Ionització
Què és?
En la ionització (també anomenada tècnica de plasma fred directe), l’aire o el flux de gas entrant es condueixen a través d’una cambra de reacció on se sotmet a un camp elèctric molt fort (20-30 kV) generat per elèctrodes, causant ions, lliures es formaran electrons, radicals i altres partícules altament reactives. Tot i això, no es produeix cap augment notable de la temperatura.
Els compostos altament reactius provoquen la descomposició i l’oxidació (parcial) dels contaminants presents al gas entrant. Les partícules més actives d’aquest procés són els radicals N, O i OH. Estan formats per nitrogen (N2), oxigen (O2) i aigua (H2O). Amb un tractament directe, és possible eliminar els productes químics orgànics. En el cas de la injecció d’un corrent d’aire ionitzat, es produeix una modificació de les molècules d’olor i, en menor mesura, una eliminació de la càrrega orgànica.
Els compostos altament reactius provoquen la descomposició i l’oxidació (parcial) dels contaminants presents al gas entrant. Les partícules més actives d’aquest procés són els radicals N, O i OH. Estan formats per nitrogen (N2), oxigen (O2) i aigua (H2O). Amb un tractament directe, és possible eliminar els productes químics orgànics. En el cas de la injecció d’un corrent d’aire ionitzat, es produeix una modificació de les molècules d’olor i, en menor mesura, una eliminació de la càrrega orgànica.
Figura 1. Esquema d’un sistema d’ionització
La descomposició dels COV pot generar emissions de CO2, H2O2, CO, NOX, etc. que es poden tractar mitjançant un sistema catalitzador.
L’ozó creat al camp elèctric és un producte secundari. Si no es reacciona completament, es produeixen emissions d'ozó. L’ozó té una olor distintiva i pot ser perjudicial en concentracions elevades. En condicions atmosfèriques normals, l’ozó es transforma ràpidament en oxigen. Quan es col·loca un catalitzador en sèrie després del ionitzador, l’ozó s’elimina completament. En aplicacions industrials, l'emissió d'ozó es manté per sota d'un ppm.
Les aigües residuals s’emeten com una petita quantitat d’aigua de drenatge.
L’ozó creat al camp elèctric és un producte secundari. Si no es reacciona completament, es produeixen emissions d'ozó. L’ozó té una olor distintiva i pot ser perjudicial en concentracions elevades. En condicions atmosfèriques normals, l’ozó es transforma ràpidament en oxigen. Quan es col·loca un catalitzador en sèrie després del ionitzador, l’ozó s’elimina completament. En aplicacions industrials, l'emissió d'ozó es manté per sota d'un ppm.
Les aigües residuals s’emeten com una petita quantitat d’aigua de drenatge.
Disseny, manteniment i eficiència
El manteniment és mínim. Si la unitat s’utilitza per disminuir les olors, pot ser necessària una “rentada” un cop per setmana i es recomana fer una inspecció interna un cop al mes.
La tensió és el principal paràmetre que s’ha de controlar.
La tensió és el principal paràmetre que s’ha de controlar.
Aplicabilitat
La ionització s’utilitza normalment per tractar gasos residuals amb baixes concentracions de COV i en casos en què l’oxidació tèrmica / catalítica no és efectiva. Els primers prototips d’aplicacions d’oxidació del plasma per a la purificació de l’aire a escala industrial es remunten a finals dels anys 80. La tecnologia s’ha comercialitzat completament des de mitjans dels anys 90. Mentrestant, s’utilitzen dotzenes d’aquestes instal·lacions per al control d’olors, inclosos els següents sectors:
Taula 1 mostra els límits d’aplicació i les restriccions associades a la ionització (adaptat d’EIPPCB, 2016, taula 3.214).
Taula 1. Límits d’aplicació i restriccions associades a la ionització.
- Depuració d’aigües (RWZI, alimentació, indústria química i pell);
- Compostatge de fangs;
- Indústria del tabac;
- Indústria alimentària;
- Indústria de pinsos per a peixos;
- Indústria de l'alimentació animal;
- Escorxadors;
- Processament de grans i soja;
- Processament de patates (producció de patates fregides).
Taula 1 mostra els límits d’aplicació i les restriccions associades a la ionització (adaptat d’EIPPCB, 2016, taula 3.214).
Taula 1. Límits d’aplicació i restriccions associades a la ionització.
| Qüestió | Límits / restriccions |
|---|---|
| Cabal de gas (Nm3/ h) | 20-200000 |
| Temperatura (° C) | 20-80; Les temperatures més altes són possibles (fins a 120) amb l'oxidació del plasma |
| Pressió (MPa) | atmosfèric |
| Caiguda de pressió (mbar) | Alguns |
| Humitat relativa (%) | No massa elevat per riscos de condensació i curtcircuit. Una humitat augmentada millora el rendiment en una configuració de corrent lateral |
| Concentració de pols | Si s’aplica directament al flux de gas, hauria d’incloure quantitats de pols relativament baixes. El ionitzador actuarà com a precipitador electrostàtic |
| Energia | La ionització és adequada principalment per a corrents de gas amb concentracions baixes de COV a causa del baix consum d’energia en comparació amb els oxidants tèrmics |
