Применение электрических полей в технологических процессах

Сильные электрические поля все в большей степени используются в различных технологических процессах, к которым могут быть отнесены очистка газов от пыли, электроокраска, нанесение порошковых покрытий в электрическом поле и т. д.

► Принцип создания указанных процессов заключается в том, что частицам твердого вещества или жидкости сообщается некоторый заряд, а электрическое поле, в которое они вносятся, создает их движение в определенном направлении.

Следует отметить, что во многих технологических процессах отходы производства улетучиваются в виде пыли и газов, засоряя при этом окружающую среду.

Наиболее мощными источниками отходов являются тепловые электрические станции, особенно работающие на топливе с большой зольностью, металлургические заводы и предприятия химической промышленности. Для улавливания пыли используются электрические фильтры, которые во много раз снижают загрязненность атмосферы, а также повышают выход полезного продукта, что создает основы безотходных технологических процессов

.

Принцип действия электрических фильтров может быть пояснен рисунком 255, а. В зону между электродами 1 (катод) и 2 (анод) направляется газовый поток с частицами пыли 3. Если к электродам от источника питания 4 подводится напряжение, то между ними создается электрическое поле и начинается движение электронов 5 и положительно и отрицательно заряженных ионов 6. Все эти частицы в соответствии с зарядами направляются к электродам. Ток между электродами будет мал вследствие незначительного уровня ионизации межэлектродного пространства.

► Эффективным ионизатором пространства между электродами может служить коронный разряд, который образуется вокруг малого цилиндра — катода 1 при напряженности электрического поля более 15 кВ/см. При большей ионизации межэлектродного пространства возникает интенсивный поток отрицательных частиц, они налипают на частицы пыли и вместе двигаются в сторону анода. У анода частицы пыли теряют свой заряд и оседают на нем. При периодическом встряхивании анода пыль направляется в бункера. Электрические фильтры отличаются высокой эффективностью очистки газов, достигающей 97—99%.

Простейшая электрическая схема включения фильтра приведена на рис. 255, б. Катод К и анод А получают питание от источника, состоящего из трансформатора Тр, преобразователя ПР и регулятора Р. Поток газа направляется между электродами К и А, где и происходит процесс его очистки от пыли по принципу, который был изложен выше.

Весьма перспективным является использование сильного электрического поля для крашения различных изделий. Наиболее простым является устройство с электропневматическим распылителем (рис. 256); оно создает красящую струю для покрытия поверхности любой формы. Под действием воздушного потока тонкая струя краски вытекает из горловины головки и попадает на игольчатый электрод 1 — носитель высокого потенциала. Под действием электрического поля источника 2 струя краски вытягивается, на конце ее образуется капля, заряженная скопившимися ионами. Частицы теряют заряд, когда действие отталкивающей силы между каплей и полем будет равно притягивающей силе. При этом она отделится от струи и унесет некоторый заряд; на конце нити вновь образуется капля с зарядом.

Качество окраски поверхности 3 определяется зарядом частиц краски, ее вязкостью и проводимостью. Напряженность поля на кромке распылителя составляет примерно 100 кВ/см.