Technologie GEA de contrôle des émissions GEA Electrostatic Precipitator's (Dry & Wet)

Les précipitateurs électrostatiques GEA délivrent des performances exceptionnelles pour divers procédés industriels.

GEA construit des précipitateurs électrostatiques pour le procédé industriel de nettoyage depuis de nombreuses années. Nous avons livré plus de 12 000 unités à des entreprises du monde entier. Étant le fournisseur de référence dans le domaine des technologies de contrôle de la pollution atmosphérique, GEA offre des systèmes aux conceptions novatrices, des commandes à microprocesseur de pointe, actualise constamment son offre et revoie ses stratégies pour les adapter à votre situation spécifique. Il existe diverses technologies pour assurer la précipitation des particules et des aérosols. GEA, qui est en mesure d’utiliser toutes les technologies de filtration éprouvées, saura sélectionner la plus efficace et la plus rentable en fonction de l’application envisagée pour répondre aux besoins de son client.

 

Une des applications les plus courantes pour la séparation de la poussière à des températures jusqu’à 450°C dans diverses industries de procédé.

En cas de teneur en solides élevée, les buses d’atomisation intégrées peuvent être utilisées pour pulvériser de l’eau en continu dans le précipitateur pour empêcher la formation de dépôts de boue sur les électrodes collectrices. La pulvérisation augmente le film liquide sur les électrodes collectrices et en réduit la teneur en matière solide.

Informations d’ordre général

Les particules de poussière ou les gouttes contenues dans le flux de gaz se chargent négativement en passant à proximité des électrodes de décharge raccordées à un bloc à haute tension (T/R). Sous l'effet du champ électrique fort, les particules se déplacent vers les électrodes de collecte reliées à la masse à la surface desquelles elles adhèrent, puis se déchargent. Un nettoyage régulier des électrodes est assuré au moyen de dispositifs de nettoyage appropriés. Les couches d’agrégats, qui s'accumulent, tombent ou s’écoulent dans des trémies ou des plateaux placés sous la chambre de collecte. À partir de là, la décharge et le transport ultérieur sont effectués par des dispositifs mécaniques ou pneumatiques et par des pompes. Le gaz brut s’écoule à travers les internes de distribution de gaz placés dans le cône d’entrée et est acheminé dans la section de séparation active. En fonction de l'efficacité de captage requise du précipitateur électrostatique, le gaz poussiéreux s’écoule à travers plusieurs zones de captage disposées de manière séquentielle.

Principe de captage

Les particules de poussière suspendues dans le gaz sont chargées électriquement et migrent sous l’effet d’un champ électrique fort vers les électrodes où elles se déposent. Les électrodes de collecte sont reliées à la masse via le boîtier du précipitateur. Les électrodes de décharge sont suspendues depuis des isolateurs et ont une polarité négative.

Conception du châssis

PES sec horizontal

Selon sa conception et l’application envisagée, le précipitateur est parcouru par une tension CC qui peut aller de 20 kV à plus de 80 kV. Au voisinage immédiat des électrodes de décharge, des décharges couronnes sont produites à cause de la forte intensité du champ, et les électrons sont libérés. Les ions de gaz négatifs produits chargent les particules de poussière qui migrent sous l’effet du champ électrique vers les électrodes de collecte, où elles relâchent une partie de leur charge et sont captées. Les précipitateurs de type sec horizontaux sont équipés d’électrodes de collecte consistant en des plaques verticales parallèles. Celles-là forment des passages au centre desquels les électrodes de décharge sont suspendues depuis les isolateurs. La forme des plaques est étudiée pour fournir des zones de repos pour empêcher que la poussière collectée ne soit délogée et ré-entraînée par le flux de gaz. La construction du boîtier du précipitateur varie en fonction de l’application et des dimensions du précipitateur. Les calculs de conception de la structure sont principalement effectués avec l’aide de programmes informatiques spécialement développés.

Les boîtiers de conception à châssis sont une solution éprouvée, fiable et économique pour les précipitateurs horizontaux. Les électrodes de décharge et de collecte sont soutenues par des poutres de toit de type caisse. Les charges sont transmises via des étançons des extrémités des poutres de toit à la structure de support du précipitateur. Le toit et les parois latérales sont uniquement conçus pour résister à la pression du précipitateur interne et à la force des vents.

Un facteur essentiel pour atteindre une efficacité de captage maximale est une distribution uniforme des gaz sur toute la section transversale du précipitateur. Cela est garanti par une conception exacte du précipitateur. Cela est garanti par une conception exacte du conduit de transition d’entrée du précipitateur et l’installation de plaques de déviation et de distribution spécialement conçues. L’expérience acquise à l’issue de la longue série d’essais effectuée sur des modèles en deux et trois dimensions dans notre laboratoire d’une part et les mesures effectuées dans des installations industrielles en service, d’autre part, nous ont permis d’établir des normes de conception qui garantissent une distribution de gaz extrêmement uniforme, assortie d’une perte de pression faible et de dépenses en matériaux minimales. Nous employons pour cela des plaques perforées dotées d’ouvertures rondes ou carrées, les plaques de distribution de type X. La plaque de type à volet dévie immédiatement le flux de gaz de 90 degrés avant qu’il n’entre dans le précipitateur, ce qui réduit la longueur totale du précipitateur.

 

Caractéristiques

  • Une distribution de flux uniforme est obtenue grâce aux parois de distribution spécialement conçues par CFD.
  • Utilisation du type d’électrode de décharge optimisé ZT24
  • Frappage des électrodes avec un système de marteaux articulés fiables et solides supérieur au frappage magnétique/dans le haut
  • Conception fiable des isolateurs pour le fonctionnement à long terme
  • Alimentation haute tension avec ensembles T/R et régulateurs
  • Pas d’injection d’ammoniac nécessaire
  • Solide expérience de la conception de PES et de l’exécution de projets pour des unités de CCF

Le PES humide apporte une propreté supérieure

Les précipitateurs électrostatiques de type humide sont employés dans les atmosphères gazeuses saturées. Ils assurent la précipitation des aérosols pour atteindre des niveaux de polluants minimum dans le gaz nettoyé. Il est ainsi possible d’éliminer de manière fiable le SO3, le TiO2 et le goudron. Aux fins du nettoyage, le flux de masse est acheminé horizontalement à travers les précipitateurs électrostatiques de type humide, qui sont fabriqués avec des matériaux résistants à la corrosion de haute qualité.

Informations d’ordre général

Installation de nettoyage de gaz par voie humide comprenant un précipitateur électrostatique humide

Description de l’image :
1. Précipitateur électrostatique humide
2. Refroidisseur à tubes étoilés
3. Épurateur à écoulement radial avec tête Venturi

En ce qui concerne la conception, les systèmes de contrôle de particules des précipitateurs électrostatiques humides (PESH) peuvent être placés en amont ou en aval par rapport au point où l’air pollué entre dans le PESH pendant le process de contrôle des particules. Les tiges de Turing et la plaque perforée distribuent de manière uniforme les effluves de gaz dans le précipitateur électrostatique humide.

Le précipitateur électrostatique humide de GEA utilise la force électrostatique pour éliminer les particules. Il est utilisé pour épurer les flux de gaz contenant des particules submicroniques, des aérosols ou des fumées. Notamment des métaux lourds comme le plomb, l’arsenic ou le cadmium, des aérosols acides condensés comme le trioxyde de soufre (SO3) ou des composés organiques volatils condensés. L’utilisation de forces électrostatiques minimise les coûts énergétiques par rapport à d’autres technologies, qui ont besoin de quantités d’énergie bien supérieures pour surmonter la résistance au flux d’air.

Les précipitateurs électrostatiques humides sont utilisés dans un large éventail d’applications, à commencer par les incinérateurs de déchets dangereux et médicaux, le raffinage des métaux, les bouilleurs de récupération des usines de pâte au bisulfite, les fours de grillage de minerais de cuivre, les installations d’acide sulfurique et les séchoirs à bois, y compris les séchoirs de panneaux de grandes particules orientées, de panneaux de fibres à densité moyenne ou de presses à agglomérer.

Le précipitateur électrostatique humide de GEA est une conception propriétaire, robuste. Il a un mécanisme d’alignement unique qui tient rigidement les électrodes en place. Cela réduit les temps d’installation et d’entretien et améliore les performances. L’intensité du champ est maintenue constamment à de hauts niveaux avec une protection d'étincelles minimale, qui résulte en la plus haute efficacité disponible. Plus l’intensité du champ électrostatique est importante, plus la vitesse de migration des particules est grande (la composante de vitesse vers le tube de captage). La vitesse de migration accrue permet un captage de particules plus efficace avec une aire de captage spécifique inférieure par rapport aux précipitateurs conventionnels. Or, une aire de captage spécifique inférieure veut dire une unité moins dispendieuse.

Les précipitateurs électrostatiques humides de GEA peuvent également être conçus avec une section laveur à lit garni intégrée pour l’élimination des gaz acides. Cette particularité fait de cette unité un système multi-pollution polyvalent, qui offre des performances éprouvées pour satisfaire aux plus strictes limites d’émissions en vigueur aujourd’hui dans l’industrie, avec le plus faible encombrement possible.

Conception du châssis

Les précipitateurs électrostatiques humides de GEA sont de type vertical, avec arrivée de gaz dans le haut ou dans le bas. Les dispositifs de distribution de gaz sont installés en avant du champ électrique.

Les précipitateurs verticaux sont, en général, cylindriques. Ils peuvent être rectangulaires dans des cas exceptionnels.

Dans le cas de deux précipitateurs en série, le gaz passe normalement à travers le premier étage du bas vers le haut, puis dans le deuxième étage du haut vers le bas. Le gaz de dégagement est acheminé à travers les tubes du précipitateur avec les électrodes de décharge suspendues à chacun des axes verticaux. À l’application d’une haute tension, le champ électrique créé charge électriquement l’aérosol et les particules de poussière qui, à leur tour, migrent vers les tubes de captage.

Toutes les pièces qui entrent en contact avec le gaz sont revêtues de plomb ou doublées de plastique ou de caoutchouc. Les matériaux sont sélectionnés en tenant compte des contraintes et des températures à laquelle l’installation sera soumise.

Principe de captage

La surface de captage est formée de tubes ronds d’une longueur maximale de 6 m. Le matériau de la section est le polypropylène (PP) ou le polychlorure de vinyle (PVC).

La surface de ces deux matériaux reçoit un traitement de surface spécial. Cela permet la formation d’un film liquide continu sur la surface.

Dans le cas d’une conception de précipitateur à tubes simples, ces derniers sont suspendus à une plaque à tubes supérieure et rendus étanches au moyen de joints toriques. Les extrémités inférieures des tubes sont insérées dans une grille qui permet une dilatation sans limite.

La dernière conception de précipitateur de type humide de GEA incorpore un faisceau tubulaire composé de segments de PP préfabriqués. Pour les précipitateurs de grandes dimensions plusieurs faisceaux séparés sont utilisés.

Le faisceau est assemblé dans l’atelier et monté dans le boîtier du précipitateur sur le site.

 

Caractéristiques du précipitateur électrostatique humide de GEA

Caractéristiques des précipitateurs électrostatiques humides

  • L’application de tubes en plastique permet un fonctionnement à la tension maximale sans sortir de la plage de fréquence d’étincelles admise. Les étincelles n’endommagent pas les tube en PVC ou en PP. Une tension plus élevée permet une efficacité nettement supérieure.
  • Le boîtier qui peut être en acier doublé de caoutchouc, en acier revêtu de résine, en acier doublé de plomb homogène ou FRP peut être réalisé pour toute pression négative requise.
  • Le châssis de soutien à haute tension, qui est intégré dans la partie supérieure du précipitateur et auquel les électrodes de décharge sont fixées, est normalement revêtu de plomb de manière homogène à l’intérieur, tout comme le support associé. Le châssis est suspendu aux isolateurs dont l’air a été purgé.
  • Le châssis inférieur qui guide les électrodes de décharge n’est pas raccordé au châssis guide supérieur ; il est soutenu par des isolateurs séparés dont l’air a été purgé. L’intérieur de ce châssis est aussi revêtu de plomb de manière homogène.
  • Une distribution de gaz uniforme est obtenue au moyen d’une arrivée centrale à grilles de distribution de gaz intégrées.
  • Chaque précipitateur est équipé d’un ensemble transformateur redresseur distinct.
  • Contrairement aux précipitateurs de plomb, la conception de GEA permet d’assembler une grande partie de l’unité en atelier. Cela réduit les coûts et le temps de montage.
  • Les coûts d’entretien et de réparation des précipitateurs à tubes en plastique sont nettement inférieurs à ceux des précipitateurs en plomb.
  • L’emplacement du précipitateur est souple. Il peut être bridé sur un laveur, soutenu par une structure en acier ou construit avec un support métallique sur une fondation en anneau.