Elektrofilter sind wirtschaftlicher als andere Entstaubungssysteme. Dank geringem Energieverbrauch und Wartungsbedarf sind die Betriebskosten sehr niedrig. Die wesentlichen Anwendungsgebiete für Elektrofilter sind:

  • Produktionsanlagen für Stahl und Eisen
  • Produktionsanlagen in der elektro-metallurgischen, chemischen & Zellulose-Industrie
  • Produktionsanlagen für Zement und Kalk
  • Gips (Öfen, Mühlen, Trockner und Kühler)
  • Dampfkessel mit Kohle- und Ölfeuerung
  • Biomasse, Kohletrockner und Kohlemühlen
  • Müll- und Schlammverbrennungsöfen
  • Gaserzeugungsanlagen
     

Ein Elektrofilter eignet sich hervorragend, um Partikel abzuscheiden. Von mit gleichgerichteter negativer Hochspannung gespeisten Sprühelektroden werden Elektronen ausgesendet. Diese wandern zu den Niederschlagselektroden und treffen dabei auf die Staubpartikel. Durch Anlagerung der Elektronen an die Staubpartikel werden diese negativ geladen und unter Einwirkung des bestehenden elektrischen Feldes zu den geerdeten Niederschlagselektroden (Waben) transportiert, und dann am Unterteil des Filters haften bleiben.

Ein Elektrofilter hat hier im Vergleich zu anderen Technologien einige Vorteile:

  • Filterung auch von nicht sichtbaren Feinstaub bis zu 0.1 μm !!!!
  • Auch für hohe Temperaturen geeignet (~300°C Dauerbetrieb, ~600°C Kurzzeit)
  • Energieverbrauch niedriger (wesentlich geringerer Druckverlust daher keine zusätzlichen Ventilatoren notwendig)
  • Keine Druckluft zum Abreinigen notwendig (Außenbereich-Temperaturen unter 0°C daher problemlos möglich)
  • Keine laufende Wartung notwendig. (außer der Filterreinigung , 1x Kontrollgang jährlich)
  • Keine zusätzliche Lärmbelastung durch zusätzliche Motoren

Technische Beschreibung - Elektrofilter

Elektrofilter sind Anlagen zur Abscheidung von Partikeln aus Gasen, die auf dem elektrostatischen Prinzip beruhen.

Prinzipskizze eines Plattenelektrofilters mit Drahtelektrode

Die Abscheidung im Elektrofilter kann in fünf getrennte Phasen unterteilt werden:

  1. Freisetzung vonelektrischen Ladungen, meist Elektronen
  2. Aufladung der Staubpartikel im elektrischen Feld oder Ionisator
  3. Transport der geladenen Staubteilchen zur Niederschlagselektrode (NE)
  4. Anhaftung der Staubpartikel an der Niederschlagselektrode
  5. Entfernung der Staubschicht von der Niederschlagselektrode.

Die Staubteilchen besitzen zwar oft eine natürliche Ladung, diese reicht aber bei weitem nicht aus, um das Teilchen mit ausreichender Kraft zur entgegengesetzt geladenen Elektrode zu beschleunigen. Deshalb werden sie in einem elektrischen Feld stark aufgeladen. Das Feld wird zwischen der emittierenden negativen Sprühelektrode mit einer Hochspannung von 20 kV bis 80 kV und der geerdeten Niederschlagselektrode gebildet. Der für die Verhältnisse im Elektrofilter maßgebliche Mechanismus der Ladungserzeugung ist die „Stoßionisation“. Die im Gas vorhandenen freien Elektronen werden im elektrostatischen Feld der Koronahaut in der Umgebung der Sprühelektrode stark beschleunigt (Gasentladung). Beim Auftreffen auf Gasmoleküle werden entweder weitere Elektronen abgespaltet oder an die Gasmoleküle angelagert. Im ersten Fall entstehen so neue freie Elektronen und positive Gasionen, im zweiten Fall negative Gasionen. Die positiven Gasionen werden vom Sprühgitter neutralisiert, während die negativen Ladungen (freie Elektronen und Gasionen) in Richtung der Niederschlagselektrode wandern.

Die Aufladung eines Staubteilchens beginnt mit seinem Eintritt in den vom Sprühstrom durchflossenen Raum und wird verursacht durch die Anlagerung von negativen Ladungen, wenn diese mit dem Staubkorn zusammenstoßen. Der Aufladevorgang erfolgt durch Feldaufladung bzw. durch Diffusionsaufladung. Bei der Feldaufladung treffen die Gasionen auf Grund ihrer gerichteten Bewegung auf die Staubpartikel und laden diese soweit auf, bis eine Sättigung eintritt. Für sehr kleine Partikel (d<0,1µm) verschwindet der Einfluss der Feldaufladung. Die Staubpartikel werden durch von der thermischen Bewegung der Gasmoleküle verursachte Stoßvorgänge aufgeladen. Die aufgeladenen Staubpartikel wandern durch die einwirkende elektrische Kraft (Coulombsches Gesetz) des anliegenden Gleichspannungsfeldes quer zur Strömungsrichtung des Gases zur Niederschlagselektrode, wo sie ihre Ladungen abgeben. Da die Driftgeschwindigkeit zur Niederschlagselektrode relativ gering ist (Gesetz von Stokes), muss die Filtergasse eine gewisse Länge aufweisen und darf nur langsam von dem zu reinigenden Gas durchströmt werden. Nachdem die Staubteilchen ihre Ladung abgegeben haben, werden sie durch Haftkräfte gebunden, die im Wesentlichen durch die elektrische Feldstärke innerhalb der anhaftenden Staubschicht bestimmt werden. Ein Staubkorn gilt als „abgetrennt“, wenn die Haftkräfte größer sind als die Strömungskraft des Gases.

Die sich auf der Niederschlagselektrode bildende Staubschicht muss in regelmäßigen Abständen gereinigt werden. Dies geschieht in den meisten Fällen durch Klopfschläge mit einem Hammerwerk. (Bei Trockenelektrofiltern) Der Staub löst sich und fällt in einen Sammelbunker. Allerdings wird ein gewisser Prozentsatz der Staubteilchen vom Gasstrom wieder mitgerissen und muss erneut aufgeladen und abgeschieden werden. Bei Naßelektrofiltern, die vertikal gebaut werden, sind die Wartungsintervalle größer, da ja der Belag per Schwerkraft nach unten sinkt.

In kleineren Elektrofiltern, z. B. zur Raumluftreinigung, werden die Partikel meist positiv aufgeladen, wobei der Abscheidungsmechanismus nach dem Penney-Prinzip funktioniert. In großen Elektrofiltern werden die Partikel (meist Staubteilchen) negativ aufgeladen (sog. Cottrell-Prinzip).

静电除尘器通过利用感生静电电荷力去除流动烟气中的细颗粒物,例如粉尘和烟雾,静电除尘器耗电省、维护少,因此更加经济。静电除尘器主要用于:

  • 钢铁行业
  • 金属加工;
  • 化工;
  • 水泥、石膏(窑炉、电磨、干燥器)
  • 电厂
  • 磨煤;
  • 垃圾焚烧
  • 胶丝;
     

P&P 提供两种不同的静电除尘器

  • 湿法电除尘/除雾器(WESP)
  • 用于去除气溶胶
  • P&P使用特殊材料和蜂窝或圆管
  • 干法电除尘(高温)
  • 立式或卧式

优点:

  • 过滤粉尘粒径>=0.1 μm!!!!
  • 可用于高温(~300℃长期运行,~600℃临时)
  • 能耗省(压降显著低于其它类型除尘器)
  • 不需要压缩空气吹扫(室外温度可低于0℃)
  • 维修维护时间短
  • 噪声低

静电除尘器对于以下两项颗粒物性质敏感:

  1. 电阻值;
  2. 粒径分布

这两项颗粒物的性质可以在实验室内用标准测试方法准确测得。电阻值根据IEEE标准548以温度函数确定。测试的空气环境中含有特定的水分,将温度上升和/或下降,在4kV/cm的电场内测量灰层平均值。因为测量用电压相对较低,烟气中没有硫酸蒸汽的存在,因此获得的数据表示颗粒物的最大电阻值。

电阻值是颗粒物在电场中的一项属性,衡量颗粒物传递电荷的阻力(即接受电荷和释放电荷)。电阻值与颗粒物的化学成分有关,同时与烟气运行的温度和湿度有关。颗粒物的电阻值有高、中、低之分。

在ESP中,颗粒物荷电和放电是主要功能,因此电阻值是影响集灰效率的最主要因素。电阻值不仅影响颗粒物在放电极和集尘板之间的荷电,也在集尘板灰层上影响颗粒物的放电。具有较高电阻值的颗粒物较难荷电,同时一旦荷电,放电过程也较慢。具有较低电阻值的颗粒物则有相反的表现。