정전 집진기

Electrostatic precipitator
전기 여과와 혼동하지 마십시오.
정전 집진기 내부 전극
폐기물 소각장의 정전 집진기 포집 전극

정전 집진기(ESP)는 장치를 [1]통과하는 기체의 흐름을 방해하는 유도 정전하의 힘을 사용하여 흐르는 기체에서 먼지나 연기 등의 미립자를 제거하는 필터 없는 장치입니다.

흐르는 유체 매체에 직접 에너지를 가하는 습식 스크러버와 달리 ESP는 수집되는 미립자 물질에만 에너지를 가하기 때문에 에너지 소비(전기의 형태)[citation needed]가 매우 효율적입니다.

정전 집진기의 발명

에어로졸에서 입자를 제거하기 위해 코로나 방전을 최초로 사용한 것은 1824년 [2]Hollfeld에 의해였다.하지만, 그것은 거의 한 세기가 지나서야 상용화 되었다.

1907년 버클리 캘리포니아 대학의 화학 교수 프레드릭 가드너 코트렐은 입자를 충전하고 정전 흡착을 통해 입자를 모으는 장치, 즉 최초의 정전식 집진기에 대한 특허를 출원했다.Cotrell은 먼저 다양한 산 제조 [3]및 제련 작업에서 방출되는 황산 미스트와 산화납 매연 수집에 이 장치를 적용했습니다.캘리포니아 북부에서 와인을 생산하는 포도밭은 납 [citation needed]배출의 악영향을 받고 있다.

코트렐의 발명 당시에는 작동의 이론적 근거가 파악되지 않았다.운영이론은 발터 도이치의 연구와 루르기 [4]회사의 설립으로 나중에 독일에서 개발되었다.

코트렐은 1912년 리서치 코퍼레이션이라고 불리는 재단을 설립하여 그의 발명 수익금을 과학 연구에 사용하였고, 이 재단에 특허를 할당하였다.이 단체의 목적은 교육자(코트렐 등)가 만든 발명품을 사회 전반의 이익을 위해 상업 세계에 도입하는 것이었습니다.리서치 코퍼레이션의 운영은 상용화 후 상업 기업이 지불하는 로열티로 자금을 조달한다.리서치 코퍼레이션은 많은 과학 프로젝트에 중요한 자금을 제공했습니다: 고다드의 로켓 실험, 로렌스의 사이클로트론, 비타민 A와 비타민1 B의 생산 방법 등.

리서치 코퍼레이션은 서부 강수(로스앤젤레스), Lodge-Cottrell(영국), Ludge-Geselschaft(독일), Japanese Cotrell Corporation(일본) 등, 이 테크놀로지의 제조사에 대한 영역을 설정해, 공정의 개선을 도모하고 있었습니다.그러나 반독점 우려로 인해 1946년 [5]리서치사는 영토 제한을 없애야 했다.

전기영동은 직류 정전장 내에서 기체 현탁 하전 입자의 이동에 사용되는 용어입니다.기존의 CRT 텔레비전은 이러한 현상 때문에 화면에 먼지가 쌓이는 경향이 있습니다(CRT는 약 15킬로볼트로 작동하는 직류 기계입니다).

플레이트 및 바 집진기

플레이트 및 바형 정전 집진기의 개념도

가장 기본적인 집진기에는 얇은 수직 와이어가 줄지어 있고, 그 다음에 큰 평판 금속판이 수직으로 배치되어 있으며, 용도에 따라 일반적으로 1cm에서 18cm의 간격을 두고 있습니다.공기 흐름은 와이어 사이의 공간을 통해 수평으로 흐른 다음 플레이트 스택을 통과합니다.

와이어와 플레이트 사이에 수천 볼트의 음전압이 인가됩니다.인가 전압이 충분히 높으면 전기 코로나 방전이 전극 주변의 공기를 이온화하고, 그 후 공기 흐름의 입자를 이온화합니다.

정전기력으로 인해 이온화된 입자는 접지된 플레이트로 전환됩니다.포집판에 입자가 쌓여 공기 흐름에서 제거됩니다.

2단계 설계(채집 부분 앞의 별도 충전 부분)는 폐쇄된 공간에서 일하는 직원의 건강에 악영향을 미치는 오존 [6]생성을 최소화할 수 있는 이점이 있다.기어박스가 오일 미스트를 발생시키는 선상 엔진룸의 경우 2단 ESP를 사용하여 공기를 정화함으로써 작동 환경을 개선하고 인화성 오일 안개 축적을 방지합니다.수거된 오일은 기어 윤활 [citation needed]시스템으로 돌아갑니다.

수집 효율(R)

집진기 성능은 1) 전기 저항률 및 2) 입자 크기 분포의 두 가지 입자 특성에 매우 민감합니다.이러한 특성은 표준 테스트를 사용하여 실험실에서 경제적이고 정확하게 측정할 수 있습니다.저항률은 IEEE 표준 548에 따라 온도의 함수로 결정할 수 있다.이 테스트는 지정된 수분 농도를 포함하는 대기 환경에서 수행됩니다.테스트는 온도 상승 또는 하강 또는 둘 다의 함수로 실행됩니다.데이터는 평균 4kV/cm의 회층[further explanation needed] 전계를 사용하여 취득한다.상대적으로 낮은 인가전압을 사용하고 시험환경에 황산증기가 존재하지 않기 때문에 구한 값은 최대 회분저항률을 나타낸다.

입자 충방전이 핵심 기능인 ESP에서 저항률은 수집 효율에 큰 영향을 미치는 중요한 요소입니다.저항률은 대부분의 입자 충전이 발생하는 전극 간 영역에서 중요한 현상이지만, 방전이 발생하는 집진 전극의 먼지 층에 특히 중요한 영향을 미칩니다.높은 저항률을 보이는 입자는 충전이 어렵습니다.하지만 한번 충전하면 집전극에 도착하면 획득된 전하를 쉽게 포기하지 않습니다.한편 저항률이 낮은 입자는 쉽게 대전되어 쉽게 접지된 집전판에 방출된다.저항률의 양극단 모두 ESP의 효율적인 기능을 방해합니다.ESP는 통상적인 저항 조건에서 가장 잘 동작합니다.

전기장 내 입자의 특성인 저항률은 전하 전달에 대한 입자의 저항(전하 수용 및 포기 모두)을 나타내는 척도입니다.저항률은 입자의 화학 성분과 온도 및 습기와 같은 연도 가스 작동 조건의 함수입니다.입자는 높은 저항률, 중간 저항률 또는 낮은 저항률을 가질 수 있습니다.

벌크 저항률은 아래 식 (1)에 나와 있는 보다 일반적인 버전의 옴의 법칙을 사용하여 정의됩니다.

(1)

여기서 E는 전계 강도입니다.단위:-(V/cm), j는 전류 밀도입니다.단위:-(A/cm2), θ는 저항률입니다.단위: - (Ohm-cm)

이를 표시하는 더 나은 방법은 아래 식 (2)에 나와 있는 바와 같이 인가된 전압과 전류의 함수로 저항을 해결하는 것입니다.

(2)

여기서: δ = 저항률.단위:-(Ohm-cm) V = 적용된 DC 전위.단위:-(볼트);I = 측정된 전류.단위:-(암페어), l = 회분층의 두께.단위:-(cm); 및 A = 전류 측정 전극 면적.단위: -(cm2).

저항률은 단면적 1.0cm, 두께2 1.0cm의 먼지 샘플의 전기 저항으로 옴-cm 단위로 기록됩니다.이 기사에서는 저항률을 측정하는 방법에 대해 설명합니다.아래 표에는 저저항, 정상저항 및 고저항 값의 범위가 나와 있습니다.

저항률 측정 범위
낮다 10 ~ 107 ohm-cm 사이4
보통의 10 ~ 2 × 1010 ohm-cm 사이7
높은 2 × 1010 ohm-cm 이상

먼지층 저항성

저항은 음전하 입자가 표면에 도달하여 집전 플레이트로 전하가 누출됨에 따라 층 전체에 전계(전압 강하)가 형성됨으로써 먼지 층의 전기 상태에 영향을 미칩니다.전기접지 집전판의 금속표면에서는 전압이 0인 반면, 새로운 입자 및 이온이 도래하는 먼지층 외표면에서는 가스이온에 의한 정전압이 상당히 높을 수 있다.이 전기장의 강도는 먼지층의 저항과 두께에 따라 달라집니다.

고저항 분진층에서는 분진이 충분히 전도되지 않기 때문에 전하가 분진층을 통과하는 데 어려움을 겪습니다.그 결과, 먼지층 표면 위아래에 전하가 축적되어 강한 전계가 형성된다.

전압은 10,000V보다 클 수 있습니다.저항성이 높은 먼지 입자가 플레이트에 너무 강하게 부착되어 있어 제거가 어려워 포획 문제가 발생합니다.

저저항 먼지층에서는 코로나 전류가 접지된 집전극에 쉽게 흐른다.따라서 수천 볼트의 비교적 약한 전계가 먼지 층 전체에 걸쳐 유지됩니다.저항이 낮은 집진된 먼지 입자는 집진 플레이트에 충분히 강하게 부착되지 않습니다.그것들은 쉽게 제거되고 가스 흐름에서 유지된다.

입자 벌크층의 전기 전도율은 표면 및 부피 계수에 따라 달라집니다.부피 전도, 즉 입자의 내부를 통과하는 전하의 움직임은 주로 입자의 구성과 온도에 따라 달라집니다.500°F(260°C) 이상의 고온 영역에서는 체적 전도가 전도 메커니즘을 제어합니다.부피 전도에는 입자층의 압축, 입자 크기와 모양, 표면 특성과 같은 보조 요소도 포함됩니다.

볼륨 전도는 그림에서 500°F(260°C) 이상의 온도에서 직선으로 표시됩니다.약 450°F(230°C) 미만의 온도에서 전하가 표면 수분과 입자에 흡착된 화학막을 통해 흐르기 시작합니다.표면 전도는 500°F(260°C) 미만의 온도에서 저항 값을 낮추고 곡선을 아래로 구부리기 시작합니다.

이러한 필름은 일반적으로 흡착 현상으로 인해 입자 내부와 물리적, 화학적으로 모두 다릅니다.이론적인 계산에 따르면 수분막 두께는 몇 개의 분자만 원하는 표면 전도율을 제공하기에 충분합니다.입자의 표면 전도는 광범위하게 연구되어 온 전기 절연체에서 발생하는 표면 [7]누출 전류와 밀접하게 관련되어 있다.표면누출의 흥미로운 실용적인 적용은 유리 표면에 장착된 인접 전극 사이의 전류를 측정하여 이슬점을 결정하는 것이다.전류가 급격히 상승하면 유리에 수분막이 형성됩니다.이 방법은 대기 중에 소량의 황산 증기가 첨가될 때 발생하는 이슬점의 현저한 상승을 결정하는 데 효과적으로 사용되어 왔다(시판되는 이슬점 측정기가 있음).

다음으로 건조상태에서 동작하는ESP에 대해 설명하겠습니다.ESP의 습기농도 때문에 습식ESP 동작에는 저항이 문제가 되지 않습니다.수분 함량과 저항성의 관계는 본 연구의 후반부에서 설명합니다.

정상 저항률

위에서 설명한 바와 같이 ESP는 통상적인 저항 조건 하에서 가장 잘 동작합니다.정상적인 저항률을 가진 입자는 집전극에 도달해도 전하가 빠르게 손실되지 않습니다.이러한 입자는 서서히 접지된 플레이트로 전하를 누출하고 분자간 접착제와 응집력에 의해 집전 플레이트에 고정됩니다.이를 통해 미립자 층을 쌓은 후 래핑하여 플레이트에서 제거할 수 있습니다.정상 먼지 저항률 범위(10~2×10Ω-cm10) 내에서7 플라이 애쉬를 저저항 또는 고저항 먼지보다 쉽게 포집할 수 있다.

높은 저항률

분진층 전체의 전압 강하가 너무 높아지면 여러 가지 부작용이 발생할 수 있습니다.우선 고전압 강하에 의해 방전전극과 집진전극의 전압차가 작아지고, 이에 따라 가스이온 하전입자를 집진된 더스트층까지 구동하기 위한 정전계 강도가 감소한다.더스트층이 쌓이고 더스트층 표면에 전하가 축적되면 방전전극과 집전전극의 전압차가 감소한다.작은 입자의 이동 속도는 특히 전계 강도의 감소에 의해 영향을 받습니다.

높은 저항성 먼지 층에서 발생하는 또 다른 문제는 백 코로나라고 불립니다.이는 먼지 층을 가로지르는 전위 강하가 너무 커서 먼지 층 안에 갇힌 가스에 코로나 방전이 나타나기 시작할 때 발생합니다.먼지 층은 전기적으로 분해되어 작은 구멍이나 크레이터가 생성되고 여기서 역류 코로나 방출이 발생합니다.더스트층 내에서 양의 가스 이온이 생성되어 "음전하" 방전 전극을 향해 가속됩니다.양이온은 먼지 층의 음전하를 일부 줄이고 수집 전극으로 향하는 "하전 입자"의 음이온 일부를 중화시킵니다.정상적인 코로나 프로세스가 중단되면 ESP의 수집 효율이 크게 저하되며, 심각한 경우 50% 미만으로 떨어질 수 있습니다.백코로나가 있으면 전극 위에 먼지 입자가 쌓여 절연층이 형성됩니다.대부분의 경우 장치를 오프라인으로 전환하지 않고는 복구할 수 없습니다.

세 번째, 일반적으로 높은 저항률의 먼지에서 발생하는 가장 일반적인 문제는 전기 스파크의 증가입니다.스파크 속도가 "설정 스파크 속도 한계"를 초과하면 자동 컨트롤러는 필드의 작동 전압을 제한합니다.이로 인해 입자 충전이 감소하고 포집 전극으로 이동하는 속도가 감소합니다.일반적으로 다음과 같이 함으로써 높은 저항률을 낮출 수 있습니다.

  • 온도 조정
  • 수분 함량 증가
  • 가스 스트림에 조절제 추가
  • 채집 표면적의 증가
  • 고온측 집진기 사용(가끔 나트륨 고갈을 미리 알고 있음).

얇은 먼지 층과 높은 저항성의 먼지는 특히 후방 코로나 크레이터의 형성을 선호합니다.0.1mm의 얇은 먼지 층에서 심각한 백 코로나 현상이 관찰되었지만, 입자 두께가 1개 이상인 먼지 층은 스파크 전압을 50%까지 낮출 수 있습니다.백 코로나가 전류 전압 특성에 미치는 가장 두드러진 영향은 다음과 같습니다.

  1. 스파크 과전압의 최대 50% 이상 감소
  2. 안정적인 백코로나 크레이터 형성에 의한 전류 점프 또는 중단
  3. 최대 코로나 전류가 크게 증가하면 코로나 간격의 스파크 바로 아래가 정상 전류의 몇 배일 수 있습니다.

아래 및 왼쪽 그림은 석탄 연소 플라이 애쉬 3개와 함께 6개의 다른 산업 분진의 가스 온도 변화에 따른 저항률 변화를 보여줍니다.오른쪽 그림은 실험실에서 제조된 다양한 화합물에 대해 측정된 저항률 값을 보여줍니다.

대표적인 공장 분진 및 연기의 저항률 값
온도 함수로서의 각종 화학물질 및 시약의 저항률 값

Fly Ash A(왼쪽 그림)에 대한 결과는 상승 온도 모드에서 획득되었습니다.이러한 데이터는 보통 중간에서 높은 가연성 함량 회분의 경우 일반적입니다.Fly Ash B에 대한 데이터는 하강 온도 모드에서 획득한 동일한 샘플에서 추출되었습니다.

상승 온도 모드와 하강 온도 모드의 차이는 표본에 연소되지 않은 가연성 물질이 존재하기 때문입니다.두 테스트 모드 사이에서 샘플은 850°F(450°C)에서 14시간(밤) 동안 건조한 공기에서 평형화됩니다.이 야간 어닐링 프로세스는 일반적으로 샘플에 존재하는 미연소 가연성 물질의 60% ~ 90%를 제거합니다.탄소가 전하 운반체로서 정확히 어떻게 작용하는지 완전히 이해되지는 않지만, 먼지의 저항률을 크게 낮추는 것으로 알려져 있습니다.

다양한 수분 농도(습도)에서 온도의 함수로 측정한 저항률

탄소는 처음에는 침전기에서 높은 저항률의 먼지처럼 작용할 수 있다.코로나 생성을 시작하려면 더 높은 전압이 필요할 수 있습니다.이러한 높은 전압은 TR-Set 컨트롤에 문제가 될 수 있습니다.이 문제는 코로나로 인해 (저저항) 먼지층을 통해 대량의 전류가 급증하는 데 있습니다.제어 장치는 이 서지를 스파크로 감지합니다.집진기가 스파크 제한 모드로 동작하면 전원이 차단되고 코로나 발생 사이클이 재개된다.따라서 낮은 전력(전류) 판독치는 비교적 높은 전압 판독치에서 확인할 수 있습니다.

실험실 측정에서도 같은 현상이 발생하는 것으로 생각된다.평행판 형상은 코로나 생성 없이 실험실 측정에 사용됩니다.스테인리스 스틸 컵에 샘플이 들어 있습니다.또 다른 스테인리스강 전극 중량은 샘플 위에 있습니다(먼지 층과 직접 접촉).소량(예: 20V)에서 전압이 증가하므로 전류가 측정되지 않습니다.그런 다음 임계값 전압 레벨에 도달합니다.이 레벨에서는 샘플에서 전류가 급증합니다.전압 공급 장치가 분리될 수 있습니다.위에서 언급한 아닐 절차 중에 미연소 가연물을 제거한 후 하강 온도 모드 곡선은 예상할 수 있는 전형적인 반전 "V" 형태를 나타냅니다.

낮은 저항률

저항률이 낮은 입자는 쉽게 충전(매우 전도성)되고 집전 전극에 도착하면 전하를 빠르게 잃기 때문에 집전하기가 어렵습니다.입자는 포집 전극의 전하를 담당하여 플레이트에서 튕겨져 나와 가스 스트림에 재진입합니다.따라서 통상적이고 높은 저항률로 정상적으로 작용하고 있는 흡인력과 반발력이 결여되어 판에 대한 결합력이 현저하게 감소한다.저저항 분진의 예로는 플라이 애쉬의 미연소 탄소와 카본 블랙이 있습니다.

이들 도전성 입자가 거칠면 사이클론 기계집전장치 등의 장치를 이용해 집진기 상류에서 제거할 수 있다.

액체 암모니아(NH
3)를 가스 스트림에 컨디셔닝제로 첨가하는 것은 최근 몇 년 동안 널리 사용되고 있습니다.암모니아는 연도 가스에 포함된 HSO와
2
4 반응하여 황산암모늄 화합물을 형성하여 먼지 응집력을 높인다는 이론이 있다.이러한 추가적인 응집력은 전기 흡인력의 손실을 보충합니다.

아래 표는 저저항, 정상저항 및 고저항 먼지와 관련된 특성을 정리한 것입니다.

연도 가스 흐름의 수분 함량도 입자 저항률에 영향을 미칩니다.ESP 앞의 덕트 워크에 물을 뿌리거나 증기를 주입하여 가스 스트림의 수분 함량을 높이면 저항률이 낮아진다.온도조절과 습도조절 모두 ESP나 하류 장비의 부식 문제를 방지하기 위해 가스 상태를 이슬점 이상으로 유지해야 한다.오른쪽 그림은 온도와 수분이 시멘트 분진의 저항률에 미치는 영향을 보여줍니다.가스 흐름의 수분 비율이 6%에서 20%로 증가함에 따라 분진의 저항률은 급격히 감소합니다.또한 온도를 올리거나 낮추면 표시된 모든 수분 비율에 대해 시멘트 먼지 저항률을 낮출 수 있습니다.

가스 흐름에서 SO의
3 존재는 높은 저항률 문제가 발생할 때 정전기 침전 과정을 유리하게 하는 것으로 나타났습니다.연소원을 위해 연소된 석탄의 황 함량은 대부분 SO로
2 변환됩니다.그러나 유황의 약 1%는 SO로
3 변환됩니다.연도 가스의 SO 양은
3 보통 석탄의 유황 함량이 증가함에 따라 증가합니다.석탄의 유황 함량이 증가함에 따라 입자의 저항률이 감소합니다.

저항률 측정 범위 집진기의 특성
낮다 10 ~ 107 ohm-cm 사이4
  1. 먼지층이 플레이트 간극을 줄이고 전류 레벨을 높일 수 있을 만큼 두껍지 않은 경우 정상 작동 전압 및 전류 레벨.
  2. 모아진 먼지를 유지하는 전기력 구성 요소가 감소하여 높은 재트레인 손실에 취약합니다.
  3. 분진층 전체에서 무시할 수 있는 전압 강하
  4. (2)에 의한 회수 퍼포먼스 저하
보통의 10 ~ 2 × 1010 ohm-cm 사이7
  1. 정상 작동 전압 및 전류 레벨.
  2. 분진층 전체에서 무시할 수 있는 전압 강하
  3. 모인 먼지를 유지하는 충분한 전기력 구성 요소
  4. (1), (2) 및 (3)로 인한 높은 회수 성능
한계에서 높음 2 × 1010 ~ 1012 ohm-cm 사이
  1. 높은 스파크 레이트로 동작 전압 및 전류 레벨을 낮춥니다.
  2. 분진층 전체에 걸쳐 상당한 전압 손실이 발생합니다.
  3. 모인 먼지를 유지하는 중간 정도의 전기력 구성 요소
  4. (1) 및 (2)에 의한 회수 성능 저하
높은 10Ω-cm 이상12
  1. 동작전압레벨 감소, 전원컨트롤러가 정상적으로 동작하지 않을 경우 동작전류레벨이 높아집니다.
  2. 먼지 층 전체에 걸쳐 매우 큰 전압 손실이 발생합니다.
  3. 고전력 구성 요소가 쌓인 먼지를 유지합니다.
  4. (1), (2) 및 아마도 백 코로나로 인해 수집 성능이 심각하게 저하되었습니다.

황산, 암모니아, 염화나트륨 및 소다회(때로는 생트로나)와 같은 다른 조절제도 입자 저항률을 낮추기 위해 사용되었습니다.따라서 ESP에서 채취하는 입자의 저항률은 연도 가스류의 화학조성이 중요하다.다음 표에 다양한 컨디셔닝제 및 그 동작 메커니즘을 나타냅니다.

컨디셔닝 에이전트 액션 메커니즘
삼산화황 및/또는 황산
  1. 플라이 애쉬 표면의 응축 및 흡착.
  2. 또한 플라이 애쉬의 응집력을 높일 수 있습니다.
  3. 저항률을 낮춥니다.
암모니아

메커니즘이 명확하지 않고 다양한 메커니즘이 제안되고 있다.

  1. 저항률을 변경합니다.
  2. 재의 응집력을 높입니다.
  3. 공간 차지 효과를 향상시킵니다.
황산암모늄 메커니즘에 대해서는 거의 알려져 있지 않으며, 다음과 같은 주장이 제기됩니다.
  1. 저항률을 변경합니다(주입 온도에 따라 다름).
  2. 재의 응집력을 높입니다.
  3. 공간 차지 효과를 향상시킵니다.
  4. 이 중 어느 것이 우세한지를 입증할 수 있는 실험 데이터가 부족하다.
트리에틸아민 입자 응집 주장, 뒷받침할 데이터가 없습니다.
나트륨 화합물
  1. 석탄을 첨가한 천연 컨디셔너.
  2. 가스 스트림에 주입된 경우 저항률 조절제.
전이 금속의 화합물 SO에서
2
3 SO로의 산화를 촉매한다고 가정합니다. 이 가정을 검증하기 위한 플라이 애쉬에 대한 최종 테스트는 없습니다.
황산칼륨 및 염화나트륨 시멘트 및 석회 가마 ESP:
  1. 가스 흐름의 저항률 수식제.
  2. NaCl - 석탄과 혼합된 천연 컨디셔너.

황산암모늄이 약 600 °F(320 °C) 이상의 온도에서 주입되면 암모니아와 삼산화황으로 분해된다.SO는
2 재에 따라 SO 컨디셔닝으로 플라이
3 애쉬와 우선적으로 상호작용할 수 있다.나머지는 암모니아와 재결합하여 재의 응집력을 높일 수 있습니다.

최근에는 집진기 효율 손실의 주요 원인이 집진판 외에 충전 와이어에 입자가 축적되어 있다는 것이 밝혀졌다(Davidson and McKinney, 1998).이는 집전판을 [8]청소하는 동시에 와이어 자체를 청소하는 것으로 쉽게 해결할 수 있습니다.

황산증기(SO
3)는 표면 전도에 대한 수증기의 영향을 강화합니다.입자 표면의 수분층 내에서 물리적으로 흡착됩니다.비교적 적은 양의 산성 증기의 영향은 아래 그림과 오른쪽에 나타나 있습니다.

300°F(150°C)에서 샘플의 고유 저항률은 5 × 10Ω-cm입니다12.황산증기 농도가 1.9ppm에 불과하면 이 값은 약 7×10Ω-cm로9 낮아진다.

환경조건의 함수로 모델링된 저항률 - 특히 황산증기

최신 산업용 정전 집진기

호주 빅토리아주 헤이즐우드 발전소에서 ESP가 정지될 때 석탄으로 연소되는 굴뚝이 갈색 연기를 내뿜고 있다.

ESP는 전기 생산 설비(석탄 및 석유 연소식)에서 나오는 연기, 펄프 공장의 흑색 주류 보일러에서 나오는 소금 케이크 수집, 정유 공장의 유동층 촉매 크래커 유닛에서 나오는 촉매 수집 등 많은 산업 미세먼지 배출을 제어하는 우수한 장치입니다.이러한 장치는 최대 석탄 연소 보일러 애플리케이션에서 수십만 ACFM에서 250만 ACFM (1,180 mµ/s)까지의 가스량을 처리합니다.석탄 연소 보일러의 경우, 수집은 보통 약 160°C(320°F)에서 공기 예열기의 다운스트림에서 수행되며, 이는 석탄재 입자의 최적의 저항률을 제공합니다.저황 연료 핫엔드 장치는 370°C(698°F) 이상에서 작동하도록 제작되었습니다.

원래의 평행한 플레이트 가중 와이어 설계(위의 플레이트 및 바 집진기 그림 참조)는 보다 효율적인(및 견고한) 방전 전극 설계가 개발됨에 따라 발전해 왔으며, 오늘날에는 날카로운 스파이크가 많이 부착되어 있는(바드 와이어) 강성(파이프 프레임) 방전 전극에 초점을 맞추어 코로나 생산을 극대화했습니다.변압기-정류기 시스템은 비교적 높은 전류 밀도에서 50–100 kV의 전압을 인가합니다.자동 전압 컨트롤과 같은 최신 컨트롤은 전기 스파크를 최소화하고 아크(TR 세트의 1/2 사이클 내에서 스파크가 급랭됨)를 방지하여 구성 요소의 손상을 방지합니다.자동 플레이트 랩 시스템과 호퍼 배출 시스템은 온라인 상태에서 채취된 미립자를 제거하여 이론적으로 ESP가 동시에 [citation needed]수년간 지속적인 작동을 유지할 수 있도록 합니다.

바이오에어로졸용 정전 샘플링

정전기 침전기는 분석을 위해 생물학적 부유 입자 또는 에어로졸을 샘플링하는 데 사용할 수 있습니다.바이오에어로졸의 샘플링을 위해서는 불필요한 샘플 [9][10]희석을 줄이기 위해 바이러스 등의 생물학적 입자를 작은 액체 부피로 직접 샘플링하는 데 사용할 수 있는 액체 대항 전극으로 최적화된 집진기 설계가 필요하다.자세한 내용은 Bioaerosols를 참조하십시오.

습식 정전 집진기

습식 정전 집진기(WESP 또는 습식 ESP)는 수증기 포화 공기 흐름(상대 습도 100%)과 함께 작동합니다.WESP는 일반적으로 산업 공정 가스 흐름에서 황산 미스트와 같은 액체 방울을 제거하는 데 사용됩니다.WESP는 또한 가스의 수분 함량이 높거나, 가연성 미립자가 포함되어 있거나,[11] 자연에서 끈적거리는 입자가 있는 경우에도 일반적으로 사용됩니다.

소비자용 정전기 청소기

플레이트 침전기는 일반적으로 공기청정기 장치 또는 용해로 필터의 영구 대체품으로 일반에 판매되지만, 모두 청소하기에 다소 지저분하다는 바람직하지 않은 특성을 가지고 있습니다.정전 강수 장치의 부정적인 부작용은 독성 오존의[12] 잠재적 생산과 [13]NO이다
x.하지만, 정전식 집진기는 비싼 필터를 필요로 하고 많은 해로운 형태의 [14][15]박테리아에 대한 "생산 싱크"가 될 수 있는 HEPA 여과와 같은 다른 공기 정화 기술보다 이점을 제공합니다.

정전기 집진기를 사용하면 집진판이 많은 양의 미립자 물질을 축적할 수 있는 경우 입자가 금속판에 너무 밀착되어 집진판을 완전히 청소하기 위해 강력한 세척과 스크럽이 필요할 수 있습니다.플레이트의 간격이 좁기 때문에 철저한 청소가 어렵고, 플레이트의 스택을 쉽게 분해하여 청소할 수 없는 경우가 많습니다.여러 제조업체가 제안하는 한 가지 해결책은 식기세척기로 집전판을 세척하는 것입니다.

일부 소비자용 강수 필터는 특수 소크오프 클리너와 함께 판매되며, 이 클리너는 플레이트 어레이 전체를 집진기에서 제거한 후 밤새 큰 용기에 담가 단단히 결합된 미립자를 풀어줍니다.

다양한 강제 공기 용해로 필터를 테스트한 Canada Moborage and Housing Corporation의 연구에 따르면 ESP 필터는 강제 [16]공기 시스템을 사용하여 공기를 가장 비용 효율적으로 청소할 수 있는 최선의 수단을 제공하는 것으로 나타났습니다.

가정용 최초의 휴대용 정전 공기 필터 시스템은 1954년 Raytheon에 [17]의해 출시되었습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ IUPAC, 화학 용어집, 제2판('골드북') (1997).온라인 수정판: (2006–) "정전기 집진기".doi:10.1351/goldbook.E02028
  2. ^ Farnoud A (2008). Electrostatic Removal of Diesel Particulate Matter. p. 23. ISBN 978-0549508168.
  3. ^ 미국 특허 895729, 코트렐 FG, "가스체에서 부유 입자를 분리하는 기술" 1908년 8월 11일 발행
  4. ^ "Chronicle". GEA Bischoff. Retrieved 25 January 2014.
  5. ^ "Research Corporation for Science Advancement Archives, 1896-present" (PDF). www.rescorp.org. Retrieved 12 May 2018.
  6. ^ Yasumoto K, Zukeran A, Takagi Y, et al. (2010). "Effect of electrode thickness for reducing ozone generation in electrostatic precipitator". Electronics and Communications in Japan. 93 (7): 24–31. doi:10.1002/ecj.10291.
  7. ^ Johnson FW (1937). "Adsorbed Moisture Film on the Surface of Glazed Porcelain". Philos. Mag. 24 (163): 797–807. doi:10.1080/14786443708561958.
  8. ^ Davidson JH, McKinney PJ (1998). "Chemical vapor deposition in the corona discharge of electrostatic air cleaners". Aerosol Science and Technology. 29 (2): 102–110. Bibcode:1998AerST..29..102D. doi:10.1080/02786829808965555.
  9. ^ Pardon G, Ladhani L, Sandstrom N, et al. (2015). "Aerosol sampling using an electrostatic precipitator integrated with a microfluidic interface". Sensors and Actuators. B, Chemical. 212: 344–352. doi:10.1016/j.snb.2015.02.008.
  10. ^ Ladhani, Laila; Pardon, Gaspard; Moons, Pieter; Goossens, Herman; van der Wijngaart, Wouter (2020). "Electrostatic Sampling of Patient Breath for Pathogen Detection: A Pilot Study". Frontiers in Mechanical Engineering. 6. doi:10.3389/fmech.2020.00040. ISSN 2297-3079.
  11. ^ "Air Pollution Control Technology Fact Sheet" (PDF). www3.epa.gov (Report). US EPA. 2009.
  12. ^ Shin DH, Woo CG, Kim HJ, et al. (2019). "Comparison of Discharging Electrodes for the Electrostatic Precipitator as an Air Filtration System in Air Handling Units". Aerosol and Air Quality Research. 19 (3): 671–676. doi:10.4209/aaqr.2018.10.0367.
  13. ^ Katatani A, Yahata H, Mizuno A (2010). "Reduction of NOx Generation from Electrostatic Precipitators" (PDF). International Journal of Plasma Environmental Science & Technology. 4 (1): 13–17.
  14. ^ Kim SH, Ahn GR, Son SY, et al. (2014). "Mold Occurring on the Air Cleaner High-Efficiency Particulate Air Filters Used in the Houses of Child Patients with Atopic Dermatitis". Mycobiology. 42 (3): 286–290. doi:10.5941/MYCO.2014.42.3.286. PMC 4206797. PMID 25346608.
  15. ^ Price DL, Simmons RB, Crow SA Jr, et al. (2005). "Mold colonization during use of preservative-treated and untreated air filters, including HEPA filters from hospitals and commercial locations over an 8-year period (1996–2003)". Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. 32 (7): 319–321. doi:10.1007/s10295-005-0226-1. PMID 15856351. S2CID 21841372.
  16. ^ "Your Furnace Filter: What A Furnace Filter Can Do For You". Canada Mortgage and Housing Corporation. Archived from the original on 14 May 2008. Retrieved 1 Sep 2008.
  17. ^ "Plug-in Filter Clears the Air". Popular Science. Vol. 165, no. 1. Jul 1954. p. 70.

외부 링크

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