Chất kết tủa tĩnh điện là gì?

Các bộ lọc than hoạt tính , tia UV và HEPA hoặc sợi thủy tinh là một vài trong số các phương pháp khác nhau trong việc loại bỏ các hạt. Máy lọc tĩnh điện cũng được sử dụng với mục đích này. Chúng được ứng dụng trong công nghiệp chúng như dân dụng.

Nguyên tắc làm việc của chất kết tủa tĩnh điện

Về cơ bản, lọc bụi tĩnh điện là một công cụ lọc không khí sử dụng lực tĩnh điện để hút và giữ bụi và các hạt khác.
Nó chủ yếu bao gồm dây và tấm thu, với điện áp cao được đặt từ trường tĩnh điện giữa các dây và tấm thu, sạc điện không khí và ion hóa chúng trong quá trình này.
Khi các hạt trong không khí như bụi hoặc phấn hoa di chuyển giữa các tấm thu, các hạt trở nên tích điện, điều này khiến chúng gắn vào các tấm thu. Sau đó, không khí đi qua, để lại các hạt phía sau. Kết quả là không khí sạch hơn, tinh khiết hơn.
Các hạt đã được thu gom sau đó sẽ được lắc lỏng, loại bỏ hoặc rửa sạch, và xử lý theo cách an toàn và thân thiện với môi trường.

Các nguyên tắc hoạt động trong máy lọc bụi tĩnh điện về cơ bản là các lực giữ bóng bay vào tường khi bạn chà xát chúng trên thảm hoặc áo len xù xì.
Khi bạn cọ xát một quả bóng bay, các electron tự do vỡ ra. Khi đó, quả bóng bay mất các electron và trở nên tích điện dương, trong khi tấm thảm, nơi nhận electron, trở nên tích điện âm.
Với các điện tích tĩnh, giống như từ tính, các vật đối lập nhau hút nhau, vì vậy khi một vật mang điện tích dương gặp vật khác mang điện tích âm, chúng sẽ giữ lại với nhau.
Bộ lọc bụi tĩnh điện hoạt động theo nguyên lý sau: Khi khói và dòng khí được bơm ra khỏi lò hoặc đầu đốt, nó đi qua một dây hoặc tấm ban đầu và thu được điện tích tĩnh. Sau đó, nó được thu thập bởi một tấm thứ hai có điện tích trái dấu, nơi nó bị mắc kẹt. Tuy nhiên, có những điều chỉnh trong các chi tiết giúp cho bộ lọc bụi tĩnh điện hoạt động hiệu quả hơn trong các tình huống khác nhau.
Ví dụ, có những thiết bị kết tủa được mở rộng quy mô để có hiệu quả hơn đối với than có hàm lượng lưu huỳnh thấp, loại than này tạo ra nhiều tro hơn và do đó cần nhiều năng lượng hơn để giữ lượng khói cao.
Một trong những ứng dụng phổ biến nhất đối với lọc tĩnh điện là trong các ứng dụng công nghiệp, đặc biệt là khói. Khói có thể trông giống như một chất khí, nhưng về cơ bản nó là một khối hạt rắn lơ lửng trong không khí. (Giống như một chiếc lông vũ trong gió nhẹ.) Những hạt này có thể được tích điện, cho phép chúng được thu thập bằng các thiết bị lọc bụi tĩnh điện cấp thương mại lớn.
Theo Trường Kỹ thuật Thayer ở Dartmouth , lọc bụi tĩnh điện loại bỏ hơn 99% các hạt tro. Nói chung, bộ kết tủa càng lớn thì chúng càng hiệu quả hơn trong việc loại bỏ các hạt khỏi không khí.

Các loại phin lọc

Có một số loại phin lọc khác nhau cung cấp các mức độ thanh lọc khác nhau. Mỗi loại đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng.

Phin lọc dạng tấm

Loại thiết bị cơ bản và phổ biến nhất là tấm lọc dạng tấm. Thiết bị này chứa một hàng dây dọc ban đầu, cung cấp điện tích cho các hạt, trong khi các tấm sau được sử dụng để thu và giữ các hạt.
Thiết kế hai giai đoạn này (sạc sau đó thu gom) làm giảm sản sinh ozone, có thể gây hại khi hít phải. Điều này tạo ra một bầu không khí trong lành hơn cho những người có thể đang làm việc ở vùng lân cận trực tiếp của thiết bị lọc bụi.

Phin lọc ướt

Một loại kết tủa phổ biến khác được gọi là thiết bị kết tủa ướt, đôi khi được gọi là WESP (Wet ElectroStatic Precipitator.) Các thiết bị này thường được sử dụng để loại bỏ các giọt chất lỏng, đặc biệt là sương mù axit sulfuric, khỏi hơi nước công nghiệp.
Công nghệ này sử dụng thiết kế hình ống cho phép độ ẩm và các hạt được thu thập để tạo thành một hỗn hợp đặc hay còn gọi là bùn. Thiết kế này rất hiệu quả đối với nội dung có độ ẩm cao hoặc chứa các hạt dễ cháy. Hệ thống này giống như bộ sưu tập “khô”, nhưng các hạt được thu thập được thu thập bằng cách sử dụng vòi phun nước, tưới hoặc ngưng tụ, kéo các hạt từ dòng khí ra khỏi các đĩa hoặc dây thu gom.

Lịch sử của bộ lọc tĩnh điện

Máy lọc bụi tĩnh điện có từ đầu thế kỷ 20, khi Tiến sĩ Frederick Cottrell, giáo sư hóa học tại Đại học California ở Berkeley, đăng ký bằng sáng chế về một thiết bị tích điện các hạt và thu thập chúng bằng cách sử dụng lực hút tĩnh điện.
Ông đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế vào năm 1907 và thiết bị này lần đầu tiên được sử dụng để thu thập sương mù axit sulfuric và khói ôxít chì, những thứ đang gây hại cho các vườn nho ở phía bắc California.
Trớ trêu thay, Cottrell đã phát triển thiết bị này mặc dù không hiểu đầy đủ về cách thức hoạt động của nó. Cho đến khi nghiên cứu được thực hiện ở Đức, khoa học về lực hút tĩnh điện mới được hiểu.

Sử dụng máy lọc điện tại nhà

Khi được tạo ra để sử dụng trong khu dân cư, thiết bị lọc bụi tĩnh điện thường được gọi là máy làm sạch không khí điện tử hoặc đơn giản là “ESP’s” (cho ElectroStatic Precipitator).
Các máy lọc không khí này thường hút không khí trước qua bộ lọc không khí ban đầu, sau đó chuyển không khí qua quá trình sạc điện.
Sau khi các hạt trong không khí được tích điện, chúng sẽ đi qua các tấm thu gom các chất gây ô nhiễm. Trước khi không khí cuối cùng được thoát ra ngoài, nó sẽ đi qua một bộ lọc tinh nữa, dẫn đến không khí sạch cho gia đình hoặc văn phòng.

Một mối quan tâm chính của các máy này là giải phóng ôzôn và ôxít nitơ, gây ra mối lo ngại về sức khỏe cho nhiều người. Mặc dù chúng thường không tạo ra nhiều ozone như máy tạo ozone , nhưng hóa chất này là sản phẩm phụ của quá trình nạp khí. Vì vậy, trên thực tế, nó đưa ô nhiễm vào phòng. Do đó, việc sử dụng máy lọc tĩnh điện trong gia đình cần được nghiên cứu kỹ trước khi sử dụng.

Các nhược điểm khác của chất kết tủa tĩnh điện để sử dụng tại nhà

Mặc dù ít nghiêm trọng hơn sản xuất ozone, nhưng một trong những mối quan tâm chính khi sử dụng thiết bị lọc bụi tĩnh điện cho gia đình là chúng có thể gây khó khăn và lộn xộn trong việc dọn dẹp.
Điều này là do các hạt bụi và khói được thu thập trực tiếp bên trong thiết bị và cần được loại bỏ thủ công. Khi vệ sinh, rất dễ có bụi, khói và muội than bay ra, tạo nên một mớ hỗn độn. Hoặc tệ hơn, chính những hạt mà bạn đang cố gắng tránh có thể bị hít vào.

Bộ lọc tĩnh điện sử dụng trong gia đình có thể thu thập bụi, bào tử nấm mốc và các hạt lớn khác, nhưng ở hiệu suất thấp hơn nhiều so với bộ lọc HEPA. Và khi các tấm trở nên bẩn, hiệu quả này giảm hơn nữa.
ESP có thể bẫy các hợp chất hữu cơ và phân tử phấn hoa, nhưng nó không bắt giữ các hạt nhỏ hơn hoặc các chất hóa học dạng khí một cách hiệu quả.
Máy lọc bụi tĩnh điện vs máy tạo ion rất dễ nhầm lẫn. Cả hai đều làm sạch không khí, nhưng trong khi một bộ lọc bụi điện tử hút không khí vào, tách các chất gây ô nhiễm và thải ra không khí sạch, thì một bộ lọc ion chỉ đơn giản là giải phóng điện tích vào căn phòng xung quanh.
Tuy nhiên, các chất ion hóa tích điện các hạt để không thu thập bất cứ thứ gì, vì vậy các hạt chỉ đơn giản là dính vào các bề mặt trong nhà của bạn. Các hạt có thể không có trong không khí, nhưng chúng vẫn cư trú trong không gian sống.