Ionização
O que é ?
Na ionização (também conhecida como técnica de plasma frio direto), o ar ou o fluxo de gás de entrada é conduzido através de uma câmara de reação onde é submetido a um campo elétrico muito forte (20-30 kV) gerado por eletrodos, causando íons, livre elétrons, radicais e outras partículas altamente reativas a serem formados. No entanto, nenhum aumento notável de temperatura ocorre.
Os compostos altamente reativos causam a decomposição e oxidação (parcial) dos poluentes presentes no gás que entra. As partículas mais ativas neste processo são os radicais N, O e OH. Eles são formados de nitrogênio (N2), oxigênio (O2) e água (H2O). Com o tratamento direto, a remoção de produtos químicos orgânicos é possível. No caso da injeção de uma corrente de ar ionizada, ocorre uma modificação das moléculas de odor e, em menor grau, uma remoção da carga orgânica.
Os compostos altamente reativos causam a decomposição e oxidação (parcial) dos poluentes presentes no gás que entra. As partículas mais ativas neste processo são os radicais N, O e OH. Eles são formados de nitrogênio (N2), oxigênio (O2) e água (H2O). Com o tratamento direto, a remoção de produtos químicos orgânicos é possível. No caso da injeção de uma corrente de ar ionizada, ocorre uma modificação das moléculas de odor e, em menor grau, uma remoção da carga orgânica.
A decomposição de VOCs pode gerar emissões de CO2, H2O2, CO, NOX, etc. que podem ser tratados usando um sistema de catalisador.
O ozônio criado no campo elétrico é um subproduto. Se não for totalmente reagido, leva à emissão de ozônio. O ozônio tem um cheiro característico e pode ser prejudicial em altas concentrações. Em condições atmosféricas normais, o ozônio é rapidamente transformado em oxigênio. Ao colocar um catalisador em série após o ionizador, o ozônio é completamente removido. Em aplicações industriais, a emissão de ozônio fica abaixo de um ppm.
A água residual é emitida como uma pequena quantidade de água de drenagem.
O ozônio criado no campo elétrico é um subproduto. Se não for totalmente reagido, leva à emissão de ozônio. O ozônio tem um cheiro característico e pode ser prejudicial em altas concentrações. Em condições atmosféricas normais, o ozônio é rapidamente transformado em oxigênio. Ao colocar um catalisador em série após o ionizador, o ozônio é completamente removido. Em aplicações industriais, a emissão de ozônio fica abaixo de um ppm.
A água residual é emitida como uma pequena quantidade de água de drenagem.
Design, manutenção e eficiência
A manutenção é mínima. Se a unidade for usada para diminuir o odor, uma 'lavagem' uma vez por semana pode ser necessária e uma inspeção interna uma vez por mês seria recomendada.
A tensão é o principal parâmetro a ser monitorado.
A tensão é o principal parâmetro a ser monitorado.
Aplicabilidade
A ionização é normalmente usada para tratar gases residuais com baixas concentrações de VOCs e nos casos em que a oxidação térmica / catalítica não é eficaz. As primeiras aplicações de protótipo de oxidação por plasma para purificação do ar em escala industrial datam do final dos anos 80. A tecnologia foi totalmente comercializada desde meados dos anos 90. Nesse ínterim, dezenas dessas instalações estão sendo utilizadas para controle de odores, inclusive nos seguintes setores:
tabela 1 mostra os limites e restrições de aplicação associados à ionização (adaptado de EIPPCB, 2016, Tabela 3.214).
Tabela 1. Limites e restrições de aplicação associados à ionização.
- Purificação de água (RWZI, indústria alimentícia, química e de couro);
- Compostagem de lamas;
- Indústria do Tabaco;
- Indústria Alimentar;
- Indústria de alimentos para peixes;
- Indústria de alimentação animal;
- Matadouros;
- Processamento de grãos e soja;
- Processamento de batata (produção de batatas fritas).
tabela 1 mostra os limites e restrições de aplicação associados à ionização (adaptado de EIPPCB, 2016, Tabela 3.214).
Tabela 1. Limites e restrições de aplicação associados à ionização.
Questão | Limites / Restrições |
---|---|
Fluxo de gás (Nm3/ h) | 20-200000 |
Temperatura (° C) | 20-80; Temperaturas mais altas são possíveis (até 120) com oxidação de plasma |
Pressão (MPa) | Atmosférico |
Queda de pressão (mbar) | Alguns |
Humidade relativa (%) | Não muito alto devido aos riscos de condensação e curto-circuito. Uma umidade elevada melhora o desempenho em uma configuração de fluxo lateral |
Concentração de poeira | Se aplicado diretamente na corrente de gás, deve incluir quantidades relativamente baixas de poeira. O ionizador atuará então como um precipitador eletrostático |
Energia | A ionização é principalmente adequada para fluxos de gás com baixas concentrações de VOCs por causa do baixo consumo de energia em comparação com oxidantes térmicos |