Què és un precipitador electrostàtic?

La indústria és una part integral del nostre sistema econòmic, i molts creuen que és el seu dret suportar les chimenees de les fàbriques que ofeguen l'aire. Però no molts saben que la tecnologia té una solució excel·lent per a això des de fa més d'un segle en forma de precipitadors electrostàtics. Aquests redueixen significativament la contaminació i ajuden a millorar el medi ambient.

Què és un precipitador electrostàtic?

Un precipitador electrostàtic (ESP) es defineix com un dispositiu de filtració que s'utilitza per eliminar partícules fines com el fum i la pols fina del gas que flueix. És l'aparell més utilitzat per al control de la contaminació atmosfèrica. S'utilitzen en indústries com les siderúrgiques i les plantes d'energia tèrmica.

L'any 1907, el professor de química Frederick Gardner Cottrell va patentar el primer precipitador electrostàtic utilitzat per recollir la boira d'àcid sulfúric i els fums d'òxid de plom emesos per diverses activitats d'elaboració d'àcids i fosa.

Diagrama del precipitador electrostàtic

Principi de funcionament del precipitador electrostàtic

El principi de funcionament del precipitador electrostàtic és moderadament senzill. Consta de dos jocs d'elèctrodes: positius i negatius. Els elèctrodes negatius tenen forma de malla de filferro i els elèctrodes positius són plaques. Aquests elèctrodes es col·loquen verticalment i s'alternen entre si.

principi de funcionament del precipitador electrostàtic

Les partícules transmeses per gas com la cendra són ionitzades per l'elèctrode de descàrrega d'alta tensió per efecte corona. Aquestes partícules s'ionitzen a una càrrega negativa i són atretes per plaques col·lectores carregades positivament.

El terminal negatiu de la font de CC d'alta tensió s'utilitza per connectar els elèctrodes negatius i el terminal positiu de la font de CC s'utilitza per connectar les plaques positives. Per ionitzar el medi entre l'elèctrode negatiu i positiu, es manté una certa distància entre l'elèctrode positiu, negatiu i la font de corrent continu, donant lloc a un gradient d'alta tensió.

El medi que s'utilitza entre els dos elèctrodes és l'aire. Pot haver-hi una descàrrega de corona al voltant de les barres d'elèctrode o de la malla de filferro a causa de l'alta negativitat de les càrregues negatives. Tot el sistema està tancat en un recipient metàl·lic que conté una entrada per als gasos de combustió i una sortida per als gasos filtrats. Hi ha molts electrons lliures a mesura que els elèctrodes estan ionitzats, que interaccionen amb les partícules de pols del gas, fent-les carregades negativament. Aquestes partícules es mouen cap als elèctrodes positius i cauen a causa deforça gravitatòria. El gas de combustió està lliure de partícules de pols mentre flueix a través del precipitador electrostàtic i es descarrega a l'atmosfera a través de la xemeneia.

Tipus de precipitador electrostàtic

Hi ha diferents tipus electrostàtics, i aquí, estudiarem cadascun d'ells amb detall. A continuació es mostren els tres tipus d'ESP:

Precipitador de plaques: aquest és el tipus de precipitador més bàsic que consisteix en fileres de fils verticals prims i una pila de grans plaques metàl·liques planes disposades verticalment que es col·loquen a una distància d'entre 1 i 18 cm. El corrent d'aire passa horitzontalment per les plaques verticals i després per la gran pila de plaques. Per ionitzar les partícules, s'aplica una tensió negativa entre el cable i la placa. Aquestes partícules ionitzades es desvien després cap a les plaques posades a terra mitjançant la força electrostàtica. A mesura que les partícules es recullen a la placa de recollida, s'eliminen del corrent d'aire.

Precipitador electrostàtic sec: aquest precipitador s'utilitza per recollir contaminants com cendra o ciment en estat sec. Es compon d'elèctrodes a través dels quals es fan fluir les partícules ionitzades i d'una tremuja per on s'extreuen les partícules recollides. Les partícules de pols es recullen d'un corrent d'aire colpejant els elèctrodes.

Precipitador electrostàtic sec

Precipitador electrostàtic humit: aquest precipitador s'utilitza per eliminar resina, oli, quitrà, pintura de naturalesa humida. Consisteix en col·lectors que són ruixats contínuament amb aigua fent la recollida de partícules ionitzades del fang. Són més eficients que els ESP secs.

Precipitador tubular: Aquest precipitador és una unitat d'una sola etapa formada per tubs amb elèctrodes d'alta tensió que estan disposats paral·lelament entre si de manera que funcionen sobre el seu eix. La disposició dels tubs podria ser circular o quadrada o hexagonal de bresca amb gas que flueix cap amunt o cap avall. El gas es fa passar per tots els tubs. Troben aplicacions on s'han d'eliminar partícules enganxoses.

Avantatges i desavantatges

Avantatges del precipitador electrostàtic:

La durabilitat de l'ESP és alta.

Es pot utilitzar per a la recollida d'impureses tant seques com humides.

Té uns costos operatius baixos.

L'eficiència de recollida del dispositiu és alta fins i tot per a partícules petites.

Pot gestionar grans volums de gas i grans càrregues de pols a baixes pressions.

Desavantatges del precipitador electrostàtic:

No es pot utilitzar per a emissions gasoses.

La necessitat d'espai és més.

La inversió de capital és alta.

No s'adapta a canvis de condicions de funcionament.

Aplicacions de precipitadors electrostàtics

A continuació s'enumeren algunes aplicacions de precipitador electrostàtic destacables:

Els ESP de plaques de dues etapes s'utilitzen a les sales de màquines del vaixell, ja que la caixa de canvis produeix una boira d'oli explosiva. L'oli recollit es reutilitza en un sistema de lubricació d'engranatges.

Els ESP secs s'utilitzen a les plantes tèrmiques per netejar l'aire dels sistemes de ventilació i aire condicionat.

Troben aplicacions en l'àmbit mèdic per a l'eliminació de bacteris i fongs.

S'utilitzen en sorra de zirconi per separar el rutil de les plantes.

S'utilitzen en indústries metal·lúrgiques per netejar l'explosió.