Beschreibung
Ein Elektrofilter (ESP) entfernt Partikel aus einem Gasstrom, indem er elektrische Energie verwendet, um Partikel entweder positiv oder negativ aufzuladen. Die geladenen Teilchen werden dann von Kollektorplatten angezogen, die die entgegengesetzte Ladung tragen. Die gesammelten Partikel können als trockenes Material (Dry ESPs) von den Sammelplatten entfernt oder mit Wasser (wet ESPs) von den Platten gewaschen werden. ESPs sind in der Lage, Sammelwirkungsgrade von mehr als 99 Prozent zu erreichen.Ein ESP besteht hauptsächlich aus den folgenden vier Komponenten: Gasverteilungsplatten, Entladungselektroden, Sammelflächen (entweder Platten oder Rohre) und Rappern. Die Gasverteilungsplatten bestehen aus mehreren Lochplatten, die zur Aufrechterhaltung einer ordnungsgemäßen Strömungsverteilung des eintretenden Gasstroms beitragen. Die Entladungselektroden sind in Felder unterteilt. Die meisten ESPs haben drei oder vier Felder in Serie; Sehr große Einheiten können jedoch bis zu vierzehn Felder in Serie haben. Entladungselektroden werden von einem einzigen Transformator-Gleichrichter (T-R) mit Strom versorgt. Die erregten Elektroden erzeugen Ionen, die mit den Partikeln kollidieren und die elektrische Ladung auf die im ankommenden Gasstrom enthaltenen Partikel auftragen. Die Sammelplatten bzw. -rohre stellen die Sammelflächen für den geladenen Feinstaub bereit. Das Klopfsystem ist dafür verantwortlich, die gesammelten Partikel von den Sammelflächen zu entfernen.
ESPs werden im Allgemeinen als trockene ESPs (die am häufigsten verwendeten) und nasse ESPs klassifiziert. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Klassifikationen ist die Methode, mit der die Kollektorplatten gereinigt werden. In trockenen ESPs werden die Kollektorplatten gereinigt, indem mechanische Impulse oder Vibrationen auf die Platten aufgebracht werden, wodurch die gesammelten Partikel losgeschlagen werden (als Klopfen bezeichnet). In nassen ESPs werden die Kollektorplatten durch Spülen mit Wasser gereinigt. Nasse ESPs werden typischerweise eingesetzt, wenn Gasströme klebrige Partikel mit niedrigem spezifischen Widerstand enthalten.
Die ESP-Leistung kann durch den spezifischen Partikelwiderstand beeinflusst werden. Der spezifische Partikelwiderstand ist die Eigenschaft, die die Ablagerung und Entfernung von Partikeln aus den Sammelplatten beeinflusst. Die wünschenswerte Situation besteht darin, Partikel zu haben, die einen Teil ihrer Ladung ableiten, sobald sie die Platte erreichen, so dass die Ablagerung anderer Partikel nicht gehemmt wird, sondern genug von ihrer Ladung zurückhält, um sie leicht an der Platte zu halten. Die Eigenschaft wird als moderater spezifischer Widerstand bezeichnet. Wenn die Partikel einen sehr hohen spezifischen Widerstand haben, leiten sie ihre Ladung nur langsam ab, wodurch sich auf den Platten eine negative Ladung aufbaut, die die Ablagerung anderer Partikel verhindert. Wenn die Partikel einen sehr geringen spezifischen Widerstand haben, verlieren sie beim Erreichen der Platte schnell ihre Ladung und nehmen die Ladung der Platte auf, wodurch sie zurück in den Gasstrom abgestoßen werden, wo sie negativ aufgeladen werden.
Weitere Informationen finden Sie im Kasten Mehr über Elektrofilter.
Überwachungsinformationen
Die Hauptindikatoren für die Leistung von ESPs sind die Feinstaub-Austrittskonzentration, die mit einem System zur kontinuierlichen Überwachung von Feinstaubemissionen (Particulate Matter Continuous Emissions Monitoring System, CEMS) gemessen werden kann, die Opazität, die Sekundärkorona-Leistung, die Sekundärspannung (Spannung an den Elektroden) und der Sekundärstrom (Strom zu den Elektroden). Weitere Leistungsindikatoren sind die Funkenrate, der Primärstrom, die Primärspannung, die Einlassgastemperatur, die Gasdurchflussrate, der Gasbetrieb und die Anzahl der in Betrieb befindlichen Felder.Das Compliance Assurance Monitoring (CAM) Technical Guidance Document (TGD) ist eine Informationsquelle zu Überwachungsansätzen für verschiedene Arten von Steuergeräten. Spezifische Informationen, die in der CAM TGD in Bezug auf ESPs bereitgestellt werden, umfassen beispielhafte CAM-Einreichungen, die auf Fallstudien tatsächlicher Einrichtungen basieren.
Weitere Informationen finden Sie in der Box Überwachung und der CAM-Regel.
Kosten
Die Kosten für Elektrofilter werden im EPA Air Pollution Control Cost Manual *, Abschnitt 6, Kapitel 3 – Elektrofilter (sechste Ausgabe) (70 S., 586 K, Ungefähr PDF) erörtert.. Die Kosten für Überwachungssysteme, sowohl kontinuierliche Emissionsmonitore als auch parametrische Überwachungssysteme, werden im EPA Air Pollution Control Cost Manual *, Abschnitt 2, Kapitel 4 – Monitore (sechste Ausgabe) (42 Seiten, 540 K, Ungefähr PDF)
Es wurden spezifische Tools entwickelt, um die ESP-Kosten bei der Kontrolle von Partikeln aus Kohlekraftwerken und Kohlekraftwerken abzuschätzen.
Wie oben im Abschnitt Überwachung angegeben, umfassen Indikatoren für die ESP-Leistung die Feinstaub-Austrittskonzentration, die mit einem Feinstaub-CEMS gemessen werden kann. Die mit dem Kauf und der Installation eines CEMS verbundenen Kosten können mit dem EPA CEMS Cost Model Version 3.0 geschätzt werden.
Weitere Informationen finden Sie in der Box Mehr über Elektrofilter und Kosten