DE202016000775U1 - Spülluftheizung für lsolatoren von Elektrofiltern zur Entstaubung von partikelhaltigen Gasen - Google Patents
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Abstract
Spülluftheizung für Isolatoren von Kompaktelektrofiltern dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlisolator eines Elektrofilters mit warmer Spülluft so durchströmt wird, dass eine Kondensation von Feuchtigkeit aus Rauchgasen bzw. eine Ablagerung von Partikeln an der Oberfläche des Isolators sicher vermieden wird.
Description
- Der Stand der Technik bei der Verfeuerung von Biomasse in kleinen dezentralen Feuerungsanlagen ist derzeit, dass mangels geeigneter Filteranlagen umweltschädliche Feinstäube emittiert werden. Ab 2015 verlangt der Gesetzgeber im Rahmen der novellierten 1. Bundesimmissionsschutzverordnung relative strenge Staubgrenzwerte für Biomassekessel ab einer Nennleistung von 4 kW für neue Heizkessel. Der Grenzwert für Staub von 20 mg/m3 wird in den allermeisten Fällen nur mit Hilfe zusätzlicher Filteranlagen eingehalten werden können.
- Stand der Technik sind kleine Elektrofilteranlagen, wie sie sich auch bei großen Feuerungsanlagen (Kohlekraftwerke, Biomasseheizkraftwerke) schon bewährt haben. Im Unterschied zu großen Feuerungen werden kleine Heizkessel für Biomasse unter Umständen mehrmals pro Tag an- und abgefahren. Ist der Elektrofilter kalt, findet in ihm eine Kondensation der im Rauchgas enthaltenen Feuchtigkeit statt. Da in der Startphase eines Biomassekessels die Konzentration von Staub und Ruß besonders hoch ist, besteht die Gefahr, dass die Isolatoren des Elektrofilters (zur Isolation der unter negativer Hochspannung stehenden negativen Sprühelektroden gegenüber dem positiv geladenen Gehäuse) verschmutzt werden. Bereits nach einem oder wenigen Anfahrvorgängen kann ein Isolator, der mit einer Schicht aus elektrisch leitenden Rußpartikeln überzogen ist, seine Funktion nicht mehr erfüllen. Es kommt zu Kriechströmen bis hin zu Durchschlägen am Isolator. Der Elektrofilter kann keine Stäube mehr abscheiden und muss gewartet werden.
- Der Erfindung liegt die Idee zu Grunde, den Isolator bereits beim Starten des Heizkessels mit einem warmen Spülluftstrom gegenüber auskondensierender Feuchtigkeit und Rußpartikeln abzuschirmen. Die Spülluft wird dazu auf eine Temperatur oberhalb der Taupunkttemperatur des Rauchgases (ca. 60–80°C) aufgeheizt. Die Aufheizung der Spülluft muss natürlich möglichst energiesparend erfolgen. Dazu wird die Spülluft nur für eine ganz kurze Startphase elektrisch beheizt und anschließend durch Eigenwärme des Rauchgases kontinuierlich aufgeheizt. Es ist dann keine Fremdenergie mehr erforderlich.
- In der Zeichnung dieser Anlage ist das Funktionsschema der Spülluftheizung für einen Isolator eines Elektrofilters dargestellt. Das Rauchgas aus dem Biomasseheizkessel tritt am Eintrittsstutzen (
1 ) in den Elektrofilter ein. Am Austrittsstutzen (2 ) verlässt das von Staub gereinigte Rauchgas den Elektrofilter und wird über das Saugzuggebläse (16 ) der Kaminanlage zugeführt. Die Partikel im Rauchgas werden durch die Sprühelekroden (4 ) negativ aufgeladen und im elektrischen Feld zwischen Sprühelektroden (4 ) und positiv geladenen Abscheideplatten (3 ) beschleunigt und schließlich abgeschieden. Die in der Zeichnung dargestellten Hohlisolatoren (5 ) haben die Aufgabe, die an der Halterung (6 ) für die Sprühelektroden (4 ) angelegte negative Hochspannung sicher gegenüber dem Gehäuse (15 ) und den Abscheideplatten (3 ) (beide sind positiv geladen und mit der Masse verbunden) elektrisch zu isolieren. - Durch die Hohlisolatoren (
5 ) wird ein warmer Luftstrom (14 ) geführt, der das Auskondensieren von Feuchtigkeit sowie ein Ablagern von Rußpartikeln im Isolator sicher verhindert. Die warme Spülluft wird dadurch gewonnen, dass an der Stelle (11 ) Luft aus der Umgebung in den auf dem Gehäuse (15 ) befestigten Luftkanal (7 ) gesaugt wird. Durch Wärmeübertragung vom heißen Gehäuse (15 ) des Elektrofilters auf den Luftkanal (7 ) heizt sich die Luft auf und strömt durch das Luftzufuhrrohr (8 ) in die Isolatorhaube (10 ) des Elektrofilters ein. Die Isolatorhaube (10 ) umhüllt die Isolatoren (5 ) und sorgt dafür, dass die warme Luft (12 ) durch die Bohrungen (13 ) in der Halteplatte (6 ) strömt. Die Bohrungen (13 ) sind so gestaltet, dass die Luft gleichmäßig auf die Oberfläche des Isolators verteilt wird und dass der Volumenstrom der warmen Luft so eingestellt wird, dass eine ausreichende Spülung des Isolators gewährleistet ist. - Da in der Startphase des Heizkessels das Gehäuse des Elektrofilters noch kalt ist, würde keine Aufheizung der Luft im Luftkanal (
7 ) erfolgen. Hierzu ist ein elektrisches Heizelement (9 ) in das Luftzufuhrrohr (8 ) eingebaut, das für eine Mindestlufttemperatur sorgt. Ist das Gehäuse des Elektrofilters (15 ) im Laufe der Startphase durch die Energie des eintretenden Rauchgases dann ausreichend aufgewärmt worden, kann eine automatische Abschaltung des Heizelements erfolgen. Die Luft wird dann ohne Fremdenergie alleine durch die Abwärme vom Gehäuse aufgeheizt. - Die Förderung des Spülluftstroms erfolgt ausschließlich durch den am Elektrofilter anliegenden Unterdruck gegenüber der Umgebung. Bei der Anwendung des vorgestellten Prinzips wird der Elektrofilter direkt an dem Rauchgasstutzen des Heizkessels angeschlossen und das Saugzuggebläse (
16 ) des Heizkessels wird hinter dem Elektrofilter in den Rauchgasstrom eingebaut. - Alternativ zu den in der Zeichnung dargestellten Hohlisolatoren kann das erfindungsgemäße Prinzip auch zur äußeren Umspülung mit warmer Luft von Vollisolatoren eingesetzt werden.
Claims (10)
- Spülluftheizung für Isolatoren von Kompaktelektrofiltern dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlisolator eines Elektrofilters mit warmer Spülluft so durchströmt wird, dass eine Kondensation von Feuchtigkeit aus Rauchgasen bzw. eine Ablagerung von Partikeln an der Oberfläche des Isolators sicher vermieden wird.
- Spülluftheizung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Isolator eines Elektrofilters mit warmer Spülluft so umströmt wird, dass eine Kondensation von Feuchtigkeit aus Rauchgasen bzw. eine Ablagerung von Partikeln an der Oberfläche des Isolators sicher vermieden wird.
- Spülluftheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülluft durch Wärmeübertragung vom heißen Rauchgas, das den Elektrofilter durchströmt, aufgeheizt wird.
- Spülluftheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülluft mit einer Zusatzheizquelle (vorteilhaft mittels elektrischem Heizstab oder Wärme aus dem Heizkreislauf des Kessels) aufgeheizt wird, wenn die Temperatur des einströmenden Rauchgases nicht ausreichend hoch ist
- Spülluftheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülluft vorteilhafterweise mindestens auf eine Temperatur oberhalb der Taupunkttemperatur des Rauchgases aufgeheizt wird.
- Spülluftheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spühlluftstrom so verteilt wird, dass eine gleichmäßige Beaufschlagung der gesamten Oberfläche des Isolators.
- Spülluftheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülluftvolumenstrom so gewählt wird, dass eine sichere Vermeidung von Kondesatbildung und Partikelniederschlag auf dem Isolator erreicht wird.
- Spülluftheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzheizquelle in Abhängigkeit der geforderten Spülluftmindesttemperatur automatisch an- und abgeschaltet wird.
- Spülluftheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei hoher Staubbelastung der Raumluft im Aufstellungsraum des Elektrofilters die Spülluft vor Eintritt in den Wärmeübertrager am Elektrofilter gefiltert wird um eine raumluftseitige Verschmutzung der Isolatoren zu verhindern.
- Spülluftheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Luftzufuhrleitung zur Isolatorhaube optional eine Rückschlagklappe integriert wird, um den Rauchgasaustritt im Fall des Ausfalls des Saugzuggebläses zu verhindern.
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| CN109821657A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-05-31 | 华南理工大学 | 燃煤电厂电除尘器绝缘子室的吹扫装置 |
| CN110860378A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-03-06 | 福建龙净脱硫脱硝工程有限公司 | 一种电除尘器用热风吹扫系统 |
| CN114985107A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-09-02 | 西安西矿环保科技有限公司 | 保温箱吹扫装置及其吹扫方法、电除尘器 |
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2016
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