Ιονισμός
Τι είναι;
Κατά τον ιονισμό (αναφέρεται επίσης ως τεχνική άμεσου ψυχρού πλάσματος), ο αέρας ή η εισερχόμενη ροή αερίου οδηγείται μέσω ενός θαλάμου αντίδρασης όπου υποβάλλεται σε ένα πολύ ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο (20-30 kV) που παράγεται από ηλεκτρόδια, προκαλώντας ιόντα, ελεύθερα ηλεκτρόνια, ρίζες και άλλα πολύ δραστικά σωματίδια που πρόκειται να σχηματιστούν. Ωστόσο, δεν σημειώνεται αξιοσημείωτη αύξηση της θερμοκρασίας.
Οι πολύ δραστικές ενώσεις προκαλούν την αποσύνθεση και (μερική) οξείδωση των ρύπων που υπάρχουν στο εισερχόμενο αέριο. Τα πιο ενεργά σωματίδια σε αυτή τη διαδικασία είναι οι ρίζες Ν, Ο και ΟΗ. Σχηματίζονται από άζωτο (Ν2), οξυγόνο (O2) και νερό (Η2Ο). Με άμεση επεξεργασία, είναι δυνατή η απομάκρυνση οργανικών χημικών. Σε περίπτωση έγχυσης ρεύματος ιονισμένου αέρα, συμβαίνει τροποποίηση των μορίων οσμής και, σε μικρότερο βαθμό, απομάκρυνση του οργανικού φορτίου.
Οι πολύ δραστικές ενώσεις προκαλούν την αποσύνθεση και (μερική) οξείδωση των ρύπων που υπάρχουν στο εισερχόμενο αέριο. Τα πιο ενεργά σωματίδια σε αυτή τη διαδικασία είναι οι ρίζες Ν, Ο και ΟΗ. Σχηματίζονται από άζωτο (Ν2), οξυγόνο (O2) και νερό (Η2Ο). Με άμεση επεξεργασία, είναι δυνατή η απομάκρυνση οργανικών χημικών. Σε περίπτωση έγχυσης ρεύματος ιονισμένου αέρα, συμβαίνει τροποποίηση των μορίων οσμής και, σε μικρότερο βαθμό, απομάκρυνση του οργανικού φορτίου.
Εικόνα 1. Διάγραμμα συστήματος ιοντισμού
Η αποσύνθεση των VOC μπορεί να προκαλέσει εκπομπές CO2, Η2O2, CO, NOX, κ.λπ. που μπορούν να υποστούν επεξεργασία χρησιμοποιώντας ένα σύστημα καταλύτη.
Το όζον που δημιουργείται στο ηλεκτρικό πεδίο είναι ένα παράπλευρο προϊόν. Εάν δεν αντιδράσει πλήρως, οδηγεί σε εκπομπές όζοντος. Το όζον έχει ξεχωριστή μυρωδιά και μπορεί να είναι επιβλαβές σε υψηλές συγκεντρώσεις. Υπό κανονικές ατμοσφαιρικές συνθήκες, το όζον μετατρέπεται γρήγορα σε οξυγόνο. Κατά την τοποθέτηση ενός καταλύτη σε σειρά μετά τον ιονιστή, το όζον αφαιρείται εντελώς. Σε βιομηχανικές εφαρμογές, η εκπομπή όζοντος παραμένει κάτω από ένα ppm.
Τα λύματα εκπέμπονται ως μικρή ποσότητα νερού αποστράγγισης.
Το όζον που δημιουργείται στο ηλεκτρικό πεδίο είναι ένα παράπλευρο προϊόν. Εάν δεν αντιδράσει πλήρως, οδηγεί σε εκπομπές όζοντος. Το όζον έχει ξεχωριστή μυρωδιά και μπορεί να είναι επιβλαβές σε υψηλές συγκεντρώσεις. Υπό κανονικές ατμοσφαιρικές συνθήκες, το όζον μετατρέπεται γρήγορα σε οξυγόνο. Κατά την τοποθέτηση ενός καταλύτη σε σειρά μετά τον ιονιστή, το όζον αφαιρείται εντελώς. Σε βιομηχανικές εφαρμογές, η εκπομπή όζοντος παραμένει κάτω από ένα ppm.
Τα λύματα εκπέμπονται ως μικρή ποσότητα νερού αποστράγγισης.
Σχεδιασμός, συντήρηση και αποτελεσματικότητα
Η συντήρηση είναι ελάχιστη. Εάν η μονάδα χρησιμοποιείται για να μειώσει τη μυρωδιά, μπορεί να χρειαστεί ένα "πλύσιμο" μία φορά την εβδομάδα και θα συνιστούταν εσωτερικός έλεγχος μία φορά το μήνα.
Η τάση είναι η κύρια παράμετρος που πρέπει να παρακολουθείται.
Η τάση είναι η κύρια παράμετρος που πρέπει να παρακολουθείται.
Εφαρμογή
Ο ιονισμός χρησιμοποιείται κανονικά για την επεξεργασία αποβλήτων αερίων με χαμηλές συγκεντρώσεις VOC και σε περιπτώσεις όπου η θερμική/καταλυτική οξείδωση δεν είναι αποτελεσματική. Οι πρώτες εφαρμογές της οξείδωσης του πλάσματος για τον καθαρισμό του αέρα σε βιομηχανική κλίμακα χρονολογούνται από τα τέλη της δεκαετίας του '80. Η τεχνολογία έχει εμπορευματοποιηθεί πλήρως από τα μέσα της δεκαετίας του '90. Εν τω μεταξύ, δεκάδες τέτοιες εγκαταστάσεις χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των οσμών, συμπεριλαμβανομένων των ακόλουθων τομέων:
Πίνακας 1 δείχνει όρια εφαρμογής και περιορισμούς που σχετίζονται με τον ιονισμό (προσαρμοσμένο από EIPPCB, 2016, Πίνακας 3.214).
Πίνακας 1. Όρια εφαρμογής και περιορισμοί που σχετίζονται με τον ιονισμό.
- Καθαρισμός νερού (RWZI, βιομηχανία τροφίμων, χημικών και δέρματος).
- Κομποστοποίηση ιλύος.
- Βιομηχανία καπνού;
- Βιομηχανία τροφίμων;
- Βιομηχανία ιχθυοτροφών.
- Βιομηχανία ζωοτροφών.
- Σφαγεία?
- Επεξεργασία σιτηρών και σόγιας.
- Επεξεργασία πατάτας (παραγωγή πατατών).
Πίνακας 1 δείχνει όρια εφαρμογής και περιορισμούς που σχετίζονται με τον ιονισμό (προσαρμοσμένο από EIPPCB, 2016, Πίνακας 3.214).
Πίνακας 1. Όρια εφαρμογής και περιορισμοί που σχετίζονται με τον ιονισμό.
| Ζήτημα | Όρια/ Περιορισμοί |
|---|---|
| Ροή αερίου (Nm3/ Η) | 20-200000 |
| Θερμοκρασία (° C) | 20-80; Με την οξείδωση του πλάσματος είναι δυνατές υψηλότερες θερμοκρασίες (έως 120) |
| Πίεση (MPa) | Ατμοσφαιρικός |
| Πτώση πίεσης (mbar) | Μερικοί |
| Σχετική υγρασία (%) | Δεν είναι πολύ υψηλό λόγω κινδύνων συμπύκνωσης και βραχυκυκλώματος. Η αυξημένη υγρασία βελτιώνει την απόδοση σε πλευρική ρύθμιση ρεύματος |
| Συγκέντρωση σκόνης | Εάν εφαρμοστεί απευθείας στο ρεύμα αερίου, αυτό θα πρέπει να περιλαμβάνει σχετικά χαμηλές ποσότητες σκόνης. Ο ιονιστής θα λειτουργήσει τότε ως ηλεκτροστατικός καταβυθιστής |
| Ενέργεια | Ο ιονισμός είναι κυρίως κατάλληλος για ρεύματα αερίου με χαμηλές συγκεντρώσεις VOC λόγω της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας σε σύγκριση με τους θερμικούς οξειδωτές |
