Campo da invenção

Precipitadores Eletrostáticos (PEs) são equipamentos de controle de emissão de particulados de poluição industrial.

Fundamentos da invenção

Todos os PEs modernos tem o mesmo princípio básico de funcionamento: ao se aplicar alta tensão a uma série de eletrodos emissores consecutivos, posicionados em corredores paralelos, elementos esses que associados a um único Transformador de Alta

Tensão formam um denominado CAMPO obtém-se nos eletrodos emissores um efeito de ionização denominado Efeito Corona.

Os íons gerados no Efeito Corona migram em direção às placas aterradas, denominadas placas coletoras, que formam as paredes de cada corredor do campo, e no trajeto emprestam cargas iônicas à partículas que viajam em suspensão no fluxo do efluente industrial à ser limpo.

Com a ação do Campo Elétrico oriundo dos eletrodos as partículas agora carregadas são empurradas em direção as placas coletoras, onde se depositam e posteriormente são retiradas por ações de batimento mecânico.

As principais limitações da Eficiência nesse processo de coleta de partículas poluentes são denominadas Faiscamento e Corona Reversa. Esses dois efeitos são diretamente proporcionais à Alta Tensão

FOLHA DE SUBSTITUIÇÃO (REGRA 26) aplicada, conforme descrito nas PI e MUs, do mesmo autor, referenciadas no RESUMO da presente PI.

Como descrito nas mesmas PI e MUs, a solução anterior denominada Chaveamento Seletivo veio com a finalidade de atacar essas limitações e ao mesmo tempo permitir ao PE operar em nível mais elevado de tensão, criando a capacidade de capturar partículas ao mesmo em de maior diâmetro, criando uma camada mista denominamos efeito Após várias tentativas, caras e demoradas, de implantação industrial, com dificuldades de obtenção de isolamento e de prevenção de coronas espúrias, ocorrendo na ligação entre o barramento interno e a alimentação individual dos eletrodos isolados, como era feito dentro do conceito original da PI 0503469, uma solução inédita foi encontrada pelo autor, a qual ao mesmo tempo em que minimiza potenciais repetições dos mesmos problemas na instalação e fabricação, CRIA UMA NOVA VARIÁVEL DE CONTROLE, NÃO EXISTENTE EM NENHUM PE MODERNO, QUE RESULTA NUM GRANDE AUMENTO DA EFICIÊNCIA DE COLETA.

O problema técnico que não foi solucionado pelo estado da técnica é o fato de que todos os eletrodos de cada campo recebem a mesma tensão, independente de serem chaveados ou não. Mas os eletrodos não chaveados, mais ao final de cada corredor poderiam e deveriam receber uma tensão mais elevada, já que nessa região, após a coleta parcial já ter ocorrido nos eletrodos chaveados no início do corredor, existe sempre uma concentração MENOR de particulados em suspensão. Esse fato evidente permite o uso de uma tensão mais elevada nessa região, e consequente maior eficiência de coleta. Como os PEs modernos só possuem um transformador por campo, por

FOLHA DE SUBSTITUIÇÃO (REGRA 26) definição, só e possível aplicar a mesma tensão em todos os eletrodos do corredor. A solução inédita foi desenvolver a invenção de PEs com 2 Transformadores por CAMPO, um para a ação convencional, que vai agir sobre os eletrodos não chaveados ao final dos corredores e outro dedicado ao Chaveamento Seletivo. Como as tensões em cada transformador podem ser aplicadas em valores diferentes, criou-se a NOVA VARIÁVEL DE CONTROLE referida. E isso traz um aumento importantíssimo no OBJETIVO PRINCIPAL DO PE QUE É TER ALTA EFICIÊNCIA DE COLETA DE PARTICULADOS EM SUSPENSÃO.

Breve descrição dos desenhos

A figura 1 mostra uma vista em perspectiva de um corredor com 09 eletrodos (é uma reprodução da Figura original na PI 0503469, do mesmo autor, para finalidade comparativa) mostrando os eletrodos providos de relés conectados ao barramento interno. Abaixo os elementos que são mostrados na Figura 1:

Direção do escoamento (1)

Placa coletora (2)

1 dos 9 eletrodos (3)

Linha de eletrodos onde ocorre o maior acúmulo potencial (4) Linha de eletrodos onde ocorre o segundo maior acúmulo potencial (5)

Chaves (relés) (6)

Barramento interno de energização dos eletrodos (7)

A figura 2 mostra o esquema inovador de energização dos eletrodos de um mesmo Campo, com os eletrodos no final do corredor sendo alimentados pelo Transformador de Alta Tensão número 1 enquanto que os eletrodos no inicio do corredor são alimentados

FOLHA DE SUBSTITUIÇÃO (REGRA 26) independentemente pelo Transformador de Alta Tensão numero 2.

Abaixo os elementos que são mostrados na Figura 2:

Transformador principal (8)

Transformador dedicado ao chaveamento (9)

Teto frio (10)

Teto quente (11)

Barras condutoras e de distribuição da AT (12)

Caixa de Relés (13)

Cabos flexíveis de alto isolamento (14)

Isoladores locais de eletrodos (15)

Barramento interno de AT (16)

Eletrodos (17)

A nova configuração elimina a necessidade de “derivar” a alta tensão desde o barramento interno até a caixa de relés e retornar aos eletrodos, o que elimina os principais pontos de ionização espúria no barramento interno e também reduz a furação nos tetos, com eliminação de muitos potenciais pontos de fuga de tensão. Essa solução por si só tem um alto valor do ponto de vista da viabilidade prática de construção da tecnologia.

Todavia, o resultado mais importante e que justifica o Presente Pedido como uma real INOVAÇÃO É O FATO, PERCEPTÍVEL A QUALQUER TÉCNICO, QUE AO SE INSTALAR 2 TRANSFORMADORES POR CAMPO, DE FORMA INÉDITA, passa a existir a possibilidade de se aplicar dois níveis de tensão diferentes ao longo de um mesmo corredor. Isso representa um importante grau de liberdade para a parametrização, com consequências extremamente favoráveis sobre a Eficiência Global do Precipitador, como explicado

FOLHA DE SUBSTITUIÇÃO (REGRA 26) nos Fundamentos da Invenção, parágrafo “O problema técnico que não foi solucionado pelo estado da técnica”, do presente texto.

Descrição da invenção

Os Precipitadores Eletrostáticos Industriais têm mantido a concepção de construção praticamente inalterada desde os primórdios, sendo essa concepção o uso dos Campos, cada campo controlado por seu próprio Transformador.

As melhorias técnicas que foram sendo feitas ao longo dos anos são muitas e variadas, desde formato de eletrodos a técnicas de recuperação de energização pós-batimentos até às próprias formas de batimentos. Nenhuma delas, todavia, sequer se aproximou do conceito aqui apresentado de operar a mesma linha de eletrodos de forma diferente em suas seções de entrada e saída. Simplesmente não há motivo para um fabricante colocar 2 transformadores por campo, a não ser talvez deixar um de stand by. A operação de 2 transformadores simultaneamente por campo só se justifica dentro da presente

A invenção define um novo modelo de Precipitador Eletrostático (PE) e/ou uma nova forma de atualização de PEs já em operação. Ao mesmo tempo em que minimiza as dificuldades atuais de fabricação e/ou instalação da melhoria denominada Chaveamento Seletivo (CS), conforme o estado atual da técnica referido na PI 0503469, no MU

BR10 2013 0319465 e no MU BR20 2017 0178035 do mesmo autor, cria uma nova variável de controle inexistente nos PEs atuais e nas

PI e MUs anteriores, cujo resultado será um aumento significativo em eficiência de coleta do PE, relativamente à possibilitada pelas técnicas descritas nas PI e MUs anteriores.

Exemplos de concretizações da invenção

FOLHA DE SUBSTITUIÇÃO (REGRA 26) O Chaveamento Seletivo original foi testado em dois experimentos de Laboratório, sendo um deles em Escala Real e apresentou resultados excelentes. Ao ser tentado sua concretização em ambiente industrial encontrou-se uma série de problemas de isolamento e ionizações espúrias que inviabilizaram sua aplicação. A presente invenção apresenta sólidas razões para evitar a repetição dos mesmos problemas. ALÉM DISSO, AO BUSCARMOS ENCONTRAR A SOLUÇÃO PARA OS PROBLEMAS REFERIDOS, ACABAMOS POR ENCONTRAR UMA NOVA VARIÁVEL DE CONTROLE, REPRESENTADA PELO TRANSFORMADOR EXTRA, QUE IMPLICA EM UMA ENORME VANTAGEM DE PARAMETRIZAÇÃO E QUE VAI RESULTAR EM UMA MUITO MELHOR EFICIÊNCIA DE CONTROLE COMPARADA COM TODOS AS TÉCNICAS E FABRICAÇÕES ANTERIORES.

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