Filtru electrostatic

Un filtru electrostatic sau electrofiltru este un sistem de purificare care permite separarea fluxului de gaz de intrare de particulele poluante. Particulele pot fi atât solide, cât și lichide. Sistemul, printr-o diferență de potențial indusă între electrozii de emisie și de colectare, separă particulele contaminante de gazul purtător care este făcut să curgă între electrozi. Prin urmare, la ieșire există un flux de aer liber de contaminanți.

Mecanismul

Un sistem de filtrare electrostatică constă din:

electrozi de colectare, sub formă de plăci sau tuburi
electrozi de descărcare sau emisie de formă filiformă. Acestea sunt poziționate paralel cu cele de colectare (coaxial în cazul electrozilor tubulari de colectare). Pot avea o secțiune circulară, pătrată sau stelată
unitate de alimentare, în general nivelurile de tensiune necesare procesului (de la 30 la 100kV), constând dintr-un transformator și un redresor
aparate pentru curățarea periodică a electrozilor de colectare. Cea mai utilizată metodă este sistemul uscat care detașează pulberile fixate pe electrozi prin lovirea sau transmiterea vibrațiilor către electrod. Pe de altă parte, sistemul umed efectuează îndepărtarea contaminantului prin utilizarea de lichide care, curgând de-a lungul pereților electrodului de colectare, îndepărtează contaminantul. Sistemul umed este util dacă o parte a componentei trebuie recuperată pentru a o reutiliza în ciclul de producție în faza lichidă sau dacă contaminanții sunt dificil de îndepărtat cu metoda uscată. Dezavantajele sunt reprezentate de un cost mai mare, de o complexitate mai mare a sistemului și de necesitatea de a trata nămolul rezidual
structuri pentru adăpostirea electrozilor și pentru distribuția fluxurilor de gaz de intrare și ieșire
din recipiente pentru colectarea prafului (sau nămolului în cazul sistemului umed).

Tratamentul constă în aplicarea unei diferențe mari de potențial între electrozii de emisie și de colectare: în acest fel se creează un câmp electric puternic lângă electrozii de emisie. Câmpul generat determină ionizarea gazului (purtătorul particulelor contaminante) în jurul suprafeței electrodului de emisie. Efectul creat este numit efect corona. Fluxul de gaz care este trecut între plăcile de colectare este ionizat, astfel încât ionii tind să se deplaseze din zona coroanei către electrozii de colectare. În această fază, ionii produși se ciocnesc cu particulele contaminante suspendate și le conferă o sarcină electrică (fiecare particulă poate fi încărcată prin acțiunea mai multor ioni, până la atingerea unor niveluri ridicate de încărcare). Pulberile încărcate sunt apoi atrase de electrozii de colectare unde sunt reținute și ulterior îndepărtate cu metoda uscată sau umedă. Îndepărtarea depozitelor poate fi efectuată și în timpul funcționării fără a fi necesară suspendarea fazei de tratament, folosind măsuri adecvate care să evite dispersia particulelor capturate.

Principalele caracteristici ale filtrelor electrostatice sunt eficiența ridicată a îndepărtării (> 90%) chiar și pentru dimensiunile foarte fine ale particulelor și posibilitatea recuperării contaminanților în faza solidă (cu excepția cazului electrofiltrelor umede).

Nu există limite speciale pentru debitul de gaz de admisie, în timp ce pentru debitele excesiv de mici, singura limită poate fi datorată costului semnificativ al sistemului atât din punctul de vedere al instalării, cât și al managementului. În plus, sistemele de reducere nu au dimensiuni neglijabile datorită faptului că electrofiltrele necesită fluxuri de aer cu viteze limitate (care nu depășesc 1,5 m / s) și acest lucru necesită utilizarea mai multor secțiuni pentru realizarea sistemului.

Eficiența eliminării particulelor este influențată de dimensiunea și rezistivitatea particulelor. Sistemul are niveluri ridicate de eficiență pentru particulele mai mari de un micron și rezistivitate între 10 ^ 3 și 10 ^ 10 Ohm * cm. Pentru a menține o eficiență apreciabilă chiar și pentru pulberile cu rezistivitate mai mare de 10 ^ 11 Ohm * cm, trebuie luate unele măsuri de precauție:

păstrați întotdeauna electrozii curați;
îmbunătățirea eficienței surselor de alimentare;
adăugați cantități mici de agenți chimici la gazul purtător pentru a atenua rezistivitatea particulelor.

Aplicații

Filtrele electrostatice sunt utilizate pentru diferite tipuri de intervenție datorită eficienței lor ridicate de reducere. În analiza aplicațiilor, se disting două domenii de intervenție, cele civile și industriale.

Câmp civil

Filtrele electrostatice destinate utilizării civile se numesc uneori „filtre electronice”, pentru a le distinge de filtrele electrostatice utilizate în industrie. Domeniul de aplicare este cel al sistemelor de climatizare. Acest tip de filtre se caracterizează prin:

utilizarea tensiunilor maxime de alimentare de 10 kV
utilizarea elementelor filtrante interschimbabile în aliajele de aluminiu
posibilitatea de a avea mai multe etape de filtrare în serie, pentru a lărgi spectrul de reducere
costuri reduse ale instalației și managementului comparativ cu electrofiltrele industriale.

Domeniul industrial

În acest caz, se disting două tipuri de filtru electrostatic în funcție de domeniul de utilizare. Primul este reprezentat de dispozitive modulare pre-asamblate, utilizate pentru reducerea fumurilor de sudură, a ceaților de ulei, a particulelor din mediu, a fumurilor produse prin prelucrarea și tratamentul termic al metalelor (forjare, turnare, întărire) și prin prelucrarea materialelor plastice (tăiere , măcinare); Al doilea tip este utilizat pentru tratarea debitelor gazoase consistente, cum ar fi cele care provin din prelucrarea industrială, din instalațiile de extracție și tratare a mineralelor, din centralele electrice pentru producerea energiei electrice și prelucrarea produselor petroliere, acestea fiind utilizate și în instalațiile de demolare și reciclare. .

Atunci când creați un sistem de reducere a filtrelor electrostatice, este util să luați în considerare următorii factori:

investiția inițială pe care intenționați să o faceți
costurile de întreținere și exploatare
mărimea plantei
eficiența de reducere care trebuie atinsă, luând în considerare caracteristicile chimico-fizice ale poluanților și limitele de emisie care trebuie obținute.

La definirea specificațiilor instalației de epurare care urmează să fie construită, este necesar să rețineți că o creștere a eficienței de la 80% la 96% poate duce la dublarea investiției inițiale necesare, în timp ce pentru o creștere de până la 99% poate fi necesară și o triplă investiție pentru construcția uzinei.

Având în vedere complexitatea implementării unui sistem de tratament cu electrofiltre, dimensionarea se face adesea prin analogie, pe baza experiențelor dezvoltate în instalațiile pilot.

În unele aplicații, cum ar fi de exemplu neutralizarea substanțelor gazoase sau sub formă de vapori, sunt exploatate reacțiile chimico-fizice induse în interiorul filtrului (cum ar fi ozonizarea - o reacție care permite transformarea oxigenului în ozon) pentru a captura poluanții particule, care în mod normal nu au putut fi reținute electrostatic.

Bibliografie

Acest text provine parțial sau integral din descrierea relativă a site-ului novambiente.it disponibilă sub licența Creative Commons CC-BY-3.0

Elemente conexe

linkuri externe

( RO ) IUPAC Gold Book, „filtru electrostatic” , pe goldbook.iupac.org .

Portal de ecologie și mediu

Portal de inginerie