¿Qué es un precipitador electrostático?
La industria es una parte integral de nuestro sistema económico y muchos creen que tienen derecho a soportar las chimeneas de las fábricas que asfixian el aire. Pero no muchos saben que la tecnología tiene desde hace más de un siglo una excelente solución para esto: los precipitadores electrostáticos. Estos reducen significativamente la contaminación y ayudan a mejorar el medio ambiente.
¿Qué es un precipitador electrostático?
Un precipitador electrostático (ESP) se define como un dispositivo de filtración que se utiliza para eliminar partículas finas como humo y polvo fino del gas que fluye. Es el dispositivo más utilizado para el control de la contaminación del aire. Se utilizan en industrias como plantas siderúrgicas y plantas de energía térmica.
En 1907, el profesor de química Frederick Gardner Cottrell patentó el primer precipitador electrostático utilizado para recolectar niebla de ácido sulfúrico y vapores de óxido de plomo emitidos por diversas actividades de fundición y producción de ácido.
diagrama del precipitador electrostático
Principio de funcionamiento del precipitador electrostático
El principio de funcionamiento del precipitador electrostático es moderadamente sencillo. Consta de dos juegos de electrodos: positivo y negativo. Los electrodos negativos tienen forma de malla de alambre y los electrodos positivos son placas. Estos electrodos están colocados verticalmente y se alternan entre sí.
principio de funcionamiento del precipitador electrostático
Las partículas transportadas por el gas, como las cenizas, son ionizadas por el electrodo de descarga de alto voltaje mediante el efecto corona. Estas partículas se ionizan hasta obtener una carga negativa y son atraídas por placas colectoras cargadas positivamente.
El terminal negativo de la fuente de CC de alto voltaje se usa para conectar los electrodos negativos y el terminal positivo de la fuente de CC se usa para conectar las placas positivas. Para ionizar el medio entre el electrodo negativo y positivo, se mantiene una cierta distancia entre el electrodo positivo negativo y la fuente de CC, lo que da como resultado un gradiente de alto voltaje.
El medio que se utiliza entre los dos electrodos es el aire. Puede haber una descarga de corona alrededor de las varillas de los electrodos o la malla de alambre debido a la alta negatividad de las cargas negativas. Todo el sistema está encerrado en un contenedor metálico que contiene una entrada para los gases de combustión y una salida para los gases filtrados. Hay muchos electrones libres a medida que los electrodos se ionizan, que interactúan con las partículas de polvo del gas, haciéndolas cargadas negativamente. Estas partículas se mueven hacia los electrodos positivos y se caen debido afuerza gravitacional. Los gases de combustión están libres de partículas de polvo mientras fluyen a través del precipitador electrostático y se descargan a la atmósfera a través de la chimenea.
Tipos de precipitador electrostático
Existen diferentes tipos de electrostáticas, y aquí estudiaremos cada uno de ellos en detalle. Los siguientes son los tres tipos de ESP:
Precipitador de placas: este es el tipo de precipitador más básico que consta de filas de alambres verticales delgados y una pila de grandes placas metálicas planas dispuestas verticalmente que se colocan a una distancia de 1 cm a 18 cm de distancia. La corriente de aire pasa horizontalmente a través de las placas verticales y luego a través de la gran pila de placas. Para ionizar las partículas, se aplica un voltaje negativo entre el cable y la placa. Luego, estas partículas ionizadas se desvían hacia las placas conectadas a tierra mediante fuerza electrostática. A medida que las partículas se acumulan en el plato colector, se eliminan de la corriente de aire.
Precipitador electrostático seco: este precipitador se utiliza para recolectar contaminantes como cenizas o cemento en estado seco. Consta de electrodos a través de los cuales se hacen fluir las partículas ionizadas y una tolva a través de la cual se extraen las partículas recolectadas. Las partículas de polvo se recogen de una corriente de aire martillando los electrodos.
Precipitador electrostático seco
Precipitador electrostático húmedo: este precipitador se utiliza para eliminar resina, aceite, alquitrán y pintura de naturaleza húmeda. Consta de colectores que se pulverizan continuamente con agua realizando la recogida de partículas ionizadas del lodo. Son más eficientes que los ESP secos.
Precipitador tubular: Este precipitador es una unidad de una sola etapa que consta de tubos con electrodos de alto voltaje dispuestos paralelos entre sí de manera que discurren sobre su eje. La disposición de los tubos podría ser circular, cuadrada o hexagonal en forma de panal con gas que fluye hacia arriba o hacia abajo. Se hace pasar el gas por todos los tubos. Encuentran aplicaciones en las que se deben eliminar partículas pegajosas.
Ventajas y desventajas
Ventajas del precipitador electrostático:
La durabilidad del ESP es alta.
Puede utilizarse para la recogida de impurezas tanto secas como húmedas.
Tiene bajos costos operativos.
La eficiencia de recolección del dispositivo es alta incluso para partículas pequeñas.
Puede manejar grandes volúmenes de gas y grandes cargas de polvo a bajas presiones.
Desventajas del precipitador electrostático:
No se puede utilizar para emisiones gaseosas.
El requisito de espacio es mayor.
La inversión de capital es alta.
No adaptable a cambios en las condiciones de operación.
Aplicaciones del precipitador electrostático
A continuación se enumeran algunas aplicaciones de precipitadores electrostáticos notables:
Los ESP de placa de dos etapas se utilizan en las salas de máquinas de los barcos, ya que la caja de cambios produce una neblina de aceite explosiva. El aceite recogido se reutiliza en un sistema de lubricación de engranajes.
Los ESP secos se utilizan en plantas térmicas para limpiar el aire en sistemas de ventilación y aire acondicionado.
Encuentran aplicaciones en el campo médico para la eliminación de bacterias y hongos.
Se utilizan en arena de circonio para desprender el rutilo en las plantas.
Se utilizan en industrias metalúrgicas para limpiar la voladura.