Was ist ein Elektrofilter?
Die Industrie ist ein integraler Bestandteil unseres Wirtschaftssystems, und viele glauben, dass es ihr Recht ist, die Fabrikschornsteine zu ertragen, die die Luft verstopfen. Aber nicht viele wissen, dass die Technologie seit über einem Jahrhundert mit Elektrofiltern eine hervorragende Lösung dafür bietet. Diese reduzieren die Umweltverschmutzung erheblich und tragen zur Verbesserung der Umwelt bei.
Was ist ein Elektrofilter?
Ein Elektrofilter (ESP) ist ein Filtergerät, das dazu dient, feine Partikel wie Rauch und Feinstaub aus dem strömenden Gas zu entfernen. Es ist das am häufigsten verwendete Gerät zur Luftreinhaltung. Sie werden in Industrien wie Stahlwerken und Wärmekraftwerken eingesetzt.
Im Jahr 1907 patentierte der Chemieprofessor Frederick Gardner Cottrell den ersten Elektrofilter zum Sammeln von Schwefelsäurenebel und Bleioxiddämpfen, die bei verschiedenen Säureherstellungs- und Schmelzaktivitäten entstehen.
Elektrofilterdiagramm
Funktionsprinzip des Elektrofilters
Das Funktionsprinzip des Elektrofilters ist mäßig einfach. Es besteht aus zwei Elektrodensätzen: positiv und negativ. Die negativen Elektroden haben die Form eines Drahtgeflechts und die positiven Elektroden sind Platten. Diese Elektroden sind vertikal angeordnet und wechseln sich ab.
Funktionsprinzip des Elektrofilters
Die im Gas enthaltenen Partikel wie Asche werden durch den Koronaeffekt von der Hochspannungsentladungselektrode ionisiert. Diese Partikel werden negativ geladen und von positiv geladenen Kollektorplatten angezogen.
Der negative Anschluss der Hochspannungs-Gleichstromquelle dient zum Anschluss der negativen Elektroden und der positive Anschluss der Gleichstromquelle dient zum Anschluss der positiven Platten. Um das Medium zwischen der negativen und der positiven Elektrode zu ionisieren, wird ein bestimmter Abstand zwischen der positiven, negativen Elektrode und der Gleichstromquelle eingehalten, wodurch ein hoher Spannungsgradient entsteht.
Das Medium, das zwischen den beiden Elektroden verwendet wird, ist Luft. Aufgrund der hohen Negativität negativer Ladungen kann es um die Elektrodenstäbe oder das Drahtgeflecht zu einer Koronaentladung kommen. Das gesamte System ist in einem Metallbehälter eingeschlossen, der einen Einlass für Rauchgase und einen Auslass für gefilterte Gase enthält. Bei der Ionisierung der Elektroden entstehen reichlich freie Elektronen, die mit den Staubpartikeln des Gases interagieren und diese negativ aufladen. Diese Partikel bewegen sich in Richtung positiver Elektroden und fallen dadurch abSchwerkraft. Das von Staubpartikeln befreite Rauchgas durchströmt den Elektrofilter und wird über den Schornstein in die Atmosphäre abgegeben.
Arten von Elektrofiltern
Es gibt verschiedene elektrostatische Typen, und hier werden wir jeden einzelnen im Detail untersuchen. Im Folgenden sind die drei Arten von ESPs aufgeführt:
Plattenabscheider: Dies ist der einfachste Abscheidertyp, der aus Reihen dünner vertikaler Drähte und einem Stapel vertikal angeordneter großer flacher Metallplatten besteht, die in einem Abstand von 1 cm bis 18 cm voneinander entfernt sind. Der Luftstrom wird horizontal durch die vertikalen Platten und dann durch den großen Plattenstapel geleitet. Um die Partikel zu ionisieren, wird zwischen Draht und Platte eine negative Spannung angelegt. Diese ionisierten Teilchen werden dann durch elektrostatische Kraft zu den geerdeten Platten umgelenkt. Wenn die Partikel auf der Sammelplatte gesammelt werden, werden sie aus dem Luftstrom entfernt.
Trockenelektrofilter: Mit diesem Abscheider werden Schadstoffe wie Asche oder Zement in trockenem Zustand gesammelt. Es besteht aus Elektroden, durch die die ionisierten Partikel strömen, und einem Trichter, durch den die gesammelten Partikel abgesaugt werden. Durch Hämmern der Elektroden werden die Staubpartikel aus einem Luftstrom gesammelt.
Trockener Elektrofilter
Nasselektrofilter: Dieser Abscheider wird zum Entfernen von Harz, Öl, Teer und Farbe verwendet, die von Natur aus nass sind. Es besteht aus Sammlern, die kontinuierlich mit Wasser besprüht werden, um ionisierte Partikel aus dem Schlamm zu sammeln. Sie sind effizienter als trockene ESPs.
Rohrabscheider: Bei diesem Abscheider handelt es sich um eine einstufige Einheit, bestehend aus Rohren mit Hochspannungselektroden, die parallel zueinander angeordnet sind, so dass sie auf ihrer Achse verlaufen. Die Anordnung der Rohre könnte entweder kreisförmig oder quadratisch oder sechseckig wabenförmig sein, wobei das Gas entweder nach oben oder nach unten strömt. Das Gas wird durch alle Rohre geleitet. Sie finden dort Anwendung, wo klebrige Partikel entfernt werden sollen.
Vor- und Nachteile
Vorteile des Elektrofilters:
Die Haltbarkeit des ESP ist hoch.
Es kann sowohl für die Sammlung trockener als auch nasser Verunreinigungen verwendet werden.
Es hat niedrige Betriebskosten.
Die Sammeleffizienz des Geräts ist selbst bei kleinen Partikeln hoch.
Es kann große Gasmengen und große Staubmengen bei niedrigen Drücken verarbeiten.
Nachteile des Elektrofilters:
Kann nicht für gasförmige Emissionen verwendet werden.
Platzbedarf ist größer.
Der Kapitaleinsatz ist hoch.
Nicht an veränderte Betriebsbedingungen anpassbar.
Anwendungen von Elektrofiltern
Nachfolgend sind einige bemerkenswerte Anwendungen von Elektrofiltern aufgeführt:
Zweistufige Platten-ESPs werden in den Maschinenräumen von Schiffen eingesetzt, da das Getriebe explosiven Ölnebel erzeugt. Das gesammelte Öl wird in einem Getriebeschmiersystem wiederverwendet.
Trockene ESPs werden in thermischen Anlagen zur Reinigung der Luft in Lüftungs- und Klimaanlagen eingesetzt.
Sie finden im medizinischen Bereich Anwendung zur Entfernung von Bakterien und Pilzen.
Sie werden in Zirkoniumsand zur Ablösung des Rutils in Pflanzen eingesetzt.
Sie werden in der metallurgischen Industrie zur Strahlreinigung eingesetzt.