Werkingsprincipe van elektrostatische filters
Overzicht:
De elektrostatische filters van Delbag filteren deeltjes door een spectrum van minder dan 40 µm. De functie van deze filters is gebaseerd op het principe van afbuiging van elektrisch geladen deeltjes in elektrische velden. Elektrostatische filtratie voorziet unipolaire lading in een ionisatiezone van vaste en/of vloeibare deeltjes in het mediumgas (lucht) dat verwijderd wordt door afzuiging voor filtratie. De filtratie vindt plaats in het elektrostatische veld van de stroomafwaarts geplaatste scheidingssectie, aan de platen in deze zone.
Ionisatoren:
De ionisator van de elektrostatische filtercel bevat parallelle emissie-elektroden die geïnstalleerd zijn tussen de geaarde platen en die verbonden zijn aan een hoogspanningsbron (12 V). Een deel van de elektrisch vrije ladingsdragers (geproduceerd door corona-ontlading) worden afgezet op stof, damp en aerosoldeeltjes, waardoor deze elementen elektrisch geladen worden.
Collector:
De collector wordt op een gelijkaardige manier als de plaatcondensator samengesteld. De collector bevat parallel gerangschikte aluminium platen die alternatief geaard en verbonden zijn aan een hoogspanningsbron (6 kV).
Filtratie:
De geladen deeltjes in de ionisator gaan de collector binnen waar ze afgebogen worden van de luchtstroom door de Coulomb-kracht die wordt geproduceerd door een elektrisch veld. Dan worden ze verspreid op de platen. De ionisatie en de scheidingszones vertegenwoordigen mechanisch gescheiden componenten die samen een eenheid vormen.
Het ontwerp van de emissie-elektroden, het aantal ionisatiefases alsook de niveaus van ionisatiespanning en de emissiestroom, zijn allemaal gebaseerd op kennis die vergaard is in ervaring in de praktijk en theoretisch plannen – volgens de betreffende toepassing. In deze context, biedt het modulaire design van het systeem het grote voordeel om modificaties door te voeren in een later stadium om te voldoen aan de gewijzigde werkingsomstandigheden.
Snelheid luchtstroom door de filter: de snelheid waarmee de lucht door een elektrostatische filter gaat is direct verbonden met de efficiëntie van de filter. De bewaringstermijn van de verontreinigende stoffen in de laadzone, de beschikbare scheidingszone en het overschot van de ionen zijn belangrijke criteria in scheidingsgraad.
Hoe hoger de snelheid, hoe slechter de scheidingsgraad.
Output van een elektrostatische filter:
Testbankmetingen met natuurlijke aerosolen – met toepassing van laserdeeltjestellers die formaten vanaf 0.1 µm herkennen – hebben scheidingsgraden aangetoond van meer dan 98% voor een luchtsnelheid van 1.5 m/s.
Bij omstandigheden van zeer moeilijke toepassingen, moeten de tests eerst uitgevoerd worden op de technische maatregelen die moeten worden genomen en de doeltreffendheid ervan. Indien vereist, kunnen de meettests ook noodzakelijk zijn voor de lucht-outputvoorwaarden om op die manier het filter systeem correct te ontwerpen.
Om zoveel mogelijk binnenkomende verontreinigende stoffen in filterbare conditie te kunnen vasthouden, mag de temperatuur van de luchtstroom aan het werkingspunt van de filter niet hoger zijn dan +30°C. De elektrostatische filters zelf kunnen gebruikt worden bij omgevingstemperaturen tot ongeveer +60°C.
Voor meer informatie over elektrostatische filters, kunt u der richtlijn VDI 3678, Sheet 2 raadplegen. Olaf Bernstorff (Dipl.-Ing.), van toenmalig GEA Delbag Lufttechnik, speelde een belangrijke rol bij de voorbereiding van deze richtlijn.