Qu'est-ce qu'un précipitateur électrostatique ?

L'industrie fait partie intégrante de notre système économique, et nombreux sont ceux qui estiment avoir le droit de supporter les fumées des usines qui polluent l'air. Pourtant, peu savent que la technologie offre une excellente solution à ce problème depuis plus d'un siècle : l'électrostatique. PrécipitateurCes mesures réduisent considérablement la pollution et contribuent à améliorer l'environnement.

Qu'est-ce qu'un Précipitateur électrostatique?

Un précipitateur électrostatique (ESP) est un dispositif de filtration utilisé pour éliminer les particules fines, comme la fumée et les poussières fines, des gaz en circulation. C'est le dispositif le plus couramment utilisé pour Contrôle de la pollution atmosphériqueIls sont utilisés dans des industries comme les aciéries et les centrales thermiques.

En 1907, le professeur de chimie Frederick Gardner Cottrell a breveté le premier précipitateur électrostatique utilisé pour collecter les brouillards d'acide sulfurique et les fumées d'oxyde de plomb émises par diverses activités de fabrication d'acide et de fusion.

diagramme de précipitateur électrostatique

Principe de fonctionnement de Précipitateur électrostatique

Le principe de fonctionnement du précipitateur électrostatique est relativement simple. Il se compose de deux jeux d'électrodes : positives et négatives. Les électrodes négatives sont constituées d'une grille métallique, tandis que les électrodes positives sont des plaques. Ces électrodes sont disposées verticalement et alternées.

Principe de fonctionnement d'un précipitateur électrostatique

Les particules en suspension dans les gaz, comme les cendres, sont ionisées par l'électrode de décharge à haute tension grâce à l'effet corona. Ces particules, ionisées et chargées négativement, sont attirées par les plaques collectrices chargées positivement.

La borne négative de la source de courant continu haute tension est utilisée pour connecter les électrodes négatives, et la borne positive pour connecter les plaques positives. Afin d'ioniser le milieu entre les électrodes, une certaine distance est maintenue entre ces dernières et la source de courant continu, ce qui génère un gradient de tension élevé.

L'air sert de milieu entre les deux électrodes. Un effet corona peut se produire autour des électrodes ou de la grille métallique en raison de la forte négativité des charges négatives. L'ensemble du système est enfermé dans un conteneur métallique muni d'une entrée pour les gaz de combustion et d'une sortie pour les gaz filtrés. Les électrodes étant ionisées, de nombreux électrons libres interagissent avec les particules de poussière présentes dans le gaz, les chargeant négativement. Ces particules se déplacent vers les électrodes positives et s'en détachent.force gravitationnelleLes gaz de combustion sont débarrassés des particules de poussière lorsqu'ils traversent le précipitateur électrostatique et sont rejetés dans l'atmosphère par la cheminée.

Types de Précipitateur électrostatique

Il existe différents types de potentiels électrostatiques (ESP), et nous allons ici les étudier en détail. Voici les trois types d'ESP :

Précipitateur à plaques : Il s’agit du type de précipitateur le plus simple. Il se compose de rangées de fils conducteurs verticaux fins et d’un empilement de grandes plaques métalliques planes disposées verticalement, espacées de 1 à 18 cm. Le flux d’air traverse horizontalement les plaques verticales, puis l’empilement de plaques. Pour ioniser les particules, une tension négative est appliquée entre le fil conducteur et la plaque. Ces particules ionisées sont ensuite dirigées vers les plaques de collecte grâce à la force électrostatique. Une fois collectées sur ces plaques, les particules sont séparées du flux d’air.

Précipitateur électrostatique à sec : Ce précipitateur sert à collecter à sec des polluants tels que les cendres ou le ciment. Il est composé d’électrodes à travers lesquelles circulent les particules ionisées et d’une trémie permettant l’extraction des particules collectées. La collecte des particules de poussière s’effectue par percussion des électrodes à l’aide d’un flux d’air.

précipitateur électrostatique sec

Précipitateur électrostatique humide : Ce précipitateur est utilisé pour éliminer la résine, l’huile, le goudron et la peinture, qui sont par nature humides. Il est constitué de collecteurs qui sont continuellement aspergés d’eau, ce qui permet de recueillir les particules ionisées contenues dans les boues. Il est plus efficace qu’un précipitateur électrostatique sec.

Précipitateur tubulaire : Ce précipitateur est un appareil monobloc constitué de tubes munis d'électrodes haute tension, disposés parallèlement et alignés sur leur axe. La disposition des tubes peut être circulaire, carrée ou hexagonale (nid d'abeilles), le gaz circulant soit de haut en bas, soit de bas en haut. Le gaz traverse l'ensemble des tubes. Ce type de précipitateur est utilisé pour l'élimination de particules collantes.

Avantages et inconvénients

Avantages du précipitateur électrostatique :

La durabilité de l'ESP est élevée.

Il peut être utilisé pour la collecte des impuretés sèches et humides.

Ses coûts d'exploitation sont faibles.

L'efficacité de collecte de l'appareil est élevée, même pour les petites particules.

Il peut traiter de grands volumes de gaz et d'importantes charges de poussière à basse pression.

Inconvénients du précipitateur électrostatique :

Ne peut pas être utilisé pour les émissions gazeuses.

L'espace requis est plus important.

Les investissements en capital sont élevés.

Ne s'adapte pas aux changements des conditions de fonctionnement.

Applications des précipitateurs électrostatiques

Voici quelques applications notables des précipitateurs électrostatiques :

Des séparateurs électrostatiques à plaques à deux étages sont utilisés dans les salles des machines des navires, car la boîte de vitesses produit des brouillards d'huile explosifs. L'huile collectée est réutilisée dans un système de lubrification des engrenages.

Les précipitateurs électrostatiques secs sont utilisés dans les centrales thermiques pour purifier l'air des systèmes de ventilation et de climatisation.

Elles trouvent des applications dans le domaine médical pour l'élimination des bactéries et des champignons.

Ils sont utilisés dans le sable de zirconium pour détacher le rutile des plantes.

Ils sont utilisés dans les industries métallurgiques pour nettoyer les résidus de grenaillage.