Droge Elektrostatisch filter

Een droge elektrostatische filter is een apparaat dat door middel van elektrische velden deeltjes lading geeft en uit een gasstroom onttrekt naar verzamelelektroden. Het elektrofilter kent zowel voor- als nadelen voor het milieu.

Toepasbaarheid

De voornaamste toepassingsgebieden van het droge elektrostatische filter zijn complexe grote rookgasreinigingssystemen in energiecentrales en afvalverbrandingsinstallaties.

Componenten

Verwijderde componenten	Verwijderingsefficiëntie¹, %	Restemissie, mg/m₀³	Validatiekengetal
Stof, aerosolen PM₁ PM₂ PM₅	>97 >98 >99,9	5 – 20	3

Verwijderde componenten

Verwijderingsefficiëntie¹, %

Restemissie,

mg/m₀³

Validatiekengetal

Stof, aerosolen

PM₁

PM₂

PM₅

>97

>98

>99,9

5 – 20

3

¹ Afhankelijk van de specifieke configuratie en bedrijfscondities. Waarden zijn in principe gebaseerd op halfuurgemiddelde waarden.

Randvoorwaarden

Debiet, m₀³/uur	360.000 – 2.000.000 (plaatfilter) 1.800 – 180.000 (pijpfilter)
Temperatuur, °C	≤700
Druk	Atmosferisch
Drukval, mbar	0,5 – 3
Stof, mg/m₀³	2 - 110 (plaatfilter) 1 – 10 (pijpfilter)

Beschrijving

Een droge elektrostatische filter is een apparaat dat door middel van elektrische velden deeltjes lading geeft (ionisatie) en uit een gasstroom onttrekt naar verzamelelektroden. De afgescheiden deeltjes vallen door de zwaartekracht of, zoals bij vaste stoffen, door periodiek kloppen of trillen van de verzamelelektroden en komen in een stortbunker terecht.

Er zijn twee typen droge elektrostatische filters:

de plaatfilter waar het gas horizontaal langs plaatmateriaal wordt gevoerd
de pijpfilter waarbij het gas verticaal door buizen wordt gevoerd

Principeschema

Electrostatische filter

Financiële aspecten

Investeringen, EUR/1.000 m₀³/uur	10.000 – 30.000 (voor systemen van 30.000 – 200.000 m₀³/uur)¹
Operationele kosten, EUR/1.000 m₀³/uur	0,05 – 0,1 (voor systemen > 50.000 m₀³/uur)
Personeel, uur/dag	circa 0,25 (onderhoud elektrodes)
Hulp en reststoffen, EUR/ton	Verwerkingskosten van het afgescheiden stof zijn afhankelijk van de aard van de reststof. Bij recycling: 0 Inert niet gevaarlijk afval: circa 75 Gevaarlijk afval: 150 – 250
Energieverbruik, kW/1.000 m₀³/uur	0,2 - 1
Kostenbepalende parameters	Debiet, stofconcentratie, rendement
Baten	Gebruik afgescheiden stof

¹Kosten kunnen hoger uitpakken wanneer in verband met de aard van de af te vangen stoffen het systeem in, bijvoorbeeld roestvast staal of titanium, uitgevoerd dient te worden.

Uitgebreide beschrijving

Varianten

Het tweetraps elektrofilter is opgebouwd uit twee compartimenten, waarbij in het eerste compartiment de ionisatie (lading geven) van deeltjes plaatsvindt en in het tweede compartiment de deeltjes worden afgevangen en verzameld. Het tweetraps elektrofilter kent geen natuurlijk vervangingsmoment.

Installatie: ontwerp en onderhoud

materiaalkeuze: staal
dimensioneringsgrondslag: debiet, gassnelheid in filter (0,6 – 1 m/s)
inhoud (m³/1.000 m₀³/uur): 1,4 – 2,8

Constructieve aspecten

Een elektrofilter bestaat uit één of meer kamers waarover het te reinigen gas gelijkmatig wordt verdeeld. Dit gebeurt door middel van een gasverdeelscherm. Het systeem is opgebouwd uit een aantal onafhankelijk van elkaar werkende en in serie geplaatste velden. Het eerste veld verwijdert het grootste deel van het stof, terwijl de laatste velden er zijn om restemissies laag te houden. Onafhankelijke regelbare velden genieten de voorkeur vanwege de bedrijfszekerheid, ieder van deze velden dient met een eigen stoftrechter uitgevoerd te zijn.

Reiniging van elektrodes

Door het kloppen van de elektrodes kan het afgevangen stof worden verzameld in de stoftrechter. Als te veel platen tegelijk worden gereinigd zal de restemissie tijdelijk hoger zijn. Het is dus gunstig om het aantal simultaan geklopte elektrodes te beperken.

De platen moeten regelmatig geklopt worden om te voorkomen dat de vliegaslaag te dik wordt, waardoor de efficiëntie afneemt. Als te vaak geklopt wordt, dan wordt de vliegaslaag niet voldoende dik, breekt in stukken en wordt de vliegaslaag meegenomen in de gasstroom. De configuratie van de platen is in dit verband belangrijk, waarbij zones met geringe gassnelheid en de hoogte/breedte verhouding van de platen bepalend zijn voor een goed rendement.

Onderhoud

Elektrofilters zijn relatief gevoelig voor onderhoud en juiste afstellingen. In het bijzonder de afvoer van stof en het klopmechanisme kunnen voor extra onderhoud zorgen.

Monitoring

De werking van het filter kan worden gecontroleerd door het meten van de deeltjesconcentratie in het effluentgas. Dit kan met behulp van bijvoorbeeld een isokinetische monstername en UV/doorschijnendheidsmeter. Voor details wordt hier naar de NeR paragraaf 3.7 en bijlage 4.7 verwezen. Het systeem zelf moet regelmatig gecontroleerd worden op corrosie van de elektroden en het isolatiemateriaal. Dit filter kent geen hulpstoffen.

Voor- en nadelen milieu

Specifieke voordelen

zeer hoog rendement (ook voor kleine deeltjes)
stof kan droog worden afgescheiden, dit biedt de mogelijkheid tot hergebruik
geschikt voor zeer grote gasstromen
geschikt voor hoge temperaturen
het rendement van elektrofilters kan door aanbouw van meerdere velden of zones worden vergroot
lage drukvallen

Specifieke nadelen

minder geschikt voor processen met variabele gasstromen, temperaturen en stofconcentratie. Dit kan door automatische regelingen gedeeltelijk worden opgevangen. Variabele bedrijfsomstandigheden zijn geen probleem als de installatie is ontworpen op de meest ernstige situatie
gevoelig voor onderhoud en juiste afstellingen
explosiegevaar bij brandbaar stof (zoals roet)
reinigingscapaciteit is afhankelijk van de geleidbaarheid van de af te scheiden deeltjes
neemt veel ruimte in beslag

Cross Media Effects

Het afgevangen stof kan afhankelijk van de aard worden hergebruikt als, bijvoorbeeld vulmiddel in de asfalt- en cementsector. Of het afgevangen stof moet als afval worden verwerkt.