Ngày nay cùng với sự phát triển, đi lên của xã hội, cùng với sự hội nhập quốc tế và chất lượng cuộc sống của con người ngày một cải thiện và nâng cao, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về thể chất và tinh thần. Tuy nhiên cùng với sự phát triển đó thì môi trường ngày càng bị suy giảm về chất lượng. Hàm lượng các chất ô nhiễm, các chất độc trong không khí ngày một gia tăng trong đó có bụi.

Theo số liệu chính thức của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), thống kê được tại Việt Nam trong năm 2016 lượng bụi trung bình trong năm 2016, chỉ số PM10 và PM2.5 ở Hà Nội lần lượt là 102,3 μg/m3 và 47,9 μg/m3, còn ở thành phố Hồ Chí Minh là 89,8 μg/m3 và 42 μg/m3. Cao hơn tử 4-5 lần so với khuyến nghị của WHO.

Vì vậy việc xử lý bụi cần đáng quan tâm của toàn xã hội nói chung và của các doanh nghiệp, xí nghiệp nói riêng và một trong những phương pháp khá hiệu quả hiện nay là xử lý khí thải bằng phương pháp tĩnh điện để xử lý bụi phát thải từ khí thải ra ngoài không khí xung quanh.

Khái niệm xử lý khí thải phương pháp tĩnh điện

Lọc bụi tĩnh điện là hệ thống loại bỏ  các hạt bụi có kích thước siêu nhỏ  ( 0.01 − 10 µm), trên nguyên lí ion hóa và tách hết bụi ra khỏi không khí khi chúng đi qua vùng có điện trường lớn.

Tĩnh điện được xem là kỹ thuật mới trong xử lý bụi đem lại hiệu quả tối ưu.

Ứng dụng cơ chế tĩnh điện vào hệ thống xử lý bụi thường được dùng trong công nghiệp hay dân dụng, giúp giảm bớt trở lực của khí động và làm tăng hiệu suất lọc cho các hỗn hợp khí công nghiệp và các sản phẩm cháy,… mà trong đó có chứa bụi và các hạt có khả năng nhiễm điện nhưng lại có mức tiêu thụ điện năng thấp.

Nguyên tắc hoạt động của thiết bị xử lý khí thải bằng phương pháp tĩnh điện

Các thiết bị tĩnh điện hoạt động dựa trên nguyên tắc sau

  • Sử dụng năng lượng điện (một chiều), trực tiếp để lọc bụi.
  • Trong thiết bị lọc bụi tĩnh điện, các hạt bụi được lắng dưới tác dụng của lực tĩnh điện.

Nguyên lí hoạt động

Hình ảnh sơ đồ nguyên lý hoạt động xử lý khí thải bằng phương pháp tĩnh điện

Nguyên lí hoạt động của thiết bị tĩnh điện được đưa ra bao gồm các bước sau:

Bước 1:

Cực phóng được nối với điện cực âm có điện áp cao (có thể lên tới 120kV). Tạo điện trường rất mạnh làm cho điện cực phóng luôn luôn ở trạng thái phóng điện.

Các bản điện cực sẽ được bố trí theo phương vuông góc với phương dịch chuyển của hỗn hợp khí. Các điện cực trong cùng một hàng nằm so le với nhau theo phương chuyển động của dòng khí. Giữa các bản cực tại mỗi hàng có khoảng trống để hỗn hợp khí đi qua được dễ dàng, giúp cho các hạt bụi chứa điện tích tương đối nhỏ có thể đi đến các bản cực theo lực quán tính, vì thế mà giảm được đáng kể mức tiêu thụ điện năng cho thiết bị (tương đương chỉ bằng 10% tiêu thụ điện).

Bước 2:

Khi dòng khí mang bụi đi vào thiết bị thì hạt bụi (hạt bụi có kích thước nhỏ, trung hòa hoặc không trung hòa đi vào từ trường âm lập tức bị nhiễm điện.

Bước 3:

Cực lắng là những tấm hoặc những ống bằng kim loại được nối với điện cực dương và nối đất . Nó là một điện cực trung hòa. Nó trung hòa điện tích của các hạt bụi bị nhiễm điện.

Bản cực điện có cấu tạo dạng thanh, có 2 rãnh để thoát bụi (thường là hình tròn hay hình tam giác có phần đỉnh được tạo dáng cong sao cho gần với dạng khí động học) tại 2 mép 2 bên.Với kết cấu này cho phép việc bố trí các điện cực phát ra ở các khoảng trống giữa các điện cực thu và không gây ra hiện tượng phóng điện ngược, giúp cho công suất điện là lớn nhất, đồng thời hạn chế được trở lực khí động. Điện cực phát là loại thường sử dụng trong kỹ thuật.

Bước 4:

Khi các hạt bụi nhiễm điện tiếp xúc với điện cực lắng lập tức mất hết điện tích và bám kín vào bề mặt của tấm điện cực lắng, tạo nên những mảng bụi lớn.

Khi lượng bụi bám trên cực lắng đủ dày sẽ được định kỳ tháo ra ngoài bằng hệ thống búa gõ, gõ vào cực lắng để tạo ra rung động mạnh (dùng phương pháp ướt, rửa bụi), làm cho bụi rơi vào trong boong chứa bụi.

Bước 5:

Khí sau xử lý sẽ đi ra ngoài.

Hình ảnh thiết bị lọc bụi tĩnh điện

Ưu, nhược điểm của thiết bị tĩnh điện

Ưu điểm

Nhược điểm

-Có thể thu bụi với hiệu suất cao 99,5 %.

– Lưu lượng khí thải lớn, có thể thu bụi có số đo siêu nhỏ, dưới 1µm, và nồng độ bụi lớn 50 g/m3.

– Có thể áp dụng việc trong môi trường có nhiệt độ cao lên đến 5000
– Thực hiện việc tại phạm vi áp suất cao và áp suất chân không.

– Có khả năng chặn bụi có độ ẩm cao, cả dạng lỏng hay rắn.

-Khó khăn tại việc lọc bụi có nồng độ đổi thay lớn do thiết bị khá nhạy.
– Chi phí chế tạo cao, vận hành, bảo dưỡng cao hoặc khá rắc rối hơn một số thiết bị máy móc khác.-Dễ bị hủy hoại , hư hỏng trong điều kiện khí xả có chứa hơi axit hay chất ăn mòn.- Không thể lọc bụi nhưng khí xả có chứa các chất dể cháy nổ.có điện trở suất rất cao.
– Tốn nhiều không gian nhằm đặt thiết bị
– Môi trường thực hiện việc có điện thế hay nhiệt độ cao nên có thể phát sinh một số chất gây ô nhiểm môi trường nhưng mà NOx hoặc O3.

Ứng dụng của phương pháp xử lý khí thải bằng phương pháp tĩnh điện

– Ứng dụng cơ chế tĩnh điện vào hệ thống xử lý bụi thường được dùng trong công nghiệp hay dân dụng. Giúp hạn chế bớt trở lực của khí động hay tiến hành tăng năng suất lọc cho các hỗn hợp khí công nghiệp hay những thành phẩm cháy… trong đó có chứa bụi hoặc một số hạt có khả năng nhiễm điện những lại có mức hấp thụ điện năng thấp

– Được dùng thông dụng trong các nguồn hoặc nhà máy chế biến gỗ

Hiện nay vấn đề ô nhiễm môi trường đang là vấn nạn của toàn xã hội. Các doanh nghiệp, nhà máy đang trực tiếp xả thải các chất ô nhiễm ra ngoài môi trường. Cần áp dụng các biện pháp xử lý các thành phần ô nhiễm một cách triệt để đối với nguồn phát thải đặc biệt là bụi. Một trong số những phương pháp xử lý bụi hiệu quả trong khí thải là áp dụng xử lý bằng phương pháp tĩnh điện.