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Keywords
- Aerosole (1)
- Agglomeration (1)
- Electrode Shape (1)
- Electrostatic Precipitator (1)
- Elektroabscheider (1)
- aerosol concentration (1)
- biologische Abgasreinigung (1)
- corona quenching (1)
- electrode design (1)
- electrode shape (1)
Institute
In order to help answering the question “Which electrode design is the best?”, the precipitation performance of a tubular ESP was determined for different electrode designs with special attention to specific energy consumption. Experiments were conducted in a wire-tube arrangement with a high loading of liquid submicron particles causing strong space charge effects, also known as corona quenching. The experiments are supplemented by numerical simulation results showing the effect of residence time and power consumption on separation efficiency.
Elektroabscheider bewähren sich in Rauchgasreinigung als sehr robust und zuverlässig. Allerdings werden zahlreiche und nicht immer genau bekannte Parameter für eine sichere Auslegung von Elektroabscheidern benötigt. Eine nachträgliche Veränderung der Betriebsparameter kann zur Minderung der Zuverlässigkeit eines Elektroabscheiders führen.
Das Rauchgas aus dem Stahlkonverter (HKM, Duisburg) wird in einem Nass-elektroabscheider von Partikeln befreit. Als HV-Elektroden kommen sog. „high emission electrodes“ zum Einsatz. Diese weisen eine sehr geringe Corona-Einsatz-spannung auf und erschöpfen die Leistungsreserven des HV-Trafos bereits bei mittleren Spannungen. Eine weitere Erhöhung der Spannung ist aufgrund der Strombegrenzung nicht möglich.
Eine zweistufige auf das Aerosol abgestimmte HV-Elektrode wird entwickelt und im Technikums-Maßstab ausprobiert. Diese ermöglicht eine äußerst effiziente Nutzung des Corona-Stromes. Die Aufladung von Partikeln erfolgt damit fast ausschließlich im gequenchten Bereich, in dem die Gasionen ihre Ladung fast vollständig auf die Aerosolpartikeln übertragen. Eine deutlich höhere Betriebsspannung kann erreicht werden.
Eine originale HKM Elektrode wird einer optimierten im Technikumsversuch gegenübergestellt. Der Betriebspunkt (Spannung und Strom) des HKM Elektro-abscheiders wird durch die Veränderung der Aerosol-Anzahlkonzentration und Größenverteilung nachgebildet. Abscheideleistungen bei einer typischen Betriebs-spannung sowie bei der maximalen Trafo-Leistung von 205 W pro Abscheiderohr werden erfasst. Die Versuche werden durch eigene Simulationsrechnungen unterstützt. Die Simulationsergebnisse stimmen mit den Messergebnissen sehr gut überein.
Die optimierte Elektrode bringt folgende Vorteile gegenüber der originalen Elektrode:
a) 2/3 der Energie werden bei einer gleichen Abscheidung eingespart.
b) 9-fache Verbesserung der Abscheidung bei einem gleichen Energieeintrag.
Eine technische Umsetzung der gewonnenen Kenntnisse steht in Aussicht.
In order to help answering the question “Which electrode design is the best?”, the precipitation performance of a tubular ESP was determined for different electrode designs with special attention to specific energy consumption. Experiments were conducted in a wire-tube arrangement with a high loading of liquid submicron particles. The experiments are supplemented by numerical simulation results showing the effect of residence time and power consumption on separation efficiency.
By combining the own experimental results with seemingly contradicting statements of the literature, the authors provide also some general guidelines for discharge electrode design when designing or upgrading electrostatic precipitator plants.