Sähkösuodatin

Sähkösuodatin on mekaanisen erotusprosessin väline, jolla erotetaan hiukkasia kaasuvirrasta. Teollisuudessa käytetään sähkösuodattimia hyvin yleisesti savukaasujen puhdistamiseksi pienhiukkasista.

Yhdysvalloissa tohtori Frederick Gardner Cottrell kehitti ja patentoi ensimmäiset sähkösuodattimet vuonna 1907.

Sähkösuodattimen toimintaperiaate

Sähkösuodattimeen tuleva kaasu ionisoidaan, jolloin hiukkaset saavat sähkövarauksen. Varautuneet hiukkaset johdetaan kahden seinämän väliin, joilla on vastakkainen varaus kuin hiukkasilla. Koska erimerkkiset varaukset vetävät toisiaan puoleensa, hiukkaset muuttavat kulkusuuntaansa kohti seinämiä. Seinämille kertyvä kerros hienojakoista pölyä voidaan helposti puhdistaa kytkemällä pois sähkövaraus ja ravistamalla suodatinta. On myös laitteita jossa keräyspinta pestään automaattisesti keräimenpinnalta, ja ne ovat pääosin käytössä sisäilmassa olevien mikrobipitoisen ilman puhdistamisessa; niiden avulla voidaan suodattaa homeitiöt, bakteerit, nanokokoiset toksiinit ja mineraalivillakuidut. Sähkösuodattimen etu on että se poistaa koosta riippumatta tehokkaasti hiukkaset kokoluokassa 10-0.003 mikrometriä. Lisäksi se poistaa pieneliöt.

Suodattimen erottelukyky $\eta$ ilmaistaan seuraavasti:

$\eta ={\frac {c(0)-c(L)}{c(0)}}$, jossa $c(0)$ on hiukkaspitoisuus kaasun saapuessa suodattimeen ja $c(L)$ on hiukkaspitoisuus kaasun poistuessa suodattimesta.

Kaasun hiukkaspitoisuus sen poistuessa suodattimesta saadaan yhtälöstä

$c(L)=c(0)e^{-{\frac {w_{c}A_{c}}{\dot {V}}}}$, jossa $w_{c}$ on hiukkasen kulkunopeus kohti suodattimen seinämiä, ${\dot {V}}$ on suodattimeen johdettavan kaasuvirran suuruus ja $A_{c}$ on suodattimen seinämän pinta-ala.

Hiukkasen kulkunopeus kohti suodattimen seinämää saadaan johtamalla se Stokesin yhtälöstä.