Natte Elektrofilter

Synoniemen, afkortingen en/of procesnamen

—  Natte E-filter
—  Natte ESP
—  Natte elektrostatische precipitator

Verwijderde componenten

—  Stof, deeltjes, aërosolen

Principeschema

Procesbeschrijving

De natte elektrofilter werkt grotendeels volgens hetzelfde principe als de droge elektrofilter, maar is specifiek ontwikkeld om ook voor wateroplosbare aërosolen, die moeilijker afscheidbaar zijn met een droge elektrofilter, een hoog rendement te halen.

Bij toepassing van een nat elektrofilter moet de aangevoerde lucht in een voorafgaande stap worden verzadigd met waterdamp.

Het gevangen stof wordt met behulp van een spoelvloeistof verwijderd. Dit gebeurt door de filter periodiek te sproeien of door afvangst van de druppels uit de aangevoerde gasstroom. In beide gevallen bewegen de vloeistofdruppels onder invloed van het elektrisch veld naar de collector-elektrode zodat op de elektrode een zich naar beneden bewegende vloeistof film ontstaat.

Bij stofverwijdering door het insproeien van water wordt dit probleem verholpen waardoor dit vaker wordt toegepast. Deze methode heeft als nadeel dat door het insproeien relatief grote druppels ontstaan, zelfs bij een nevelsproeier ligt dit in de orde van 30 - 200 µm. Hierdoor moet de toegepaste hoogspanning ten opzichte van een droog elektrofilter met 20 à 25 % worden verminderd om te voorkomen dat het elektrisch veld bij sterke elektrische overslagen tijdelijk totaal verdwijnt. Bij natte elektrofilters wordt om deze reden nagenoeg altijd intermitterend gesproeid, of worden meerdere filters in serie geplaatst. Door het intermitterend sproeien zal het afscheidingsrendement een periodieke verslechtering te zien geven. 

Varianten  

De condensatie elektrofilter is te beschouwen als een uitgebreide versie van de natte elektrofilter. De condensatie elektrofilter is ontwikkeld om een hogere afscheidingsgraad te bekomen voor aërosolen. Hierbij wordt door koeling van de collector-elektrode een homogene vloeistoffilm op de collector-elektrode verkregen. De filter wordt veelal opgebouwd als een set pijpfilters in een gekoelde mantel.

Bij een hoge veldspanning wordt ononderbroken een hoog afscheidingsrendement behaald.

Werkingsgraad

Het verwijderingsrendement is 97 - >99 % afhankelijk van de deeltjesgrootte.

Lage restemissies zijn mogelijk, afhankelijk van de toepassing

Bij de stofverwijdering door afvangst met behulp van druppels is het in praktijk soms moeilijk om een homogene film op de collector-elektrode te handhaven. Hierdoor kunnen er droge plekken ontstaan met als gevolg een teruglopend rendement.

Randvoorwaarden

—  Debiet:                               1 800 – 900 000 Nm3/h
—  Temperatuur:                    < 80 °C
—  Inkomend stofgehalte:    1 - 110 g/Nm3

Hulpstoffen

Spoelwater: het verbruik kan geminimaliseerd worden door zuivering en recirculatie

Milieu-aspecten

Afgevangen stof samen met de spoelvloeistof als afvalwaterstroom

Energieverbruik

Het energieverbruik varieert tussen 0,17 – 0,35 kWh per 1 000 Nm3 afhankelijk van de uitvoering. Bijkomend moet er een verbruik van 0,17 – 0,5 kWh voor de ventilator worden ingerekend [5].

Kostprijs

  • Investering
    — 
    De investeringskost is ca. drie maal hoger dan voor een droge elektrofilter en bedraagt 60 tot 300 EUR per m3
         
    voor systemen van 30°000 – 200 000 m3/h. [1,2]
  • Werkingskosten
    — 
    Personeelskosten:         ca. 0,25 mu/dag
    —  Hulp & reststoffen:          het afgescheiden stof moet worden ontwaterd en afgevoerd. Het water dient te worden
          behandeld alvorens het wordt geloosd. De transportkosten van het afgescheiden stof is afhankelijk van de
          aard van de reststof.
                                                 * Inert: ca. 75 EUR/ton
                                                 * Chemisch: 150 – 250 EUR/ton         

    —  Operationele kost: 0,05 – 0,1 EUR per 1 000 Nm³/h voor systemen groter dan 50 000 m3/h.

Voor- en nadelen

  • Voordelen
    —
      de natte elektrofilter is ontwikkeld voor de afscheiding van wateroplosbare aërosolen. Er worden hiermee hoge
          afscheidingsrendementen behaald.
    —  laag energieverbruik door het vrijwel niet optreden van elektrische overslagen;
    —  het systeem kan in modulen worden geïnstalleerd;
    —  door de gelijktijdige temperatuursverlaging zal een afscheiding plaatsvinden van vluchtige metalen zoals kwik;
    —  er vindt nog gedeeltelijke afscheiding van zure gassen plaats;
    —  een zeer hoog rendement voor sub-microndeeltjes;
    —  bij een hoge veldspanning (>50 kV) is de afscheiding vrijwel onafhankelijk van de verblijftijd zodat compacte
          bouw mogelijk wordt.
  • Nadelen
    — 
    er komt een te behandelen afvalwaterstroom vrij;
    —  de filter heeft een groot gewicht;
    —  bij de condensatie elektrofilter moet het dauwpunt van de te behandelen gasstroom voldoende hoog zijn om
          een effectieve condensatie te kunnen bereiken. Gesteld wordt dat afkoeling van enkele graden voldoende is
          om een filmdikte van 50 tot 150 µm te bereiken;
    —  het gebruik van koelwater is noodzakelijk;
    —  bij agressieve rookgascomponenten moet de filter in kunststof worden uitgevoerd;
    —  behandeling van het waswater is noodzakelijk;
    —  er is minder praktijkervaring t.o.v. de droge elektrofilter;
    —  minder geschikt voor hoge stofbelastingen;
    —  onzekerheid betreffende reststofemissies;
    —  hoge investeringskosten;
    —  weinig praktijkervaring.

Toepassingen

Wordt gebruikt als aërosolfilter en kwikafscheidingsstap bij afvalverbrandingsinstallaties.

Referenties

  1. Factsheets luchtemissie beperkende technieken, www.infomil.nl, Infomil
  2. Common waste water and waste gas treatment and management systems in the chemical sector. BREF document, European IPPC Bureau, http://eippcb.jrc.es
  3. Elslander H., De Fré R., Geuzens P., Wevers M. (1993). Vergelijkende evaluatie van mogelijke gasreinigingssystemen voor huisvuilverbranding. In: Energie &  Milieu, 9
  4. Werkboek milieumaatregelen: “Metaal- en elektrotechnische industrie” (1998 ). VNG uitgeverij
  5. Leveranciersinfo