Precipitatore elettrostatico

Figura 1. Un precipitatore elettrostatico.

Un precipitatore elettrostatico è un tipo di filtro (scrubber a secco) che usa l’elettricità statica per rimuovere fuliggine e cenere dai fumi di scarico prima che escano dalle ciminiere. Questo è un comune dispositivo di controllo dell’inquinamento atmosferico. La maggior parte delle centrali elettriche brucia combustibili fossili come il carbone o il petrolio per generare elettricità da utilizzare. Quando questi combustibili subiscono la combustione, viene prodotto del fumo. Il fumo consiste in minuscole particelle di fuliggine che sono sospese nell’aria calda che sale. Queste particelle di carbonio non bruciate vengono estratte dal fumo usando l’elettricità statica nei precipitatori, lasciando che l’aria calda e pulita esca dalle ciminiere. È vitale rimuovere questo carbonio incombusto dal fumo, poiché può danneggiare gli edifici e nuocere alla salute umana – specialmente quella respiratoria.

Come funzionano

Figura 2. Un modello di un precipitatore elettrostatico che usa fili di metallo come elettrodi negativi e grandi piastre come elettrodi positivi.

Il funzionamento dei precipitatori elettrostatici è abbastanza semplice. Il gas di scarico sporco che esce dalla ciminiera viene fatto passare attraverso due elettrodi. La forma di questi elettrodi dipende dal tipo di precipitatore elettrostatico usato, ma possono essere fili di metallo, barre o piastre all’interno di un tubo o della ciminiera stessa. Uno degli elettrodi è caricato con un’alta tensione negativa, e questa piastra fa sì che le particelle all’interno del fumo ottengano una carica negativa quando passano da questo elettrodo. Più avanti lungo il tubo, il secondo elettrodo porta una tensione positiva altrettanto elevata. Basandosi unicamente sul fatto che le cariche opposte si attraggono, le particelle di fuliggine caricate negativamente vengono tirate verso l’elettrodo positivo e vi si attaccano. Occasionalmente queste piastre devono essere pulite per rimuovere la fuliggine accumulata e smaltirla in una tramoggia. La fuliggine e la cenere raccolte in questo modo dalle centrali a carbone sono chiamate ceneri volanti.

Anche se la maggior parte dei precipitatori elettrostatici funzionano in modo simile, ci sono molte varianti e diversi tipi che funzionano meglio per particelle di diverse dimensioni, diverse composizioni di fumo e diverse quantità di inquinamento. La necessità di una varietà di design deriva in parte dal fatto che il carbone bruciato nel mondo varia drasticamente nella sua composizione chimica. Altre centrali elettriche possono cercare di rimuovere certi inquinanti – come l’anidride solforosa – o cercare di minimizzare la quantità di cenere prodotta. Inoltre, alcuni carboni a basso contenuto di zolfo che vengono bruciati hanno una maggiore resistività elettrica, che rende più difficile rimuovere la cenere prodotta da questo carbone usando precipitatori elettrostatici.

Efficacia

I precipitatori elettrostatici sono estremamente efficaci, e sono in grado di rimuovere più del 99% del particolato. Dal 1940, le emissioni di particolato più piccolo di 10 micrometri sono state ridotte di un fattore 5. Tuttavia, questo alto livello di efficacia ha un costo elevato – circa il 2-4% della produzione di energia elettrica di una centrale elettrica viene utilizzato per far funzionare i precipitatori elettrostatici e altri sistemi utilizzati per rimuovere il particolato.

L’efficacia di un certo precipitatore è determinata da quanto bene il dispositivo specifico affronta le caratteristiche uniche e i problemi della centrale in cui viene utilizzato. Inoltre, l’efficacia del precipitatore è determinata anche dalla temperatura e dal contenuto di umidità dei gas di scarico.

Per ulteriori letture

• Scrubber
• Dry scrubber
• Wet scrubber
• Gas di scarico
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