ترسيب كهربائي ساكن
الترسيب الكهربائي الساكن electrostatic precipitation عملية يراد بها فصل القسيمات porticles الصلبة أوالسائلة من الغاز الذي تكون معلقة فيه. ويتم ذلك بإخضاع القسيمات إلى عمل حقل كهربائي ساكن ذي قيمة محدّدة، بحيث يتم شحنها بكهربائية ساكنة، تؤدي إلى حركتها باتجاه محدد، بعمل الحقل الكهربائي المطبق. وتتجه القسيمات عادة نحوالإلكترود electrode المعاكس لها بالإشارة، إذ تتعدل شحنتها على سطحه، وتترسب بعد تجمعها بأعداد كبيرة عليه.
اختراع الترسيب الكهربائي
الطرق المتبعة لإحداث الترسيب الكهربائي الساكن
تؤدي هذه الطرق إلى شحن القسيمات المادية الصلبة أوالسائلة بشحنة كهربائية، تصبح بعدها قادرة على التأثر بالحقل الكهربائي المطبق. وتقسم آليات الترسيب، والفصل، عموماً إلى طرق ثلاث هي:
شحن القسيمات بالكهْرَبَة التماسيّة
تحدث الكهربة بالتماس، عندما يتلامس سطحا قُسيمتين مختلفتين، إذ يحدث عندها تبادل في الشحنات الكهربائية يستمر خلال زمن التماس الضئيل. ويكون زمن التماس، عادةً، قصيراً ومساحة السطوح المتماسة صغيرة جداً. وتزداد كثافة الشحنات الكهربائية في قسيمات المواد ذات الناقلية الكهربائية الصغيرة، وتنقص في حالة المواد المتميزة بناقلية عالية. وتتعلق إشارة الشحنة الكهربائية للسطحين، بطبيعة جميع منهما، وبدرجة نقاء المادة ذاتها، وبالتشوهات الميكانيكية للشبكات البلّورية فيهما، كما حتى خاصة التكهرب تتعلق بالمعالجات الحرارية، وبالتحولات الكيميائية للمادة المعنية.
شحن القسيمات بالناقلية المحرَّضة
حين توضع قسيمة صلبة على ناقل مُؤرَّض، وتُخْضَع لتأثير حقل كهربائي خارجي، فإنها تكتسب بسرعة شحنة كهربائية سطحية بعمل التحريض، سواء كانت من مادة عازلة أوناقلة، وهي تتحول دوماً إلى حالة مستقطبة كهربائياً، جزءاً أوكلاً، وهي تمتلك عندئذ كمون الناقل المؤرض نفسه إذا كانت ناقلة، بينما تمتلك كمونات كهربائية سطحية مختلفة إذا كانت مادة القسيمة عازلة، انظر الشكل (1).
يمكن استعمال هذه الطريقة لفصل دقيق، لخليط من قسيمات المواد الناقلة والعازلة وترسيبها. فإذا أُدخل مزيج من هذه المواد وهي بشكل مسحوق ناعم، إلى التماس مع سطح جسم أسطواني دوَّار rotor مؤرَّض، وكان الفراغ خاضعاً لتأثير حقل كهربائي ساكن، فإن فصلاً فعالاً يحدث لهذا المزيج، ذلك لأن القسيمات الناقلة ستمتلك نفس الكمون الكهربائي للجسم الدوار، الذي يعاكس الكمون الكهربائي للإلكترود/ المسرى الفعال اللقاء للدوّار، وبذلك فإنها يفترض أن تنجذب بقوة كهربائية محددة نحوالإلكترود الفعال منفصلة بذلك عن المواد العازلة التي تستمر بالالتصاق مع جسم الدوار، بسبب الاستقطاب الحادث لها، حيث يحدث ترسيبها في مكان آخر، انظر الشكل (2).
الشحن بالقذف الإيوني
تتضمن هذه الطريقة قذفاً إيونياً، يتم تأمينه باستخدام «إلكترود إيوني» خاص،قد يكون فرق الكمون الكهربائي بينه وبين الدوَّار المؤرَّض بضع عشرات الآلاف من الفولتات. ويركز هذا الإلكترود الإيوني حركة الإيونات في اتجاه محدد نحوالإلكترود الدوَّار المؤرَّض. فإذا وجدت قسيمات عادية عازلة وناقلة في المزيج نفسه، في مسار الإيونات المتحركة، وقع تشكل شحنات كهربائية سطحية، يتم توزعها آنياً على سطح القسيمات الناقلة، ويبطء على سطح القسيمات العازلة. ولدى وصول هذه القسيمات إلى سطح الدوار المؤرض فإن القسيمات الناقلة منها تغادر سطحه بعد التعادل عليه، وتبقى القسيمات العازلة منجذبة إليه بعمل الشحنة المعاكسة لها، الشكل (3).
ويؤدي وجود الإلكترود الساكن، وهوإلكترود آخر يمتلك كموناً كهربائياً محدداً بالنسبة للدوار المؤرض، إلى جذب لاحق للقسيمات الناقلة، نحوه، بحيث يتم فصلها وترسيبها في مكان خاص بها، الأمر الذي يؤدي إلى حدوث فصل وترسيب فعالين لهذين النوعين من القسيمات. وتتطور هذه الطريقة الآن بسرعة، لإحداث ترسيب أكثر انتقائية، باستخدام قيم محددة للكمونات الكهربائية لكل من الإلكترود الإيوني والساكن، وتغيير الشروط العامة للعملية.
لوحة الترسيب
كفاءة التحصيل (R)
الترسيبات الكهربائية الصناعية الحديثة
طرق الترسيب في التنقية
تستخدم هذه الطرق بشكل واسع في تنقية الهواء الملوث الصادر عن صناعات الإسمنت والزجاج والبورسلان والآجر، والنفط، وكذلك في الصناعات التعدينية بفصل فلزات المواد الأولية عن الشوائب غير المرغوب بها كما في حالات صناعات فصل الكوارتز والميكا وأكاسيد التيتانيوم وغيرها. كما تستعمل الآن في بعض آلات النسخ والتصوير.
ترسيب كهربائي رطب
انظر أيضا
- Scrubber
- Air ioniser
- Ozone generator
- Air Purge System
المصادر
- ^ فؤاد صالح. "الترسيب الكهربائي الساكن". الموسوعة العربية. Retrieved 2012-05-03.
مراجع للإستزادة
- L.Lawver, Fundamentals of Electrical Concentration of Minerals (AIME, Tech. Paper. 1957).
- Robert H.Perry, Cecil H.Chilton, Chemical Enginears Hand Book (Mc. Graw Hill N.Y 1973).
وصلات خارجية
- ESP (Electrostatic Precipitator) Knowledge Base
- ESP (Electrostatic Precipitator) Technical Tips A guide to ESP optimization and controls.
- Hamon Research-Cottrell, worldwide leader in ESP design and supply
- An overview and comparison of the many different types of dust collection systems, including Electrostatic Precipitators.
- Wet & Dry Electrostatic Precipitators
- Applied Electrostatic Precipitation
