Elektrofilter

Der Elektrofilter (ESP) ist ein Kernreinigungsgerät, das über elektrostatische Hochspannungs-Gleichstromfelder Teertröpfchen, Feinstaub, Ölnebel und Ruß aus dem Abgas trennt. Es zeichnet sich durch eine hohe Teerentfernungseffizienz, einen geringen Luftstromwiderstand, eine hohe Temperaturbeständigkeit und recycelbare aufgefangene Materialien aus und wird häufig zur Behandlung hochviskoser, mit Teer beladener Abgase in der Kokerei-, Kohlechemie-, Warmschmiede-, Biomassekessel-, Asphalt-, Gummi- und Kohlenstoffproduktionsindustrie eingesetzt.

1. Kernfunktionsprinzip (elektrostatische Hochspannungsadsorption)

Der Reinigungsprozess erfolgt in fünf Schritten:Elektrische Feldionisation → Tröpfchenaufladung → gerichtete Migration → Adsorption und Sammlung → Schwerkraft-Ölableitung.

1. Koronaentladung und Ionisierung: Der Hochspannungsschaltschrank gibt 40–80 kV negative Gleichstromhochspannung an Koronaelektroden (Kathoden) aus und bildet mit geerdeten Sammelelektroden (Anoden) ein starkes elektrisches Feld. Die Luft im Feld wird in massive Elektronen und negative Ionen ionisiert, um eine Koronazone zu erzeugen.

2. Tröpfchenaufladung: Abgase, die Teertröpfchen (0,1–100 μm), Ölnebel und Staub enthalten, treten von unten ein. Teer- und Nebelpartikel absorbieren negative Ionen und laden sich beim Durchgang durch das elektrische Feld negativ auf.

3. Richtungswanderung: Angetrieben durch die elektrische Feldkraft bewegen sich geladene Tröpfchen schnell in Richtung geerdeter Sammelelektroden.

4. Adsorption und Sammlung: Tröpfchen haften an der Elektrodenoberfläche und setzen elektrische Ladungen frei. Wenn der angesammelte Teer eine bestimmte Dicke erreicht, fließt er durch die Schwerkraft nach unten in den Ölsumpf am Boden, wo er gesammelt und recycelt wird.

5. Reingasableitung: Gereinigtes Gas tritt oben aus und strömt in nachfolgende Entschwefelungs-, Denitrifikations- oder Ventilatorsysteme.

2. Hauptstrukturtypen (klassifiziert nach Sammelelektroden)

2.1 Wabentyp (Mainstream, hoher Wirkungsgrad und kompaktes Layout)

· Sammelelektrode: Regelmäßige sechseckige Wabenrohrbündel mit parallelen Rohrleitungen für eine gleichmäßige Luftstromverteilung.

· Koronaelektrode: Stacheldrähte oder Stahldrähte, die in der Mitte jedes Wabenrohrs installiert sind.

· Vorteile: Entfernungseffizienz ≥99,5 %, geringer Widerstand (50–150 Pa), große Gashandhabungskapazität und kompakte Struktur. Ideal für Warmschmiedewerkstätten, Biomassekessel und kleine bis mittlere Kokereien.

2.2 Rohrtyp (große Kapazität und einfache Wartung)

· Sammelelektrode: Runde Stahlrohre mit einem Innendurchmesser von 200–300 mm.

· Koronaelektrode: Aufgehängter Kathodendraht, der durch obere und untere Aufhänger in jeder Röhre befestigt ist.

· Vorteile: Hält Temperaturen bis zu 250 °C stand, verstopft nicht und lässt sich leicht von der Asche reinigen, geeignet für große Gasströme. Wird hauptsächlich in großen Kokereien und bei der Hochofengasaufbereitung eingesetzt.

2.3 Konzentrischer Zylindertyp (veraltet, geringe Durchflussrate, selten verwendet)

· Sammelelektrode: Innere und äußere konzentrische Hülsen mit in der Mitte montiertem Kathodendraht.

· Vorteile: Einfache Struktur und geringe Anfangsinvestition.

· Nachteile: Geringe Reinigungseffizienz, großer Platzbedarf und begrenzte Verarbeitungskapazität. Nach und nach ausgemustert und durch den Wabentyp ersetzt.

3. Kernvorteile

1. Ultrahohe Teerentfernungseffizienz: Teer- und Ölnebelentfernungsrate ≥99,5 %, wobei die Teerkonzentration am Auslass unter 10 mg/m³ kontrolliert wird. Es erfasst effektiv feine Tröpfchen mit einer Größe von nur 0,1 μm und übertrifft damit mechanische Ölentfernungsgeräte wie Zyklonabscheider und Filtersiebe.

2. Geringer Widerstand und Energieeinsparung: Der Luftwiderstand beträgt nur 50–150 Pa, wodurch der Stromverbrauch des Ventilators im Vergleich zu Schlauchfiltern und Wäschern um 30–50 % gesenkt wird und sich perfekt für den langfristigen Dauerbetrieb eignet.

3. Hohe Temperaturbeständigkeit für raue Bedingungen: Stabiler Betrieb bei 80–220 °C im Dauerbetrieb und Beständigkeit gegen Übergangstemperaturen bis zu 250 °C, Anpassung an Hochtemperatur-Öldämpfe aus dem Warmschmieden, hochfeuchtes Teergas aus Biomassebrennstoffen und rohes Koksofengas.

4. Antifouling und einfache Wartung: Kein verstopfendes Filtermedium. Aufgefangener Teer fließt automatisch ab, ohne dass Verbrauchsmaterialien häufig ausgetauscht werden müssen. Eine regelmäßige Dampfreinigung reicht aus, was zu geringen jährlichen Wartungskosten führt.

5. Rückgewinnbares Altöl für wirtschaftliche Vorteile: Gesammelter Teer und Altöl können als Kraftstoff oder chemische Rohstoffe recycelt werden, um Strom- und Wartungskosten auszugleichen.

6. Schützt nachgeschaltete Geräte: Fängt Teer, Ölnebel und Staub gründlich ab, um Rohrleitungsverstopfungen, Ventilatorblockaden, Beutelverschmutzung/-verbrennungen sowie Turmablagerungen und Korrosion zu verhindern. Es verlängert die Lebensdauer nachgeschalteter Geräte um das Zwei- bis Dreifache.

7. Verbessert die Werkstattumgebung und vermeidet Beschwerden: Beseitigt gelben Rauch, Ölnebel und stechenden Teergeruch und verbessert so die Sicht. Wandelt diffuse Emissionen in organisierte Ableitungen um und verhindert so Umweltstrafen und öffentliche Beschwerden.

8. Explosionsgeschützter und stabiler Betrieb: Verwendet geerdete Kathoden, versiegelte Isolierkästen und Temperaturverriegelungsgeräte, um elektrische Funken und Selbstentzündung von angesammeltem Öl zu vermeiden, sicher für Rauchgase, die Spuren brennbarer Gase enthalten.

4. Notwendigkeit einer Installation für die Warmschmiede-, Biomasse- und Kokereiindustrie

4.1 Einhaltung der Umweltvorschriften

Öldämpfe aus der Warmumformung, teerhaltiges Gas aus der Biomasseverbrennung und rohes Koksofengas sind streng regulierte Schadstoffe, darunter VOCs, Ölnebel und Feinstaub. Direkte Einleitung oder übermäßige Emissionen führen zu Geldstrafen zwischen 100.000 und 1.000.000 RMB, einer Produktionsunterbrechung oder sogar dem Widerruf der Einleitungsgenehmigungen. Das EDP ist die effizienteste Lösung gegen Teerverschmutzung und ein obligatorisches Gerät für die UVP-Genehmigung, Projektabnahme und Umweltinspektionen.

4.2 Garantiert eine normale Produktion

Hochviskoser Teer und Öl im Abgas verstopfen ohne ordnungsgemäße Behandlung leicht Rohrleitungen, beschädigen Ventilatoren und beschädigen Filterbeutel und Entschwefelungsanlagen. Fabriken müssen möglicherweise zwei- bis dreimal pro Monat wegen Reinigungsarbeiten geschlossen werden, was zu enormen Produktionsverlusten führt. Ausgestattet mit EDP läuft das gesamte System reibungslos ohne Verstopfungen oder Korrosion und steigert die Gesamtproduktionseffizienz um 15–20 %.

4.3 Kostensenkung und Gewinnwachstum

Im Vergleich zur herkömmlichen Kombination aus Filter und Aktivkohle erfordert EDP keinen regelmäßigen Austausch von Verbrauchsmaterialien. Sein Stromverbrauch beträgt nur 0,3–0,5 kWh pro 1.000 m³ behandeltes Gas. Bei einer Anlage mit einem Gasdurchfluss von 100.000 m³/h können 50–100 Tonnen Altöl pro Jahr recycelt werden. Die Einnahmen aus recyceltem Öl können die Ausrüstungsinvestitionen innerhalb von 1–2 Jahren amortisieren.

4.4 Gezielt für besondere Arbeitsbedingungen

· Warmschmieden: Bewältigt 150–300 °C heiße Öldämpfe, hochviskosen Nebel und Graphitstaub.

· Biomassekessel: Beseitigt in Kombination mit Beutelfiltern Beutelverschmutzungen, die durch hohe Luftfeuchtigkeit, Teer und Staub verursacht werden.

· Kokereiindustrie: Dient als wesentliche Vorbehandlungsausrüstung vor Gebläsen zum Schutz nachfolgender Entschwefelungs- und Debenzylierungssysteme.

4.5 Bereitet sich auf streng aktualisierte Richtlinien vor

Die Vorschriften zu VOCs, Öldämpfen und Teeremissionen werden immer strenger. Eine frühzeitige Installation gewährleistet eine einmalige Einhaltung der Vorschriften und vermeidet kostspielige Nachrüstungen in der Zukunft.

5. Fachterminologie (für Ausschreibungsunterlagen, Vorschläge und Werbung)

Grundlegende Ausrüstungsbedingungen

Elektrischer Abschreckungsabscheider (EDP), Waben-EDV, Röhren-EDV, konzentrischer Zylinder-EDV, Hochspannungs-Elektrofilter, Koronaelektrode, Sammelelektrode, Ölsumpf, Isolierkasten, Hochspannungs-Schaltschrank, Dampfreinigungsgerät

Prozess- und Technologiebedingungen

Elektrostatische Hochspannungsadsorption, Koronaentladung, elektrische Feldionisierung, Tröpfchenaufladung, gerichtete Migration, Schwerkraftdrainage, Teerabscheidung, Ölnebelreinigung, Feinstaubentfernung, Hochtemperatur-Rauchgasbehandlung, Antifouling und Antiverstopfung, Energieeinsparung bei geringem Widerstand, Altölrecycling, organisierte Emissionen, Sammlung diffuser Emissionen

Bedingungen für die Anwendungsbedingungen

Heißschmiederauch, Heißprägerauch, Teergas aus Biomassekesseln, rohes Koksofengas, Hochofengas, Asphaltrauch, Gummivulkanisationsabgase, Kohlenstoffkalzinierungsrauchgas, hochviskose ölhaltige Abgase, staubbeladene Rauchgase mit hoher Temperatur

Compliance- und Wertbedingungen

Ölrauch-Konformität, VOC-Emissionsreduzierung, Feinstaub-Konformität, UVP-Annahme, Einleitungsgenehmigung, Umweltinspektion, grüne Fabrik, sauberere Produktion, Gesundheit am Arbeitsplatz, Beschwerdeprävention, Produktionssicherung, Kostensenkung und Effizienzsteigerung, Explosionsschutz

6. Typische Systemkonfigurationen für Warmschmiede- und Biomassekessel

6.1 Produktionslinie für Warmschmiedemaschinen (4–10 Einheiten, hoher Ölnebel)

Luftsammlung → Flammensperre und Kühlvorrichtung → Waben-EDV → Aktivkohleadsorption → Saugzugventilator → 15 m Schornstein

Wirkung: Auslassölnebel ≤5 mg/m³, VOCs vollständig konform, rauchfreie Werkstatt und keine öffentlichen Beschwerden.

6.2 System für 10–20 t/h Biomassekessel (hohe Luftfeuchtigkeit und hoher Teergehalt)

Zyklon-Vorentstauber → Waben-EDV → PPS/PTFE-Beutelfilter → SDS-Entschwefelungssystem → Saugzugventilator → Schornstein

Wirkung: Verhindert wirksam Beutelverschmutzung, Auslassstaub ≤10 mg/m³, vollständige Teerentfernung und langfristig stabiler Betrieb.