Precipitadores electrostáticos: información general

Los gases de combustión producidos por la quema de combustibles sólidos en un horno contienen muchas partículas de polvo. Cuando la chimenea libera estos gases a la atmósfera sin filtrar las partículas de polvo, la atmósfera puede contaminarse. Por lo tanto, en aplicaciones de combustión de combustibles, se utilizan filtros especiales para eliminar la mayor cantidad posible de partículas de polvo de los gases de combustión antes de que se liberen a la atmósfera. De esta manera, podemos controlar la contaminación atmosférica. Un precipitador electrostático (PES) realiza esta tarea en los sistemas de hornos. Este dispositivo se instala en el conducto de gases de combustión desde el horno hasta la chimenea para filtrar los gases de combustión antes de que entren en la chimenea.

Cómo funcionan los precipitadores electrostáticos

El funcionamiento de un PES es bastante simple. El filtro tiene dos juegos de electrodos: uno positivo y otro negativo. Los electrodos negativos son varillas o malla de alambre. Los electrodos positivos son placas. Las placas positivas y los electrodos negativos se disponen verticalmente en un precipitador electrostático, alternándose uno tras otro. Los electrodos negativos se conectan al terminal negativo de una fuente de CC de alto voltaje, y las placas positivas se conectan al terminal positivo de la fuente de CC. El terminal positivo de la fuente de CC puede conectarse a tierra para crear un voltaje negativo más intenso en los electrodos negativos. La distancia entre cada electrodo negativo y la placa positiva, y el voltaje de CC aplicado a través de ellos, se eligen de modo que el gradiente de voltaje entre cada electrodo negativo y la placa positiva adyacente sea lo suficientemente grande como para ionizar el medio entre ellos. El medio entre los electrodos es aire y, debido a su alta negatividad, puede producirse una descarga de corona alrededor de las varillas de los electrodos o la malla de alambre. Las moléculas de aire en el campo entre los electrodos están ionizadas, por lo que este espacio contendrá una gran cantidad de electrones e iones libres. Todo el sistema está encerrado en un contenedor metálico, que alberga la entrada de gases de escape en un lado y la salida de gases filtrados en el otro. Tan pronto como los gases de escape entran en el precipitador electrostático, las partículas de polvo contenidas en ellos colisionan con los electrones libres disponibles en el medio entre los electrodos, y estos se unen a las partículas de polvo. Como resultado, las partículas de polvo se cargan negativamente. Estas partículas cargadas negativamente son atraídas por la fuerza electrostática de las placas positivas. En consecuencia, las partículas de polvo cargadas se desplazan hacia las placas positivas y se depositan en ellas. Aquí, el electrón sobrante de las partículas de polvo se elimina en las placas positivas, y las partículas caen debido a la gravedad. Las placas positivas se denominan placas colectoras. Tras pasar por el precipitador electrostático, los gases de escape quedan prácticamente libres de partículas de ceniza y finalmente se descargan a la atmósfera a través de la chimenea. El precipitador electrostático no contribuye directamente a la producción de electricidad en la central térmica, pero ayuda a mantener una atmósfera limpia, lo cual es muy importante para los seres vivos. Se instalan embudos debajo de la cámara del precipitador electrostático para recolectar partículas de polvo. Para acelerar la eliminación del polvo de las placas colectoras, se pueden utilizar módulos de agua en la parte superior.

Características y aplicaciones de los precipitadores electrostáticos

Ventajas de los precipitadores electrostáticos

• Eliminación continua de polvo de cantidades significativas de gases de escape;
• Alta eficiencia de filtración debido, entre otras cosas, a la baja resistencia al flujo de las mezclas de gases;
• Posibilidad de alcanzar una alta eficiencia: hasta el 99%;
• Filtración de gases a altas temperaturas.

Desventajas de los filtros electrostáticos

• Necesidad de protección adicional o soluciones más costosas debido al riesgo de ignición de gases inflamables;
• Alto costo de fabricación Costo;
• Grandes dimensiones del filtro;
• Sensibilidad a los cambios en el entorno y las características de los gases de combustión: temperatura, humedad, resistividad.

Aplicación de filtros electrostáticos

• Eliminación de polvo de carbón de calderas;
• Eliminación de polvo de procesos metalúrgicos, por ejemplo, sinterización de materias primas;
• Eliminación de polvo y desincrustación de gases crudos en hornos de coque;
• Eliminación de polvo de gases de horno en cementeras;
• Eliminación de polvo de gases de combustión en centrales eléctricas de carbón.

¿Qué es una fuente de alimentación de alto voltaje?

Una fuente de alimentación de alto voltaje es un circuito complejo de conversión de energía que convierte un potencial de voltaje bajo en uno de voltaje alto. El término "alto voltaje" es relativo, no cuantitativo. Las tensiones de salida típicas de las fuentes de alimentación de alto voltaje varían desde unas pocas decenas de V hasta aproximadamente 500 kV.

Las fuentes de alimentación de alto voltaje pueden funcionar con tensiones de entrada de CC o CA. Las tensiones de entrada de CC son económicas para aplicaciones de baja potencia (de 1 W a 125 W). Las tensiones de entrada de CC típicas son +12 V CC y +24 V CC. Las fuentes de alimentación de alto voltaje con entrada de CA pueden funcionar con una variedad de tensiones de entrada, desde 100 V CA hasta 480 V CA, monofásicas o trifásicas, según el diseño. Las fuentes de alimentación de alto voltaje con corrección del factor de potencia/entrada universal pueden funcionar desde 90 V CA hasta 264 V CA sin necesidad de intervención del usuario.

Se debe tener en cuenta la polaridad de la fuente de alimentación de CC de alto voltaje. Hay unidades disponibles con polaridad positiva fija, polaridad negativa fija o polaridad reversible. Algunas fuentes de alimentación específicas de la aplicación pueden invertir electrónicamente la polaridad de salida mediante un interruptor o una señal de control remoto.

La salida de una fuente de alimentación de alto voltaje se conecta al dispositivo final mediante un cable de alto voltaje de la capacidad adecuada. Los dispositivos más pequeños y económicos utilizan un cable de alta tensión conectado permanentemente, mientras que los de mayor tamaño utilizan un cable coaxial de alta tensión blindado y desmontable.

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