Description
Un précipitateur électrostatique (ESP) élimine les particules d’un flux gazeux en utilisant l’énergie électrique pour charger les particules positivement ou négativement. Les particules chargées sont alors attirées par des plaques collectrices portant la charge opposée. Les particules collectées peuvent être éliminées des plaques collectrices sous forme de matériau sec (ESP secs), ou elles peuvent être lavées des plaques à l’eau (ESP humides). Les ESP sont capables d’une efficacité de collecte supérieure à 99 %.
Un ESP est principalement composé des quatre composants suivants: plaques de distribution de gaz, électrodes de décharge, surfaces de collecte (plaques ou tuyaux) et rappeurs. Les plaques de distribution de gaz se composent de plusieurs plaques perforées qui aident à maintenir une distribution correcte du flux de gaz entrant. Les électrodes de décharge sont divisées en champs. La plupart des ESP ont trois ou quatre champs en série; cependant, les très grandes unités peuvent avoir jusqu’à quatorze champs en série. Les électrodes de décharge sont alimentées par un seul transformateur-redresseur (T-R). Les électrodes sous tension créent des ions qui entrent en collision avec les particules et appliquent la charge électrique aux particules contenues dans le flux de gaz entrant. Les plaques ou tuyaux de collecte fournissent les surfaces de collecte des particules chargées. Le système de rap est chargé d’éliminer les particules collectées des surfaces de collecte.
Les ESP sont généralement classés comme des ESP secs (les plus couramment utilisés) et des ESP humides. La principale différence entre les deux classifications est la méthode de nettoyage des plaques collectrices. Dans les ESP secs, les plaques collectrices sont nettoyées en appliquant des impulsions mécaniques ou des vibrations sur les plaques, ce qui déchaîne les particules collectées (appelées rap). Dans les ESP humides, les plaques collectrices sont nettoyées par rinçage à l’eau. Les ESP humides sont généralement utilisés lorsque les flux de gaz contiennent des particules collantes à faible résistivité.
Les performances de l’ESP peuvent être affectées par la résistivité des particules. La résistivité des particules est la propriété qui influence le dépôt et l’élimination des particules des plaques de collecte. La situation souhaitable est d’avoir des particules qui éloignent une partie de leur charge une fois qu’elles atteignent la plaque, de sorte que le dépôt d’autres particules ne soit pas inhibé, mais conservent suffisamment de leur charge pour les maintenir légèrement sur la plaque. La caractéristique est appelée résistivité modérée. Si les particules ont une résistivité très élevée, elles sont lentes à évacuer leur charge, provoquant l’accumulation d’une charge négative sur les plaques qui empêche les autres particules de se déposer. Si les particules ont une très faible résistivité, elles perdent rapidement leur charge en atteignant la plaque et récupèrent la charge de la plaque, ce qui les repousse dans le flux de gaz où elles sont rechargées négativement.
Pour plus d’informations, voir l’encadré Plus sur les précipitateurs électrostatiques.
Informations de surveillance
Les principaux indicateurs de performance des ESP sont la concentration en sortie de particules, qui peut être mesurée avec un système de surveillance continue des émissions de particules (CEMS), l’opacité, la puissance corona secondaire, la tension secondaire (tension aux bornes des électrodes) et le courant secondaire (courant vers les électrodes). D’autres indicateurs de performance sont le taux d’étincelle, le courant primaire, la tension primaire, la température du gaz d’entrée, le débit de gaz, le fonctionnement du rapper et le nombre de champs en fonctionnement.
Le Document d’orientation technique (TGD) sur la surveillance de l’assurance de la conformité (CAM) est une source d’informations sur les approches de surveillance pour différents types de dispositifs de contrôle. Les informations spécifiques fournies dans le TGD de la CAM relatives aux PSE comprennent des exemples de présentations de CAM basées sur des études de cas d’installations réelles.
Pour plus d’informations, voir la surveillance des boîtes et la règle CAM.
Coûts
Les coûts des précipitateurs électrostatiques sont discutés dans le Manuel des coûts de Contrôle de la pollution atmosphérique de l’EPA*, Section 6, Chapitre 3 – Précipitateurs électrostatiques (Sixième édition) (70 pp, 586 K, À propos de PDF).. Les coûts des systèmes de surveillance, à la fois des moniteurs d’émission en continu et des systèmes de surveillance paramétriques, sont abordés dans le Manuel des coûts de contrôle de la pollution atmosphérique de l’EPA *, Section 2, Chapitre 4 – Moniteurs (Sixième édition) (42 pp, 540 K, À propos de PDF)
Des outils spécifiques ont été développés pour estimer les coûts des PSE lorsqu’ils sont utilisés pour contrôler les particules provenant des centrales électriques au charbon et des chaudières à charbon.
Comme indiqué ci-dessus dans la section surveillance, les indicateurs de performance de l’ESP comprennent la concentration en sortie de particules, qui peut être mesurée avec un système CEMS de particules. Les coûts associés à l’achat et à l’installation d’un MEC peuvent être estimés à l’aide du modèle de coût du MEC de l’EPA Version 3.0.
Pour plus d’informations, voir l’encadré Plus sur les précipitateurs électrostatiques et les coûts