Analysis of factors that determine the efficiency of electrostatic filters

Authors

  • О.В. Золотько Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, Дніпро, Україна Author
  • О.Є. Золотько Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, Дніпро, Україна Author
  • Т.І. Русакова Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, Дніпро, Україна Author
  • Ю.В. Войтенко Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, Дніпро, Україна Author

DOI:

https://doi.org/10.33271/crpnmu/81.242

Keywords:

electrostatic precipitator, industrial emissions, working area air, industries, cleaning efficiency, influence factors, expert assessment method

Abstract

Purpose. To identify and rank the factors that affect the efficiency of electrostatic precipitators used in dust collection processes in various industries. Research methodology is based on the application of retrospective analysis methods and expert assessments. Research results. The study demonstrated that in modern and emerging technologies of metallurgy, cement, chemical industries, and thermal power generation, electrostatic precipitators (ESPs) are widely used for dust emission control. A decrease in their designed efficiency requires either modernization or the implementation of advanced hybrid filtration systems. An alternative approach involves identifying and eliminating the causes of reduced efficiency during operation.Factors of a fundamental, technological, and operational nature that influence the filtration process were identified, and their a priori ranking was conducted using expert analysis. The obtained results facilitate a systematic approach to solving problems related to ESP operation. Optimization of their operational parameters, taking into account the physicochemical properties of dust, enables improved filtration efficiency. Scientific novelty. A systematic classification of factors affecting the performance of electrostatic precipitators has been carried out, grouping them into fundamental, mechanical, and operational categories. Based on a priori ranking, the priority impact of individual factors was quantitatively established for the first time. The leading role is played by the electric field intensity, the specific electrical resistivity of dust, and the effectiveness of the rapping system.It was shown that optimizing these parameters can increase dust collection efficiency by 40–50% compared to non-optimized operating conditions. The results clarify the significance of technical and operational characteristics of ESPs and provide a foundation for their design and operational improvement aimed at reducing air dust pollution. Practical significance. The results of the study can be used in the practice of operating electrostatic precipitators in various industries when solving the problem of increasing the efficiency of electrostatic precipitators. The proposed measures can reduce risks to the health of workers, increase the level of safety in the workplace, which will ensure compliance with regulatory requirements for the protection and safety of workers.

References

1. Електрофільтр (n.d.). https://www.em-eco.net.ua/products/jelektrofiltr/

2. Електрофільтри (n.d.). https://7-vz.com/ua/category/elektrofiltry/

3. Електрофільтри (n.d.). https://bmzprogress.com/catalog/pilo-gazo-siroochishchennya/electrostatic-precipitators/electrostatic-precipitators

4. Крусір,Г., Мадані,М., & Гаркович,О. (2017). Техніка та технології очищення газових викидів. Навчальний посібник. ОНАХТ-Одеса. https://card-file.ontu.edu.ua/server/api/core/bitstreams/c25eec0b-557e-4966-8714-b3eeda960062/content .

5. Кузнєцов, С., Венгер, О., Семенченко, О., Безпальченко, В., & Івкіна, Є. (2021). Дослідження впливу деяких факторів на рівень електризації діелектриків. Екологічні науки. , 6 (45), 95–99. https://scispace.com/pdf/study-of-the-influence-of-some-factors-on-the-degree-of-2iwb4zia.pdf

6. Gudanov, I. S., Lebedev, A. E., & Vatagin, A. A. (2022). Modernization of a High-Performance Electrostatic Precipitator. Chemical and Petroleum Engineering . https://doi.org/10.1007/s10556-022-01031-1

7. Jaworek, A., Sobczyk, A. T., Krupa, A., Marchewicz, A., Czech, T., & Śliwiński, L. (2019). Hybrid electrostatic filtration systems for fly ash particles emission control. A review. Separation and Purification Technology , 213 , 283–302. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2018.12.011

8. Jaworek, A., Marchewicz, A., Sobczyk, A. T., Krupa, A., & Czech, T. (2017). Two-stage electrostatic precipitator with dual-corona particle precharger for PM 2.5 particles removal. Journal of Cleaner Production , 164 , 1645–1664. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.07.032

9. Ремус, Р., Монсоне, А., Рудьє, С., & Санчо, Л. (2013). Найкращі доступні технології та методи управління (НДТМ) Довідковий документ для виробництва чавуну та сталі (Директива 2010/75/ЄС «Про промислове забруднення (інтегроване запобігання та контроль забруднення)»). Відділ публікацій Європейського Союзу.

10. Шорхт, Ф., Коурті, І., Скалет, Б., Рудьє, С., & Санчо, Л. (2013). Довідковий документ з найкращих доступних технологій та методів управління (НДТМ) для виробництва цементу, вапна та оксиду магнію (Директива щодо промислових викидів 2010/75/EU (Комплексне запобігання та контроль забруднень)). Центр публікацій Європейського Союзу.

11. Білоник, І., Капустян, О., Береговенко, М., Білоник, Д., Шумикін, С., & Губарь, Є. (2021). Дослідження властивостей молотків механізму струшування електрофільтрів, виготовлених електрошлаковим наплавленням ударної частини. Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія: Технічні науки. , (43), 41–47.

12. Ярощук, Л. Д. (2022). Експертні методи в автоматизованих системах керування: Формування та напрями використання експертних знань: навч. посіб. для студ. спеціальності 151 «Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології». КПІ ім. Ігоря Сікорського.

13. Башинська, І. О. (2015). Використання методу експертних оцінок в економічних розрахунках. Актуальні проблеми економіки , 7 (169), 408–412.

Published

2020-01-01

Issue

Section

Статті