ઈલેક્ટ્રિક ગેસ સફાઈ - ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક પ્રિસિપિટેટર્સના ઓપરેશનનો ભૌતિક આધાર

જો તમે મજબૂત ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડની ક્રિયાના ક્ષેત્રમાંથી ધૂળવાળો ગેસ પસાર કરો છો, તો સૈદ્ધાંતિક રીતે ધૂળના કણો ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ મેળવો અને વેગ આપવાનું શરૂ કરશે, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના બળની રેખાઓ સાથે ઇલેક્ટ્રોડ્સ તરફ આગળ વધશે, ત્યારબાદ તેમના પર જમા થશે.

જો કે, સમાન વિદ્યુત ક્ષેત્રની શરતો હેઠળ, સામૂહિક આયનોના ઉત્પાદન સાથે અસર આયનીકરણ પ્રાપ્ત કરવું શક્ય બનશે નહીં, કારણ કે આ કિસ્સામાં ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેના અંતરનો વિનાશ ચોક્કસપણે થશે.

પરંતુ જો વિદ્યુત ક્ષેત્ર અસંગત હોય, તો અસર આયનીકરણ ગેપના ભંગાણ તરફ દોરી જશે નહીં. આ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, અરજી કરીને હોલો નળાકાર કેપેસિટર, સેન્ટ્રલ ઇલેક્ટ્રોડની નજીક, જેના પર ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ સ્ટ્રેસ E બાહ્ય નળાકાર ઇલેક્ટ્રોડની નજીક કરતાં ઘણો વધારે હશે.

કેન્દ્રીય ઇલેક્ટ્રોડની નજીક, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની શક્તિ મહત્તમ હશે, જ્યારે તેમાંથી બહારના ઇલેક્ટ્રોડ તરફ જતી વખતે, તાકાત E પ્રથમ ઝડપથી અને નોંધપાત્ર રીતે ઘટશે, અને પછી ઘટવાનું ચાલુ રાખશે, પરંતુ વધુ ધીમેથી.

ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર લાગુ વોલ્ટેજને વધારીને, અમે પ્રથમ સતત સંતૃપ્તિ પ્રવાહ મેળવીએ છીએ, અને વોલ્ટેજને વધુ વધારીને, અમે કેન્દ્રિય ઇલેક્ટ્રોડ પર ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની શક્તિમાં નિર્ણાયક મૂલ્ય અને આંચકાની શરૂઆત સુધીના વધારાને અવલોકન કરી શકીશું. તેની નજીક આયનીકરણ.

જેમ જેમ વોલ્ટેજ વધુ વધશે તેમ, અસર આયનીકરણ સિલિન્ડરમાં વધુને વધુ મોટા વિસ્તાર પર ફેલાશે અને ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેના ગેપમાં વર્તમાન વધશે.

પરિણામે, કોરોના ડિસ્ચાર્જ થશે, તેથી આયન જનરેશન ધૂળના કણોને ચાર્જ કરવા માટે પૂરતું હશે, જો કે ગેપનું અંતિમ ભંગ ક્યારેય થશે નહીં.

ગેસમાં ધૂળના કણોને ચાર્જ કરવા માટે કોરોના ડિસ્ચાર્જ મેળવવા માટે, માત્ર એક નળાકાર કેપેસિટર જ યોગ્ય નથી, પરંતુ ઇલેક્ટ્રોડ્સનું એક અલગ રૂપરેખાંકન પણ છે જે તેમની વચ્ચે એક અસંગત ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર પ્રદાન કરી શકે છે.

ઉદાહરણ તરીકે, વ્યાપક ઇલેક્ટ્રોફિલ્ટર, જેમાં સમાંતર પ્લેટો વચ્ચે માઉન્ટ થયેલ ડિસ્ચાર્જ ઇલેક્ટ્રોડ્સની શ્રેણીનો ઉપયોગ કરીને એક અસંગત ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થાય છે.

જટિલ તણાવ અને ગંભીર તણાવ કે જેના પર કોરોના થાય છે તેનું નિર્ધારણ અનુરૂપ વિશ્લેષણાત્મક નિર્ભરતાને કારણે કરવામાં આવે છે.

અસંગત વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં, વિદ્યુતધ્રુવો વચ્ચે અસંગતતાની વિવિધ ડિગ્રીવાળા બે પ્રદેશો રચાય છે. કોરોના પ્રદેશ પાતળા ઈલેક્ટ્રોડની નજીક વિરોધી ચિહ્ન આયનો અને મુક્ત ઈલેક્ટ્રોનના ઉત્પાદનને પ્રોત્સાહન આપે છે.

મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન, નકારાત્મક આયનો સાથે, હકારાત્મક બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોડ તરફ ધસી જાય છે, જ્યાં તેઓ તેને તેમનો નકારાત્મક ચાર્જ આપે છે.

અહીં કોરોનાને નોંધપાત્ર વોલ્યુમ દ્વારા અલગ પાડવામાં આવે છે, અને ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેની મુખ્ય જગ્યા મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન અને નકારાત્મક ચાર્જ આયનોથી ભરેલી છે.

ટ્યુબ્યુલર ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક પ્રીસિપિટેટર્સમાં, 20 થી 30 સે.મી.ના વ્યાસની ઊભી નળીઓમાંથી નિષ્ક્રિય કરવા માટેનો વાયુ પસાર થાય છે, જેમાં ટ્યુબના કેન્દ્રિય અક્ષો સાથે 2 - 4 mm ઈલેક્ટ્રોડ વિસ્તરેલા હોય છે. ટ્યુબ એક એકત્રિત ઇલેક્ટ્રોડ છે, કારણ કે ફસાયેલી ધૂળ તેની આંતરિક સપાટી પર સ્થિર થાય છે.

પ્લેટ પ્રીસીપીટેટરમાં પ્લેટોની વચ્ચે ડિસ્ચાર્જ ઇલેક્ટ્રોડની એક પંક્તિ હોય છે, અને ધૂળ પ્લેટો પર સ્થિર થાય છે. જ્યારે ધૂળવાળો ગેસ આવા અવક્ષેપકર્તામાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે આયનો ધૂળના કણો પર શોષાય છે અને આ રીતે કણો ઝડપથી ચાર્જ થાય છે. ચાર્જિંગ દરમિયાન, ધૂળના કણો ઝડપી બને છે કારણ કે તેઓ એકત્રિત ઇલેક્ટ્રોડ તરફ જાય છે.

બાહ્ય ઝોનમાં ધૂળની હિલચાલના વેગના નિર્ધારકો કોરોના સ્રાવ પાર્ટિકલ ચાર્જ અને એરોડાયનેમિક વિન્ડ ફોર્સ સાથે ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છે.

બળ જે ધૂળના કણોને એકત્રિત ઇલેક્ટ્રોડ તરફ ખસેડવાનું કારણ બને છે- ઇલેક્ટ્રોડ્સના ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર સાથે કણોના ચાર્જની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું કૂલમ્બ બળ… જેમ જેમ કણ એકત્રિત ઇલેક્ટ્રોડ તરફ આગળ વધે છે તેમ, સક્રિય કુલોમ્બ બળ હેડ ડ્રેગ ફોર્સ દ્વારા સંતુલિત થાય છે. એકત્ર ઇલેક્ટ્રોડ તરફના કણના ડ્રિફ્ટ વેગની ગણતરી આ બે દળોને સમાન કરીને કરી શકાય છે.

વિદ્યુતધ્રુવ પર કણોના જમા થવાની ગુણવત્તા આવા પરિબળોથી પ્રભાવિત થાય છે જેમ કે: કણોનું કદ, તેમની ઝડપ, વાહકતા, ભેજ, તાપમાન, ઇલેક્ટ્રોડ સપાટીની ગુણવત્તા વગેરે.પરંતુ સૌથી મહત્વની બાબત એ છે કે ધૂળનો વિદ્યુત પ્રતિકાર. સૌથી મોટા પ્રતિકાર ધૂળને જૂથોમાં વહેંચવામાં આવે છે:

104 ઓહ્મ * સેમી કરતા ઓછા ચોક્કસ વિદ્યુત પ્રતિકાર સાથે ધૂળ

જ્યારે આવા કણ સકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ એકત્રિત ઇલેક્ટ્રોડના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે તે તરત જ તેનો નકારાત્મક ચાર્જ ગુમાવે છે, તરત જ ઇલેક્ટ્રોડ પર હકારાત્મક ચાર્જ મેળવે છે. આ કિસ્સામાં, કણ તરત જ સરળતાથી ઇલેક્ટ્રોડથી દૂર લઈ શકાય છે, અને સફાઈ કાર્યક્ષમતા ઘટી જશે.

104 થી 1010 ઓહ્મ * સે.મી.ના ચોક્કસ વિદ્યુત પ્રતિકાર સાથે ધૂળ.

આવી ધૂળ ઇલેક્ટ્રોડ પર સારી રીતે સ્થિર થાય છે, પાઇપમાંથી સરળતાથી હલાવવામાં આવે છે, ફિલ્ટર ખૂબ જ અસરકારક રીતે કાર્ય કરે છે.

1010 ઓહ્મ * સે.મી.થી વધુના ચોક્કસ વિદ્યુત પ્રતિકાર સાથે ધૂળ.

ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક પ્રિસીપીટેટર દ્વારા ધૂળ સરળતાથી પકડાતી નથી. અવક્ષેપિત કણો ખૂબ જ ધીમેથી બહાર આવે છે, ઇલેક્ટ્રોડ પર નકારાત્મક ચાર્જ કણોનું સ્તર વધુ ગાઢ બને છે. ચાર્જ થયેલ સ્તર નવા આવતા કણોને જમા થતા અટકાવે છે. સફાઈ કાર્યક્ષમતા ઘટે છે.

સૌથી વધુ વિદ્યુત પ્રતિકાર સાથેની ધૂળ - મેગ્નેસાઇટ, જીપ્સમ, સીસાના ઓક્સાઇડ, ઝીંક, વગેરે. તાપમાન જેટલું ઊંચું હોય છે, તેટલી તીવ્રતાથી ધૂળનો પ્રતિકાર પહેલા વધે છે (ભેજના બાષ્પીભવનને કારણે), અને પછી પ્રતિકાર ઘટે છે. ગેસને ભેજવાથી અને તેમાં કેટલાક રીએજન્ટ્સ (અથવા સૂટ, કોકના કણો) ઉમેરીને, તમે ધૂળના પ્રતિકારને ઘટાડી શકો છો.

ફિલ્ટરમાં પ્રવેશતા, કેટલીક ધૂળ ગેસ દ્વારા લેવામાં આવી શકે છે અને ફરીથી લઈ જવામાં આવે છે, આ ગેસ વેગ અને એકત્રિત ઇલેક્ટ્રોડના વ્યાસ પર આધારિત છે. પહેલાથી જ ફસાયેલી ધૂળને પાણીથી તરત ધોઈને ગૌણ પ્રવેશ ઘટાડી શકાય છે.

ફિલ્ટરની વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતા કેટલાક તકનીકી પરિબળો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.તાપમાન જેટલું ઊંચું છે, કોરોના પ્રવાહ વધારે છે; જો કે, બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજમાં ઘટાડો થવાને કારણે ફિલ્ટરનું સ્થિર ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ ઘટે છે. વધારે ભેજ એટલે કોરોના કરંટ ઓછો. ઉચ્ચ ગેસ વેગ એટલે નીચો પ્રવાહ.

ગેસ જેટલો ક્લીનર છે - કોરોના કરંટ જેટલો ઊંચો છે, તેટલો ધૂળવાળો ગેસ - કોરોના કરંટ ઓછો. બોટમ લાઇન એ છે કે આયનો ધૂળ કરતાં 1000 ગણી વધુ ઝડપથી આગળ વધે છે, તેથી જ્યારે કણો ચાર્જ થાય છે, ત્યારે કોરોના પ્રવાહ ઓછો થાય છે અને ફિલ્ટરમાં જેટલી વધુ ધૂળ હોય છે, તેટલો કોરોના પ્રવાહ ઓછો થાય છે.

અત્યંત ધૂળવાળી સ્થિતિ (Z1 25 થી 35 g/m23) માટે કોરોના પ્રવાહ લગભગ શૂન્ય સુધી ઘટી શકે છે અને ફિલ્ટર કામ કરવાનું બંધ કરી દેશે. તેને ક્રાઉન લોકીંગ કહેવામાં આવે છે.

લૉક કરેલા કોરોના ધૂળના કણોને પૂરતો ચાર્જ પૂરો પાડવા માટે આયનોની અછતમાં પરિણમે છે. જો કે તાજ ભાગ્યે જ સંપૂર્ણ રીતે બંધ થઈ જાય છે, તેમ છતાં ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક પ્રિસિપિટેટર ધૂળવાળા વાતાવરણમાં સારું પ્રદર્શન કરતું નથી.

ધાતુશાસ્ત્રમાં, પ્લેટ ઇલેક્ટ્રોફિલ્ટરનો ઉપયોગ મોટાભાગે થાય છે, જે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, જે ઓછી ઉર્જા વપરાશ સાથે 99.9% સુધીની ધૂળને દૂર કરે છે.

ઇલેક્ટ્રોફિલ્ટરની ગણતરી કરતી વખતે, તેની કામગીરી, કાર્યક્ષમતા, કોરોના બનાવવા માટે ઊર્જા વપરાશ, તેમજ ઇલેક્ટ્રોડ્સના વર્તમાનની ગણતરી કરવામાં આવે છે. ફિલ્ટરનું પ્રદર્શન તેના સક્રિય વિભાગના ક્ષેત્ર દ્વારા જોવા મળે છે:

ઇલેક્ટ્રોફિલ્ટરના સક્રિય વિભાગના ક્ષેત્રને જાણીને, વિશિષ્ટ કોષ્ટકોનો ઉપયોગ કરીને યોગ્ય ફિલ્ટર ડિઝાઇન પસંદ કરવામાં આવે છે. ફિલ્ટરની કાર્યક્ષમતા શોધવા માટે, સૂત્રનો ઉપયોગ કરો:

જો ધૂળના કણોનું કદ ગેસના અણુઓના સરેરાશ મુક્ત માર્ગ (લગભગ 10-7m) સાથે સુસંગત હોય, તો તેમના વિચલનની ઝડપ સૂત્ર દ્વારા શોધી શકાય છે:

મોટા એરોસોલ કણોની ડ્રિફ્ટ વેગ સૂત્ર દ્વારા જોવા મળે છે:

દરેક ધૂળના અપૂર્ણાંક માટે ફિલ્ટરની કાર્યક્ષમતા અલગથી બનાવવામાં આવે છે, જેના પછી ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક પ્રિસિપિટેટરની એકંદર કાર્યક્ષમતા સ્થાપિત થાય છે:

ફિલ્ટરમાં ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડની ઓપરેટિંગ તીવ્રતા તેના બાંધકામ, ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેનું અંતર, કોરોના ઇલેક્ટ્રોડ્સની ત્રિજ્યા અને આયનોની ગતિશીલતા પર આધારિત છે. ઇલેક્ટ્રોફિલ્ટર માટે સામાન્ય ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ રેન્જ 15 * 104 થી 30 * 104 V / m છે.

ઘર્ષણના નુકસાનની સામાન્ય રીતે ગણતરી કરવામાં આવતી નથી, પરંતુ ફક્ત 200 Pa હોવાનું માનવામાં આવે છે. કોરોના બનાવવા માટે ઊર્જાનો વપરાશ સૂત્ર દ્વારા જોવા મળે છે:

ધાતુની ધૂળ એકત્રિત કરતી વખતે વર્તમાન નીચે પ્રમાણે સ્થાપિત થાય છે:

ઇલેક્ટ્રોફિલ્ટરનું ઇન્ટરઇલેક્ટ્રોડ અંતર તેના બાંધકામ પર આધારિત છે. એકત્રિત ઇલેક્ટ્રોડ્સની લંબાઈ ધૂળના સંગ્રહની આવશ્યક ડિગ્રીના આધારે પસંદ કરવામાં આવે છે.

સામાન્ય રીતે ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક પ્રીસીપીટેટરનો ઉપયોગ સ્વચ્છ ડાઈલેક્ટ્રીક્સ અને સ્વચ્છ વાહકમાંથી ધૂળ મેળવવા માટે થતો નથી. સમસ્યા એ છે કે અત્યંત વાહક કણો સરળતાથી ચાર્જ થઈ જાય છે, પરંતુ તે એકત્રિત ઇલેક્ટ્રોડ પર પણ ઝડપથી બહાર નીકળી જાય છે અને તેથી તરત જ ગેસ પ્રવાહમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે.

ડાઇલેક્ટ્રિક કણો એકત્રિત ઇલેક્ટ્રોડ પર સ્થિર થાય છે, તેનો ચાર્જ ઘટાડે છે અને રિવર્સ કોરોનાની રચના તરફ દોરી જાય છે, જે ફિલ્ટરને યોગ્ય રીતે કામ કરતા અટકાવે છે. ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક પ્રીસિપિટેટર માટે સામાન્ય ઓપરેટિંગ ધૂળનું પ્રમાણ 60 g/m23 ની નીચે છે અને મહત્તમ તાપમાન કે જેના પર ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક પ્રિસિપિટેટરનો ઉપયોગ થાય છે તે +400 °C છે.

આ વિષય પર પણ જુઓ:

ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ફિલ્ટર્સ - ઉપકરણ, કાર્યના સિદ્ધાંત, એપ્લિકેશનના ક્ષેત્રો