湿式電気集塵機と乾式電気集塵機: ガス流に合わせて選択する方法

乾式および湿式電気集塵機は、電気力を使用してガス流から粒子を収集します。それらの主な違いは、収集表面から材料を除去する方法です。乾式 ESP は通常、機械的なラッピングによって堆積物を除去しますが、湿式 ESP は液体洗浄を使用します。この違いは、粉塵の回収、メンテナンス、水の需要、廃棄物の処理に影響します。ドライコレクションは、回収可能な粉末を必要とするプロセスに適しています。湿式収集では、ミスト、湿った堆積物、および一部の粘着性物質を考慮する必要があります。これらの中から選択するには、実際のガスの状態、粒子の特性、出口の要件が必要です。 「ウェット」という言葉も見出しの除去率も、特定のプラントでどのデザインがより効果的に機能するかを確立するものではありません。

ウェット ESP とドライ ESP の主な違いは何ですか?

ESP 内では、高電圧放電によってイオンが生成され、浮遊粒子を帯電させます。電場はそれらの粒子を収集表面に向かって動かします。動作を成功させるには、収集された物質がガス流に戻されることなく装置から排出される必要があります。

一般的な乾式 ESP では、ラップ機構が収集コンポーネントを揺さぶったり、叩いたりして、蓄積した粉塵をホッパーに落とします。排出システムは、その材料を保管、再利用、または廃棄に移します。一部の粉塵は洗浄中に再飛散する可能性があるため、堆積物の除去とガスの流れが全体的なパフォーマンスにとって重要になります。

湿式電気集塵機 (WESP) は、洗浄を使用して、収集した物質を液体またはスラリーとして運び去ります。設計に応じて、洗浄には連続的な液膜、断続的なフラッシング、またはその組み合わせが含まれる場合があります。静電界は依然として主要な収集メカニズムです。洗浄システムは表面から堆積物を除去します。

2003 年に発行された米国 EPA のワイヤープレート ESP ファクトシート、EPA-452/F-03-028 および EPA-452/F-03-030 には、ドライラッピングとウェット洗浄の区別について説明されています。

プレート構造と管状構造は、別個の設計の違いです。ドライとウェットという用語は、収集表面の洗浄と材料の取り扱いのアプローチを表します。それら自体は電極の形状を指定しません。

どのガスと粒子の条件が各設計に有利ですか?

乾燥粉塵、抵抗率、材料回収率

材料が表面から剥がれて粉末として扱われる場合、特に材料を乾燥した状態にしておくことに再利用の価値がある場合には、乾式収集を検討する価値があります。評価では、塵が電気的にどのように動作するかも確立する必要があります。

防塵性は、堆積された材料が電気伝導にどれだけ強く抵抗するかを表します。高抵抗層は、次のような状態を引き起こす可能性があります。 バックコロナ: 堆積物内の電気的破壊により、効果的な粒子の帯電と収集を妨げるイオンが生成されます。逆に、抵抗率が非常に低いと、粒子の保持力が弱まり、再飛来が増加する可能性があります。

EPA-452/F-03-028 では両方の影響について説明し、関連する影響として温度、湿度、ガス組成、粒子特性を特定しています。したがって、無関係な条件下で得られた抵抗率の値は、プラントの性能を予測する根拠としては不十分である可能性があります。たとえ装置自体が変化していない場合でも、燃料、原材料、または動作温度の変化には注意が必要です。

「ドライ ESP」というラベルは、ガスに水蒸気が含まれていないことを意味するものではありません。設計では、湿気、結露、収集面の堆積物の状態を考慮する必要があります。提案された条件下で粘着性になる乾燥粉末は、別の洗浄上の問題を引き起こします。

湿ったエアロゾル、粘着性の堆積物、およびガス調整

湿式 ESP は、収集された材料がすでに湿っている場合、細かいミストが主なターゲットである場合、または乾式ラッピングでは堆積物の管理が難しい場合に便利なオプションになります。洗浄により、乾いた粉塵層の解放への依存が減り、同様のラッピング関連の再同伴メカニズムが回避されます。

酸性ミストとタールミストは、この評価を正当化する可能性のある液体エアロゾルの例です。それらの存在により、材料の適合性と排水性も重要になります。腐食性または粘着性の物質を収集すると、確実に除去する必要がある残留物が生成されます。

粒子位相は明示的なままでなければなりません。エアロゾルは、浮遊した固体粒子または液滴から構成されます。ガス状の化合物が分子レベルで分散します。 WESP の粉塵またはミスト収集の役割は、ガス状 VOC またはその他の気相汚染物質の除去を確立するものではありません。必要なガス処理は、プロセスの別の機能として評価する必要があります。

湿式操作では、適合する入口温度、湿度、負荷、ガス分配も必要です。 EPA-452/F-03-030 では、温度と汚染物質負荷を管理可能な範囲にするための前処理について議論しています。湿度が高いというだけでは、特定の WESP が適切であるとは言えません。また、微粒子があるというだけでは、ドライ収集が不適当であるということはありません。

水の使用、残留物の処理、メンテナンスにはどのような変化がありますか?

洗浄の選択によって、捕らえられた汚染物質がどこに行くかが決まります。その目的地は、最初から機器の選択の一部である必要があります。

ドライ ESP には、信頼性の高いラッピング、ホッパー排出、ダスト移送が必要です。除去できる速度よりも早く物質が蓄積すると、収集パフォーマンスとプラントの可用性が低下する可能性があります。回収は、収集された粉末がプロセスの品質要件を満たしている場合にのみ役立ちます。それ以外の場合は、引き続き適切な保管と廃棄が必要です。

湿式 ESP には、機能する液体処理ルートが必要です。洗浄液は目的の表面に到達し、排水管は開いたままにし、得られた液体は下流の処理または廃棄に適合する必要があります。再循環により淡水の需要は削減できますが、再循環システムには依然として水のバランスと蓄積された汚染物質を制御する手段が必要です。

EPA の 大気汚染防止コストマニュアル、1999 年 9 月の電気集塵機の章では、湿式洗浄と再循環および廃棄物の処理について説明しています。これらの補助機能は、集塵機とは別に供給される場合でも、動作評価に含まれます。

材料は実際のガスに耐える必要があり、湿式機器の場合は洗浄液や収集された汚染物質にも耐える必要があります。一般的な耐食性の主張はそのレビューに代わることはできません。同様に、低い圧力降下や高電圧定格だけでは、総エネルギー要件を確立できません。ファン、ポンプ、洗浄装置、廃棄物処理はすべて比較に影響します。

除去効率と排出口の排出量はどのように比較すべきですか?

除去率は、入口負荷と測定基準がわかっている場合にのみ役立ちます。 2 つのシステムは、実質的に異なる出口濃度を生成しながら、同じパーセンテージの除去を達成できます。

考えてみましょう 計算例 入口と出口のガス流量が等しく、ガス量ベースが一貫しており、両方のポイントで測定された粒子量が同じです。これらの仮定の下では、次のようになります。

出口濃度 = 入口濃度 × (1 − 除去効率)

この式の分数として効率を使用します。99% は 0.99 です。

これらは指導値であり、HUISHENG のテスト結果や排出制限ではありません。入口負荷が高くなると、除去率が同じであっても出口濃度が高くなります。

ガス流量が変化する場合は、粒子の質量流量を比較してください。互換性のある濃度およびガス流量測定:

除去効率(%) = [1 − (Cout × Qout) / (Cin × Qin)] × 100

ここで、C は濃度、Q は体積流量です。各濃度は、対応するベースで表現される流量と対にする必要があります。冷却、水分の変化、または希釈により、濃度のみの計算が誤解を招く可能性があります。酸素補正された報告濃度を未補正のガス流量と組み合わせて質量除去を計算しないでください。

テストレポートを比較する前に、基準温度と圧力、結果が乾性ガスベースか湿性ガスベースかを使用するか、必要な酸素補正を確立します。また、報告された量が粒子状物質の総量なのか、指定されたサイズの割合なのか、または特定のミスト成分なのかも確認します。総粉塵効率は、すべての粒子サイズや汚染物質の割合の性能を自動的に表すものではありません。

動作測定は別の目的に役立ちます。 EPA の 制御技術による監視 - 電気集塵機 ガイダンスでは、動作の評価に役立つ電気変数とプロセス変数を特定します。電圧、電流、および関連する傾向によって変化が明らかになりますが、それらだけでは特定のコンセント濃度を示すわけではありません。承認には、合意された汚染物質の測定、動作条件、および試験方法が必要です。

ウェット ESP は治療トレインのどこに適合しますか?

湿式 ESP は、多くの場合、他の装置によってガスの温度、負荷、または組成が変更された後、研磨段階として評価に入ります。その入口条件は、その上流の装置から出る条件であり、元のプロセスの排気条件とは著しく異なる場合があります。

たとえば、ガス流は、WESP が残りの細かい粉塵やミストを収集する前に、バルク微粒子除去と湿式ガス処理を通過する場合があります。他の構成では、プロセスの早い段階で冷却や負荷の軽減が必要になる場合があります。各段階には定義された役割が必要であり、上流の運用変更は WESP の設計条件に反映されなければなりません。

HUISHENG は 湿式電気集塵機 脱硫後の用途を含む、高湿度の排ガス中の微細粉塵、酸性ミスト、タールミスト、エアロゾル用。記載されている洗浄構成は、連続的な水膜スプレーと断続的なプレート フラッシングを組み合わせたものです。この装置は、湿式ガス処理段階で堆積物の除去と液体の取り扱いを一緒に評価する必要がある理由を示しています。

このタイプの設置の場合、温度、圧力、湿度に基づいて、提案された機器の入口でガス流を定義する必要があります。設計には、予想される微粒子またはミストの負荷、関連する腐食成分、および上流の機器の動作範囲も必要です。プロセス図における製品の位置だけでは、必要なサイズや出口の性能が決まるわけではありません。

洗浄水設備、液体処理、ダクト、制御装置にも明確な供給境界が必要です。完全なプロセス設計にそれらを含めることは、すべてのアイテムが自動的に集塵装置パッケージの一部になることを意味するわけではありません。

比較を選択の決定に変えるにはどうすればよいでしょうか?

収集する必要があるマテリアルの状態から始めます。プロセスで乾燥した放出可能な粉塵が生成され、粉末を保存することが有用な場合は、抵抗率、ガス状態、ホッパーの取り扱いと併せて乾式収集を評価してください。ストリームに厄介なミストや湿った粘着性の堆積物が含まれている場合は、ガス調整、洗浄、残留物の処理と並行して湿式収集を評価します。

次に、プラントの動作上の制約に対して優先ルートをテストします。ウェット オプションには、実行可能な液体処理先が必要です。乾式オプションでは、信頼性の高い堆積物の除去と粉塵の排出が必要です。どちらも適切な電気操作、ガス供給、メンテナンスのためのアクセスが必要です。

最後に、成功を証明する証拠を定義します。入口負荷とその変動、必要な出口結果、ガス量基準および測定方法は、提案全体で一貫している必要があります。これにより、2 つの見出しの効率数値の中から選択するよりも強力な比較が可能になります。

湿式静電気収集を検討しているプロジェクトの場合、 ガスの流れと収集要件について HUISHENG と話し合う。最も有用な開始情報は、提案された WESP に入るガスの状態、除去される粒子または液滴、必要な出口結果、および洗浄液と収集された残留物の利用可能なルートです。