KOMPENDIUM - Umrüstung elektrostatischer Filter

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KOMPENDIUM - Umrüstung elektrostatischer Filter
Von Christian Andersen
Umrüstung von E-Filtern
Elektrostatische Filter (E-Filter)
Die E-Filter waren in den letzten Jahrzehnten die traditionelle Lösung für die Partikelabscheidung beim Abgasreinigen großer Gasmengen, insbesondere in der Kraftwerks- bzw. der
Zementindustrie.
Obwohl über die Jahren eine ständige Optimierung bzw. Weiterentwicklung des E-FilterKonzeptes erfolgt, scheinen die verschärften Ansprüche auf immer niedrigere Emissionswerte,
die sich durch die intensivierte Aufmerksamkeit auf industrielle Luftverunreinigung durch die
Behörden ergeben, die E-Filter-Technologie einzuholen.
Früher wurde die E-Filter-Technologie für die optimale Methode der Partikelabscheidung in
Übereinstimmung mit den derzeit geltenden Emissionswerten gehalten.
Heute besteht weltweit eine größere Anzahl von E-Filtern, die entweder umzurüsten oder durch
zeitgemäße Technologie, wie z.B. moderne Schlauchfilter, auszuwechseln sind.
TransformatorGleichrichter
Klopfer
NiederschlagElektroden
Rauchgas aus
Rauchgas ein
Sprühelektroden
E-Filter sind in vielen industriellen Segmenten verbreitet, überwiegend innerhalb:
A.
Kraftwerke (Rauchgasreinigung bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen)
B.
Zementindustrie
C.
Schmelzwerke (Ferro und Non-Ferro)
Es handelt sich oft um Schwergewichte mit Gasmengen über 1 Mio. m3/h.
Klimatische Überlegungen
Fossile Brennstoffe - Biomasse Brennstoffe
Anlässlich der gegenwärtigen Besprechungen über Klimaverbesserungen wird oft darüber
gesprochen,
von
fossilen
Brennstoffen
auf
CO2-neutralere
Brennstoffe
wie
Biomasse
umzulegen.
Grundsätzlich lässt sich das Abgas einer Biomasse-Verbrennungsanlage - im Vergleich zum
Abgas einer kohlegefeuerten Anlage - nur schwierig durch ein E-Filter wirkungsvoll reinigen.
Austausch und Umrüstung von E-Filtern
Falls der eindeutige Anspruch auf eine markante Reduktion der Emissionswerte einer
vorhandenen E-Filter-Anlage gegeben wird, gibt es als Ausgangspunkt drei Möglichkeiten:
A.
Abbau und Austausch des vorhandenen E-Filters durch ein neues Schlauchfilter
B.
Umrüstung auf Schlauchfilter (Wiederverwendung des vorhandenen Gehäuses bzw. der
Stahlkonstruktionen)
C.
Umrüstung auf kombiniertes Elektro-Schlauchfilter (Hybridfilter im vorhandenen Gehäuse)
Puls-Jet Schlauchfilter
Kennzeichen
Die selbstreinigenden, temperaturbeständigen Schlauchfilter finden seit Jahren bei der
Rauchgasreinigung Einsatz.
Technische Verbesserungen der Filtermaterialien bzw. der Reinigungssysteme (typische PulsReinigung mit Druckluft) haben die Puls-Jet Schlauchfiltertechnologie in eine Position gebracht,
bei der sie mit den heute geltenden und sehr verschärften Emissionsansprüchen Schritt hält.
Moderne
Filtermaterialien
sind
für
den
Einsatz
in
Rauchgasumgebungen
mit
hohen
Temperaturen voll anwendbar und bieten betriebswirtschaftlich lange Standzeiten. Die
Verwendung von Membran- und Mikrofibertechnologie sichert eine effektive Abscheidung von
sogar Submikronpartikeln.
Weiterhin lässt sich die Puls-Jet-Schlauchfiltertechnologie relativ einfach mit Prozessen für die
Sorption von sauren Gasen, Schwermetallen und Dioxinen kombinieren.
Simatek's
neueste
niederdruckgespülten
Generation
von
Puls-Jet-Schlauch-
filtern Typ SimPulse 3CS mit 16 m langen
Filterschläuchen.
Eine
Standard
"Modulfilter"-Gestaltung
bestehend aus 4 Filtermodulen, gewährleistet
eine
Kapazität
von
mehr
als
3
5 Mio. m /h.
A.
Abbau und Austausch des vorhandenen E-Filters
durch ein neues Schlauchfilter
Die Platzverhältnisse haben für die Wahl der Filterlösung große Bedeutung. Abhängig von der
Rauchgasmenge steht die Wahl zwischen Viereck- und Rundfiltern im Modulaufbau.
Die Puls-Jet-Systeme erstrecken sich von traditionellen Hochdrucksysteme auf ausgereifte
Niederdrucksysteme mit hoher Pulsenergie. Die Niederdrucksysteme verbrauchen nur geringe
Energie, was für große Filteranlagen von ausschlaggebender Bedeutung sein kann.
Umrüstung
Schlauchfilter und Hybridfilter
B.
Umrüstung auf Schlauchfilter
(Wiederverwendung des vorhandenen Gehäuses bzw. der Stahlkonstruktionen)
Mehrere E-Filter wurden in den letzen Jahren schon auf Schlauchfilter umgerüstet und weitere
werden folgen. Entsprechend der vorhandenen Bauweise werden die inneren Teile (Sprüh- und
Niederschlagelektroden) des E-Filters demontiert und durch Filterschläuche ersetzt. Als
Endlösung gibt es in den meisten Fällen ein kundenspezifisches Layout mit einem traditionellen
Druckluftsystem und konventionellen Jet-Puls-Ventilen.
Die Besorgung einer ausreichenden Filterfläche darf eine Herausforderung darstellen, indem
das E-Filter-Gehäuse in der Regel mit reichlicher Höhe, sondern mit einer begrenzten
Querschnittfläche ausgelegt sind. In den Fällen ist die Fähigkeit, lange Filterschläuche
Druckimpuls gereinigt, entscheidungsrelevant.
C.
Umrüstung auf kombiniertes Elektro-Schlauchfilter
(Hybridfilter im vorhandenen Gehäuse)
Bei der Umrüstung eines vorhandenen E-Filters auf ein Schlauchfilter dürfte die Überlegung
nahe liegen, die Möglichkeiten einer Kombination dieser beiden Technologien zu beurteilen. Als
eine teilweise Bewahrung des E-Filters keine Riesenkosten mit sich führt und das Schlauchfilter
von einem Vorabscheider Nutzen ziehen wird, ist die Bildung eines sogenannten Hybridfilters
evident.
Im Vergleich zum Schlauchfilter alleine ergeben sich beim Hybridfilter augenfällige Vorteile:
¾
Reduzierte Staubbeladung der Filterschläuche → Verlängerung der Standzeit
¾
Niedriger Differenzdruck über den Filterschläuchen
¾
Reduzierte Filterfläche
¾
Funkenschutz
¾
Verbesserte Luftverteilung
Die E-Filter bestehen üblicherweise aus seriell zusammengestellten Feldern. Wenn möglich,
bleibt das erste Feld an der Eintrittsektion intakt und die restlichen Felder werden durch
Schlauchfilter-Modulen ersetzt.
Eine teilweise Bewahrung des Elektrofilters stellt noch größere Ansprüche für die Anpassung
des Schlauchfilters und dessen Fähigkeit, besonders lange Filterschläuche zu reinigen.
Puls-Jet Schlauchfiltertechnologie
Technologie der Zukunft
Filtertechnologie der Zukunft für die Umrüstung von E-Filtern
Simatek A/S präsentiert seit kurzem die Schlauchfiltertechnologie der Zukunft, die modernste
und ausgereiftste Technologie für den Austausch bzw. die Umrüstung der E-Filter.
Die neue Filtertechnologie überholt die bekannte Technologie in vielen Aspekten, welche für die
Umrüstung der E-Filter essentiell sind.
1.
Konventionelle Pulsventile sind durch neue Technologie ersetzt, die eine effektive
Reinigung von sehr langen Filterschläuchen sichert - typisch 16 m Schlauchlänge.
2.
Servo gesteuerter Vorschubmechanismus, wodurch die Reinigung von mehr als 10.000 m²
Filterfläche pro Pulsventil möglich ist.
3.
Bedeutende Verminderung der für die Reinigung der Filterfläche benötigten Energie.
4.
Intelligente Reinigungsfunktion, die automatisch die Puls-Energie mit dem aktuellen
Bedarf einpasst.
5.
Modulsystem für eine einfache Umrüstung fast aller Typen von E-Filtern.
SimPulse 3CS Druckpulsverteiler
Servo gesteuertes Puls-Jet-System für einfaches
Implementieren
in
vorhandene
E-Filter-Kon-
struktionen.
Das
Konzept
sichert
eine
gleichmäßige
Reinigung aller Filterschläuche mit exakt der
gleichen hohen Puls-Energie bei einem niedrigen
Spüldruck (0,3-0,5 bar).
Hybridfilter
Kombiniertes Elektro-Schlauchfilter
Hybridfilter basiert auf SimPulse 3CS Filtermodulen
Im Gegenteil zur traditionellen Filtertechnologie benötigen die Filtermodule keinen Ausbau der
vorhandenen Konstruktion, um ausreichende Filterfläche zuzuführen.
Die
SimPulse
3CS
Filtermodulen
sind
vakuumfest
und
fordert
keine
extraordinäre
Druckverstärkung des traditionellen Walk-In Plenums.
Das Konzept basiert auf Standardmodulen, die für das Implementieren in vorhandene E-Filter
nur wenig Engineering fordert.
Druckpulsverteiler
Schlauchfilter
Penthaus
E-Filter
Sprüh- und Niederschlagelektroden
Rauchgas ein
Schlauchfilter
Reingas - Walk-In Plenum
Rauchgas aus
Änderungen vorbehalten
SimPulse 3CS
Druckpulsverteiler für den Einbau in E-Filter
SimPulse Druckpulsverteiler im Modulaufbau für eine flexible und relativ einfache Integration in
elektrostatische Filter (E-Filter).
Die Druckpulsverteiler sind in 6 Standardgrößen erhältlich, die vielfältigen E-Filter Layouts bzw.
fast allen Kapazitäten entsprechen.
2 bis 6 Druckpulsverteiler-Module werden typisch im Rahmen des E-Filters die nachgefragte
Kapazität erfüllen.
5000
ca. 4000
Ø3200
Durchmesser
SimPulse 3CS Standard Druckpulsvertiler
Druckpulsverteiler
Filterfläche (m2) - bei Schlauchlänge (m)
Durchm.
Gewicht*
mm
kg
10,0
12,0
14,0
16,0
JM
400
5.600
11.900
2.011
2.413
2.815
3.217
JM
624
6.900
14.700
3.137
3.764
4.391
5.019
JM
816
7.700
16.600
4.102
4.922
5.742
6.563
JM
1008
8.600
20.000
5.067
6.080
7.093
8.107
JM
1248
9.400
24.600
6.273
7.528
8.782
10.037
JM
1488
10.200
27.300
7.480
8.975
10.471
11.967
*Ohne Schläuche und Körbe
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