Was ist ein Elektrofilter?
Die Industrie ist ein integraler Bestandteil unseres Wirtschaftssystems, und viele meinen, es sei ihr gutes Recht, die rauchenden Fabrikschornsteine zu ertragen. Doch nur wenige wissen, dass die Technologie hierfür seit über einem Jahrhundert eine hervorragende Lösung bietet: die elektrostatische Entladung. NiederschlagsgerätDiese Maßnahmen reduzieren die Umweltverschmutzung erheblich und tragen zur Verbesserung der Umwelt bei.
Was ist ein Elektrofilter?
Ein Elektrofilter (ESP) ist ein Filtergerät, das feine Partikel wie Rauch und Feinstaub aus dem Gasstrom entfernt. Er ist das am häufigsten verwendete Gerät zur Abscheidung von Partikeln aus Abgasen. LuftreinhaltungSie werden in Branchen wie Stahlwerken und Wärmekraftwerken eingesetzt.
Im Jahr 1907 patentierte der Chemieprofessor Frederick Gardner Cottrell den ersten Elektrofilter, der zur Abscheidung von Schwefelsäurenebel und Bleioxiddämpfen diente, die bei verschiedenen Säureherstellungs- und Schmelzprozessen entstanden.
Diagramm eines Elektrofilters
Funktionsprinzip von Elektrofilter
Das Funktionsprinzip des Elektrofilters ist relativ einfach. Er besteht aus zwei Elektrodensätzen: positiven und negativen. Die negativen Elektroden sind als Drahtgitter ausgebildet, die positiven als Platten. Diese Elektroden sind vertikal angeordnet und wechseln sich ab.
Funktionsprinzip des Elektrofilters
Die gasförmigen Partikel, wie beispielsweise Asche, werden durch den Koronaeffekt an der Hochspannungsentladungselektrode ionisiert. Diese Partikel werden negativ geladen und von positiv geladenen Kollektorplatten angezogen.
Der Minuspol der Hochspannungs-Gleichstromquelle dient zum Anschluss der negativen Elektroden, der Pluspol zum Anschluss der positiven Platten. Um das Medium zwischen den Elektroden zu ionisieren, wird ein bestimmter Abstand zwischen den Elektroden und der Gleichstromquelle eingehalten, wodurch ein hoher Spannungsgradient entsteht.
Als Medium zwischen den beiden Elektroden dient Luft. Aufgrund der hohen negativen Ladungen kann es an den Elektrodenstäben oder dem Drahtgewebe zu Koronaentladungen kommen. Das gesamte System befindet sich in einem Metallbehälter mit einem Einlass für Abgase und einem Auslass für gefilterte Gase. Durch die Ionisierung der Elektroden entstehen zahlreiche freie Elektronen, die mit den Staubpartikeln im Gas reagieren und diese negativ aufladen. Die Partikel bewegen sich zu den positiven Elektroden und fallen aufgrund der Koronaentladung ab.SchwerkraftDas Rauchgas ist frei von Staubpartikeln, wenn es den Elektrofilter durchströmt und über den Schornstein in die Atmosphäre abgeleitet wird.
Arten von Elektrofilter
Es gibt verschiedene Arten von elektrostatischen Sensoren, die wir hier im Detail untersuchen werden. Im Folgenden werden die drei Arten von ESPs (elektrostatischen Sensoren) beschrieben:
Plattenabscheider: Dies ist der einfachste Abscheidertyp. Er besteht aus Reihen dünner, vertikaler Drähte und einem Stapel vertikal angeordneter, großer, flacher Metallplatten mit einem Abstand von 1 cm bis 18 cm. Der Luftstrom strömt horizontal durch die vertikalen Platten und anschließend durch den Plattenstapel. Zur Ionisierung der Partikel wird eine negative Spannung zwischen Draht und Platte angelegt. Die ionisierten Partikel werden dann durch elektrostatische Kräfte zu den geerdeten Platten gelenkt. Sobald sich die Partikel auf den Kollektorplatten sammeln, werden sie aus dem Luftstrom entfernt.
Trockenelektrofilter: Dieser Filter dient zur Abscheidung von Schadstoffen wie Asche oder Zement im trockenen Zustand. Er besteht aus Elektroden, durch die die ionisierten Partikel geleitet werden, und einem Trichter, durch den die abgeschiedenen Partikel entnommen werden. Die Staubpartikel werden durch das Schlagen der Elektroden aus einem Luftstrom abgeschieden.
Trockenelektrofilter
Nass-Elektrofilter: Dieser Abscheider dient zur Entfernung von Harzen, Ölen, Teer und Farben, die von Natur aus nass sind. Er besteht aus Kollektoren, die kontinuierlich mit Wasser besprüht werden, wodurch ionisierte Partikel aus dem Schlamm abgeschieden werden. Nass-Elektrofilter sind effizienter als Trocken-Elektrofilter.
Rohrfilter: Dieser Filter ist eine einstufige Anlage, bestehend aus parallel zueinander angeordneten Rohren mit Hochspannungselektroden, die sich um ihre Achse drehen. Die Rohre können kreisförmig, quadratisch oder hexagonal-wabenförmig angeordnet sein, wobei das Gas entweder nach oben oder nach unten strömt. Das Gas durchströmt alle Rohre. Rohrfilter werden überall dort eingesetzt, wo klebrige Partikel entfernt werden sollen.
Vorteile und Nachteile
Vorteile von Elektrofiltern:
Die Haltbarkeit des ESP ist hoch.
Es kann sowohl zur Sammlung trockener als auch feuchter Verunreinigungen verwendet werden.
Es hat niedrige Betriebskosten.
Die Abscheideleistung des Geräts ist auch für kleine Partikel hoch.
Es kann große Gasmengen und hohe Staubbelastungen bei niedrigen Drücken bewältigen.
Nachteile von Elektrofiltern:
Kann nicht für gasförmige Emissionen verwendet werden.
Der Platzbedarf ist höher.
Der Kapitalbedarf ist hoch.
Nicht anpassungsfähig an veränderte Betriebsbedingungen.
Anwendungen von Elektrofiltern
Nachfolgend sind einige bemerkenswerte Anwendungsgebiete von Elektrofiltern aufgeführt:
Zweistufige Platten-ESPs werden in den Maschinenräumen von Schiffen eingesetzt, da das Getriebe explosiven Ölnebel erzeugt. Das aufgefangene Öl wird in einem Getriebeschmiersystem wiederverwendet.
Trocken-Elektrofilter werden in Wärmekraftwerken zur Luftreinigung in Lüftungs- und Klimaanlagen eingesetzt.
Sie finden Anwendung im medizinischen Bereich zur Beseitigung von Bakterien und Pilzen.
Sie werden in Zirkonsand zur Ablösung des Rutils in Pflanzen verwendet.
Sie werden in der metallurgischen Industrie zur Reinigung des Strahlmittels eingesetzt.