Lọc bụi tĩnh điện: Giải pháp hiệu quả cho môi trường công nghiệp

Công nghệ này giúp cải thiện chất lượng không khí, bảo vệ sức khỏe của nhân viên và giảm thiểu ô nhiễm môi trường do bụi gây ra.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu đến bạn hệ thống lọc bụi tĩnh điện – giải pháp được rất nhiều khách hàng sử dụng rộng rãi.

Thế nào là hệ thống lọc bụi tĩnh điện?

Hệ thống lọc bụi tĩnh điện là một giải pháp công nghệ được áp dụng để loại bỏ các hạt mịn như khói và bụi mịn từ dòng không khí. Được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, hệ thống này giúp kiểm soát ô nhiễm không khí.

Giáo sư hóa học Frederick Gardner Cottrell đã phát minh ra hệ thống lọc bụi tĩnh điện đầu tiên vào năm 1907. Hệ thống này được sử dụng để thu gom sương mù axit sunfuric và khói oxit chì phát ra từ các hoạt động nấu chảy và tạo axit khác nhau.

Ngày nay, hệ thống lọc bụi tĩnh điện được coi là một giải pháp hiệu quả nhằm làm sạch dòng khí hỗn hợp trong quá trình sản xuất công nghiệp, và là lựa chọn phổ biến của nhiều doanh nghiệp.

Cấu tạo hệ thống lọc bụi tĩnh điện

Cấu trúc của hệ thống lọc bụi tĩnh điện thường được thiết kế dưới dạng tháp tròn hoặc hình hộp chữ nhật, được tổ chức theo kiểu tổ ong hoặc sắp xếp tấm cực song song hoặc các dây thép gai trong buồng lọc.

Hệ thống này bao gồm 2 thành phần chính:

• Phần cơ khí: Bao gồm vỏ buồng lọc, các dây gai bản cực và động cơ để rung và loại bỏ bụi.
• Phần điện, điện tử và điều khiển: Bao gồm tủ điều khiển tăng áp và cầu chỉnh lưu, chịu trách nhiệm điều chỉnh và điều khiển quá trình lọc bụi tĩnh điện.

Hệ thống lọc bụi tĩnh điện có nguyên lý hoạt động như thế nào?

Nguyên tắc hoạt động của hệ thống lọc bụi tĩnh điện khá đơn giản, bao gồm hai bộ điện cực: dương và âm. Các điện cực âm thường có cấu trúc lưới thép, trong khi các điện cực dương thường là các tấm phẳng, và chúng được sắp xếp xen kẽ theo chiều dọc.

Cực âm của nguồn điện DC áp cao được kết nối với các điện cực âm, trong khi các tấm điện cực dương được kết nối với nguồn điện DC dương. Khoảng cách cố định giữa các điện cực được duy trì để tạo ra một độ dốc điện áp cao, tạo điều kiện cho ion hóa môi trường không khí giữa các điện cực.

Trong không khí giữa các điện cực, có thể xuất hiện hiện tượng phóng điện hào quang xung quanh các thanh hoặc lưới thép do điện tích âm cao. Toàn bộ hệ thống được bao bọc bên trong một hộp kim loại có đầu vào cho khí thải và đầu ra cho khí đã được lọc. Các electron tự do, sau khi bị ion hóa bởi các điện cực, tương tác với các hạt bụi trong không khí và tích điện âm.

Những hạt bụi này sẽ di chuyển về phía các điện cực dương và rơi ra ngoài do sự hấp dẫn. Khí thải không chứa các hạt bụi khi nó đi qua hệ thống lọc bụi tĩnh điện và được thải ra môi trường qua ống khói.

Xem thêm: Top những câu hỏi thường gặp về hệ thống lọc không khí.

Hiệu suất của hệ thống lọc bụi tĩnh điện

Độ hiệu quả của hệ thống lọc bụi tĩnh điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong môi trường và ứng dụng của nó. Có một số yếu tố quan trọng có thể được xem xét như sau:

• Kích thước và mật độ của các hạt bụi trong không khí.
• Tốc độ và phân bố không đồng đều của lưu chất trong vùng điện trường.
• Tính chất của các điện cực được sử dụng.
• Tính chất của thiết bị điều khiển điện trường.

Hơn nữa, hệ thống cũng sẽ tự động điều chỉnh điện áp cao đầu vào vào buồng lọc dựa trên lượng bụi hiện có để đạt được hiệu suất lọc tối đa. Trong điều kiện hoạt động tốt nhất, hiệu suất lọc bụi của hệ thống có thể đạt trên 98%. Bụi sẽ được loại bỏ khỏi các tấm cực thông qua quá trình rửa hoặc rung tấm cực.

Công thức sau có thể được sử dụng để tính toán hiệu suất của hệ thống lọc bụi tĩnh điện:

Hiệu suất thu phân số = 1 - e (- WA/Q)

Trong đó:

• W là vận tốc cuối cùng của lưu chất, tính bằng m/s
• A là diện tích của bề mặt thu gom, tính bằng m²
• Q là tốc độ của tinh chất, tính bằng m/s

Ưu và nhược điểm của hệ thống lọc bụi tĩnh điện

Ưu điểm của lọc bụi tĩnh điện

• Độ bền của hệ thống lọc bụi tĩnh điện cao, đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất hoạt động lâu dài.
• Có khả năng thu gom cả tạp chất khô và ướt, làm sạch không khí hiệu quả.
• Chi phí vận hành của thiết bị thấp, giúp tiết kiệm chi phí cho quá trình vận hành.
• Hiệu quả thu gom của hệ thống lọc cao, có thể loại bỏ cả các hạt bụi nhỏ.
• Có khả năng xử lý lượng khí lớn và lượng bụi nặng ở áp suất thấp, phù hợp cho nhiều ứng dụng công nghiệp.

Nhược điểm của lọc bụi tĩnh điện

• Không thể sử dụng cho việc xử lý khí thải, giới hạn ứng dụng của hệ thống trong một số trường hợp.
• Yêu cầu không gian lắp đặt lớn hơn so với một số giải pháp khác, đòi hỏi không gian bố trí phù hợp.
• Vốn đầu tư ban đầu cho việc mua sắm và lắp đặt hệ thống lọc bụi tĩnh điện khá cao.
• Không linh hoạt trong việc thích ứng với sự thay đổi trong điều kiện hoạt động, đòi hỏi quá trình điều chỉnh và bảo dưỡng chính xác.

Xem thêm: Lọc khí công nghiệp: Cấu tạo và cách lựa chọn hệ thống phù hợp

Các loại thiết bị lọc tĩnh điện

Có nhiều loại thiết bị lọc tĩnh điện khác nhau, và dưới đây là một số loại cụ thể:

• Thiết bị lọc bụi dạng tấm: Đây là loại thiết bị lọc bụi cơ bản nhất, bao gồm các hàng dây mỏng thẳng đứng và chồng các tấm kim loại phẳng lớn theo chiều dọc. Luồng không khí được truyền qua các tấm và dây, và một điện áp âm được áp dụng để ion hóa các hạt bụi, sau đó chúng được thu thập trên các tấm và được loại bỏ khỏi không khí.

• Bộ lọc bụi tĩnh điện khô: Loại này được sử dụng để thu gom các chất ô nhiễm như bụi hoặc xi măng ở trạng thái khô. Nó bao gồm các điện cực để ion hóa các hạt, và các hạt được thu thập bằng cách đập các điện cực.
• Lọc bụi tĩnh điện ướt: Loại này được sử dụng để loại bỏ các chất như nhựa, dầu, hắc ín, sơn có tính chất ướt. Nó sử dụng các bộ thu được phun nước liên tục để thu gom các hạt từ bùn, và hiệu quả hơn so với ESP khô.
• Bộ lọc bụi hình ống: Loại này bao gồm các ống có điện cực cao được sắp xếp song song với nhau và thường được sử dụng trong các ứng dụng cần loại bỏ các hạt dính.

Ứng dụng của hệ thống lọc bụi tĩnh điện

Nhờ vào tính năng và hiệu suất lọc bụi tốt, các hệ thống lọc bụi tĩnh điện được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số ứng dụng đáng chú ý:

• ESP tấm được áp dụng trong phòng máy của tàu để xử lý sương dầu nổ từ hộp số. Dầu thu gom sau đó có thể tái sử dụng trong hệ thống bôi trơn bánh răng.
• ESP khô thường được sử dụng trong các nhà máy nhiệt điện để làm sạch không khí trong hệ thống thông gió và điều hòa không khí.

• Trong lĩnh vực y tế, hệ thống lọc bụi tĩnh điện được sử dụng để loại bỏ vi khuẩn và nấm.
• Lọc bụi tĩnh điện thường được sử dụng trong quá trình sản xuất cát zirconium để tách rutile từ thực vật.
• Trong ngành công nghiệp luyện kim, hệ thống lọc bụi tĩnh điện được sử dụng để làm sạch không khí và ngăn chặn nguy cơ vụ nổ.