ITPN20090048A1 - SELF-CLEANING ELECTROFILTER FOR EMISSION TREATMENT - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
"Elettrofiltro autopulente per il trattamento delle emissioni". "Self-cleaning electrofilter for the treatment of emissions".
Specificatamente l’invenzione fa riferimento ad un Elettrofiltro atto a captare le particelle inquinanti presenti nelle emissioni prodotte dalla combustione o da attività industriali (particolato e molecole organiche) e, attraverso l'impiego di un rivestimento fotocatalitico, a degradarle decomponendole in composti non inquinanti (acqua e anidride carbonica), la volatilità dei quali assicura la pulizia dell’Elettrofiltro medesimo. Un Elettrofiltro Autopulente di questo tipo trova impiego sia nel trattamento delle emissioni prodotte dagli apparecchi di combustione ed in particolare dagli apparecchi alimentati a biomasse (caldaie, stufe, caminetti) che nel trattamento delle emissioni originate dalle lavorazioni che utilizzano sostanze organiche (verniciatura, lavaggio industriale, torrefazione e attività simili, similari o assimilabili). Specifically, the invention refers to an electrofilter capable of capturing the polluting particles present in the emissions produced by combustion or industrial activities (particulate matter and organic molecules) and, through the use of a photocatalytic coating, to degrade them by decomposing them into non-polluting compounds. (water and carbon dioxide), the volatility of which ensures the cleaning of the electrofilter itself. A self-cleaning electrofilter of this type is used both in the treatment of emissions produced by combustion appliances and in particular by biomass-powered appliances (boilers, stoves, fireplaces) and in the treatment of emissions originating from processes that use organic substances (painting, industrial washing , roasting and similar, similar or similar activities).
E' noto come la necessità di salvaguardare l'ambiente dalla immissione di sostanze inquinanti prodotte dalla combustione e dalle lavorazioni abbia portato alla concezione e realizzazione di diversi sistemi di trattamento delle emissioni, tra i quali trovano applicazione anche gli elettrofiltri specie per l’abbattimento del particolato. It is well known how the need to safeguard the environment from the introduction of pollutants produced by combustion and processing has led to the design and implementation of various emission treatment systems, among which also electro-filters are used, especially for the of the particulate matter.
E' pure noto, che l’abbattimento degli inquinanti presenti nelle emissioni eseguito tramite Elettrofiltro, si basa su un principio di attrazione elettrostatica, in particolare avviene che le particelle di inquinante (particolato e/o molecole organiche), generalmente neutre, vengono caricate elettricamente (ionizzate) e successivamente trasportate dal campo elettrico verso una superficie conduttrice (elettrodo) convenientemente caricata ad un potenziale opposto a quello delle particelle cariche, sulle quali si depositano, abbandonando cosi l’effluente. Per ottenere la ionizzazione delle particelle (particolato e/o molecole organiche) e quindi consentirne la successivi cattura, viene creato un campo elettrostatico, applicando una elevata differenza di potenziale tra due superfici (elettrodi-armature), tra le quali transitano i fumi (effluente); il campo elettrico sufficientemente intenso à ̈ così in grado di innescare il cosiddetto “effetto corona†, tramite il quale à ̈ possibile ionizzare le particelle mediante un processo a catena. In seguito alla ionizzazione le particelle cariche vengono deviate, per attrazione elettrostatica, verso l’elettro do con carica opposta. It is also known that the abatement of pollutants present in the emissions performed by means of an electrofilter is based on a principle of electrostatic attraction, in particular it happens that the pollutant particles (particulate matter and / or organic molecules), generally neutral, are charged electrically (ionized) and subsequently transported by the electric field to a conductive surface (electrode) conveniently charged to a potential opposite to that of the charged particles, on which they are deposited, thus abandoning the effluent. To obtain the ionization of the particles (particulate matter and / or organic molecules) and therefore allow their subsequent capture, an electrostatic field is created by applying a high potential difference between two surfaces (electrodes-armatures), between which the fumes pass (effluent ); the sufficiently intense electric field is thus able to trigger the so-called â € œ corona effectâ €, through which it is possible to ionize the particles by means of a chain process. Following ionization, the charged particles are deflected, by electrostatic attraction, towards the opposite-charged electrode.
L’effetto corona e la conseguente ionizzazione delle molecole dipendono non solo dalla differenza di potenziale applicata, ma anche dalla forma dell’elettrodo ed in particolare dalla presenza di punte sullo stesso, fenomeno noto come potere dispersivo delle punte. E’ pure noto che negli Elettrofiltri esistenti le particelle depositate sulla superficie di captazione vengono poi staccate dalla stessa mediante scuotimento/percussione con mezzi meccanici ovvero utilizzando dei getti d’aria compressa o di acqua (pulizia meccanica periodica); il particolato così asportato viene poi raccolto e riutilizzato nel processo produttivo ovvero smaltito in conformità alla normativa vigente, essendo considerato un rifiuto. The corona effect and the consequent ionization of the molecules depend not only on the applied potential difference, but also on the shape of the electrode and in particular on the presence of points on it, a phenomenon known as the dispersive power of the points. It is also known that in existing electrofilters the particles deposited on the collection surface are then detached from it by shaking / percussion with mechanical means or by using jets of compressed air or water (periodic mechanical cleaning); the particulate thus removed is then collected and reused in the production process or disposed of in compliance with current legislation, being considered waste.
Scopo della presente invenzione à ̈ pertanto di realizzare un Elettrofiltro che oltre a captare le particelle inquinanti (particolato e/o molecole organiche ) sia in grado di agire sulle stesse degradandole a composti non inquinanti e volatili, eliminando così la loro pulizia periodica e spesso frequente, in presenza di elevate concentrazioni di inquinanti e quindi anche lo smaltimento delle particelle captate. The purpose of the present invention is therefore to produce an electrofilter which, in addition to capturing the polluting particles (particulate matter and / or organic molecules), is able to act on them, degrading them to non-polluting and volatile compounds, thus eliminating their periodic cleaning and often frequent, in the presence of high concentrations of pollutants and therefore also the disposal of the captured particles.
E’ un altro scopo della presente invenzione realizzare un Elettrofiltro con ima elevata efficienza di captazione ed a basso consumo di energia. It is another object of the present invention to provide an electrofilter with a high capture efficiency and low energy consumption.
E’ anche uno scopo il realizzare un Elettrofiltro che mantenga nel tempo la sua elevata efficienza di captazione. It is also a purpose to create an electrofilter that maintains its high collection efficiency over time.
E' un ulteriore scopo della presente invenzione realizzare un Elettrofiltro che consenta di agire efficacemente non solo su particelle inquinanti solide (particolato), ma anche su particelle inquinanti costituite da sostanze organiche allo stato di gas e vapori. It is a further object of the present invention to provide an electrofilter which allows to act effectively not only on solid polluting particles (particulate matter), but also on polluting particles constituted by organic substances in the state of gases and vapors.
E' anche uno scopo della presente invenzione realizzare un Elettrofiltro che consenta all'operatore di svolgere le operazioni di controllo e manutenzione in maniera facile e rapida nel rispetto delle disposizioni in tema di salute e sicurezza sul posto di lavoro. Accanto agli scopi sopra indicati l’invenzione presenta anche differenti vantaggi quali : - facilità di accesso ai singoli componenti grazie alla loro razionale sistemazione, - facilità di implementazione grazie alla modularità della struttura, - lunga durata grazie sia alla mancanza di componenti in movimento che alla assenza di usura delle parti, in quanto la pulizia non avviene per azione meccanica. It is also an object of the present invention to provide an electrofilter which allows the operator to carry out the control and maintenance operations easily and quickly in compliance with the provisions on health and safety in the workplace. In addition to the purposes indicated above, the invention also has different advantages such as: - ease of access to the individual components thanks to their rational arrangement, - ease of implementation thanks to the modularity of the structure, - long life thanks to both the lack of moving components and the absence of wear of the parts, as cleaning does not take place by mechanical action.
Detti scopi e vantaggi, unitamente ad altri scopi e vantaggi, che risulteranno meglio evidenziati nella descrizione di seguito riportata, vengono perseguiti dalla presente invenzione con un " Elettrofiltro autopulente per il trattamento delle emissioni ", caratterizzato dal fatto di presentare in reciproca combinazione e coordinamento : Said objects and advantages, together with other objects and advantages, which will be better highlighted in the description given below, are pursued by the present invention with a "self-cleaning electrofilter for the treatment of emissions", characterized by the fact that it presents in mutual combination and coordination:
un primo elettrodo atto a produrre l’effetto corona; a first electrode capable of producing the corona effect;
un secondo elettrodo rivestito di materiali con proprietà fotocatalitiche, una lampada atta ad attivare l’azione catalitica del rivestimento a second electrode coated with materials with photocatalytic properties, a lamp capable of activating the catalytic action of the coating
un dispositivo di alimentazione atto ad applicare una differenza di potenziale tra il primo ed il secondo elettrodo; a power supply device adapted to apply a potential difference between the first and second electrodes;
, essendo il primo elettrodo vantaggiosamente provvisto di mezzi a punta atti a facilitare ed intensificare l’effetto corona. , the first electrode being advantageously provided with pointed means suitable for facilitating and intensifying the corona effect.
Di seguito a titolo esemplificativo e non limitativo viene data la descrizione di una realizzazione preferenziale della invenzione, facendo riferimento alle tavole allegate nelle quali: The description of a preferential embodiment of the invention is given below by way of non-limiting example, with reference to the attached tables in which:
- la fig. 1 — illustra l’esploso dell’elettrofiltro con evidenziati i singoli componenti; - la fig. 2 — illustra schematicamente la vista frontale dell’elettrofiltro; - fig. 1 â € ”illustrates the exploded view of the electrofilter with the individual components highlighted; - fig. 2 â € ”schematically illustrates the front view of the electrofilter;
* la fig. 3 -- illustra in dettaglio la sezione longitudinale deH’elettrofiltro; * fig. 3 - illustrates in detail the longitudinal section of the electrofilter;
- la fig. 4 - illustra in dettaglio la sezione trasversale dell’ elettro filtro; - fig. 4 - illustrates in detail the cross section of the electro filter;
- la fig. 5 — illustra in dettaglio una zona della superficie attiva dell’elettrofiltro; - fig. 5 â € ”illustrates in detail an area of the active surface of the electrofilter;
- la fig. 6 — illustra lo schema elettrico del dispositivo di alimentazione; - fig. 6 â € ”illustrates the electrical diagram of the power supply device;
Con riferimento alla fig. 1 e seguenti, nelle quali parti uguali o con funzioni uguali portano i medesimi riferimenti, si ha che : With reference to fig. 1 and following, in which equal parts or parts with equal functions carry the same references, we have that:
10 à ̈ il contenitore dell’ elettrofiltro; 11 à ̈ il secondo elettrodo in materiale conduttore, rivestito sulla superficie interna di un materiale con proprietà fotocatalitiche (12), potendo detto elettrodo avvolgere in tutto o in parte il primo elettrodo (14) ed avere qualsivoglia forma; 13 e 23 sono i mezzi di raccordo uscita ed ingresso dell’effluente; 14 à ̈ il primo elettrodo in materiale conduttore, nella fattispecie acciaio, provvisto di mezzi a punta (22); 15 à ̈ lo schermo di protezione lampada (17), trasparente alla luce ultravioletta, nella fattispecie vetro e vantaggiosamente rivestito sulla superficie interna di materiale con proprietà fotocatalitiche; 16 à ̈ il coperchio di chiusura dell’ elettro filtro con feritoia (20) per alloggio lampada; 17 à ̈ la lampada a luce ultravioletta (UV); 18 à ̈ il coperchio di chiusura lampada (17); 19 à ̈ il cavo di alimentazione lampada; 20 à ̈ la feritoia di alloggio lampada); 21 à ̈ il cavo di alimentazione primo elettrodo; 22 sono i mezzi a punta in materiale conduttore collegati all’elettrodo (14), nello specifico ciascuno ha 3 punte una per ogni lato attivo, potendo detti mezzi avere dimensioni diverse (22 e 22’) l’uno dallaltro (2 o più) ed essere posti opportunamente intervallati lungo il primo elettrodo (14), ad intervalli uguali alternando la misura grande con la piccola (struttura ad albero); 24 à ̈ l’effluente in ingresso da depurare; 25 à ̈ l’effluente in uscita depurato; 26 à ̈ il cavo di alimentazione del secondo elettrodo; 27 à ̈ una particella caricata, nello specifico à ̈ indicata con carica negativa, potendo però avere anche carica positiva; 28 sono i raggi UV emessi dalla lampada (17); 29 à ̈ la camera di depurazione dell’ elettrofiltro; 30 à ̈ il dispositivo di alimentazione. 10 is the container of the electrofilter; 11 is the second electrode in conductive material, coated on the internal surface with a material with photocatalytic properties (12), since said electrode can wrap all or part of the first electrode (14) and have any shape; 13 and 23 are the outlet and inlet connecting means of the effluent; 14 is the first electrode in conductive material, in this case steel, equipped with pointed means (22); 15 is the lamp protection screen (17), transparent to ultraviolet light, in this case glass and advantageously coated on the internal surface with material with photocatalytic properties; 16 is the closing cover of the electro filter with slot (20) for lamp housing; 17 is the ultraviolet (UV) light lamp; 18 is the lamp closing cover (17); 19 is the lamp power cable; 20 is the slit for housing the lamp); 21 is the first electrode power cable; 22 are the pointed means in conductive material connected to the electrode (14), specifically each has 3 points, one for each active side, since said means may have different dimensions (22 and 22 ') one from the other (2 or more) and be placed appropriately spaced along the first electrode (14), at equal intervals alternating the large size with the small one (tree structure); 24 It is the incoming effluent to be purified; 25 It is the purified outgoing effluent; 26 is the power cable of the second electrode; 27 It is a charged particle, specifically it is indicated with a negative charge, although it can also have a positive charge; 28 are the UV rays emitted by the lamp (17); 29 is the purification chamber of the electrofilter; 30 is the power supply device.
Vediamo di seguito il funzionamento: Let's see how it works:
L’effluente (24) con il suo contenuto inquinante entra nell’ elettro filtro attraverso il raccordo (23), pervenendo così nella camera di depurazione (29), nella quale tramite il primo elettrodo (14) posto al centro ed il secondo elettrodo (11) posto perimetralmente viene creato un forte campo elettrico, applicando tra i due elettrodi una differenza di potenziale di circa 10 kV, tramite un dispositivo di alimentazione esterno (30). L’azione combinata della elevata differenza di potenziale applicata tramite il primo elettrodo (14) ai mezzi a punta (22) collegati elettricamente con lo stesso, determina in prossimità delle punte un campo elettrico molto intenso che produce la ionizzazione delle particelle, caricandole elettricamente. Le particelle così caricate migrano quindi verso il secondo elettrodo (11) caricato di segno opposto, nella fattispecie illustrata di segno positivo, ove vengono neutralizzate depositandosi sulla superficie dell’elettrodo stesso. L’effluente percorrendo la camera (29) viene così privato delle particelle inquinanti presenti (particolato e/o molecole organiche), risultando alla fine della camera (29) depurato e quindi tramite il raccordo di uscita (13) viene convogliato al condotto di espulsione ed immesso in atmosfera (effluente 25). The effluent (24) with its polluting content enters the electro filter through the fitting (23), thus reaching the purification chamber (29), in which through the first electrode (14) placed in the center and the second electrode (11) placed on the perimeter, a strong electric field is created by applying a potential difference of about 10 kV between the two electrodes, by means of an external power supply device (30). The combined action of the high potential difference applied through the first electrode (14) to the tip means (22) electrically connected to it, determines a very intense electric field near the tips that produces the ionization of the particles, charging them electrically . The charged particles then migrate towards the second electrode (11) charged with the opposite sign, in the case illustrated with a positive sign, where they are neutralized by depositing on the surface of the electrode itself. The effluent passing through the chamber (29) is thus deprived of the polluting particles present (particulate matter and / or organic molecules), resulting at the end of the chamber (29) purified and then through the outlet fitting (13) it is conveyed to the duct expulsion and released into the atmosphere (effluent 25).
Le particelle captate, depositandosi sul secondo elettrodo (11), ricoprono il materiale con proprietà fotocatalitiche (12), ivi presente, nello specifico Ti02(biossido di titanio) in spessori variabili da 0,1 a 1 Î1⁄4m, che attivato dalle radiazioni (28) emesse dalla lampada (17), nella fattispecie radiazioni UV, porta le particelle a combinarsi con l’ossigeno presente nell’effluente con formazione di acqua e anidride carbonica, sostanze che essendo volatili vengono trascinate vìa dall’effluente medesimo. In questo modo l’azione combinata del materiale con proprietà fotocatalitiche (12) e delle radiazioni UV (28) porta alla decomposizione delle sostanze inquinanti raccolte e depositate, tenendo così pulita la superficie attiva del filtro, mantenendo nel tempo elevata l’efficienza depurativa del filtro stesso e senza produrre alcun tipo di rifiuti, superando così anche i problemi connessi alla loro gestione (raccolta e smaltimento). The captured particles, depositing on the second electrode (11), cover the material with photocatalytic properties (12), present therein, specifically Ti02 (titanium dioxide) in thicknesses ranging from 0.1 to 1 Î1⁄4m, which activated by radiation (28) emitted by the lamp (17), in this case UV radiation, leads the particles to combine with the oxygen present in the effluent with the formation of water and carbon dioxide, substances which, being volatile, are carried away by the effluent itself. In this way, the combined action of the material with photocatalytic properties (12) and UV radiation (28) leads to the decomposition of the polluting substances collected and deposited, thus keeping the active surface of the filter clean, maintaining a high level of purifying efficiency of the filter itself and without producing any type of waste, thus overcoming the problems associated with their management (collection and disposal).
Si à ̈ qui descritta una realizzazione preferenziale del trovato, ma diverse sono le possibili varianti. A preferential embodiment of the invention has been described here, but there are several possible variants.
Così à ̈ possibile cambiare forma e dimensioni delle singole parti. In particolare il secondo elettrodo può avere forma cilindrica, ovvero poliedrica a seconda delle esigenze depurative e/o costruttive. Così il primo elettrodo può essere pieno o cavo ed essere a sviluppo longitudinale rettilineo o curvilineo. Thus it is possible to change the shape and size of the individual parts. In particular, the second electrode can have a cylindrical or polyhedral shape depending on the purification and / or construction needs. Thus the first electrode can be solid or hollow and have a straight or curvilinear longitudinal development.
E' anche possibile che il rivestimento in materiale con proprietà fotocatalitiche ricopra oltre al secondo elettrodo anche il primo elettrodo e i mezzi a punta, ovvero anche lo schermo trasparente (15). It is also possible that the coating in material with photocatalytic properties covers in addition to the second electrode also the first electrode and the tip means, or also the transparent screen (15).
E' inoltre possibile che i mezzi a punta (22) abbiano punte diverse nelle varie direzioni, ovvero che siano disposti a distanza crescente ovvero decrescente verso la direzione di uscita. It is also possible that the pointed means (22) have different points in the various directions, or that they are arranged at an increasing or decreasing distance towards the exit direction.
Così à ̈ possibile realizzare lo schermo della lampada in vetro o in quarzo trasparente alle radiazioni UV a bassa frequenza. Thus it is possible to make the lamp screen in glass or in quartz transparent to low frequency UV radiation.
È anche possibile installare più lampade UV, onde irradiare in maniera puntuale e con intensità variabile la superficie rivestita di materiale con proprietà fotocatalitiche. It is also possible to install several UV lamps, in order to irradiate the surface covered with material with photocatalytic properties in a timely manner and with variable intensity.
Queste ed altre varianti sono possibili ad un tecnico del ramo senza con questo uscire dall'ambito dell'idea di soluzione dell’invenzione. These and other variants are possible for a person skilled in the art without thereby departing from the scope of the solution idea of the invention.
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| ITPN2009A000048A IT1395399B1 (en) | 2009-09-07 | 2009-09-07 | SELF-CLEANING ELECTROFILTER FOR EMISSION TREATMENT |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | IT1395399B1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000005631A (en) * | 1998-06-19 | 2000-01-11 | Hitachi Ltd | Air cleaner |
| JP2004122301A (en) * | 2002-10-03 | 2004-04-22 | Okuma Corp | Filtration device for mist lubrication exhaust |
| JP2005199235A (en) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Chonpun Co Ltd | Photoelectron catalytic purification apparatus and method for removing contaminant |
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-
2009
- 2009-09-07 IT ITPN2009A000048A patent/IT1395399B1/en active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| IT1395399B1 (en) | 2012-09-14 |
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