Електростатичне очищення димових газів

Дим складається з завислих у газах частинок твердих речовин, туман - це завислі краплинки. У цигарковому димі та в багатьох технічних процесах дим і туман часто трапляються поряд. Очищення газів - переважно відхідних газів - від захоплених частинок дедалі більше набуває значення в повсякденні й у техніці, оскільки часто частинки та абсорбовані на них речовини є токсичними. Відомі приклади - адсорбовані поліциклічні ароматичні сполуки на частинках сажі у вихлопних газах дизелів, діоксини, важкі метали та радіоактивні елементи у відхідних газах електростанцій і сміттєспалювальних заводів. Осаджений фільтрувальний пил є високотоксичним і має оброблятися як особливо небезпечні відходи. Давно відомі в техніці способи очищення газів, як-от

• механічні фільтри (побутовий пилосос!) у вигляді рукавних або пластинчастих фільтрів
• вимивання у зрошувальних баштах або газопромивачах
• осадження в інерційних сепараторах або циклонах

уже не достатні для сьогоднішніх вимог як єдині осаджувачі. У всіх сучасних процесах очищення газів грубе очищення виконують методом, узгодженим із відповідною технологією, а на кінцевому щаблі додають електростатичне очищення.

У так званому мокрому електрофільтрі частинки пилу огортаються плівкою вологи й таким чином збільшуються. У такий спосіб можна осадити частинки розміром аж до менш ніж 0,01 мм.

За допомогою наведеної тут схеми досліду складники цигарки можна осадити напівкількісно й у більших кількостях, екстрагувати легким бензином і дослідити.

• Коротка пряма скляна трубочка в середньому отворі корка слугує для приєднання газового шприца. Для цього скляну трубочку з'єднують через короткий шматочок силіконового шланга з триходовим краном газового шприца.
• Нікелеві електроди з'єднують високовольтними провідниками з високовольтним трансформатором (10 кВ). Електроди в жодному разі не повинні торкатися одне одного!
• Перед власне дослідом схему перевіряють, подавши на електроди напругу 10 кВ, щоб не виникало іскрового розряду.
• На зігнутій під прямим кутом скляній трубочці коротким шматочком силіконового шланга закріплюють цигарку: спершу насувають шматочок шланга на кінець трубочки, а потім обережно вставляють мундштук цигарки у виступний шматочок шланга. Під цигарку для збирання попелу підсувають ще й кришку чашки Петрі, закріплену гумовим кільцем на приладотримачі з магнітами.

• Після завершення складання триходовий кран установлюють так, щоб був відкритий лише прохід до камери, і цигарку підпалюють, одночасно протягуючи повітря крізь прилад газовим шприцом. При цьому пилоосаджувальна камера наповнюється цигарковим димом.
• Повертанням триходового крана його потім установлюють так, щоб повітря зі шприца можна було виштовхнути, не задуваючи повітря назад у камеру. Після повторного повертання крана ще раз протягують повітря крізь цигарку в камеру. При цьому тепер і газовий шприц наповнюється димом, що добре видно, коли вміст шприца видувають у приміщення.
• Якщо тепер увімкнути високу напругу (10 кВ), дим у ділянці електродів зникає дуже швидко. Натомість у просторі перед електродами він ще видимий. Якщо тепер у ході досліду при ввімкненій високій напрузі й далі повільно, але безперервно протягувати цигарковий дим газовим шприцом крізь прилад, видно, що дим повністю осідає вже в ділянці вістер електродів і тому взагалі не потрапляє в задню частину пилоосаджувальної камери чи навіть у газовий шприц.

Спостереження та опрацювання

У ділянці високовольтного поля завислі в цигарковому димі частинки й краплинки заряджаються (йонізуються) і осідають на електродах.

Спостереження показують, що за допомогою електростатичного очищення димових газів пилові частинки видаляються електростатичними методами. Під дією електричного поля електростатично заряджені частинки пилу осідають на електроді. Після процесу очищення електроди можна почистити.