Descripción
Un precipitador electrostático (ESP) elimina partículas de una corriente de gas mediante el uso de energía eléctrica para cargar partículas positiva o negativamente. Las partículas cargadas son atraídas a las placas colectoras que llevan la carga opuesta. Las partículas recogidas pueden extraerse de las placas colectoras como material seco (ESP seco), o pueden lavarse de las placas con agua (ESP húmedo). Los ESP son capaces de lograr una eficiencia de recolección superior al 99%.
Un ESP se compone principalmente de los siguientes cuatro componentes: placas de distribución de gas, electrodos de descarga, superficies de recolección (ya sea placas o tuberías) y raperos. Las placas de distribución de gas consisten en varias placas perforadas que ayudan a mantener la distribución de flujo adecuada de la corriente de gas que entra. Los electrodos de descarga se dividen en campos. La mayoría de los ESP tienen tres o cuatro campos en serie; sin embargo, las unidades muy grandes pueden tener hasta catorce campos en serie. Los electrodos de descarga son energizados por una sola fuente de alimentación de transformador rectificador (T-R). Los electrodos energizados crean iones que chocan con las partículas y aplican la carga eléctrica a las partículas contenidas en la corriente de gas entrante. Las placas o tuberías de recogida proporcionan las superficies de recogida de las partículas cargadas. El sistema de golpeo es responsable de eliminar las partículas recogidas de las superficies de recolección.
Los ESP se clasifican generalmente como ESP secos (los más utilizados) y húmedos. La principal diferencia entre las dos clasificaciones es el método por el cual se limpian las placas colectoras. En los ESP secos, las placas colectoras se limpian aplicando impulsos mecánicos o vibraciones a las placas, lo que suelta las partículas recogidas (lo que se conoce como golpeo). En ESP húmedas, las placas colectoras se limpian enjuagando con agua. Los ESP húmedos se emplean típicamente cuando las corrientes de gas contienen partículas pegajosas con baja resistividad.
El rendimiento de ESP puede verse afectado por la resistividad de las partículas. La resistividad de partículas es la propiedad que influye en la deposición y eliminación de partículas de las placas de recolección. La situación deseable es tener partículas que conduzcan parte de su carga una vez que lleguen a la placa, de modo que la deposición de otras partículas no se inhiba, sino que retengan suficiente carga para sujetarlas ligeramente a la placa. La característica se denomina resistividad moderada. Si las partículas tienen una resistividad muy alta, son lentas para conducir su carga, causando que se acumule una carga negativa en las placas que inhiben el depósito de otras partículas. Si las partículas tienen una resistividad muy baja, pierden rápidamente su carga al llegar a la placa y recogen la carga de la placa, lo que hace que se repelan de nuevo en la corriente de gas donde se recargan negativamente.
Para obtener más información, consulte el recuadro Más Información Sobre Precipitadores electrostáticos.
Información de monitoreo
Los indicadores principales del rendimiento de los ESP son la concentración de salida de materia particulada, que se puede medir con un sistema de monitoreo continuo de emisiones de materia particulada (CEMS), opacidad, potencia de corona secundaria, voltaje secundario (voltaje a través de los electrodos) y corriente secundaria (corriente a los electrodos). Otros indicadores de rendimiento son la velocidad de chispa, la corriente primaria, el voltaje primario, la temperatura del gas de entrada, el caudal de gas, la operación rapper y el número de campos en funcionamiento.
El Documento de Orientación Técnica (TGD) para la Supervisión de la Garantía de Cumplimiento (CAM) es una fuente de información sobre enfoques de supervisión para diferentes tipos de dispositivos de control. La información específica proporcionada en el TGD de CAM relacionada con los ESP incluye presentaciones de CAM de ejemplo basadas en estudios de casos de instalaciones reales.
Para obtener más información, consulte la supervisión de cajas y la Regla CAM.
Costos
Los costos de los precipitadores electrostáticos se discuten en el Manual de Costos de Control de Contaminación del Aire de la EPA*, Sección 6, Capítulo 3 – Precipitadores Electrostáticos (Sexta Edición)(70 páginas, 586 K, Acerca del PDF).. Los costos de los sistemas de monitoreo, tanto los Monitores de Emisiones Continuas como los sistemas de monitoreo paramétrico, se abordan en el Manual de Costos de Control de la Contaminación del Aire de la EPA*, Sección 2, Capítulo 4 – Monitores (Sexta Edición)(42 pp, 540 K, Aproximadamente PDF)
Se han desarrollado herramientas específicas para estimar los costos de ESP cuando se usan para controlar partículas de plantas de energía alimentadas con carbón y calderas de servicios públicos alimentadas con carbón.
Como se ha indicado anteriormente en la sección de supervisión, los indicadores de rendimiento del ESP incluyen la concentración de salida de partículas, que puede medirse con un CEM de partículas. Los costos asociados con la compra e instalación de un CEMS se pueden estimar utilizando el Modelo de Costos CEMS de la EPA Versión 3.0.
Para obtener más información, consulte la caja Más Información sobre Precipitadores Electrostáticos y Costos