φορτισμένων σωματιδίων που κατακάθονται επάνω τους. Τα ηλεκτρόδια μπορεί να είναι είτε παράλληλα μεταλλικά ελάσματα είτε παράλληλοι σωλήνες είτε, απλά, μόνο τα εσωτερικά τοιχώματα του συλλέκτη.Εάν το υλικό είναι ξηρό, κάθε τόσο τα ηλεκτρόδια συλλογής τινάζονται ελαφρά, για να ξεκολλήσει το υλικό που έχει κατακαθίσει πάνω τους και να πέσει σε χοάνες, από τις οποίες τελικά θα απομακρυνθεί.Διάγραμμα «ξηρού» ηλεκτροστατικού φίλτρου.
Υπάρχουν και «υγρά» ηλεκτροστατικά φίλτρα. Για παράδειγμα, στην περίπτωση των φούρνων κοκ, καίγεται ο άνθρακας σε υψηλή θερμοκρασία για να απομακρυνθούν οι διάφορες ακαθαρσίες και να γίνει κατάλληλος για την επεξεργασία του σιδήρου που μας δίνει τον χάλυβα. Ένα από τα υποπροϊόντα της θέρμανσης είναι αέριο με σωματίδια πίσσας. Για να απομακρυνθούν αυτά, το αέριο στέλνεται σε ηλεκτροστατικό φίλτρο, που φορτίζει τα σταγονίδια πίσσας και τα συλλέγει στα ηλεκτρόδια. Το υλικό που συγκεντρώνεται είναι υγρό. Έτσι, όταν μαζευτεί αρκετό και βαρύνει ρέει προς τα κάτω όπου συλλέγεται και απομακρύνεται.

 

 


Διάγραμμα «υγρού» ηλεκτροστατικού φίλτρου.

 

 

 

 

 

 


Σήμερα, υπάρχει μεγάλο ενδιαφέρον για τα «υγρά» ηλεκτροστατικά φίλτρα κυρίως στη βιομηχανία προϊόντων ξύλου. Κατά την παραγωγή ειδικών προϊόντων, όπως οι καπλαμάδες, πρέπει να ελεγθούν οι εκπομπές των χημικών ουσιών που χρησιμοποιούνται ως διαλύτες . Ανάλογα με τη θερμοκρασία εξάτμισης το «υγρό» ηλεκτροστατικό φίλτρο μπορεί να μειώσει την εκπομπή τους κατά 20-40% λύνοντας πολλά προβλήματα. Ένα άλλο πλεονέκτημα των «υγρών» ηλεκτροστατικών φίλτρων είναι ότι μειώνουν δραστικά την πιθανότητα πυρκαγιάς. Επειδή το υλικό που συγκεντρώνεται στα ηλεκτρόδια, των κοινών ηλεκτροστατικών φίλτρων, είναι ξηρό μπορεί να πιάσει φωτιά από σπινθήρες και η φωτιά να απλωθεί μέχρι και το συγκεντρωμένο στις χοάνες υλικό. Στα «υγρά» ηλεκτροστατικά φίλτρα χρησιμοποιείται νερό που (α) ψύχει τα αέρια απόβλητα πριν την είσοδό τους στο χώρο συλλογής και (β) ξεπλένει συνεχώς τα ηλεκτρόδια συλλογής από το υλικό που μαζεύεται επάνω τους. Έτσι διευκολύνεται η απομάκρυνσή τους και μειώνεται η πιθανότητα ανάφλεξής τους.Τα υγρά φίλτρα κατασκευάζονται από ανοξείδωτο χάλυβα για να μην διαβρώνονται από το νερό.

Προκατασκευασμένο
ηλεκτροστατικό φίλτρο.

 

 

 

 

Η χρήση προκατασκευασμένων ηλεκτροστατικών φίλτρων που απλώς προσαρμόζονται εξωτερικά σε ήδη χτισμένες εργοστασιακές μονάδες έχει μειώσει σημαντικά το κόστος εγκατάστασης. Τα ξηρά φίλτρα κατασκευάζονται από χοντρά φύλλα χάλυβα που επενδύονται με αλουμίνιο και μονώνονται εξωτερικά. Τα ηλεκτρόδια ιονισμού είναι από σωλήνες χάλυβα και τα ηλεκτρόδια συλλογής από φύλλα χάλυβα. Επειδή δεν υπάρχουν κινητά εξαρτήματα το  προκατασκευασμένο ηλεκτροστατικό φίλτρο συντηρείται εύκολα, με μικρό κόστος και έχει διάρκεια ζωής 15-20 χρόνια.