DE1963715A1

DE1963715A1 - Prevention of adherent deposits and corro- - sion in electrostatic precipitators

Info

Publication number: DE1963715A1
Application number: DE19691963715
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Luge
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1969-12-19
Filing date: 1969-12-19
Publication date: 1971-06-24

Abstract

Prevention of adherent deposits and corrosion as well as damage due to cold embrittlement to the interior of electrostatic precipitators during start-up and shut-down by measuring the temp. of the internal equipment by an electrical temp. senser and establishing from the resultant temp. signals the points for switching the high tension supply and/or the striker equipment of the electrical precipitator on or off.

Description

Verfahren zur Vermeidung von Schäden an elektrostatischen Staubabs¢heidern,-Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von festhaftenden Staubbelägen und Korrosion sowie von Schäden durch Kaltversprödung an der Inneneinrichtung von elektrostatischen Staubabsoheidern beim An- und Abfahren. Procedure to prevent damage to electrostatic dust collectors, -The The invention relates to a method for avoiding adhering dust deposits and Corrosion and damage from cold embrittlement to interior fittings from electrostatic Dust absorbers when starting and stopping.

Bei eiektrostatischen Staubabscheidern werden oft - inßbesondere bei häufigem An- und Abfahren der Anlagen oder bei Betriebsstillständen - schon nach relativ kurzer Zeit auf der Inneneinrichtung der Entstauber - vorzugsweise auf den dünnen Niederechlagselektroden - festhaftende Staubbeläge und eine anomale Verschmutzung des Filters sowie eine verstärkte Korrosion festgestellt. Durch diese Erscheinung wird die Abscheideleistung der Filter beeinträchtigt und die Lebensdauer der Innenausrüstung sowie des Gehäuses wesentlich verringert. In kalten Zonen tritt bei längeren Betriebsatillständen eine Kaltversprödung des Materials ein. Bei einer Erschütterung des Materials, z*B. durch die Klopfeinrichtung, kann es zu Rissen und Sprödbrüchen kommen.In electrostatic dust collectors are often - especially with frequent start-up and shutdown of the systems or during operational shutdowns - after relatively short time on the interior of the dust extractor - preferably on the thin low-impact electrodes - sticky dust deposits and anomalous pollution of the filter and increased corrosion. Through this appearance the separation efficiency of the filters and the service life of the interior equipment are impaired and the housing is significantly reduced. In cold zones, this occurs during longer operational shutdowns cold embrittlement of the material. If the material is shaken, e.g. the knocking device can cause cracks and brittle fractures.

Zweck der Erfindung ist es, die Inneneinrichtung vor diesen Schäden zu schützen oder diese zu vermindern.The purpose of the invention is to protect the interior from this damage to protect or reduce them.

Die Ursachen solcher anomalen Verschmutzungen werden darin gesehen, dass die Filter bei jedem Betriebsstillstand auskühlen, danach im kalten Zustand angefahren werden und dabei der Wasser- bzw Säuretaupunkt des Gases dure.hlaufen werden muss. Hierbei bildet sich Kondensat auf den kälteren Flächen der Innenausrüstung, und bei entsprechenden Gehalten an H2SO4 oder HC1 usw. im Gas führt das saure Kondensat zu einer verstärkten Korrosion.The causes of such abnormal pollution are seen in that the filters cool down with every standstill, then when they are cold are approached and the water or acid dew point of the gas is running must become. This forms condensate on the colder surfaces of the interior equipment, and with corresponding contents of H2SO4 or HC1 etc. in the gas, the acidic condensate leads increased corrosion.

Da es das Bestreben eines jeden Betriebsmannes ist, die Hochspasmung in einem elektrostatischen Entstauber so fritz wie möglich einzuschalten, um den sichtbaren Staubauswurf mUglichst zu vermindern, wird oft schon kurz nach überschreiten der Taupunkttemperatur des Gases die Hochspannung einigesehaltet. Sie wird eingeschaltet zu einem Zeitpuiikt, an dem die Inneneinrichtung des Filters noch nicht vollständing trocken ist, insbesondere bei Stäuben mit hycraullischem Charakter, wie es beispielsweise in manchen Müllverbrennungsanlagen oder Zementanlagen der Bal~§ ist. Dann bindet der Staub auf der nassen Niederschlagselektrode ab und bildet harte GrundverschmutzungenT Diese lassen sich nicht mehr mit normalen Mitteln, durch Klopfen oder Rütteln der Niederschlagselektrode, abreinigen, sondern nur durch Sandstrahlen oder Abwaschen während eines längeren Betriebsstillstandes. Wiederholt sich der Anfahr- oder Abfahrvorgang sehr oft, so bilden sich harte Staubschichten bevorzugt in den kältesten Bereichen der Innenausrüstungen und führen zu einer Verminderung der hbscheideleistung.Since it is the endeavor of every manager, the high voltage turn on as fritz as possible in an electrostatic dust extractor to get the To reduce the visible dust ejection as much as possible, is often already shortly after exceeded the dew point temperature of the gas kept the high voltage somewhat. It is turned on at a time when the interior of the filter is not yet complete is dry, especially in the case of dusts with a hycraullic character, such as for example in some waste incineration plants or cement plants the Bal ~ § is. Then binds the dust falls on the wet collecting electrode and forms hard basic dirt T. This can no longer be done with normal means, by knocking or shaking the Precipitation electrode, clean only by sandblasting or washing off during a long shutdown. The approach or retraction process is repeated very often, hard layers of dust tend to form in the coldest areas the interior fittings and lead to a reduction in the separation efficiency.

Es ist bekannt nach dem deutschen Patent 451 227, durch elektrische Beheizung von Filterkammern diese auf Temperaturen über dem Taupunkt des Gases aufzuheizen. Man hat auch schon versucht, die Elektroden durch Niederspannungsstrom zu beheizen oder mit Dampf oder heissen Gasen so hoch aufzuwärmen, dass sich kein Kondensat auf den Niederschlagselektroden bilden kann. Abgesehen von dem hohen Energieaufwand zur Beheizung, haben sich solche Maßnahmen jedoch nicht als ausreichend erwiesen. Ein Feuchtwerden der Inneneinrichtung wahrend des An- oder Abfahrens lässt sich praktisch nicht vermeiden. Diese Probleme treten in verstärktem Maße in solchen Gegenden auf, z.B. Polarzonen, in denen während des 3etriebsstillstandes die Inneneinrichtung so stark auskühlen kann, dass bei einem Klopfschlag zur Erschlitterung der Elektroden und zur Abreinigung des Staubes von den Niederschlagselektroden die Klopfelemente sowie die Elektroden durch Sprödbruch zerstört werden. In diesem Fall dauert es besonders lange, bis die Materialtemperatur der Inneneinrichtung auf die Temperatur des Abgases kommt bzw. wesentlich über dem Wasser- oder Säuretaupunkt liegt.It is known from German Patent 451 227, by electrical Heating of filter chambers to heat them to temperatures above the dew point of the gas. Attempts have also been made to power the electrodes with low-voltage electricity to heat or warm up with steam or hot gases to such an extent that no condensate forms can form on the collecting electrodes. Apart from the high energy expenditure for heating, however, such measures have not proven to be sufficient. The interior fittings can become damp during startup or shutdown practically impossible to avoid. These problems are exacerbated in such Areas, e.g. polar zones, in which the interior fittings are kept during the shutdown can cool down so much that a knocking blow causes the electrodes to slide and the knocking elements to clean the dust from the collecting electrodes as well as the electrodes are destroyed by brittle fracture. In this case it takes time especially long until the material temperature of the interior decoration reaches the temperature of the exhaust gas or is significantly above the water or acid dew point.

Im allgemeinen wird in den Betriebsanweisungen von Elektrofiltern angegeben, dass die Hochspannung erst nach Erreichen einer bestimmten Gastemperatur eingeschaltet werden soll. Dabei dachte man vor allem an den Schutz der Hochspannungsisolatoren vor Peuchtigkeit. Heute werden jedoch meist Zusatzheizungen für die Isolatoren verwendet, so dass sehr oft nach Erreichen der aupunkttemperatur im Abgas hinter den elektrostatisohen Staubabscheidern die Hochspannung bei noch feuchter Innenausrstung eingeschaltet wird.In general, the operating instructions for electrostatic precipitators indicated that the high voltage only after reaching a certain gas temperature should be switched on. The main consideration was the protection of the high-voltage insulators of dampness. Today, however, additional heaters are mostly used for the insulators, so that very often after reaching the peak temperature in the exhaust gas behind the electrostatic Dust separators switched on the high voltage when the interior equipment is still damp will.

Hier setzt nun die Erfindung ein, die sich zur Aufgabe gemacht hat, die Bildung von Sesthaftonden Staubbelägen zu verhindern oder zu verringern und frühzeitige torrosionsschäden sowie Schäden durch Kaltversprödung an der Inneneinrichtung zu vermeiden.This is where the invention comes in, which has set itself the task of to prevent or reduce the formation of stick probes and early corrosion damage as well as damage from cold embrittlement to the interior to avoid.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Materialtemperatur der Inneneinrichtung von mindestens einem Temperaturfühler gemessen und über Temperatursignale der Ein- und Ausschaltungszeitpunkt der Hochspannungsversorgung und/oder der Elopfvorri¢htung des Staubabscheiders festgelegt wird.According to the invention, this object is achieved in that the material temperature the interior equipment measured by at least one temperature sensor and via temperature signals the switch-on and switch-off time of the high-voltage supply and / or the knocking device of the dust collector is determined.

Der Vorteil dieser Maßnahme liegt darin, dass nun automatisch erst nach Erreichen einer vorgegebenen Temperatur die Hochspannungsversorgung eingeschaltet werden kann und es nicht mehr in das Belieben des Betriebsmannes gestellt ist, die Hochspannung einzuschalten, bevor die Verriegelung aufgehoben ist. Man hat festgestellt, dass die Temperaturverteilung am Anfang und Ende eines elektrostatischen Staubabscheiders, sowohl über die Zeit als auch über den Filterquerschnitt gesehen, große Unterschiede aufweist. Die niedrigsten Materialtemperaturen de-r Inneneinrichtung werden oft am unteren hinteren Ende des Niederschlagselektrodenfeldes gemessen. Es ist zweckmässig, mehrere Thermofühler über dem Silterquerschnitt am Filterende anzuordnen, weil dann die Stellen der niedrigsten Temperatur besser erkannt werden können. Wird die Hochspannung zu früh eingeschaltet, dann treten bevorzugt an diesen Stellen besonders starke Verschmutzungen auf, die entfallen, wenn die Hochspannung ausgeschaltet bleibt, weil dann der Staub von dem Gas mit ausgetragen wird und keine Veranlassung besteht, daß sich Staub auf den Niederschlagselektroden ablagert. Die Anpassung der Naterialtemperatur an die Gas temperatur erfolgt teilweise mit einer beträchtlichen zeitlichen Verzögerung, die nun durch einen auf der Inneneinrichtung befestigten Temperaturfühler gemessen-wird, wobei gleichzeitig dieses Temperatursignal über einen Regler oder in bekannter Weise die Hochspannungsversorgung freigibt oder sperrt.The advantage of this measure is that only now automatically after reaching a specified temperature, the high-voltage supply is switched on and it is no longer at the discretion of the manager who Switch on high voltage before the interlock is released. It has been found that the temperature distribution at the beginning and end of an electrostatic dust collector, Considered both over time and over the filter cross-section, big differences having. The lowest material temperatures of the interior are often measured at the lower rear end of the collecting electrode field. It is useful to arrange several thermal sensors over the filter cross-section at the end of the filter, because then the points of lowest temperature can be better recognized. Will the high voltage switched on too early, then particularly strong ones occur in these areas Soiling that does not apply if the high voltage remains switched off, because then the dust is carried out with the gas and there is no cause that dust is deposited on the collecting electrodes. The adjustment of the material temperature the gas temperature sometimes takes place with a considerable time lag, which is now measured by a temperature sensor attached to the interior, at the same time this temperature signal via a controller or in a known manner enables or disables the high voltage supply.

Nach einer weiteren erfindungsgemässen Ausgestaltung des Verfahrens wird die Hochspannungsversorgung des Staubabscheiders erst dann ein- oder ausgeschaltet, wenn die Materialtemperatur der Inneneinrichtung eine vorbestimmte Temperaturdifferenz über dem Säure- oder Wasßertaupunkt des Gases erreicht hat.According to a further embodiment of the method according to the invention the high voltage supply of the dust collector is only switched on or off, when the material temperature of the interior equipment is a predetermined temperature difference has reached above the acid or water dew point of the gas.

Bringt man beispielsweise ein Thermoelement mit seinen abgeschirmten Zuführungsleitungen in das feldfreie Innere des Ringraumes einer Niederschlagselektrode und schweisst oder schraubt dieses Thermoelement in die Wand der Niederscblagselektrode ein, dann benimmt es sich wie ein Thermometer, das die Feuchttemperatur eines Aspirationspsyohrometers misst, dh. es zeigt über längere Zeit eine nur langsam steigende Feuchttemperatur an, die erst dann schneller wächst, naohdem alles Wasser verdampft ist. Aus der Beobachtung dieses Temperaturverhaltens lässt sich aehr gut ersehen, wann die Niedersohlageelektroden ausreichend getrocknet sind.For example, bring a thermocouple with its shielded Feed lines into the field-free interior of the annulus of a precipitation electrode and weld or screw this thermocouple into the wall of the depositing electrode one, then it behaves like a thermometer, the wet temperature of an aspiration psychohrometer measures, ie. over a long period of time it shows only a slowly increasing wet temperature which only grows faster after all the water has evaporated. From the Observation of this temperature behavior can be seen very well when the lower base electrodes are sufficiently dried.

Erfahrungsgemäss ist dann eine Temperaturdifferenz von 5 - 100 a über dem Säure- bzw. Waesertaupunkt ausreiohen, um sicherzustellen, dass die Inneneinrichtung trocken ist.Experience has shown that there is then a temperature difference of 5 - 100 a over the acid or water dew point to ensure that the interior is dry.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden sur Verringerung des für die Naterialtemperatur erforderlichen Ein- oder AuBachaltzeitpunktee die den Säuretaupunkt bestimmenden Anteile im Gas, wie beispielsweise H2S04 oder HC1 durch Zugabe von an sich bekannten Additiven vor dem Staubabsoheider neutralisiert.According to a further embodiment of the method, sur reduction of the entry or exit times required for the material temperature The proportions in the gas that determine the acid dew point, such as H2S04 or HC1 neutralized by adding additives known per se in front of the dust collector.

Da die Korrosion an den Inneneinrichtungen wesentlich von den sauren Bestandteilen des Gases abhängen und der dadurch verursachte Säuretaupunkt, beispielsweise von Schwefelsäure, in Abhängigkeit von der Konzentration teilweise wesentlich über dem Wassertaupunkt des Abgases liegt, kann der elektrostatis¢he Entstauber erst nach einer längeren Anfahrzeit eingeschaltet werden.Since the corrosion on the interior fittings is significantly different from the acidic Components of the gas depend and the resulting acid dew point, for example of sulfuric acid, depending on the concentration, in some cases significantly above the water dew point of the exhaust gas the electrostatic can The dust extractor can only be switched on after a longer start-up time.

Man erreicht Jedoch kürzere und frühere Einschalt-Zeitpunkte, wenn man in an sich bekannter Weise säurebindende Additive vor dem Elektrofilter, beispielsweise im Kessel an geeigneter Stelle, zufügt, durch die der Anteil an sauren Bestandteilen em Abgas derart verringert wird, dass sich praktisch kein Säuretaupunkt mehr ausbilden kann und nur noch der Wassertaupunkt für den Einschaltzeitpunkt ausschlaggebend ist.However, shorter and earlier switch-on times are achieved if acid-binding additives upstream of the electrostatic precipitator, for example in the boiler at a suitable place, through which the proportion of acidic constituents em exhaust gas is reduced in such a way that practically no more acid dew point is formed can and only the water dew point is decisive for the switch-on time is.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemässen Ausgestal tung des Verfahrens wird die Klopfvorrichtung spätesteins dann ein oder ausgeschaltet, wenn die Materialtemperatur der Inneneinrichtung O°C erreicht hat.According to a further embodiment of the method according to the invention the knocking device is switched on or off at the latest when the material temperature the interior has reached 0 ° C.

Es hat sich gezeigt, dass bei Temperaturen oberhalb O°C eine durch die Klopfung verstärkte Rissbildung und Sprödbrüche vermieden werden.It has been shown that at temperatures above 0 ° C a through the knocking, increased cracking and brittle fractures are avoided.

Das Verfahren wird anhand eines Beispieles näher erläutert: Die Inneneinrichtung eines elektrostatischen Staubabscheiders hinter einer Müllverbrennungsanlage, die täglich an- und abgefahren wurde, wies nach kurzer Betriebszeit harte Ansätze auf, und die Entstaubungsleistung ging mit zunehmender Verschmutzung stark zurok, Durch ein Glasfenster in der Aussenwand des Absoheidern wurde beobachtet, dass die Sprühelektroden und die Niederschlagselektroden noch lange Zeit nach dem Anfahren der Anlage nass blieben, obwohl zu diesem Zeitpunkt die Gas temperatur schon über dem Säuretaupunkt von 1230 a und dem Wassertaupunkt von 520 C lag, Bei Gastemperaturen von 1230 o war die Hochspannung schon längst eingeschaltet. Auf den Niederschlagselektroden bildete der abgeschiedene Flugstaub mit dem saueren Kondensat auf der kälteren Platte eine starke Verschmutzung, die mit der Zeit aushärtete und sich nicht mehr mit der normalen Klopfung entfernen liess.The process is explained in more detail using an example: The interior an electrostatic dust collector behind a waste incineration plant that was started up and shut down every day, showed tough approaches after a short period of operation, and the dedusting performance decreased sharply with increasing pollution, through a glass window in the outer wall of the Absoheidern was observed that the spray electrodes and the collecting electrodes are still wet for a long time after the system has started up remained, although at this point the gas temperature was already above the acid dew point of 1230 a and the water dew point of 520 C, At gas temperatures from 1230 o the high voltage had long been switched on. On the collecting electrodes The separated fly ash formed with the acidic condensate on the colder plate heavy pollution that hardened over time and no longer changes with the normal knocking removed.

Die Niederscblagselektroden mussten durch Sandstrahlen gereinigt werden. Danach .wurden abgeschirmte Thermoelemente auf einzelnen Niederschlagselektrodenstreifen am Ende verschiedener Gasgassen angebracht. Ein Vergleich der Plattentemperatur mit der Gastemperatur ergab, daß die Platten die Gastemperatur erst nach einer längeren zeitlichen Verzögerung erreichte. Verzögerungszeiten von 6 bis 24 Stunden waren möglich. Sie hingen weitgehend von der Fahrweise des. Ofens, der Höhe der Abgastemperatur und dem Wärmezustand des Filters vor dem Anfahren ab.The deposit electrodes had to be cleaned by sandblasting. After that, shielded thermocouples were placed on individual collecting electrode strips attached at the end of various gas lanes. A comparison of the plate temperature with the gas temperature showed that the plates reached the gas temperature only after a longer period time delay reached. Delay times were 6 to 24 hours possible. They largely depended on the way the furnace was operated and the level of the exhaust gas temperature and the heat condition of the filter before start-up.

Um zu vermeiden, dass das Elektrofilter zu früh eingeschaltet wird, wurde der Ein- und Ausschaltzeitpunkt der Hochspannungsversorgung in Abhängigkeit von der Materialtemperatur so über ein Thermoelement auf den Niederschlagselektroden verriegelt, dass die Hochspannung erst beim Übersahreiten einer Naterialtemperatur von über 125 ° G eingeschaltet werden kann. Gleichzeitig war mit dieser Verriegelung eine Leuchtanzeige auf dem Leitstand mit dem Signal wFiltertemperatur zu niedrig" verbunden. Der Erfolg war ein wesentlicher Rückgang der Verschmutzung und der Korrcsionserscheinungen, selbst bei häufigen An- und Abfahren der Anlage. Die Abscheideleistung des Filters wurde nicht mehr beeinträchtigt.To avoid the electrostatic precipitator being switched on too early, the switch-on and switch-off time of the high-voltage supply became dependent from the material temperature via a thermocouple on the collecting electrodes locks that the high voltage only when a material temperature is exceeded can be switched on from over 125 ° G. Simultaneously with this lock was an indicator light on the control desk with the signal wFilter temperature too low " tied together. The success was a substantial decrease in pollution and corrosion, even with frequent startup and shutdown of the system. The separation efficiency of the filter was no longer affected.

Claims

1) Procedure to avoid sticking dust and corrosion as well as damage caused by cold embrittlement on the interior from electrostatic Dust separators at startup and shutdown, characterized in that the material temperature of the interior of at least one electrical temperature sensor measured and the switch-on or switch-off time of the high-voltage supply via temperature signals and / or the knocking device of the dust collector is set.

2) Method according to claim 1, characterized in that the high voltage supply the dust collector is only switched on or off when the material temperature the interior a predetermined temperature difference above the water or Has reached the acid dew point of the gas.

3) Method according to claim 2, characterized in that to reduce the switch-on or switch-off time required for the material temperature The proportions in the gas that determine the acid dew point, such as H2S04 or HC1, neutralized by adding additives known per se upstream of the dust collector will.

4) Method according to claims 1 and 2, characterized in that that the knocking device is switched on or off at the latest when the The material temperature of the interior has reached Oo C.