Kinerja penangkap debu elektrostatis (Electric precipitators)

Sebagian besar insinerator sampah kota memanfaatkan debu elcctrostatic untuk mengontrol emisi

partikulat. Kinerja Precipitator ditentukan oleh kimia rinci dan sifat fisik fly ash dan gas di mana ia

ditangguhkan. Variasi komposisi menolak dibakar, musiman atau lainnya alam, serta variasi dalam

pengoperasian instalasi insinerator memiliki efek diucapkan pada emisi keluar precipitator. Variasi

temporal yang besar di misi partikulat, tidak berhubungan dengan variasi biasanya terdaftar dalam

komposisi sampah dan operasi pabrik, terjadi, seperti yang digambarkan oleh pengukuran di

Denmark besar Pabrik insinerator. Variasi tersebut, yang dihasilkan dari variabilitas proses

parameter, harus diperhitungkan untuk ukuran dan desain debu untuk instalasi insinerator baru, dan

juga saat mengevaluasi data emisi dari yang ada insinerator tanaman.

1. pengantar

Pembakaran limbah rumah tangga telah dipraktekkan berhasil selama lebih dari 30 tahun dan

semakin menjadi metode yang disukai untuk higienis dan penghapusan ekonomi lebih dari 90 % dari

volume , meninggalkan inert , residu padat atau terak . Selanjutnya , di zaman modern menolak

insinerator yang dihasilkan panas biasanya pulih dan dimanfaatkan. Proses insinerasi menghasilkan

jumlah besar partikel dan gas polutan yang harus efektif diekstrak dapat dari pembakaran gas untuk

memenuhi standar emisi yang semakin ketat . Di Jerman Barat , misalnya, UFT TAL 1974-1983

Peraturan ( Jost 1985) untuk insinerator membakar lebih dari 750 kg ( 1650 lb h-1 ) emisi partikel

diperlukan max . 100 mg per meter kubik normal gas basah , disebut 2 % Oz . Barat instalasi

insinerator Jerman dibangun setelah 1974 adalah lanjut diperlukan untuk mengontrol emisi gas dari

ITCI dan HF sampai 100 mg ( diukur sebagai CI - ) dan 5 mg ( diukur sebagai F - ) , masing-masing, per

meter kubik normal gas basah dimaksud untuk 117o 02 . Sebuah pengetatan batas emisi partikel

100-50 mg per normal meter kubik sedang dibahas .

Sebagian besar insinerator sampah memanfaatkan debu elektrostatis (ESP), untuk kontrol emisi

partikulat. Hari elektrostatik presipitasi lbr aplikasi khusus ini adalah metode yang sudah terbukti,

yang dengan pasti dan dengan kehandalan tinggi dapat secara terus menerus memenuhi standar

emisi yang ketat ketika precipitator adalah ukuran yang tepat dan dirancang untuk karakteristik

proses. Sejumlah besar pengalaman dalam penerapan precipitator ke insinerator untuk limbah kota

telah terakumulasi selama bertahun-tahun (Petersen "1984b).

Tulisan ini fisika dasar dan prinsip-prinsip ESP dan menjelaskan beberapa teori dan kemajuan praktis

beberapa tahun terakhir. Terhadap latar belakang ini penerapan precipitator untuk insinerator

membakar sampah dibahas. Terjadinya variasi temporal yang cukup besar dalam emisi precipitator

dengan sedikit atau tidak ada korelasi Data plant terdaftar diilustrasikan.

2. fundamental precipitator

Presipitasi elektrostatik didasarkan pada tiga langkah dasar: (1) pengisian listrik untuk debu partikel,

(2) pengumpulan partikel bermuatan dalam medan listrik, dan (3) penghilangan endapan debu dari

pelat pengumpul.

2.1. Prinsip operasi

ESP terdiri dari elektroda discharge tersambung ke negatif kutub tegangan tinggi Sumber DC, yang

menyatu dengan didasarkan pelat kondensor menciptakan medan listrik sampai dimana melewati

gas penuh debu. Elektroda discharge bisa kabel, pita atau yang bergerigianggota kaku memiliki

bagian yang menonjol dalam radius kecil kelengkungan. Karena bentuknya kecil jari-jari

kelengkungan tile medan listrik yang di sekitar langsung dari elektroda discharge menjadi begitu

terpusat bahwa kekuatan kerusakan listrik dari gas tersebut terlampaui. Gangguan listrik lokal dalam

bentuk tile discharge korona terjadi dan mengionisasi gas, menciptakan ion positif dan elektron

bebas (lihat Gambar.1)

Ion-ion positif yang ditangkap oleh elektroda discharge negatif, sedangkan elektron yang awalnya ini

tersembur ke arah plat pengumpulan, dengan cepat menjadi terserap molekul yang

elektrogenativitas gas, khususnya H20, O2 dan SO2, yang terkandung dalam gas. Itu ion negatif yang

diciptakan oleh proses elektron-keterikatan memiliki mobilitas rendah dibandingkan dengan

elektron bebas, dan mereka melayang ke arah plat pengumpulan membentuk ruang ionik yang stabil

dan menentukan aliran arus dalam presipitator tersebut.

Di bawah pengaruh medan listrik dan gaya hidrodinamik, Partikel bermuatan negatif berpindah ke

arah pelat pengumpul. Ketika partikel debu dialirkan menuju plat pengumpulan, Debu disimpan

secara periodik oleh rap dan jatuh ke bagian bawah hopper presipitator, dari mana ia secara terus

menerus dihapus dengan alat ekstraksi debu.

2.2. partikel pengisian

Dua mekanisme pengisian yang berbeda, biasanya diidentifikasi sebagai pengisian lapangan dan

pengisian difusi, yang aktif bersamaan di daerah antara elektroda discharge dan pelat pengumpul.

Dalam kolom pengisian ion, bergerak atas pengaruh medan listrik yang digunakan sepanjang garis-

garis medan yang memotong partikel, menimpa partikel dan biaya itu (lihat Gambar. 2).

Dalam mekanisme pengisian daya difusi gerakan termal acak dari hasil ion dalam tabrakan dengan

dan keterikatan pada partikel bahkan tanpa adanya suatu yang digunakan medan listrik. Tingkat

pengisian ditentukan oleh kepadatan ion, berarti termal kecepatan ion, temperatur gas, diameter

partikel dan muatan sudah diakuisisi oleh partikel. Difusi pengisian terus menerus dengan waktu

tanpa saturasi apapun biaya. Tingkat pengisian, bagaimanapun, menjadi diabaikan setelah beberapa

waktu. Difusi pengisian sangat efektif untuk partikel submikron dengan diameter kurang dari 0,2 nm.

2.3. kondisi listrik

Kondisi listrik di precipitator, yaitu kekuatan medan dan pelat pengumpul densitas arus, ditentukan

oleh desain precipitator dan sifat gas serta debu. Komposisi gas, suhu dan tekanan menentukan

mobilitas ion dan gangguan kekuatan listrik dan dengan demikian pengaruh langsung yang kuat pada

precipitator hubungan tegangan arus. Terutama kelembaban gas dapat berperan penting (lihat

Gambar. 4), yang menunjukkan bagaimana karakteristik arus tegangan precipitator dipengaruhi

dengan meningkatkan derajat pendinginan gas dengan injeksi dan penguapan air yang diatomisasi.

Sebuah parameter yang berguna untuk precipitator energization, dan dengan demikian untuk

pemanfaatan precipitator, adalah densitas daya P / A (W m -2) didefinisikan sebagai rasio dari

kekuasaan diterapkan korona (tegangan precipitator x precipitator saat ini) untuk pengumpul plat

daerah.

Ruang bertugas tersuspensi dibebankan partikel debu sebagian akan melindungi debit elektroda dari

garis-garis medan listrik yang berasal dari pelat pengumpul. Salah satu efek dari hal ini adalah

peningkatan kekuatan medan listrik pada permukaan plat pengumpul yang bermanfaat untuk

efisiensi pengumpulan. Efek lain adalah perpindahan dari karakteristik arus tegangan untuk bidang

inlet precipitator dengan konsentrasi debu lebih tinggi menuju tegangan yang lebih tinggi (lihat

Gambar. 5).

2.5. Resistivity and back ionization

Hambatan spesifik listrik, atau resistivitas, dari lapisan debu diendapkan pada pelat pengumpul

merupakan parameter penting dalam curah hujan elektrostatik. Resistivitas ditentukan oleh sifat

kimia dan fisik dari partikel debu dan gas di sekitarnya. Suhu gas, dan kelembaban dan kandungan

asam dari gas memainkan peran utama (lihat Gambar. 6).

The precipitator tegangan operasi sangat dipengaruhi oleh resistivitas debu, apakah ini excecds nilai

kritis dari sekitar 10 ^ 11 ohm cm. Alasan untuk hal ini dijelaskan dalam berikut dua paragraf ini.

Aliran korona arus dari elektroda debit melalui lapisan debu diendapkan pada pelat pengumpul

menumpuk medan listrik pada lapisan sesuai dengan hukum Ohm. Jika kekuatan medan melebihi

kekuatan breakdown listrik dari lapisan debu, pembuangan terjadi dalam lapisan, dan sejumlah

besar ion positif yang dipancarkan ke ruang antara elektroda. Ion-ion positif yang mengurangi

pengisian negatif dari partikel debu dan mengurangi precipitator tegangan operasi dengan

meningkatkan konduktivitas gas.

Fenomena ini, yang terwujud dalam karakteristik arus tegangan sangat curam atau bahkan

membungkuk kembali ke, dikenal sebagai "kembali ke corona" dan menghasilkan kerusakan yang

cepat kinerja precipitator sebagai tahanan melebihi 10 ^ 11 ohm cm. Curah hujan efektif debu

resisitivity tinggi karena itu memerlukan debu yang sangat besar atau penggunaan teknologi khusus.

3. efisiensi precipitator

Model Deutsch atau persamaan umumnya digunakan untuk menggambarkan proses presipitasi

menghitung kinerja precipitator (white 1963). Hal ini dinyatakan sebagai

di mana miu adalah efisiensi penghilangan partikel dari precipitator ini, w adalah kecepatan migrasi

partikel, dan A / Q adalah rasio pengumpul plat daerah untuk aliran gas. A / Q umumnya disebut

daerah elektroda pengumpul tertentu, atau SCA. Model Deutsch mengasumsikan bahwa aliran

pencampuran mempertahankan konsentrasi partikel seragam di seluruh Lebar elektroda pengumpul

pipa sebagai gas yang melewati precipitator tersebut.