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.
Figura 1. Diagrama de um sistema de ionização
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 |
