Que é un precipitador electrostático?

A industria é parte integrante do noso sistema económico, e moitos cren que é o seu dereito soportar as chemineas das fábricas que atragan o aire. Pero non moitos saben que a tecnoloxía ten unha excelente solución para isto durante máis dun século en forma de precipitadores electrostáticos. Estes reducen significativamente a contaminación e axudan a mellorar o medio ambiente.

Que é un precipitador electrostático?

Un precipitador electrostático (ESP) defínese como un dispositivo de filtración que se usa para eliminar partículas finas como fume e po fino do gas que flúe. É o dispositivo máis utilizado para o control da contaminación do aire. Utilízanse en industrias como siderúrxicas e plantas de enerxía térmica.

En 1907, o profesor de química Frederick Gardner Cottrell patentou o primeiro precipitador electrostático usado para recoller néboas de ácido sulfúrico e fumes de óxido de chumbo emitidos por diversas actividades de fabricación de ácido e fundición.

Diagrama de precipitadores electrostáticos

Principio de funcionamento do precipitador electrostático

O principio de funcionamento do precipitador electrostático é moderadamente sinxelo. Consta de dous conxuntos de electrodos: positivo e negativo. Os electrodos negativos teñen forma de malla de arame e os positivos son placas. Estes electrodos están situados verticalmente e son alternas entre si.

principio de funcionamento do precipitador electrostático

As partículas de gas, como as cinzas, son ionizadas polo electrodo de descarga de alta tensión polo efecto coroa. Estas partículas son ionizadas a unha carga negativa e son atraídas polas placas colectoras cargadas positivamente.

O terminal negativo da fonte de CC de alta tensión úsase para conectar os electrodos negativos e o terminal positivo da fonte de CC úsase para conectar as placas positivas. Para ionizar o medio entre o electrodo negativo e positivo, mantense unha certa distancia entre o electrodo positivo, negativo e a fonte de CC, dando lugar a un gradiente de alta tensión.

O medio que se utiliza entre os dous electrodos é o aire. Pode haber descarga de coroa ao redor das varillas dos electrodos ou da malla de arame debido á alta negatividade das cargas negativas. Todo o sistema está encerrado nun recipiente metálico que contén unha entrada para os gases de combustión e unha saída para os gases filtrados. Hai moitos electróns libres xa que os electrodos están ionizados, que interactúan coas partículas de po do gas, facéndoas cargadas negativamente. Estas partículas móvense cara aos electrodos positivos e caen debido aforza gravitatoria. O gas de combustión está libre de partículas de po ao atravesar o precipitador electrostático e é descargado á atmosfera a través da cheminea.

Tipos de precipitadores electrostáticos

Hai diferentes tipos electrostáticos, e aquí estudaremos cada un deles en detalle. A continuación móstranse os tres tipos de ESP:

Precipitador de placas: este é o tipo de precipitador máis básico que consiste en filas de finos fíos verticais e unha pila de grandes placas metálicas planas dispostas verticalmente que se colocan a unha distancia de 1 a 18 cm entre si. O fluxo de aire pásase horizontalmente polas placas verticais e despois pola gran pila de placas. Para ionizar as partículas, aplícase unha tensión negativa entre o fío e a placa. Estas partículas ionizadas son entón desviadas cara ás placas conectadas a terra mediante forza electrostática. A medida que as partículas se recollen na placa de recollida, son eliminadas do fluxo de aire.

Precipitador electrostático seco: este precipitador úsase para recoller contaminantes como cinzas ou cemento en estado seco. Consta de electrodos polos que se fan fluír as partículas ionizadas e unha tolva pola que se extraen as partículas recollidas. As partículas de po recóllense dunha corrente de aire golpeando os electrodos.

Precipitador electrostático seco

Precipitador electrostático húmido: este precipitador utilízase para eliminar resinas, aceites, alquitrán, pinturas de natureza húmida. Consta de colectores que son pulverizados continuamente con auga facendo a recollida de partículas ionizadas dos lodos. Son máis eficientes que os ESP secos.

Precipitador tubular: este precipitador é unha unidade dunha soa etapa formada por tubos con electrodos de alta tensión que están dispostos paralelos entre si de forma que estean circulando sobre o seu eixe. A disposición dos tubos pode ser circular ou cadrada ou hexagonal con gas fluíndo cara arriba ou cara abaixo. O gas faise pasar por todos os tubos. Atopan aplicacións onde se deben eliminar partículas pegajosas.

Vantaxes e inconvenientes

Vantaxes do precipitador electrostático:

A durabilidade do ESP é alta.

Pódese utilizar para a recollida de impurezas tanto secas como húmidas.

Ten uns custos operativos baixos.

A eficiencia de recollida do dispositivo é alta incluso para pequenas partículas.

Pode manexar grandes volumes de gas e grandes cargas de po a baixas presións.

Desvantaxes do precipitador electrostático:

Non se pode usar para emisións gasosas.

A necesidade de espazo é máis.

O investimento de capital é alto.

Non adaptable a cambios nas condicións de funcionamento.

Aplicacións de precipitadores electrostáticos

A continuación móstranse algunhas aplicacións de precipitadores electrostáticos notables:

Os ESP de placas de dúas etapas utilízanse nas salas de máquinas do buque xa que a caixa de cambios produce néboa de aceite explosiva. O aceite recollido reutilizase nun sistema de lubricación de engrenaxes.

Os ESP secos utilízanse nas plantas térmicas para limpar o aire nos sistemas de ventilación e aire acondicionado.

Atopan aplicacións no campo médico para a eliminación de bacterias e fungos.

Utilízanse en area de circonio para separar o rutilo nas plantas.

Utilízanse nas industrias metalúrxicas para limpar a explosión.