DE102009026303A1

DE102009026303A1 - Verfahren zum Betreiben eines Filtersystems

Info

Publication number: DE102009026303A1
Application number: DE102009026303A
Authority: DE
Inventors: Robert Warren Ponte Vedra Beach Taylor
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: BHA Altair LLC
Priority date: 2008-07-31
Filing date: 2009-07-31
Publication date: 2010-02-04
Also published as: US7947110B2; KR20100014159A; CN101637684A; US20100024639A1; GB2462516A; GB0912636D0; GB2462516B; CN101637684B

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Filtersystems bereitgestellt, das Rauchgas filtert, das Feinstaub und einen gasförmigen Schadstoff enthält. Das Filtersystem kann ein Gewebefilter, welches mit periodischen Impulsreinigungen gereinigt wird, eine Entladungselektrode stromaufwärts vor dem Gewebefilter, welche wenigstens einem Teil des Feinstaubs eine elektrische Ladung verleiht, bevor sich der Feinstaub auf dem Gewebefilter sammelt, ein Sorptionsmittel, welches in das Rauchgas stromaufwärts vor dem Gewebefilter eingespritzt wird und wenigstens einen Teil des gasförmigen Schadstoffs absorbiert, und ein Gebläse, welches das Rauchgas durch das Gewebefilter zieht, enthalten. Das Filtersystem kann eine Impulsreinigungsintervalleinstellung haben, die von einem Betreiber des Filtersystems manipuliert werden kann. Die Impulsreinigungsintervalleinstellung kann die Zeit zwischen den Impulsreinigungsvorgängen sein. Das Verfahren kann die Schritte beinhalten: Ermitteln des Betriebsaufwands des Filtersystems bei einer ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung; Ermitteln des Betriebsaufwands des Filtersystems bei einer zweiten Impulsreinigungsintervalleinstellung; und Vergleichen des Betriebsaufwands des Filtersystems bei der ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung mit dem Betriebsaufwand des Filtersystems bei der zweiten Impulsreinigungsintervalleinstellung.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Wesentlichen Filtersysteme und Verfahren zum Entfernen von Teilchenmaterial bzw. Feinstaub und/oder gasförmigen Schadstoffen aus einem Gasstrom oder anderem Fluid. Insbesondere, jedoch nicht im Sinne einer Einschränkung, betrifft die vorliegende Erfindung ein aufwandseffektiveres und/oder effizienteres Filtersystem und Verfahren, die den Einsatz von Sorptionsmitteln verringern und weitere wirtschaftliche Vorteile ausnutzen.
Gewebefiltration ist eine übliche Technik zum Abtrennen von Feinstaub in einem Gasstrom. In einem industriellen Umfeld wird Gewebefiltration oft in einer als Sackkammer bekannten Vorrichtung durchgeführt. Im Wesentlichen umfasst eine Sackkammer ein Gehäuse, das einen Einlass zur Aufnahme von schmutzigem, feinstaubbeladenem Gas und einen Auslass besitzt, durch welchen Reingas die Sackkammer verlässt. Das Innere des Gehäuses ist durch einen Schlauchboden in einen Schmutzgassammelraum oder stromaufwärts befindlichen Sammelraum und in einen Reingassammelraum oder stromabwärts befindlichen Sammelraum unterteilt, wobei der Schmutzgassammelraum mit dem Einlass in Fluidverbindung steht und der Reingassammelraum mit dem Auslass in Fluidverbindung steht. Der Schlauchboden enthält typischerweise eine Anzahl von Öffnungen und unterstützt eine Anzahl von Filterelementen, wobei jedes Filterelement eine von den Öffnungen abdeckt. Im Wesentlichen enthält ein Filterelement eine Unterstützungsstruktur und ein Gewebefiltermedium.
Im Betrieb wird feinstaubbeladenes Schmutzgas durch den Einlass in die Sackkammer, insbesondere in den Schmutzgassammelraum geleitet. Das Gas strömt dann durch das Gewebefiltermedium in den Innenraum innerhalb der Filterkerne. Da das Gas durch die Filtermedien hindurch strömt, kommt der von dem Gas mitgeführte Feinstaub mit der Außenseite des Filtermediums in Berührung und sammelt sich entweder auf den Filtern an oder fällt in den unteren Abschnitt des Schmutzgassammelraums. Danach strömt das gereinigte Gas durch die Öffnungen in dem Schlauchboden und in den Reingassammelraum. Das Reingas strömt dann durch den Auslass aus der Sackkammer.
Da sich der Feinstaub auf den Filtern ansammelt oder zusammenbackt, wird die Durchflussrate des Gases verringert und der Druckabfall über den Filtern nimmt zu. Um die gewünschte Durchflussrate wieder herzustellen, kann ein Umkehrdruckimpuls auf die Filter appliziert werden. Der Umkehrdruckimpuls expandiert das Filtermedium und trennt den Feinstaub ab, welcher in den unteren Abschnitt des Schmutzgassammelraums fällt. Obwohl die Filtermaterialtechnologie ausreichend weit fortgeschritten ist, um die Reinigung eines gegebenen Filterelementes in dieser Weise mehrere zehntausend mal zu ermöglichen, bevor eine Ersetzung erforderlich ist, ist eine weitere Verlängerung der Filternutzungslebensdauer wirtschaftlich erwünscht. Eine längere Filterlebensdauer erspart nicht nur den Aufwand der Filter, sie erspart auch den Aufwand für die Filterersetzung, welches oft schwierig und teuer ist und die Außerbetriebnahme der Sackkammer für eine Zeitdauer erfordert.
Eine weitere übliche Technik zur Abscheidung von Feinstaub aus einem Gasstrom ist die Verwendung einer elektrostatischen Vorrichtung, wie z. B. eines elektrostatischen Abscheiders. In dieser Vorrichtung wird der Feinstaub elektrisch geladen und dann durch die Wirkung eines elektrischen Feldes gesammelt.
Eine typische elektrostatische Vorrichtung stellt eine Entladungselektrode bereit, die auf einer hohen Spannung gehalten wird, und eine Nicht-Entladungselektrode, die auf einer relativ niedrigeren Spannung oder auf Erdpotential gehalten wird. Sobald der feinstaubbeladene Gasstrom die Elektroden passiert, bewirkt das zwischen den Elektroden vorhandene elektrische Feld eine Ladung eines Prozentsatzes des passierenden Feinstaubs und bewirkt dessen Sammlung auf der Nicht-Entladungselektrode. Ferner erzeugen, wenn eine Entladungselektrode in Verbindung mit einem Gewebefilter verwendet wird, die geladenen Staubteilchen eine Staubschicht, die weniger dicht ist, da sich durch die gleichen Ladungen die Staubteilchen gegenseitig abstoßen. Mit einer weniger dichten Schicht von Staubteilchen kann die Zeitdauer zwischen Impulsreinigungen erhöht werden, ohne eine Erhöhung in dem Druckabfall über dem Gewebefilter zu bewirken.
In Abgas oder Rauchgas können für den Zweck einer Adsorption von Schadstoffen in Gasphase verschiedene Sorptionsmittel eingespritzt werden. Der Typ des eingespritzten Sorptionsmittels ist eine Funktion des zu entfernenden Schadstoffs. Die Einspritzrate des Sorptionsmittels ist im Wesentlichen eine Funktion der gewünschten Schadstoffentfernungsrate und der Effektivität des Sorptionsmittels. Beispielsweise ist pulverförmiger aktivierter Kohlenstoff (hierin nachstehend als ”PAC” bezeichnet) ein Sorptionsmittel, das in Rauchgas für den Zweck der Adsorption von gasförmigem Schadstoffquecksilber eingespritzt werden kann. Typischerweise wird PAC in Mengen, die von 0,5 bis etwa 10 pound pro Million Kubikfuß des behandelten Rauchgases eingespritzt. Der Aufwand für die Einspritzung von ausreichend PAC dergestalt, dass entsprechende Austrittspegel von Quecksilber für derzeitige Vorschriftenstandards erzielt werden, kann erheblich sein.
Derzeit berücksichtigen bei den potentiellen längeren Perioden zwischen Impulsreinigungen Filtersysteme nicht die Wirkungsgrade, die durch Manipulation von Sorptionsmitteleinspritzraten, Gewebefilter-Reinigungszyklen und anderen Betriebsvariablen realisiert werden können. D. h., mit der Entladungselektrode und den sich daraus ergebenden Perioden zwischen den Impulsreinigungen können Gewebefiltersysteme in einer aufwandseffizienteren Weise betrieben werden, was Reinigungszyklen einspart, die Filtersacklebensdauer verlängert und/oder die Nutzung von Sorptionsmitteln wie nachstehend detailliert beschrieben verringert.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Anmeldung beschreibt somit ein Verfahren zum Betreiben eines Filtersystems, das Rauchgas filtert, das Feinstaub und einen gasförmigen Schadstoff enthält. Das Filtersystem kann ein Gewebefilter, der mit periodischen Impulsreinigungen gereinigt wird, eine Entladungselektrode stromaufwärts vor dem Gewebefilter, welche wenigstens einem Teil des Feinstaubs eine elektrische Ladung verleiht, bevor sich der Feinstaub auf dem Gewebefilter sammelt, ein Sorptionsmittel, das in das Rauchgas stromaufwärts vor dem Gewebefilter eingespritzt wird und wenigstens einen Teil des gasförmigen Schadstoffs absorbiert, und ein Gebläse enthalten, das das Rauchgas durch den Gewebefilter zieht. Das Filtersystem kann eine Impulsreinigungsintervalleinstellung haben, die von einem Betreiber des Filtersystems manipuliert werden kann. Die Impulsreinigungsintervalleinstellung kann die Zeit zwischen den Impulsreinigungsvorgängen sein. Das Verfahren kann die Schritte beinhalten: Ermitteln des Betriebsaufwands des Filtersystems bei einer ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung; Ermitteln des Betriebsaufwands des Filtersystems bei einer zweiten Impulsreinigungsintervalleinstellung; und Vergleichen des Betriebsaufwands des Filtersystems bei der ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung mit dem Betriebsaufwands des Filtersystems bei der zweiten Impulsreinigungsintervalleinstellung.
Die vorliegende Anmeldung beschreibt ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Filtersystems, das Rauchgas filtert. Das Rauchgas kann Feinstaub und einen gasförmigen Schadstoff enthalten. Das Filtersystem kann ein Gewebefilter, welches mit periodischen Impulsreinigungen gereinigt wird, eine Entladungselektrode stromaufwärts vor dem Gewebefilter, welches wenigstens einem Teil des Feinstaubs eine elektrische Ladung verleiht, bevor sich der Feinstaub auf dem Gewebefilter sammelt, und ein Sorptionsmittel, welches in das Rauchgas stromaufwärts vor dem Gewebefilter eingespritzt wird und wenigstens einen Teil von dem gasförmigen Schadstoff absorbiert, enthalten. Das Filtersystem kann bestimmte Betriebzustände während des Betriebs einschließlich wenigstens eines Emissionspegels von gasförmigen Schadstoff, der den Pegel des gasförmigen Schadstoffs in den Emissionen des Filtersystems umfasst, und einen Druckabfall messen, der den Druckabfall über dem Gewebefilter umfasst. Das Filtersystem kann mehrere Betriebseinstellungen haben, die von einem Betreiber des Filtersystems manipuliert werden können, einschließlich einer Stromdichteeinstellung, die den durch die Entladungselektrode fließenden Strom, dividiert durch die gesamte Tuchfläche des Gewebefilters umfasst, eine Impulsreinigungsintervalleinstellung, welche eine Zeit zwischen den Impulsreinigungen umfasst, und eine Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung, die eine Rate umfasst, mit der das Sorptionsmittel in das Rauchgas eingespritzt wird. Das Verfahren kann die Schritte beinhalten:

a) Erhöhen der Stromdichteeinstellung von einer ersten Stromdichteeinstellung auf eine erhöhte Stromdichteeinstellung;
b) Ermitteln, ob die erhöhte Stromdichteeinstellung eine Verringerung in dem Druckabfall bewirkt;
c) wenn ermittelt wird, dass die erhöhte Stromdichteeinstellung eine Verringerung im Druckabfall bewirkt, Wiederholen der Schritte a und b, bis eine Erhöhung der Stromdichteeinstellung keine Verringerung in dem Druckabfall mehr bewirkt;
d) Betreiben des Filtersystems bei der letzten Stromdichteeinstellung, die eine Verringerung in dem Druckabfall bewirkte, oder anderenfalls bei der ersten Stromdichteeinstellung;
e) Verlängern der Impulsreinigungsintervalleinstellung von einer ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung auf eine verlängerte Impulsreinigungsintervalleinstellung;
f) Ermitteln, ob die verlängerte Impulsreinigungsintervalleinstellung eine Verringerung in dem Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkt;
g) wenn ermittelt wird, dass die verlängerte Impulsreinigungsintervalleinstellung eine Verringerung in dem Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkt, Wiederholen der Schritte e und f, bis eine Verlängerung der Impulsreinigungsintervalleinstellung keine Verringerung mehr in dem Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkt;
h) Betreiben des Filtersystems bei der letzten Impulsreinigungsintervalleinstellung, die eine Verringerung in dem in dem Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkte, oder anderenfalls bei der ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung;
i) Verringern der Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung von einer ersten Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung auf eine verringerte Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung;
j) Ermitteln, ob die verringerte Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung eine Überschreitung des vorbestimmten maximalen Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs durch den Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkt;
k) wenn ermittelt wird, dass die verringerte Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung keine Überschreitung eines vorbestimmten maximalen Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs durch den Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkt, Wiederholen der Schritte i und j, bis eine Verringerung der Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung eine Überschreitung des vorbestimmten maximalen Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs durch den Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkt; und
l) Betreiben des Filtersystems bei der letzten Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung, die keine Überschreitung eines vorbestimmten maximalen Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs durch den Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkte, oder anderenfalls bei der ersten Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung;

Diese und weitere Merkmale der vorliegenden Anmeldung werden bei Prüfung der nachstehenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnungen und den beigefügten Ansprüchen ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht, teilweise im Querschnitt, eines Filtersystems, in welchem exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung arbeiten können;
2 ist eine Aufrissansicht einer Ausführungsform einer Filteranordnung und einer Vorsammelvorrichtung, welche in Verbindung mit exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann;
3 ist eine Aufrissansicht einer zweiten Ausführungsform einer Filteranordnung und einer Vorsammelvorrichtung, welche in Verbindung mit exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann;
4 ist eine Aufrissansicht einer weiteren Ausführungsform einer Filteranordnung und einer Vorsammelvorrichtung, welche in Verbindung mit exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann;
5 ist eine Explosionsansicht der in 4 dargestellten Filteranordnung und der Vorsammelvorrichtung angenähert entlang der Linie 5-5 in 4;
6 ist ein Flussdiagramm eines Filtersystems, in welchem exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können;
7 ist ein Flussdiagramm das ein Verfahren gemäß einer exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellt;
8 ist ein Flussdiagramm eines Filtersystems, in welchem exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können; und
9 ist ein Flussdiagramm das ein Verfahren gemäß einer alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In den Figuren, in welchen die verschiedenen Zahlen gleiche Teile durchgängig durch die verschiedenen Ansichten bezeichnen, ist 1 eine schematische Ansicht, teilweise im Querschnitt, eines Filtersystems, in dem exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung arbeiten können. Das Filtersystem 10 kann im Wesentlichen ein geschlossenes Gehäuse 20 und mehrere Filteranordnungen 100 enthalten. Jede Filteranordnung 100 kann ein Filterelement 120 und eine Vorsammlerkörperkomponente 130 enthalten, die sich unterhalb und an dem Filterelement 120 befestigt erstreckt. Das System 10 kann auch eine Vorsammler-Entladungselektrode 160 enthalten. Schmutzgas kann in das Gehäuse 20 eintreten und Reingas dieses verlassen. Insbesondere kann das Schmutzgas angrenzend an die Vorsammlerkörperkomponenten 130 und den Entladungselektroden 160 entlang streichen, welche so arbeiten können, dass sie wenigstens einen Teil des Feinstaubs in dem Schmutzgas entfernen. Danach kann das Gas die Filterelemente 120 passieren, wo zusätzlicher Feinstaub entfernt werden kann. Aufgrund des Betriebs der Vorsammlerkörperkomponenten 130 und den Entladeelektroden 160 müssen jedoch die Filterelemente 120 weniger Feinstaub entfer nen, und daher erfordert das Filtermaterial der Filterelemente weniger Reinigungszyklen für eine längere Nutzungslebensdauer.
Das Gehäuse 20 kann in einem ersten Sammelraum 30 und einem zweiten Sammelraum 40 durch einen Schlauchboden 50 unterteilt sein. Ein geeignetes Material sowohl für das Gehäuse 20 als auch für den Schlauchboden 50 kann eine Metallplatte sein. Das Gehäuse 20 kann auch einen Einlass 60 enthalten, der mit dem ersten Sammelraum 30 in Fluidverbindung steht, und einen Auslass 70, der mit dem zweiten Sammelraum 40 in Verbindung steht. Eine Sammelkammer 80 kann an dem unteren Ende des ersten Sammelraums 30 angeordnet sein und kann durch unregelmäßig geformte und schräge Wände definiert sein. Beispielsweise kann die Sammelkammer 80 einen V-förmigen Querschnitt gemäß Darstellung in 1 haben.
Wenigstens ein Abschnitt des Schlauchbodens 50 kann im Wesentlichen eben sein. Der Schlauchboden 50 kann mehrere Öffnungen, wie z. B. Öffnungen 90, enthalten, die sich über den ebenen Abschnitt des Bodens 50 erstrecken. 1 stellt eine Anzahl von Filteranordnungen 100 dar, die von dem Schlauchboden 50 herabhängen und sich durch die Öffnungen 90 in den Boden 50 erstrecken. Jede Filteranordnung 100 kann an ihrem oberen Ende durch den Schlauchboden 50 unterstützt sein und in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung nach unten hängen. Es dürfte sich verstehen, dass im Betrieb jeder Öffnung 90 in dem Boden 50 eine Filteranordnung 100 zugeordnet sein kann. Ferner erstrecken sich die Filteranordnungen 100, wie dargestellt, nicht in die Sammelkammer 80, wobei aber ersichtlich sein dürfte, dass die Filteranordnungen mit einer Länge ausgeführt sein könnten, die ihnen ermöglicht, sich in die Sammelkammer 80 zu erstrecken.
Jede Filteranordnung 100 kann ein Filterelement 120 und eine Vorsammlerkörperkomponente 130 enthalten. Die Vorsammlerkörperkomponente 130 kann mit dem unteren Ende des Filterelementes 120 verbunden und davon unterstützt sein. Eine Vorsammler-Entladungselektrode 160 kann vertikal zwischen den Filteranordnungen 100 hängen.
Es dürfte sich verstehen, dass die Filteranordnungen 100 in einer sich vertikal erstreckenden Matrix in einem typischen Gehäuse 20, wie er in der Sackkammerindustrie bekannt ist, angeordnet sein können. Die Entladungselektroden 160 können in einer Anzahl unterschiedlicher Stellen innerhalb der typischen Sackkammer positioniert sein. Beispielsweise können, gemäß Darstellung in 1, die Entladungselektroden 160 in ihren eigenen Reihen und Spalten zwischen den Filteranordnungen 100 positioniert und ausgerichtet sein. Alternativ können die Entladungselektroden 160 gegenüber diesen Vorrichtungen versetzt sein, so dass von der Auswirkung her die Entladungselektroden in der Mitte jedes Quadrates von vier Filteranordnungen 100 positioniert sind. Es liegt auch innerhalb des Schutzumfangs dieser Erfindung, dass die Entladungselektroden 160 zwischen jeder zweiten oder jeder dritten Filteranordnung 100 oder im Quadrat von vier Filteranordnungen 100 positioniert sind. Natürlich liegen zusätzliche Stellen für die Entladungselektroden 160 ebenfalls in dem Schutzumfang dieser Erfindung.
Gemäß Darstellung in 2 kann die Filteranordnung 100 mit dem Schlauchboden 50 bei einer Öffnung 90 mittels eines Bundes 180 verbunden sein. Obwohl die Filteranordnung 100 mit einem kreisrunden Querschnitt dargestellt ist, dürfte es ersichtlich sein, dass jeder Querschnitt mit einer geeigneten Konfiguration verwendet werden könnte, wie z. B., jedoch nicht darauf beschränkt, ein ovaler oder ein rechteckiger. Die Vorsammlerkörperkomponente 130 könnte mit dem Filterelement 120 an einer Verbindungsstelle 200 so verbunden sein, dass sich die Vorsammlerkörperkomponente 130 koaxial zu dem Filterelement 120 stromaufwärts von dem Filterelement 120 erstreckt. Der Bund 180 und die Verbindung 200 werden nachstehend beschrieben.
Das Filterelement 120 kann bevorzugt ein gefaltetes Filtermedium enthalten. Das gefaltete Filtermedium kann in einer im Wesentlichen schlauchartigen Form mit Zick-Zack-Falten an seinen Innen- und Außenumfang geformt sein. Das gefaltete Filtermedium kann aus jedem geeigneten Material für eine gewünschte Filteranforderung aufgebaut sein.
Die Vorsammlerkörperkomponente 130 kann bevorzugt eine rohrartige Form haben. Es dürfte sich verstehen, dass die Vorsammlerkörperkomponente 130 nicht auf diese Form beschränkt ist, und dass weitere Formen innerhalb des Schutzumfangs dieser Erfindung liegen, wie z. B. eine rechteckige oder ovale Form. Die Vorsammlerkörperkomponente 130 besteht aus einem beliebigen geeigneten elektrisch leitenden Material oder kann alternativ mit jedem geeignetem elektrisch leitendem Material beschichtet sein. Bevorzugt kann die Vorsammlerkörperkomponente 130 im Wesentlichen aus einem Metall, wie z. B. leitendem Kohlenstoffstahl ausgebildet sein. In diesem Beispiel kann die Außenoberfläche oder Seitenwand 190 der Vorsammlerkörperkomponente 130 im Wesentlichen zusammenhängend sein, d. h., sie besitzt keine Löcher oder Perforationen. Wie nachstehend detaillierter diskutiert, kann die Vorsammlerkörperkomponente 130 einen (in 2 nicht dargestellten) Konvektionskühlungskanal haben, der entlang ihrer Innenoberfläche verläuft. Der Konvektionskühlungskanal kann einen herkömmlichen geschlossenen Kühlkreis enthalten, der sich von dem Bund 180 nach unten durch die Filteranordnung 100, durch die Verbindungsstelle 200 erstreckt, durch die Vorsammlerkörperkomponente 130 zirkuliert und dann zu dem Bund 180 zurückkehrt. Kühlmittel, wie z. B. Luft, Wasser oder ein anderes Kühlmittel, können durch den Konvektionskühlungskanal zirkulieren, um die Oberfläche der Vorsammlerkörperkomponente 130 zu kühlen.
Die Entladungselektrode 160 kann sich vertikal erstrecken und kann in einem geringen Abstand horizontal von der Vorsammlerkörperkomponente 130 in Abstand angeordnet sein. Die Entladungselektrode 160 kann aus einem elektrisch leitendem Material, wie z. B. einem dünnen Draht aus rostfreiem Stahl, bestehen. In Betrieb kann, wie es später diskutiert wird, die Entladungselektrode 160 elektrisch mit einer Spannungsquelle verbunden sein, so dass sie ein elektrisches Potential oder eine Ladung in Bezug auf die Vorsammlerkörperkomponente 130 empfängt. In einem Beispiel ist die Entladungselektrode 160 mit der Netzspannung über einen (nicht dargestellten) Transformator und Gleichrichter verbunden, so dass die Entladungselektrode 160 auf einem Spannungspotential zwischen –20000 und –50000 Volt Gleichspannung gehalten wird. Die Entladungselektrode 160 kann vollständig oder teilweise (d. h., nur die Länge, die der Länge der Vorsammlerkörperkomponente 130 entspricht) abgeschirmt sein, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass elektrischer Strom einen Lichtbogen zwischen der Vorsammlerkörperkomponente 130 und der Entladungselektrode 160 ausbildet. Eine Abschirmung wird vorgeschlagen, wenn die Entladungselektrode 160 in unmittelbarer physischer Nähe zu der Vorsammlerkörperkomponente 130 angeordnet werden soll, oder wenn das elektrische Potential oder die Ladung die für die Entladungselektrode 160 vorgesehen ist und/oder die Vorsammlerkörperkomponente 130 in Bezug auf den Abstand zwischen der Vorsammlerkörperkomponente 130 und der Entladungselektrode 160 besonders groß ist.
Ein weiteres Beispiel einer Filteranordnung 150, die mit dem Schlauchboden 50 bei einer Öffnung 90 über einen Bund 180 verbunden ist, ist in 3 dargestellt. In diesem Beispiel kann die Filteranordnung 150 ein Sackfilterelement 140 anstelle eines gefalteten Filterelementes 120 enthalten. Das Sackfilterelement 140 kann aus einem flexiblen, nachgiebigen Gewebe bestehen. Das Gewebe kann jedes geeignete Material für die gewünschte Filterungsanforderung sein. Die Vorsammlerkörperkomponente 130 kann mit dem Filtersackelement 140 an einer Verbindungsstelle 170 verbunden sein, so dass sich die Vorsammlerkörperkomponente 130 koaxial zu dem Filtersackelement 140 stromaufwärts von dem Sackfilterelement erstrecken kann. Ein (nicht dargestellter) Konvektionskühlkanal kann wie vorstehend unter Bezugnahme auf das Beispiel von 2 vorgesehen sein.
Eine Filteranordnung 210 gemäß einem weiteren Beispiel, das eine Vorsammlerkörperkomponente 220 enthält, ist in 4 dargestellt. In diesem Beispiel enthält die Filteranordnung 210 ebenfalls ein gefaltetes Filterelement 240. Auch in diesem Beispiel ist die Vorsammlerkörperkomponente 220 ein hohles Rohr, das mehrere sich dadurch erstreckende Öffnungen oder Perforationen 230 besitzt. Bevorzugt werden angenähert 30 Prozent bis 60 Prozent der Oberfläche der Vorsammlerkörperkomponente 220 von den Öffnungen 230 eingenommen. Die Hauptfunktion der Öffnungen 230 ist die Reduzierung des Gewichtes der Vorsammlerkörperkomponente 220. Wie bei dem vorherigen Beispiel kann die Vorsammlerkörperkomponente 220 aus einem beschichteten oder einem beliebigen geeignet elektrisch leitendem Material bestehen. Ein derartiges geeignetes Material, aus dem die Vorsammlerkörperkomponente 220 hergestellt werden könnte, ist Kohlenstoffstahl. Ein (nicht dargestellter) Konvektionskühlkanal kann wie vorstehend unter Bezugnahme auf das Beispiel von 2 diskutiert, vorgesehen sein.
Die Filteranordnung 210 ist in 2 teilweise eingebaut dargestellt. Die Filteranordnung 210 kann sich durch eine Öffnung 260 in dem Schlauchboden 50 und durch ein nachgebendes Befestigungsband 250 hindurch erstrecken. Das Band 250 kann sicherstellen, dass die Filteranordnung 210 mit Öffnungen verwendet werden kann, die nicht genau geschnitten worden sind. Das Band 250 kann ein federndes Metall, wie z. B. rostfreien Stahl enthalten und kann mit Gewebe abgedeckt sein. Das Band 250 kann mit einem Außendurchmesser im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Öffnung 260 aufgebaut sein und kann leicht verformt und in die Öffnung 260 so eingesetzt werden, dass die Außenoberfläche des Bandes 250 eng an der Oberfläche anliegt, die die Öffnung 260 definiert. Das Band kann eine Dichtung zwischen der Filteranordnung 210 und der Öffnung 260 in dem Schlauchboden 50 bereitstellen.
Die Filteranordnung 210 kann auch eine Befestigungshülse 270 enthalten, die an ihrem oberen Ende angeordnet ist, um die Filteranordnung 210 an dem Schlauchboden 50 zu befestigen. Die Befestigungshülse 270 kann aus jedem geeigneten Material, wie z. B. gestanztem, gezogenem oder anderweitig geformten Metall bestehen. Die Befestigungshülse 270 kann ein offenes Ende der Filteranordnung 210 zur Fluidverbindung mit dem Reingasraum 40 definieren. Die Befestigungshülse 270 kann so geformt sein, dass sie einen Kanal 280 für die Aufnahme eines Teils des Bandes 250 enthält, wenn das Filter in eine Betriebsposition bewegt wird. Die Befestigungshülse 270 kann ferner einen rohrförmigen Abschnitt 290 enthalten, der für eine Positionierung in der Öffnung 260 in den Schlauchboden 50 und sich dadurch und durch das Band 250 hindurch erstreckend angepasst ist.
Ein Kern 310 kann an der Befestigungshülse 270 befestigt sein und sich daraus erstrecken. Der Kern 310 kann aus einem geeigneten Material, wie z. B. perforiertem Metallblech, Streckmetall oder einem Maschensieb bestehen. Ein radial innerer Kanal 300 in der Befestigungshülse 270 kann ein oberes Ende des Kerns 310 aufnehmen. Das obere Ende des Kerns 310 und die Befestigungshülse 270 können in einer geeigneten Weise miteinander verbunden sein, wie z. B. durch Schweißnähte, Nieten, Befestigungselemente oder Metallumformung. Somit kann eine relativ starke Verbindung und eine Struktur vorliegen, die in der Lage ist, das Gewicht der Filteranordnung 210 zu tragen, wenn es von dem Schlauchboden 50 nach unten hängt, selbst wenn die Filteranordnung eine relativ schwere Ansammlung von Staubteilchen aufweist und die Konvektionskühlkanäle mit einem flüssigen Kühlmittel gefüllt sind. Zusätzlich kann die Verbindung eine elektrische Verbindung zwischen der Befestigungshülse 270 und dem Kern 310 herstellen, so dass diese Strukturen dasselbe elektrische Potential haben.
Ein gefaltetes Filterelement 240 kann konzentrisch um den Kern 310 herum angeordnet sein. Das gefaltete Filterelement 240 kann in einer im Wesentlichen rohrartigen Form um den Umfang des Kerns 310 mit Zickzackfalten an seinem Innen- und Außenumfang ausgebildet sein. Das gefaltete Element 240 kann aus jedem geeigneten Material für eine gewünschte Filteranforderung aufgebaut sein. Das obere Ende des gefalteten Elementes 240 kann auch in dem Kanal 300 der Befestigungshülse 270 angeordnet sein und in einem Vergussmaterial 320 platziert sein, welches zum Abdichten des gefalteten Elementes und der Befestigungshülse dienen kann. Das gefaltete Element 240 kann radial innerhalb des Kerns 310 angeordnet sein.
Das Filterelement 240 und die Vorsammlerkörperkomponente 220 können über eine Gewindeverbindung 200 verbunden sein. Die Gewindeverbindung 200 kann einem an dem unteren Ende (wie in 4 zu sehen) der Filteranordnung 210 befindlichen Bund 350 aufweisen. Der Bund 350 kann einen Innengewindeaufnahmeab schnitt 360 aufweisen. Der Bund 350 kann an dem Kern 310 und/oder Filterelement 240 in einer geeigneten Weise, wie z. B. durch Schweißnähte, Nieten, Befestigungselemente oder metallische Umformung befestigt sein und kann, wie in diesem Beispiel mit dem gefalteten Filterelement 240 über ein Vergussmaterial 330 abgedichtet sein. Die Verbindung zwischen dem Bund 350 und dem Kern 310 kann eine elektrische Verbindung zwischen den zwei Strukturen herstellen, so dass sie dasselbe elektrische Potential haben.
Die Gewindeverbindung 200 kann auch einen Bund 370 enthalten, der an dem oberen Ende der Vorsammlerkörperkomponente 220 angeordnet ist. Der Bund 370 kann auch einen Außengewinderohrabschnitt 380 für eine Verschraubung mit dem Aufnahmeabschnitt 360 aufweisen. Der Bund 370 kann an dem der Vorsammlerkörperkomponente 220 in einer geeigneten Weise, wie z. B. durch Schweißnähte, Nieten, Befestigungselemente oder metallische Umformung befestigt sein. Somit kann eine elektrische Verbindung zwischen dem Bund 350, dem Bund 370 und der Vorsammlerkörperkomponente 220 herstellt werden, so dass diese Strukturen dasselbe elektrische Potential haben.
Eine zusammendrückbare Dichtung 390 kann zwischen einer unteren Endoberfläche des Bundes 350 der Filteranordnung 210 und einer oberen Endoberfläche des Bundes 370 der Vorsammlerkörperkomponente 220 angeordnet sein. Die Dichtung 390 kann zusammengedrückt werden, da das Filterelement 240 und die Vorsammlerkörperkomponente 220 miteinander verbunden werden können, wenn das Filterelement 240 und die Vorsammlerkörperkomponente 220 in Bezug zueinander um eine Längsmittenachse A gedreht werden, um die Gewindeabschnitte 360, 380 in Eingriff zu bringen, und um den Bund 370 in den Bund 350 zu schrauben. Die Verbindungsvorrichtung 200 kann eine Größe haben, die durch die effektive Abmessung der Öffnungen 90 oder 260 in den Schlauchboden 50 passt, und eine Festigkeit, die ausreicht, um das Betriebsgewicht der Vorsammlerkörperkomponente 220 zu tragen. Natürlich dürfte es sich verstehen, dass weitere Verbindungsvorrichtungen, wie z. B. eine Klammer oder dergleichen in alternativen Beispielen verwendet werden können, um die Filteranordnung und die Vorsammlerkörperkomponente zu verbinden.
Es dürfte sich auch verstehen, dass die Seitenwand der Vorsammlerkörperkomponente 220 elektrisch mit dem Schlauchboden 50 verbunden ist. Diese elektrische Verbindung wird durch eine Reihe physischer Verbindungen erzielt. Erstens steht die Seitenwand der Vorsammlerkörperkomponente 220 mit dem Bund 370 in Kontakt, welcher wiederum mit dem Bund 350 in Kontakt steht, wenn die Vorsammlerkörperkomponente 220 auf der Filteranordnung 210 installiert ist. Der Bund 350 steht mit dem Kern 310 in physischem Kontakt, und der Kern 310 steht mit der Befestigungshülse 270 in physischem Kontakt. Die Befestigungshülse 270 steht wiederum mit dem Befestigungsband 250 in Kontakt, welches wiederum mit dem Schlauchboden 50 in Kontakt steht. Schließlich steht der Schlauchboden 50 mit dem Gehäuse 20 in Kontakt. Somit hat die Vorsammlerkörperkomponente 220 dasselbe elektrische Potential wie das Gehäuse. Wie vorstehend festgestellt, ist die Vorsammlerkörperkomponente 220 bevorzugt ebenfalls geerdet, da auch das Gehäuse 220 geerdet ist.
Die Vorsammlerkörperkomponente 220 kann einen oder mehrere Konvektionskühlkanäle 410 enthalten. In einigen Beispielen kann der Konvektionskühlkanal 410 in Umfangsrichtung um die Innenoberfläche der Vorsammlerkörperkomponente 220 verlaufen. In einigen Beispielen kann sich gemäß Darstellung in 5 der Konvektionskühlkanal 410 in einer serpentinenartigen Weise so winden, dass ein Konvektionsaustausch zwischen den Konvektionskühlkanälen und der Vorsammlerkörperkomponente 220 maximiert wird. Der Konvektionskühlkanal 410 kann sich durch die mehreren Perforationen 230 winden. Der Konvektionskanal 410 kann sich somit spiralartig entlang der Vorsammlerkörperkomponente 220 nach unten bewegen und dann in einer (nicht dargestellten) vertikalen Spur entlang der Innenoberfläche der Vorsammlerkörperkomponente 220 zur Oberseite der Vorsammlerkörperkomponente 220 zurückkehren, um den Kreislauf zu vervollständigen.
Gemäß herkömmlichen Verfahren kann der Konvektionskanal durch einen (nicht dargestellten) Versorgungskanal versorgt und einen (nicht dargestellten) Entleerungskanal entleert werden, welche den Rest des Kühlkreislaufs bilden. Ein erstes Ende des Konvektionskanals kann mit dem Zuführungskanal verbunden sein. Gemäß im Fachgebiet bekannten Verfahren und Systemen kann der Zuführungskanal an einer (nicht dargestellten) herkömmlichen Kühlpumpe entspringen, in den zweiten Sammelraum 40, entlang dem Schlauchboden 50, durch die Öffnung 90, entlang der Innenseite der Filteranordnung 100, bis zur Oberseite der Vorsammlerkörperkomponente 220 verlaufen, wo er mit dem Konvektionskanal 410 mittels herkömmlicher Verfahren verbunden ist.
Der (nicht dargestellte) Entleerungskanal kann mit dem zweiten Ende des Konvektionskanals verbunden sein. Gemäß im Fachgebiet bekannten herkömmlichen Verfahren und Systemen kann der Entleerungskanal von dieser Verbindung weg nach oben durch das Innere der Filteranordnung, durch die Öffnung 90, entlang dem Schlauchboden 50 aus dem zweiten Sammelraum 40 zu einem (nicht dargestellten) Wärmetauscher verlaufen. Der Wärmetauscher kann jeder beliebige bekannte Wärmetauscher zur Verwendung unabhängig davon sein, welches spezielle Kühlmittel in dem Kühlkreislauf verwendet wird. Beispielsweise kann ein herkömmlicher Querstromkonvektionswärmetauscher verwendet werden. Von dem Wärmetauscher aus kann der Entleerungskanal mit der Kühlmittelpumpe verbunden sein, um den Kühlkreislauf zu vervollständigen.
Im Betrieb können die Entladungselektrode 160 und die Vorsammlerkörperkomponente 220 (3 oder 4), 130 (2) einen Unterschied im Spannungspotential haben. Wie vorstehend festgestellt, kann in einem Beispiel die Entladungselektrode 160 mit einer Netzspannung über einen (nicht dargestellten) Transformator und Gleichrichter verbunden sein, so dass die Entladungselektrode 160 auf einem Spannungspotential zwischen –20000 und –50000 Volt Gleichspannung gehalten wird und die Vorsammlerkörperkomponente 220 (3 oder 4), 130 (2) geerdet ist. Es dürfte sich verstehen, dass die Entladungselektrode 160 mit einem positiven Potential versorgt werden könnte, oder dass die Spannungen umgekehrt werden könnten. Natürlich können Vorsichtsmaßnahmen, wie z. B. Isolation und Abschirmung einen elektrischen Kontakt zwischen den Entladungselektroden 160 und der Vorsammlerkörperkomponente 220 (3 oder 4), 130 (2), dem Schlauchboden 50 und/oder dem Gehäuse 20 verwendet werden.
Feinstaubbeladenes Gas kann in den ersten Sammelraum 30 (1) durch den Einlass 60 eintreten. Ein (nicht dargestelltes) Gebläse kann dazu verwendet werden, um eine Bewegung des Gases durch das System 10 zu bewirken. Sobald es sich in dem ersten Sammelraum 30 befindet, kann das Gas an die Vorsammlerkörperkomponente 130 und den Entladungselektroden 160 vorbeistreichen. Wie beschrieben, können die Vorsammlerkörperkomponente 130 und die Entladungselektroden getrennt mit einer Energiequelle oder Erde so verbunden sein, dass eine Potentialdifferenz zwischen diesen Komponenten vorliegt. Diese elektrische Potentialdifferenz kann bewirken, dass wenigstens ein Teil des Feinstaubs in dem Gas sich an dem Vorsammlerkörperkomponente 130 sammelt. Insbesondere kann die Entladungs elektrode 160 negative Ionen so emittieren, dass Feinstaub, der in die Nähe kommt, dadurch geladen wird. Die negativ geladenen Staubteilchen werden dann elektrostatisch zu der geerdeten Vorsammlerkörperkomponente 130 hin gezogen und sammeln sich darauf, indem sie ihre Ladung an Erde abgeben. Es wird absichtlich kein elektrisches Feld oder Potential über dem Filterelement 120 der Filteranordnung 100 erzeugt.
Danach muss das Gas die Filterelemente 120 (2) und in das Innere der Filteranordnungen 100 passieren, welche bewirken, dass der von dem Gas transportierte Feinstaub (welcher aufgrund der Vorsammlung von Staubteilchen durch die Vorsammlerkörperkomponente 130 weniger ist) sich aufgrund der Filterelemente abscheidet und sich entweder auf oder in den Filterelementen ansammelt oder von dem Gas trennt und in den unteren Abschnitt 80 des ersten Sammelraums 30 fällt. Anschließend tritt das gereinigte Gas aus dem Inneren der Filteranordnung 100 durch eine Öffnung 90 in dem Schlauchboden 50 in den zweiten Sammelraum 40 ein. Schließlich verlässt das gereinigte Gas das System 10 durch den Auslass 70.
Wie festgestellt, können die Vorsammlerkörperkomponente 130 und die Entladungselektroden 160 getrennt mit einer Energiequelle oder mit Erde verbunden sein, so dass eine elektrische Potentialdifferenz zwischen diesen Elementen vorliegt. Zusätzlich haben ankommende Staubteilchen im Allgemeinen eine negative Ladung. Derartige Staubteilchen werden durch die negativ geladenen Entladungselektroden 160 zurückgestoßen und elektrostatisch zu der Erdladung der Vorsammlerkörperkomponente 130 hingezogen. Somit können bevorzugt die Vorsammlerentladungselektroden 160 elektrisch mit einer hohen negativen Spannung verbunden sein und die Vorsammlerkörperkomponenten 130 können elektrisch mit Erde verbunden sein, was tendenziell eine Sammlung der Staubteilchen an den Vorsammlerkörperkomponenten bewirken sollte.
Die Vorsammlerkörperkomponente 130 wird nach ausreichender Nutzung mit Feinstaub beschichtet. Diese Beschichtung mit Feinstaub kann es schwierig machen, dass die Vorsammlerkörperkomponente 130 weiter Feinstaub aus der Luft sammelt. Insbesondere kann der spezifische elektrische Widerstand der Feinstaubbeschichtung als effektive Isolation des Vorsammlerkörpers 130 wirken. Demzufolge wird Feinstaub aus der Luft nicht mehr zu dem Vorsammlerkörper 130 hingezogen oder muss auf eine großzügig hohe negative Ladung aufgeladen werden, um den Spannungsabfall in Verbindung mit dem spezifisch elektrischen Widerstand der Feinstaubbeschichtung zu überwinden. Beide Ergebnisse sind unerwünscht. Wie ein Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß, variiert der spezifisch elektrische Widerstand der Beschichtung aus Feinstaub direkt mit der Temperatur. D. h., wenn die Temperatur der Feinstaubbeschichtung zunimmt, nimmt auch deren spezifischer elektrischer Widerstand zu. Demzufolge können, wenn die Feinstaubbeschichtung auf einer kühleren Temperatur gehalten wird, zusätzlich negativ geladene Feinstaub aus der Luft weiter angezogen werden und selbst an dem Vorsammlerkörper anhaften.
Der vorstehend beschriebene Kühlkreislauf (mit den Konvektionskühlkanälen 410) kann zum Kühlen des Vorsammlerkörpers 130 verwendet werden, was wiederum den darauf gesammelten Feinstaub kühlt, und dadurch dessen spezifischen elektrischen Widerstand absenkt und dem Vorsammlerkörper 130 ermöglicht, zusätzlichen negativ geladenen Feinstaub aus der Luft anzuziehen. Die (nicht dargestellte) Kühlmittelpumpe kann das Kühlmittel durch den (nicht dargestellten) Zuführungskanal zu dem Konvektionskühlkanal 410 in dem Vorsammlerkörper 130 zirkulieren lassen. Die Schnittstelle zwischen dem Konvektionskühlka nal 410 und dem Vorsammlerkörper 130 kann aus einem Material, wie z. B. Metall bestehen, das einen Wärmeaustausch begünstigt. Das Kühlmittel kann dann durch den Konvektionskühlkanal 410 zirkulieren und den Vorsammlerkörper 130 durch Absorption von Wärme kühlen. Sobald es durch den Konvektionskanal 410 geströmt ist, kann das Kühlmittel durch den (nicht dargestellten) Entleerungskanal zu dem (nicht dargestellten) Wärmetauscher strömen. Man beachte, dass in einigen Beispielen das Kühlmittel nicht zurückgeführt werden muss. Bei dem Wärmetauscher kann das Kühlmittel so gekühlt werden, dass die in dem Konvektionskanal 410 adsorbierte Wärme abgegeben wird. Das Kühlmittel kann dann zu der Kühlmittelpumpe strömen, wo der Kreislauf von neuem beginnt.
Zusätzlich erfordern herkömmliche Sackkammer-Filtersysteme eine unterschiedliche Mischung von Staubteilchengrößen, um an zulässige Druckabfallwerte über den Filterelementen zu zeigen. Wenn die Größenverteilung der ankommenden Staubteilchen in einem herkömmlichen Gewebefilter abnimmt, nimmt der Systemdruckabfall zu und die Impulsreinigungsintervalle verkürzen sich. Mit anderen Worten, wenn die Staubteilchengröße gleichmäßiger wird, nimmt der Systemdruckabfall zu, was eine häufigere Reinigung erfordert. Feinstäube erzeugen tendenziell eine sehr kompakte Staubschicht auf der Oberfläche der Filterelemente, welche den Systemdruckabfall nach oben treibt.
Das elektrisch stimulierte GewebeFiltersystem der vorliegenden Anmeldung überwindet dieses Problem durch das Aufladen der ankommenden Staubteilchen. Die relativ größeren Staubteilchen werden leichter geladen als die relativ kleineren Staubteilchen, und daher haften diese größeren Staubteilchen wahrscheinlicher an den Vorsammlerkörpern 130 an, was kleinere ”gleich” geladene Staubteilchen zur Sammlung an der Oberfläche des Filterelementes zurücklässt. Diese ”gleich” geladenen kleineren Staubteilchen haben die Tendenz, einander auf der Oberfläche des Filterelementes abzustoßen, was eine porösere Staubschicht erzeugt. Demzufolge verringert eine Kombinationsvorreinigung der Staubteilchenbelastung mit einem elektrisch stimulierten Gewebefilter der vorliegenden Anmeldung das von herkömmlichen Impusstrahl-Filtersystemen bekannte Druckabfallproblem, und reduziert dadurch die Häufigkeit von Impulsreinigungszyklen, was, wie der Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß, die Nutzungslebensdauer der Filterelemente erhöht.
Mit dem vorstehend beschriebenen elektrisch stimulierten GewebeFiltersystem (mit oder ohne die Nutzung der Konvektionskühlkanäle) und der sich daraus ergebenden Verringerung von Impulsreinigungszyklen kann ein aufwandseffizienteres Verfahren oder System zur Steuerung des Filterungsprozesses eingesetzt werden, wie es nachstehend detaillierter beschrieben wird. Wie ein Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß, können verschiedene Sorptionsmittel in das Rauchgas für den Zweck der Adsorption von Gasphasen-Schadstoffen initiiert werden. Der Typ des eingespritzten Sorptionsmittels ist im Wesentlichen eine Funktion des zu entfernenden Schadstoffs. Die Einspritzrate des Sorptionsmittels ist eine Funktion der gewünschten Schadstoffentfernungsrate und der Effektivität des Sorptionsmittels.
Beispielsweise ist pulverisierter aktivierter Kohlenstoff (hierin nachstehend als ”PAC” bezeichnet) ein Sorptionsmittel, das in das Rauchgas oder Abgas für den Zweck der Adsorption des gasförmigem Schadstoffs Quecksilber eingespritzt werden kann. Typischerweise wird PAC in Mengen von 0,5 bis über 10 pound pro Million Kubikfuß von behandeltem Rauchgas eingespritzt. Der aufwand der Einspritzung von ausreichend PAC dergestalt, dass zulässige Austrittspegel von Quecksilber gemäß derzeitigen Vorschriftenstandards erreicht werden, können er heblich sein. D. h., auf der Basis des relativen Dauerbetriebsmodus eines Kraftwerkes oder einer ähnlichen Anlage und des großen behandelten Gasvolumens kann der PAC-Aufwand einen signifikanten Anteil des Gesamtbetriebsaufwands darstellen.
Im Wesentlichen adsorbiert in den Gasstrom eingespritztes PAC das Quecksilber und sammelt sich dann in der Feinstaubentfernungsvorrichtung. Wenn die Feinstaubentfernungsvorrichtung ein Gewebefilter ist, setzt sich der PAC im Allgemeinen auf der Oberfläche des Filtersackes ab, bis ein Reinigungszyklus erfolgt. Der PAC, der auf der Oberfläche des Filtersackes zwischen den Reinigungen verbleibt, interagiert weiter mit dem sich durch das Gewebefilter bewegende Rauchgas so, dass zusätzliches Quecksilber aus dem Gasstrom entfernt wird.
Wie der Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß, erfolgt die Reinigung oder Impulsreinigung des Gewebefilters im Wesentlichen durch Einführen von Druckluftstößen oder -impulsen an dem Reingasauslass des Gewebefiltersackes. Der Strom der Druckluft kehrt den Strom durch den Filtersack um, was ein Abfallen des Staubes, der sich auf dem Gewebefilter gesammelt hatte, (und des darin enthaltenen Quecksilbers) in einen Trichter am Boden der Sackkammer, wo er dann entfernt werden kann.
Die Häufigkeit, mit welcher das Gewebefilter einer herkömmlichen Sackkammer gereinigt wird, ist direkt proportional zu der Rate, mit welcher sich der Staub auf der Oberfläche der Filtersäcke ansammelt. Natürlich nimmt, wenn die sich auf der Schmutzgasseite des Filtersackes ansammelnde Staubschicht zunimmt, auch der von dem Gewebefilter gezeigte Druckverlust zu. Der Druckverlust ist die Druckdifferenz zwischen der Schmutzgasseite des Filtersackes und der Reingasseite, die erforderlich ist, um einen bestimmten Durchflusswert des Rauchgases aufrechtzuerhalten. Das Rauchgas wird durch eine ständig zunehmende Staubdicke gezwungen, bis der Druckverlust einen vordefinierten Grenzwert erreicht. Die Aufrechterhaltung eines angemessenen Durchflusswertes durch diesen Staubaufbau erfordert einen größeren Energieverbrauch durch die Gebläse, die das Rauchgas durch das Gewebefilter ziehen. Bei einem vordefiniertem Druckverlustgrenzwert wird der Reinigungs- oder Impulsprozess gestartet und dauert an, bis der Systemdruckverlust einen unteren Grenzwert erreicht. Dieser Reinigungszyklus setzt sich mit einer Häufigkeit zwischen den Reinigungsintervallen fort, die durch die Anstiegsrate des Druckverlustes in dem System bestimmt ist. Die Anstiegsrate des Druckverlustes ist eine Funktion der Staubbelastung, Staubteilchengröße und der Dichte der Staubschicht.
Wie ein Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß, kann ein Filtersystem, wie das vorstehend beschriebene Filtersystem 10, das eine Vorsammler-Entladungselektrode, wie z. B. die Vorsammler-Entladungselektrode 160, enthält, die Häufigkeit verringern, mit welcher Impulsreinigungen erforderlich sind, d. h., das Intervall zwischen den Reinigungen verlängern. Die Vorsammler-Entladungselektrode funktioniert im Wesentlichen durch Einbringen eines elektrischen Feldes in ein herkömmliches Gewebefilter. Wie vorstehend detaillierter diskutiert, geht eine negative Ladung von den Entladungselektroden aus, die zwischen den Filtersäcken untergebracht sind. Demzufolge ist die Oberfläche des Filtersackes erreichender Staub im Wesentlichen negativ geladen. Die Staubpartikel stoßen einander aufgrund dieser ”gleichen” Ladung ab. Das Vorliegen der negativen Ladung führt zu einer Staubschicht, die nicht so dicht gebacken ist, d. h., zu einem poröseren Medium, durch welches das Rauchgas strömen kann. Somit ist für dasselbe Staublast und Luft/Gewebe-Verhältnis der Systemdruckabfall, der in einem Filtersystem beobachtet wird, der Entladungselektroden ent hält, etwa ein Drittel bis ein Viertel von dem einer herkömmlichen Gewebefilterkammer. Da es ein Betriebsziel ist, den Gesamtdruckabfall unter einem voreingestellten Grenzwert zu halten, kann das Reinigungs- oder Impulsintervall in einem GewebeFiltersystem, das Entladungselektroden enthält, erheblich im Vergleich zu einer herkömmlichen Sackkammer verlängert werden.
Während Feldtests, in welchen die Einlass- und Auslasspegel von üblicherweise im Rauchgas zu findendem gasförmigem Schadstoff, welcher in diesem Falle Quecksilber war, gemessen wurde, wurde in einem GewebeFiltersystem mit einer konstanten Einspritzrate eines Sorptionsmittels, in diesem Falle PAC, beobachtet, dass der Auslasspegel des Schadstoffs nach einem Punkt nach dem Stattfinden der Impulsreinigung weiter abnahm. D. h., wenn das Filtersystem gepulst wurde, nahmen die Auslassquecksilberpegel unmittelbar für eine Dauer zu und begannen dann, sobald ein Aufbau von Staubpartikeln sich auf dem Gewebefilter bildete, mit dem abwärts gerichteten Sägezahnmuster. Was dieses zeigt, ist, dass, wenn man ein Verbleiben des Sorptionsmittels auf der Oberfläche des Filtersackes für längere Zeitdauer zulässt, eine gesteigerte Quecksilberentfernung ohne Erhöhung der Sorptionsmittelmenge erreicht werden kann.
Wie ein Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß, gibt es mehrere variable Betriebskosten, die bei dem Betrieb eines Filtersystems beteiligt sind. Der Aufwand für die Gebläseleistung, der für die Überwindung des Druckverlustes über dem Gewebefilter erforderlich ist, ist oft signifikant. Eine den Druckabfall der Filterkammer beeinflussende signifikante Variable ist das Impulsreinigungsintervall. Ein höherer Systemdruckverlust führt zu einem erhöhten Energieverbrauch durch das Gebläse. Der variable Aufwand für die Gewebefiltersäcke verursacht Betriebskosten. Im Wesentlichen steht, wie der Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß, die Sacklebens dauer in direkter Beziehung zur die Häufigkeit von Impulsreinigungen. D. h., häufige Impulsreinigungen verkürzen die Filtersacklebensdauer, während längere Intervalle zwischen den Reinigungszyklen die Lebensdauer der Säcke verlängern.
Der Aufwand des zum Erzielen eines spezifizierten Verringerungspegels von gasförmigen Schadstoffen erforderlichen Sorptionsmittels kann ebenfalls signifikant zu den Betriebskosten beitragen. Im Wesentlichen führt beispielsweise eine Erhöhung der Sorptionsmitteleinspritzraten zu reduzierten Emissionspegeln eines gasförmigen Schadstoffs. Ferner verkaufen Betreiber von Filteranlagen oft die gefilterte Rauchgasasche, die sich auf dem Gewebefilter sammelt, an Zementhersteller zur Verwendung als Rohmaterial im Zementherstellungsprozess. Das Vorliegen von bestimmten Mengen von Sorptionsmitteln, wie z. B. PAC, in Flugasche kann den Verkauf von Flugasche als einem Zuschlagstoff in dem Zementherstellungsprozess ausschließen. Zusätzlich beschränken viele Regionen Deponieabfall, welcher, wenn zu viel PAC verwendet wird (welcher einen hohen Pegel an Kohlenstoff enthält) eine einfache und preiswerte Entsorgung von bestimmter Flugasche in Deponien ausschließen kann. Demzufolge kann, um mit dem Beispiel der Entfernung von Quecksilber mit dem Sorptionsmittel PAC fortzufahren, die Reduzierung der Menge des verwendeten PAC, um zulässige Quecksilberpegel einzuhalten, einen wirtschaftlichen Vorteil für den Benutzer darstellen.
Ein GewebeFiltersystem, das eine Vorsammler-Entladungselektrode enthält, ermöglicht es im Wesentlichen, die Sackkammer für längere Zeitperioden ohne Impulsreinigungen zu betreiben. Dieses gibt die Möglichkeit, die Zeitdauer, die der Staub auf der Oberfläche des Filtersackes verbleibt, über einen weiteren Bereich im Vergleich zu einem herkömmlichen Lösungsansatz zu variieren. D. h., dass beispielsweise das Reini gungsintervall unter Berücksichtigung des Systemdruckabfalls und der Zeitdauer, in der sich Sorptionsmittel auf der Oberfläche des Filtersackes befand, definiert werden. Algorithmen, Steuerungsprogramme, logische Flussdiagramme und/oder Softwareprogramme, wie sie nachstehend detailliert beschrieben werden, können entwickelt werden, um dem Betreiber der Anlage zu ermöglichen, einen Vorteil aus dieser zusätzlichen Steuerungseingabemöglichkeit zu ziehen.
Im Wesentlichen kann die Steuerung oder das Softwareprogramm gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung Warnstufen haben, die zur Sicherstellung ausgelegt sind, dass der Betrieb des Systems die Vorgaben des Anlagenbetreibers auf einer kontinuierlichen Basis erfüllt. Eine Warnstufe kann sich beispielsweise auf einen für das System zulässigen maximalen Druckabfall über der Sackkammer beziehen. Wenn der Systemdruckabfall diesen oberen Grenzwert erreicht, würde eine Impulsreinigung erfolgen und jede optimierte Steuerungseingabe überschreiben. Ebenso kann das Steuerungsprogramm auf einen maximalen Quecksilberemissionspegel am Auslass programmiert sein. Wenn der maximale Emissionspegel erreicht wird, kann die Sorptionsmitteleinspritzrate bis zu einem maximalen vorbestimmten Pegel oder Grundpegel erhöht werden. Jedoch kann, wenn das System innerhalb der vorbestimmten Emissionspegel- und Druckabfallgrenzwerte arbeitet, das Steuerungsprogramm beispielsweise den Aufwand des Sorptionsmittels mit dem Energieaufwand in Bezug auf die zusätzlich verbrauchte Gebläseenergie vergleichen, wenn höhere Druckabfälle über dem Gewebefilter in der Sackkammer auftreten. Das Steuerungsprogramm kann dann eine Auswahl auch auf wirtschaftlicher Basis treffen, ob die Änderung der Einspritzrate des Sorptionsmittels oder das Impulsreinigungsintervall aufwandseffizienter ist. Relativer zeitbasierender Aufwand für das Sorptionsmittel und die Gebläseenergie können diese Entscheidung steuern, so wie weitere Faktoren, die nachstehend detaillierter diskutiert werden.
Im Falle von Quecksilber können die Emissionspegel beispielsweise aus Daten eines herkömmlichen Daueremissionsmonitors (CEM) erhalten werden. Wie nachstehend detaillierter diskutiert wird, ist es wahrscheinlich, dass der Druckabfall als die erste Prioritätsvariable genommen wird. Ein Soll-Grunddruckabfall würde ein Reinigungsintervall festlegen. Sobald sich die Quecksilberemissionspegel ändern, können beispielsweise Sorptionsmitteleinspritzraten angepasst werden. Das System kann dann versuchen, eine Übereinstimmung mit den Quecksilberemissionsgrenzwerten mit einer reduzierten Sorptionsmittelmenge zu erzielen. Idealerweise würde das Steuerungsprogramm oder das Betriebssystem der Anlage das Filtersystem bei dem niedrigsten Druckverlust und Sorptionsmitteleinspritzrate betreiben, die ausreichende Quecksilberadsorptionspegel liefern. Man beachte, dass viele von den in den vorstehenden Kapiteln bereitgestellte Beispiele (und in den Kapiteln, welche folgen) Emissionspegel von Quecksilber und die Adsorption von Quecksilber mit dem Sorptionsmittel PAC diskutieren. Dieses ist nur exemplarisch. Ein Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß, dass die hierin offengelegte Erfindung auch auf alle anderen gasförmigen Schadstoff/Sorptionsmittel-Paarungen, wie z. B. Schwefelsäuregas und das Sorptionsmittel Kalk-Natriumsesquicarbonat oder Natriumbikarbonat und das Sorptionsmittel Magnesiumoxid zutreffen.
6 ist ein schematischer Plan eines exemplarischen Filtersystems 600, in welchem eine Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung eingesetzt werden kann. Wie dargestellt, kann Brennstoff 606 an einen Kessel 608 geliefert werden, wo er verbrannt wird. Die durch die Verbrennung erzeugte Energie kann beispielsweise zum Erzeugen von Dampf in einer Dampftur bine eingesetzt werden, die (nicht dargestellte) Elektrizität erzeugt. Nach dem Kessel 608 kann sich das Rauchgas oder Abgas aus der Verbrennung durch ein Sackkammerfilter 612 bewegen, das wie vorstehend beschrieben eine Vorsammler-Entladungselektrode enthält. Das Rauchgas kann Feinstaub und gasförmige Schadstoffe enthalten. Das Sackkammerfilter 612 filtert den Feinstaub aus dem Rauchgas mit Gewebefiltern aus. Nach dem Sackkammerfilter 612 kann das Rauchgas durch ein Gebläse 614 strömen, welches so arbeitet, dass es das Rauchgas durch das System 600 zu einem Ausgang zieht, wo das gefilterte Rauchgas das Filtersystem 600 verlassen kann. Zwischen dem Kessel 608 und dem Sackkammerfilter 612 kann ein Sorptionsmittel 616, wie z. B. PAC, in das Rauchgas eingespritzt werden, um bestimmte gasförmige Schadstoffe, wie z. B. Quecksilber, zu entfernen.
Wie ein Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß, kann das Filtersystem 600 mehrere (nicht dargestellte) Sensoren, Betätigungselemente, Ventile, mechanische Systeme usw. enthalten, die viele Betriebsvariablen in dem System manipulieren und steuern. Diese Hardwarevorrichtungen und Systeme können Daten und Information senden und durch ein (nicht dargestelltes) herkömmliches Betriebssystem gesteuert und manipuliert werden. D. h., das Betriebssystem kann Daten aus dem System empfangen, die Daten verarbeiten und die verschiedenen mechanischen Vorrichtungen des Systems gemäß einem Satz von Instruktionen oder einem logischen Flussdiagramm steuern, welches als Teil eines Softwareprogramms ausgeführt sein kann.
7 stellt ein Logikflussdiagramm 700 dar, welches in einem Softwareprogramm verwendet werden kann, um das Filtersystem 600 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu steuern. Wie ein Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß, kann das Logikflussdiagramm 700 durch das Betriebssystem implementiert und ausgeführt werden. In einigen Ausführungsformen kann das Betriebssystem jede geeignete Hochleistungs-Festkörperschaltvorrichtung enthalten. Das Betriebssystem kann ein Computer sein; dieses ist jedoch lediglich exemplarisch für ein geeignetes Hochleistungssteuersystem, welches innerhalb des Schutzumfangs der Anmeldung liegt. Beispielsweise, jedoch nicht im Sinne einer Einschränkung, kann das Betriebssystem wenigstens eines von einem gesteuerten Siliziumgleichrichter (SCR), einem Thyristor, einem MOS-gesteuerten Thyristor (MCT), und einem Bipolartransistor mit isoliertem Gate enthalten. Das Betriebssystem kann auch als nur eine einzige spezielle integrierte Schaltung, wie z. B. als ASIC mit einem Haupt- oder Zentralprozessorabschnitt für eine Gesamtsteuerung auf Systemebene und als getrennte Abschnitte implementiert sein, die speziell für die Durchführung verschiedener spezifischer Kombinationen, Funktionen und weiterer Prozesse unter Steuerung des zentralen Prozessorabschnittes ausgelegt sind. Der Durchschnittsfachmann weiß, dass das Betriebssystem auch unter Einsatz einer Vielfalt getrennter spezieller oder programmierbarer integrierter oder anderer elektronischer Schaltungen oder Vorrichtungen, wie z. B. fest verdrahteter Elektronik oder Logikschaltungen, einschließlich diskreter Elementeschaltkreise oder programmierbarer Logikbauelemente, wie z. B. PLDs, PALs, PLAs oder dergleichen implementiert sein kann. Das Betriebssystem kann auch unter Verwendung eines geeignet programmierten Allzweckcomputers, wie z. B. einem Mikroprozessor oder einer Mikrokontrolleinheit, einer anderen Prozessorvorrichtung, wie z. B. einer CPU oder MPU, entweder alleine oder in Verbindung mit einem oder mehreren peripheren Daten- und Signalverarbeitungsvorrichtungen implementiert sein. Im Wesentlichen können jede Vorrichtung oder ähnliche Vorrichtungen, auf welchen ein endlicher Automat das Logikflussdiagramm 700 implementieren kann, als das Betriebssystem verwendet werden. Eine verteilte Verarbeitungsarchitektur kann für eine maximale Daten/Signal-Verarbeitungsfähigkeit und Geschwindigkeit bevorzugt werden.
Als Teil der Ausführung des Logikflussdiagramms 700 können bestimmte Betriebsparameter durch die Systembetreiber festgelegt werden. Diese Parameter können umfassen: 1) Maximaler Druckabfall (der den maximal zulässigen Druckabfall über den Gewebefiltern repräsentiert); 2) maximaler Feinstaub-Emissionspegel (der den maximal zulässigen Feinstaubpegel in dem ausgegebenen Rauchgas darstellt); 3) maximaler Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs (welcher den maximal zulässigen Abgabepegel eines gasförmigen Schadstoffs, wie z. B. Quecksilber repräsentiert); 4) Sorptionsmittelaufwand (welcher den Aufwand des Sorptionsmittels repräsentiert); 5) Grundimpulsreinigungsintervall (welches das Intervall zwischen den Impulsreinigungen repräsentiert – wobei die ”Grund”-Einstellung für diesen Parameter im Wesentlichen eine konservative oder kürzere Intervalleinstellung ist); 6) Grund-Sorptionsmitteleinspritzrate (welche die Sorptionsmitteleinspritzrate repräsentiert – wobei die ”Grund”-Einstellung für diesen Parameter eine konservative oder relativ hohe Sorptionsmitteleinspritzrate ist); und 7) Grundstromdichte (welche den durch die Entladungselektroden fließenden Gesamtstrom, dividiert durch die Gesamtgewebefläche des Gewebefilter in dem Sackgehäuse repräsentiert – wobei die ”Grund”-Einstellung für diesen Parameter eine konservative oder relativ niedrige Stromdichte ist).
Außerdem können bestimmte Daten bezüglich Betriebsbedingungen erfasst und an das Betriebssystem als Teil der Abarbeitung des Logikflussdiagramms 7 übertragen werden. Diese Information kann mittels herkömmlicher Mittel und Verfahren, Sensoren und kommerziell verfügbarer Systeme und Vorrichtungen erhalten werden, und kann umfassen: 1) Druckabfall (der den ge messenen Druckabfall über dem Gewebefilter repräsentiert); 2) Feinstaubmissionspegel (der den gemessenen Pegel des Feinstaubs in dem ausgegebenen Rauchgas repräsentiert); und 3) Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs (der den gemessenen Ausgabepegel eines gasförmigen Schadstoffs, wie z. B. Quecksilber, repräsentiert). Die Betriebszustandsdaten können durch das Betriebssystem kontinuierlich oder periodisch aktualisiert werden, so dass aktuelle Daten für das Betriebssystem zur Verfügung stehen, wenn es das Logikflussdiagramm 900 ausführt.
Ferner kann das Filtersystem bestimmte Betriebsvariablen oder Einstellungen aufweisen, die von einem Systembetreiber oder Betreiber manipuliert werden können, um die Funktion des Systems zu modifizieren. Diese können umfassen: 1) Stromdichte (welche den durch die Entladungselektroden fließenden Gesamtstrom, dividiert durch die Gesamtgewebefläche des Gewebefilter in dem Sackgehäuse repräsentiert); 2) Impulsreinigungsintervall (das die Zeit zwischen Impulsreinigungen definiert); und 3) Sorptionsmitteleinspritzrate (die die Einspritzrate des Sorptionsmittels repräsentiert).
Man beachte, dass das Logikflussdiagramm 700 so beschrieben ist, dass es eine Anzahl von Betriebsparametern, einige Arten von Betriebszustandsdaten, einige Betriebseinstellungen und einige diskrete Schritte enthält. Ein Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß, dass nicht alle von den Betriebsparametern, Arten von Betriebszustandsdaten oder den einigen diskreten Schritten in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung erforderlich sind. Deren Einschluss hierin ist nur exemplarisch. Ferner können, wie vorstehend festgestellt, die Betriebszustandsdaten einfach erfasst und an das Betriebssystem gemäß herkömmlichen Mitteln und Verfahren übertragen werden. Außerdem hat, wie es das Logikflussdiagramm 700 verdeutlicht, das Filtersystem 600 verschiedene Betriebsvari ablen oder Einstellungen, die von dem Systembetreiber manipuliert werden können, um den Betrieb des Filtersystems 600 zu modifizieren, was die Wirtschaftlichkeit des Systems beeinflusst. Diese umfassen: 1) Die Stromdichte; 2) das Impulsreinigungsintervall; und 3) die Sorptionsmitteleinspritzrate. Diese Einstellungen können manipuliert werden und die neuen Einstellungen in dem Filtersystem 600 mittels herkömmlicher Mittel, Verfahren und Systeme implementiert werden, wie der Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß.
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung können das Logikflussdiagramm 700, oder der Prozess, wie folgt arbeiten. Man beachte, dass das Filtersystem 600 zu Beginn bei Grundeinstellungen arbeiten kann und das Logikflussdiagramm 700 dazu genutzt werden kann, um diese Einstellungen so zu modifizieren, dass das System in einer aufwandseffizienteren Weise arbeitet. Zu anderen Zeitpunkten kann das Logikflussdiagramm 700 dazu genutzt werden, um Einstellungen, welche vorher durch den Betrieb des Logikflussdiagramms 700 verändert wurden, oder aus anderen Gründen zu modifizieren. Bei dem Schritt 706 kann der Prozess folgendes ermitteln: Überschreitet der Feinstaubemissionspegel den maximalen Feinstaubemissionspegel? Wenn ”ja”, kann dann der Prozess zu dem Schritt 708 übergehen, in welchem eine geeignete Aktion, wie z. B. ein hörbarer Alarm ausgegeben oder ein Betreiber aufmerksam gemacht werden kann. Wenn ”nein”, kann dann der Prozess zu dem Schritt 710 übergehen.
Bei dem Schritt 710 kann der Prozess folgendes ermitteln: Überschreitet der Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs den maximalen Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs? Der Gasschadstoff kann beispielsweise Quecksilber sein. Wenn ”ja”, kann dann der Prozess zu dem Schritt 712 übergehen, bei dem eine geeignete Aktion unternommen werden kann, indem bei spielsweise das System die Sorptionsmitteleinspritzrate erhöhen oder zu der Grundsorptionsmitteleinspritzrate zurückkehren kann. Wenn ”nein”, kann dann der Prozess zu dem Schritt 714 übergehen.
Bei dem Schritt 714 kann der Prozess folgendes ermitteln: Liegt der Druckabfall über dem maximalen Druckabfall? Wenn ”ja”, kann dann der Prozess zu dem Schritt 716 übergehen, bei dem eine geeignete Aktion unternommen werden kann, indem beispielsweise das System das Impulsreinigungsintervall verkürzen kann (d. h., die Impulsreinigungen häufiger ausführen kann). Wenn ”nein”, kann dann der Prozess zu dem Schritt 718 übergehen.
Bei dem Schritt 718 kann der Prozess die Stromdichte erhöhen. Dieses kann erfolgen, indem mehr Strom über die Vorsammler-Entladungselektroden in dem Sackkammerfilter 612 angelegt wird. Der Prozess kann dann mit dem Schritt 720 fortfahren. Bei dem Schritt 720 kann der Prozess folgendes ermitteln: Führte die erhöhte Stromdichte zu einer Verringerung im Druckabfall über dem Gewebefilter? Wenn ”ja”, kann dann der Prozess zu dem Schritt 718 zurückkehren, wo er die Schritte 718 und 720 wiederholt durchlaufen kann, bis der Prozess eine ”nein”-Antwort bei dem Schritt 720 ergibt. Mit der ”nein”-Antwort kann der Prozess zu einem Schritt 721 übergehen. Bei dem Schritt 721 kann der Prozess dann die Stromdichte auf die vorherige Stromdichte setzen (d. h., die letzte Stromdichteeinstellung, die zu einem Druckabfall führte, oder wenn kein Druckabfall durch die Ausführung der Schritte 718 und 720 aufgezeichnet wurde, auf die Stromdichteeinstellung vor dem Erreichen des Schrittes 718). Die neue Stromdichte (wenn die Stromdichte tatsächlich durch die Schritte 718, 720 und 721 geändert wurde, kann als die ”modifizierte Stromdichte” bezeichnet werden).
Bei dem Schritt 722 kann der Prozess das Impulsreinigungsintervall vergrößern (d. h., das Intervall verlängern, so dass die Impulsreinigungen weniger häufig auftreten) und zu dem Schritt 724 übergehen. Bei dem Schritt 724 kann der Prozess folgendes ermitteln: Reduzierte die Verlängerung des Impulsreinigungsintervalls den Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs? Wenn ”ja”, kann dann der Prozess zum Schritt 722 zurückkehren, wo er die Schritte 722 und 724 wiederholt durchlaufen kann, bis der Schritt 724 eine ”nein”-Antwort ergibt. Mit der ”nein”-Antwort kann der Prozess zu dem Schritt 726 übergehen. Bei dem Schritt 726 kann der Prozess das Impulsreinigungsintervall auf das vorherige Impulsreinigungsintervall einstellen (d. h., auf die letzte Impulsreinigungsintervalleinstellung, die zu einer Reduzierung des Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs führte, oder anderenfalls, wenn keine Reduzierung des Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs während der Ausführung der Schritte 722 und 724 aufgezeichnet wurde, auf die Impulsreinigungsintervalleinstellung vor dem Erreichen des Schrittes 722). Das neue Impulsreinigungsintervall (wenn das Impulsreinigungsintervall tatsächlich durch die Schritte 722, 724 und 726 geändert wurde, kann als ”modifiziertes Impulsreinigungsintervall” bezeichnet werden).
Von dem Schritt 726 kann der Prozess zu dem Schritt 728 übergehen. Bei dem Schritt 728 kann der Prozess die Sorptionsmitteleinspritzrate verringern. Von dem Schritt 728 kann der Prozess zu dem Schritt 730 übergehen. Bei dem Schritt 730 kann der Prozess folgendes ermitteln: Bewirkte die Verringerung der Sorptionsmitteleinspritzrate einen Anstieg des Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs so, dass er größer als der maximale Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs ist? Wenn der Schritt 730 eine ”nein”-Antwort ergibt, kann dann der Prozess die Schritte 728 und 730 wiederholt durchlaufen, bis der Schritt 730 eine ”ja”-Antwort ergibt. Sobald der Schritt 730 eine ”ja”-Antwort ergibt, kann der Prozess mit dem Schritt 732 fortfahren. Bei dem Schritt 732 kann der Prozess die Sorptionsmitteleinspritzrate auf die vorherige Sorptionsmitteleinspritzrate einstellen (d. h., die letzte Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung, die zu keiner Überschreitung des maximalen Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs führte, oder, wenn keine Sorptionsmitteleinspritzrate diese Qualifikation durch die Ausführung der Schritte 728 und 730 erfüllte, auf die Sorptionsmitteleinspritzrate vor dem Erreichen des Schrittes 728). Die neue Sorptionsmitteleinspritzrate (wenn die Sorptionsmitteleinspritzrate tatsächlich während der Schritte 728, 730 und 732 geändert wurde) kann als die ”modifizierte Sorptionsmitteleinspritzrate” bezeichnet werden.
Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet weiß, dass die Manipulation von Betriebsvariablen, wie z. B. der Stromdichte, des Impulsreinigungsintervalls und/oder der Sorptionsmitteleinspritzrate, wie sie im Flussdiagramm 700 beschrieben sind, den Aufwand in Verbindung mit dem Betrieb des Filtersystems 600 beeinflussen. Beispielsweise kann die Stromdichteeinstellung den Betriebsaufwand in wenigstens zwei Arten beeinflussen. Erstens erhöht eine Erhöhung der Stromdichte notwendigerweise die Energiekosten in Verbindung mit dem Betrieb der Vorsammler-Entladungselektroden. Zweitens kann, wie bereits beschrieben, eine Zunahme in der Stromdichte zu einer Verringerung in dem Druckabfall über den Gewebefiltern führen. Dieser Druckabfall verringert im Allgemeinen die für das Gebläse erforderliche Energie, um ein erforderliches Volumen des Rauchgases durch das Filtersystem zu ziehen, was natürlich den Aufwand für den Betrieb des Gebläses verringern würde.
Die Einstellung, die das Impulsreinigungsintervall steuert, kann ebenfalls die Betriebskosten des Filtersystems 600 in zwei Arten beeinflussen. Erstens verlängern, wie der Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß, längere Betriebsintervalle zwischen den Reinigungen im Allgemeinen die Lebensdauer der Gewebefiltersäcke, was den Sackersetzungsaufwand verringert. Durch Berechnen der durchschnittlichen Sacklebensdauer unter unterschiedlichen Impulsreinigungsintervallperioden können die Einsparungen in Verbindung mit längeren Intervallen zwischen den Reinigungen ermittelt werden. Zweitens bedeuten kürzere Intervalle zwischen den Reinigungen im Allgemeinen, dass die Filter mit geringerem Druckabfall über den Gewebefiltern arbeiten, was, wie vorstehend beschrieben, einen geringeren Energieverbrauch des Gebläses ermöglicht.
Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellungen können ebenfalls den Betriebsaufwand beeinflussen. Erstens führt eine Erhöhung in der Sorptionsmitteleinspritzrate im Allgemeinen zu einer Zunahme in der Menge des eingesetzten Sorptionsmittels, was natürlich den Gesamtaufwand des Sorptionsmittels erhöht. Zweitens kann, bei nochmaliger Betrachtung des Beispiels des Quecksilbersorptionsmittels PAC, eine Erhöhung in der Sorptionsmitteleinspritzrate bedeuten, dass der Kohlenstoffanteil der Asche so hoch ist, dass die Asche nicht verkauft oder in einer aufwandseffizienten Weise entsorgt werden kann. Eine Verringerung des Sorptionsmitteleinsatzes kann somit zu niedrigerem Sorptionsmittelaufwand sowie Erleichterungen bei der Entsorgung der Asche führen. Wie der Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß, können alle von diesen potentiellen Aufwandsreduktionen unter Einsatz herkömmlicher Mittel und Verfahren mit Daten berechnet werden, die typischerweise bei Filtersystemen gesammelt und aufgezeichnet werden, wie z. B. den in dieser Anmeldung beschriebenen.
Somit kann bei einem Schritt 740 eine Aufwandsreduktions-Analyse der Betriebsvariablen und der Auswirkung, die ihre Än derung auf das Filtersystem hatte, so durchgeführt werden, dass ermittelt werden kann, ob die Anlage in einer effektiven Weise arbeitet. D. h. der Prozess kann eine Aufwandsreduktions-Analyse durchführen, um zu ermitteln, ob irgendwelche Modifikationen an den Betriebsvariablen, welche wie festgestellt eine neue Einstellung für die Stromdichte, das Impulsreinigungsintervall und/oder die Sorptionsmitteleinspritzrate umfassen können, aufwandseffizient sind. Im Allgemeinen beinhaltet diese Aufwandsreduktions-Analyse eine Ermittlung, wie der nachstehende Betriebsaufwand beeinflusst werden: 1) der Aufwand an Sorptionsmittel; 2) der Ersetzungsaufwand der Gewebefiltersäcke; und 3) der Aufwand in Verbindung mit dem Gebläse. Weiterer Aufwand kann ebenfalls analysiert werden.
Beispielsweise kann der Prozess des Flussdiagramms 7 aufgrund der Durchführung von einigen oder allen Schritten 706 bis 732 empfehlen, dass die Stromdichte von einer vorherigen Einstellung oder dem Grundparameter für die Stromdichte erhöht, das Impulsreinigungsintervall gegenüber der vorherigen Einstellung oder dem Grundparameter für das Impulsreinigungsintervall verlängert und die Sorptionsmitteleinspritzrate gegenüber der vorherigen Einstellung oder dem Grundparameter für die Sorptionsmitteleinspritzung verringert werden kann. Der zusätzliche Aufwand in Verbindung mit dem Betrieb des Filtersystems in dieser Weise beinhaltet im Wesentlichen erhöhten Energieaufwand in Verbindung mit der Erhöhung der Stromdichte. Ferner beinhaltet zusätzlicher Aufwand den erhöhten Energieaufwand, der zum Betrieb des Gebläses erforderlich ist. D. h. aufgrund der längeren Impulsreinigungsintervalle wird der durchschnittliche Druckabfall über dem Gewebefilter im Allgemeinen höher, was wiederum einen größeren Energieverbrauch des Gebläses erfordert, das das Rauchgas durch das System zieht. Die Aufwandsreduktion in Verbindung mit dem Betrieb des Filtersystems gemäß diesem Beispiel umfassen im Wesentlichen: 1) geringeren Gesamtersetzungsaufwand für die Filtersäcke (d. h., weniger häufige Impulsreinigungen bedeutet längere Sacklebensdauer); und 2) verringerten Sorptionsmittelaufwand aufgrund der verringerten Sorptionsmitteleinspritzrate. Weitere Aufwandsüberlegungen, wie vorstehend beschrieben, können ebenfalls berücksichtigt werden.
Bei dem Schritt 740 kann der Prozess den Aufwand und die Aufwandsreduktionen vergleichen und auf der Basis des Vergleichs eine Empfehlung geben, ob die neuen Betriebsvariablen aufwandseffizient sind. Somit kann beispielsweise, wenn der zusätzliche Aufwand die Einsparungen übersteigt, der Prozess ermitteln, dass die neuen Betriebsvariablen, d. h., die Stromdichte, das Impulsreinigungsintervall und/oder die Sorptionsmitteleinspritzrate, die durch die Durchführung der Schritte 706 bis 732 empfohlen wurden, zurückgewiesen werden, und dass die Einstellungen auf die Grundeinstellungen oder vorherigen Werte zurückgestellt werden. Wenn andererseits die Einsparungen den Aufwand übersteigen, kann der Prozess bei dem Schritt 740 ermitteln, dass die neuen Betriebsvariablen angenommen werden, und dass das Filtersystem mit den neuen Einstellungen weiterarbeitet. Nach dem Schritt 740 kann der Prozess dann an den Beginn des Prozesses, d. h., zu dem Schritt 706 zurückkehren, um das Logikflussdiagramm 700 nochmals oder zu einem vorbestimmten Zeitpunkt in der Zukunft zyklisch zu durchlaufen.
8 ist ein schematischer Plan eines weiteren exemplarischen Filtersystems 800, in welchem eine Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung eingesetzt werden kann. Ähnlich dem vorstehend diskutierten Filtersystem 600 und wie dargestellt kann Brennstoff 606 an einen Kessel 608 geliefert werden, wo er verbrannt wird. Die durch die Verbrennung erzeugte Energie kann beispielsweise zum Erzeugen von Dampf in einer Dampfturbine verwendet werden, die (nicht dargestellte) Elektrizität erzeugt. Nach dem Kessel 608 kann sich das Abgas oder Rauchgas aus der Verbrennung durch einen elektrostatischen Abscheider (”ESP”) 802 bewegen. Wie vorstehend beschrieben, ist ein elektrostatischer Abscheider eine Staubteilchensammelvorrichtung, die Feinstaub aus einem strömenden Gas (wie z. B. Luft) unter Anwendung der Kraft einer induzierten elektrischen Ladung anstelle eines Gewebefilters entfernt. Der ESP 802 kann einen erheblichen Anteil des Feinstaubs aus dem Rauchgas entfernen.
Von dem ESP 802 aus kann sich das Rauchgas durch ein Sackkammerfilter 612 bewegen, das, wie vorstehend im Detail beschrieben, eine Vorsammler-Entladungselektrode enthält. Das Rauchgas kann Feinstaub und Gasförmige Schadstoffe enthalten. Das Sackkammerfilter 612 kann einen großen Teil des restlichen Feinstaubs aus dem Rauchgas ausfiltern. Nach dem Sackkammerfilter 612 kann das Rauchgas durch ein Gebläse 614 strömen, das das Rauchgas durch das Filtersystem 600 hindurch zu einem Ausgang zieht, wo das gefilterte Rauchgas aus dem Filtersystem 600 ausgegeben wird. Zwischen dem Kessel 608 und dem Sackkammerfilter 612 kann ein Sorptionsmittel 616, wie z. B. PAC in den Rauchgasstrom eingespritzt werden, um bestimmte gasförmige Schadstoffe, wie z. B. Quecksilber zu entfernen.
Wie ein Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß, kann das Filtersystem 800 mehrere (nicht dargestellte) Sensoren, Betätigungselemente, Ventile, mechanische Systeme, usw. enthalten, welche die vielen Betriebsvariablen in dem System manipulieren und steuern. Diese Hardwarevorrichtungen und Systeme können Daten und Information an ein (nicht dargestelltes) herkömmliches Betriebssystem senden und von diesem gesteuert und manipuliert werden. D. h., das Betriebssystem kann Daten aus dem Filtersystem erfassen, die Daten verarbeiten und die verschiedenen mechanischen Vorrichtungen und das System gemäß einem Satz von Instruktionen oder dem Logikflussdiagramm, welche Teil eines Softwareprogramms sein können, steuern.
9 veranschaulicht ein Logikflussdiagramm 900, welches in einem Softwareprogramm zum Steuern des Filtersystems 800 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung verwendet werden kann. Wie ein Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß, kann ähnlich zu dem Logikflussdiagramm 700 das Logikflussdiagramm 900 durch das Betriebssystem implementiert und durchgeführt werden. Ferner können als Teil des Betriebs des Logikflussdiagramms 900 bestimmte Betriebsparameter durch die Systembetreiber festgelegt werden. Diese Parameter können umfassen: 1) den maximalen Druckabfall (der den maximalen zulässigen Druckabfall über den Gewebefiltern repräsentiert); 2) den maximalen Feinstaubemissionspegel (der den maximal zulässigen Feinstaubpegel in dem ausgegebenen Rauchgas oder Anlagenabgas repräsentiert); 3) den maximalen Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs, (welcher den maximal zulässigen Abgabepegel eines gasförmigen Schadstoffs, wie z. B. Quecksilber, repräsentiert); 4) den Sorptionsmittelaufwand (welcher den Sorptionsmittelkosten verursacht); 5) das Grundimpulsreinigungsintervall (welches das Intervall zwischen den Impulsreinigungen repräsentiert – wobei die ”Grund”-Einstellung für diesen Parameter im Wesentlichen eine konservative oder kürzere Intervalleinstellung ist); 6) die Grund-Sorptionsmitteleinspritzrate (welche die Sorptionsmitteleinspritzrate repräsentiert – wobei die ”Grund”-Einstellung für diesen Parameter eine konservative oder relativ hohe Sorptionsmitteleinspritzrate ist); 7) die Grundstromdichte (welche den durch die Entladungselektroden fließenden Gesamtstrom, dividiert durch die Gesamtgewebefläche des Gewebefilter in dem Sackgehäuse repräsentiert – wobei die ”Grund”-Einstellung für diesen Parameter eine konservative oder relativ niedrige Stromdichte ist); 8) die Grundeinlassfeinstaubbeladung (welche die Menge oder den Pegel des den ESP 802 verlassenden und in das Sackgehäuse 612 eintretenden Feinstaubs repräsentiert); und 9) eine maximale Einlassfeinstaubbeladung (welche einen maximal zulässigen Pegel von Einlassfeinstaub repräsentiert).
Außerdem können bestimmte Daten bezüglich der Betriebszustände gesammelt und an das Betriebssystem als Teil der Durchführung des Logikflussdiagramms 900 übertragen werden. Diese Information kann über herkömmliche Mittel und Verfahren, Sensoren und kommerziell verfügbare Systeme und Verfahren erzielt werden, und können umfassen: 1) Druckabfall (der den gemessenen Druckabfall über dem Gewebefilter repräsentiert); 2) Feinstaubmissionspegel (der den gemessenen Pegel des Feinstaubs in dem ausgegebenen Rauchgas repräsentiert); und 3) Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs (der den gemessenen Ausgabepegel eines gasförmigen Schadstoffs, wie z. B. Quecksilber, repräsentiert). Die Betriebszustandsdaten können durch das Betriebssystem kontinuierlich oder periodisch aktualisiert werden, so dass aktuelle Daten für das Betriebssystem zur Verfügung stehen, wenn es das Logikflussdiagramm 900 ausführt.
Das Filtersystem kann bestimmte Betriebseinstellungen haben, die von einem Systembetreiber oder Betreiber manipuliert werden können, um zu modifizieren, wie das System arbeitet. Diese können umfassen: 1) Stromdichte (welche den durch die Entladungselektroden fließenden Gesamtstrom, dividiert durch die Gesamtgewebefläche des Gewebefilter in dem Sackgehäuse repräsentiert); 2) Impulsreinigungsintervall (das die Zeit zwischen Impulsreinigungen definiert); und 3) Sorptionsmitteleinspritzrate (die die Einspritzrate des Sorptionsmittels repräsentiert); und 4) Einlassfeinstaubbeladung (welche die Menge des Feinstaubs repräsentiert, der den ESP 802 verlassen und weiter stromabwärts zu dem Sackkammerfilter 612 strömen darf.
Man beachte, dass das Logikflussdiagramm 900 als eine Anzahl von Betriebsparametern, einige Arten von Betriebszustandsdaten und einige diskrete Schritte enthaltend beschrieben ist. Ein Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß, dass nicht alle von den Betriebsparametern, Arten von Betriebszustandsdaten oder den einigen diskreten Schritten in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung erforderlich sind. Deren Einschluss ist lediglich exemplarisch. Ferner können wie vorstehend festgestellt, die Betriebszustandsdaten anhand herkömmlicher Mittel und Verfahren gesammelt und an das Betriebssystem übertragen werden. Außerdem hat, wie das Logikflussdiagramm 900 verdeutlicht, das Filtersystem verschiedene Betriebsvariablen oder Einstellungen, die von Systembetreibern manipuliert werden können, um den Betrieb des Filtersystems 800 so zu modifizieren, dass es aufwandseffizienter ist. Diese umfassen: 1) Die Stromdichte; 2) das Impulsreinigungsintervall; 3) die Sorptionsmitteleinspritzrate; und 4) die Einlassfeinstaubbelastung. Diese Einstellungen können mittels herkömmlicher Mittel, Verfahren und Systeme manipuliert und die neuen Einstellungen in dem Filtersystem 800 implementiert werden, wie der Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß und es nachstehend beschrieben wird.
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung kann das Logikflussdiagramm 900 wie folgt arbeiten. Man beachte, dass das Filtersystem 800 zu Beginn bei Grundeinstellungen arbeiten kann, und dass das Logikflussdiagramm 900 dazu genutzt werden kann, diese Einstellungen so zu ändern, dass das System in einer aufwandseffizienteren Weise arbeitet. Zu anderen Zeitpunkten kann das Logikflussdiagramm 900 dazu genutzt werden, um Einstellungen zu modifizieren, die zuvor von Grundeinstellungen aus während des Betriebs des Logikflussdiagramms 900 oder aus anderen Gründen geändert wur den. Bei dem Schritt 906 kann der Prozess folgendes ermitteln: Überschreitet der Feinstaubemissionspegel einen maximalen Feinstaubemissionspegel? Wenn ”ja”, kann dann der Prozess zu dem Schritt 908 übergehen, wo eine geeignete Aktion unternommen werden kann, beispielsweise ein hörbarer Alarm ausgegeben werden kann oder ein Betreiber aufmerksam gemacht werden kann. Wenn ”nein”, geht dann der Prozess zu dem Schritt 910 über.
Bei dem Schritt 910 kann der Prozess folgendes ermitteln: Überschreitet der Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs den maximalen Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs? Der Gasschadstoff kann beispielsweise Quecksilber sein. Wenn ”ja”, kann dann der Prozess zu dem Schritt 912 übergehen, bei dem eine geeignete Aktion unternommen werden kann, indem beispielsweise das System die Sorptionsmitteleinspritzrate erhöhen oder zu der Grundsorptionsmitteleinspritzrate zurückkehren kann. Wenn ”nein”, kann dann der Prozess zu dem Schritt 914 übergehen.
Bei dem Schritt 914 kann der Prozess folgendes ermitteln: Liegt der Druckabfall über dem maximalen Druckabfall? Wenn ”ja”, kann dann der Prozess zu dem Schritt 916 übergehen, bei dem eine geeignete Aktion unternommen werden kann, indem beispielsweise das System das Impulsreinigungsintervall verkürzen kann (d. h., die Impulsreinigungen häufiger ausführen kann). Wenn ”nein”, kann dann der Prozess zu dem Schritt 918 übergehen.
Bei dem Schritt 918 kann der Prozess die Stromdichte erhöhen. Dieses kann erfolgen, indem mehr Strom über die Vorsammler-Entladungselektroden in dem Sackkammerfilter 612 angelegt wird. Der Prozess kann dann mit dem Schritt 920 fortfahren. Bei dem Schritt 920 kann der Prozess folgendes ermitteln: Führte die erhöhte Stromdichte zu einer Verringerung im Druck abfall über dem Gewebefilter? Wenn ”ja”, kann dann der Prozess zu dem Schritt 918 zurückkehren, wo er die Schritte 918 und 920 wiederholt durchlaufen kann, bis der Prozess eine ”nein”-Antwort bei dem Schritt 920 ergibt. Mit der ”nein”-Antwort kann der Prozess zu einem Schritt 921 übergehen. Bei dem Schritt 921 kann der Prozess dann die Stromdichte auf die vorherige Stromdichte setzen (d. h., die letzte Stromdichteeinstellung, die zu einem Druckabfall führte, oder wenn kein Druckabfall durch die Ausführung der Schritte 918 und 920 aufgezeichnet wurde, auf die Stromdichteeinstellung vor dem Erreichen des Schrittes 918). Die neue Stromdichte (wenn die Stromdichte tatsächlich durch die Schritte 918, 920 und 921 geändert wurde, kann als die ”modifizierte Stromdichte” bezeichnet werden).
Bei dem Schritt 922 kann der Prozess das Impulsreinigungsintervall vergrößern (d. h., das Intervall verlängern, so dass die Impulsreinigungen weniger häufig auftreten) und zu dem Schritt 924 übergehen. Bei dem Schritt 924 kann der Prozess folgendes ermitteln: Reduzierte die Verlängerung des Impulsreinigungsintervalls den Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs? Wenn ”ja”, kann dann der Prozess zum Schritt 922 zurückkehren, wo er die Schritte 922 und 924 wiederholt durchlaufen kann, bis der Schritt 924 eine ”nein”-Antwort ergibt. Mit der ”nein”-Antwort kann der Prozess zu dem Schritt 926 übergehen. Bei dem Schritt 926 kann der Prozess das Impulsreinigungsintervall auf das vorherige Impulsreinigungsintervall einstellen (d. h., auf das letzte Impulsreinigungsintervall, das zu einer Reduzierung des Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs führte, oder anderenfalls, wenn keine Reduzierung des Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs während der Ausführung der Schritte 922 und 924 aufgezeichnet wurde, auf das Impulsreinigungsintervall vor dem Erreichen des Schrittes 922). Das neue Impulsreinigungsintervall (wenn das Impulsrei nigungsintervall tatsächlich durch die Schritte 922, 924 und 926 geändert wurde, kann als ”modifiziertes Impulsreinigungsintervall” bezeichnet werden).
Vom Schritt 926 kann der Prozess zum Schritt 928 übergehen. Bei dem Schritt 928 kann der Prozess den Einlassfeinstaubpegel erhöhen, d. h., die Menge des den ESP 802 verlassenden und in das Sackgehäusefilter eintretenden Feinstaubs. Dieses kann beispielsweise durch Verringerung der Energie an den ESP 802 erfolgen. Von dem Schritt 928 kann der Prozess zu dem Schritt 930 übergehen. Bei dem Schritt 930 kann der Prozess folgendes ermitteln: Bewirkte die Erhöhung der Einlassfeinstaubbelastung eine Verringerung des Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs? Wenn der Prozess ein ”ja” bei dem Schritt 930 ergibt, kann dann der Prozess zu dem Schritt 932 übergehen, bei dem nachstehende Ermittlung ausgeführt werden kann: Liegt die Einlassfeinstaubbelastung unter einer maximalen Einlassfeinstaubbelastung? Wenn ”ja”, kann dann der Prozess zu dem Schritt 928 zurückkehren, bei dem die Einlassfeinstaubbelastung weiter erhöht wird. Sobald entweder der Schritt 930 oder 932 eine ”nein”-Antwort ergibt, kann der Prozess mit dem Schritt 934 fortfahren. Bei dem Schritt 934 kann der Prozess die Einlassfeinstaubbelastung auf den vorherigen Einlassfeinstaubbelastungspegel einstellen (d. h., den letzten Einlassfeinstaubbelastungspegel, der entweder: 1) Zu keiner Verringerung des Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs (gemäß Ermittlung durch den Schritt 930) führte; oder 2) nicht den maximalen Einlassfeinstaubbelastungspegel (gemäß Ermittlung durch den Schritt 932 überschritt, oder, wenn kein neuer Einlassfeinstaubbelastungspegel eines dieser Kriterien erfüllte, die Einlasspegelbelastung einstellen, die eingestellt war, bevor der Prozess den Schritt 928 erreichte). Die neue Einlassfeinstaubbelastung (wenn sich der Einlassfeinstaubbelastungspegel tatsächlich während des Betriebs der Schritte 928, 930, 932 und 934 änderte) kann als die ”modifizierte Einlassfeinstaubbelastung” bezeichnet werden.
Von dem Schritt 934 kann der Prozess zu dem Schritt 936 übergehen. Bei dem Schritt 936 kann der Prozess die Sorptionsmitteleinspritzrate verringern. Von dem Schritt 936 kann der Prozess zu dem Schritt 938 übergehen. Bei dem Schritt 938 kann der Prozess folgendes ermitteln: Bewirkte die Verringerung der Sorptionsmitteleinspritzrate einen Anstieg des Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs so, dass er größer als der maximale Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs ist? Wenn der Schritt 938 eine ”nein”-Antwort ergibt, kann dann der Prozess die Schritte 936 und 938 wiederholt durchlaufen, bis der Schritt 938 eine ”ja”-Antwort ergibt. Sobald der Schritt 938 eine ”ja”-Antwort ergibt, kann der Prozess mit dem Schritt 939 fortfahren. Bei dem Schritt 939 kann der Prozess die Sorptionsmitteleinspritzrate auf die vorherige Sorptionsmitteleinspritzrate einstellen (d. h., die letzte Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung, die zu keiner Überschreitung des maximalen Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs führte, oder, wenn keine Sorptionsmitteleinspritzrate diese Qualifikation durch erfüllte, auf die Sorptionsmitteleinspritzrate vor dem Erreichen des Schrittes 936). Die neue Sorptionsmitteleinspritzrate (wenn die Sorptionsmitteleinspritzrate tatsächlich während der Schritte 936, 938 und 939 geändert wurde) kann als die ”modifizierte Sorptionsmitteleinspritzrate” bezeichnet werden.
Ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet weiß, dass die Manipulation von Betriebsvariablen, wie z. B. der Stromdichte, des Impulsreinigungsintervalls und/oder der Sorptionsmitteleinspritzrate, wie sie im Flussdiagramm 900 beschrieben sind, den Aufwand in Verbindung mit dem Betrieb des Filtersystems 600 beeinflussen. Beispielsweise kann die Stromdichteeinstel lung die Betriebskosten in wenigstens zwei Arten beeinflussen. Erstens erhöht eine Erhöhung der Stromdichte notwendigerweise die Energiekosten in Verbindung mit dem Betrieb der Vorsammler-Entladungselektroden. Zweitens kann, wie bereits beschrieben, eine Zunahme in der Stromdichte zu einer Verringerung in dem Druckabfall über den Gewebefiltern führen. Dieser Druckabfall verringert im Allgemeinen die für das Gebläse erforderliche Betriebsleistung, um ein erforderliches Volumen des Rauchgases durch das Filtersystem zu ziehen, was natürlich die Stromkosten für den Betrieb des Gebläses verringern würde.
Die Einstellung, die das Impulsreinigungsintervall steuert, kann ebenfalls die Betriebskosten des Filtersystems 600 in zwei Arten beeinflussen. Erstens verlängern, wie der Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß, längere Betriebsintervalle zwischen den Reinigungen im Allgemeinen die Lebensdauer der Gewebefiltersäcke, was den Sackersetzungsaufwand verringert. Durch Berechnen der durchschnittlichen Sacklebensdauer unter unterschiedlichen Impulsreinigungsintervallperioden können die Einsparungen in Verbindung mit längeren Intervallen zwischen den Reinigungen ermittelt werden. Zweitens bedeuten kürzere Intervalle zwischen den Reinigungen im Allgemeinen, dass die Filter mit geringerem Druckabfall über den Gewebefiltern arbeiten, was, wie vorstehend beschrieben, einen geringeren Energieverbrauch des Gebläses ermöglicht.
Die Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung können ebenfalls die Betriebskosten beeinflussen. Erstens führt eine Erhöhung in der Sorptionsmitteleinspritzrate im Allgemeinen zu einer Zunahme in der Menge des eingesetzten Sorptionsmittels, was natürlich den Gesamtaufwand des Sorptionsmittels erhöht. Zweitens kann, bei nochmaliger Betrachtung des Beispiels des Quecksilbersorptionsmittels PAC, eine Erhöhung in der Sorptionsmitteleinspritzrate bedeuten, dass der Kohlenstoffanteil der Asche so hoch ist, dass die Asche nicht verkauft oder in einer aufwandseffizienten Weise entsorgt werden kann. Eine Verringerung des Sorptionsmitteleinsatzes kann somit zu niedrigerem Sorptionsmittelaufwand sowie Einsparungen bei der Entsorgung der Asche führen. Wie der Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß, können alle von diesen potentiellen Aufwandsreduktionen unter Einsatz herkömmlicher Mittel und Verfahren mit Daten berechnet werden, die typischerweise bei Filtersystemen gesammelt und aufgezeichnet werden, wie z. B. den in dieser Anmeldung beschriebenen.
Somit kann bei einem Schritt 940 eine Aufwandsreduktions-Analyse der Betriebsvariablen und der Auswirkung, die ihre Änderung auf das Filtersystem hatte, so durchgeführt werden, dass ermittelt werden kann, ob die Anlage in einer aufwandseffizienten Weise arbeitet. D. h. der Prozess kann eine Aufwandsreduktions-Analyse durchführen, um zu ermitteln, ob irgendwelche Modifikationen an den Betriebsvariablen, welche wie festgestellt eine neue Einstellung für die Stromdichte, das Impulsreinigungsintervall und/oder die Sorptionsmitteleinspritzrate umfassen können, aufwandseffizient sind. Im Allgemeinen beinhaltet diese Aufwandsreduktions-Analyse eine Ermittlung, wie der nachstehende Betriebsaufwand beeinflusst werden: 1) der Sorptionsmittelaufwand; 2) der Aufwand zur Ersetzung der Gewebefiltersäcke; und 3) der Aufwand in Verbindung mit dem Gebläse. Weiterer Aufwand kann ebenfalls analysiert werden.
Beispielsweise kann der Prozess des Flussdiagramms 900 aufgrund der Durchführung von einigen oder allen Schritten 906 bis 932 empfehlen, dass die Stromdichte von einer vorherigen Einstellung oder dem Grundparameter für die Stromdichte erhöht, das Impulsreinigungsintervall gegenüber der vorherigen Einstellung oder dem Grundparameter für das Impulsreinigungs intervall verlängert und die Sorptionsmitteleinspritzrate gegenüber einer vorherigen Einstellung oder dem Grundparameter für die Sorptionsmitteleinspritzung verringert werden kann. Der zusätzliche Aufwand in Verbindung mit dem Betrieb des Filtersystems in dieser Weise beinhaltet im Wesentlichen den erhöhten Energieaufwand in Verbindung mit der Erhöhung der Stromdichte. Ferner beinhaltet der zusätzliche Aufwand den erhöhten Energieaufwand, der zum Betrieb des Gebläses erforderlich ist. D. h., aufgrund der längeren Impulsreinigungsintervalle wird der durchschnittliche Druckabfall über dem Gewebefilter im Allgemeinen höher, was wiederum einen größeren Energieverbrauch des Gebläses erfordert, das das Rauchgas durch das System zieht. Die Aufwandseinsparungen in Verbindung mit dem Betrieb des Filtersystems gemäß diesem Beispiel umfassen im Wesentlichen: 1) geringerer Gesamtersetzungsaufwand für die Filtersäcke (d. h., weniger häufige Impulsreinigungen bedeutet längere Sacklebensdauer); und 2) verringerter Aufwand an Sorptionsmittel aufgrund der verringerten Sorptionsmitteleinspritzrate. Weitere Überlegungen hinsichtlich des Aufwands, wie vorstehend beschrieben, können ebenfalls berücksichtigt werden.
Bei dem Schritt 940 kann der Prozess den Aufwand und die Einsparungen vergleichen und auf der Basis des Vergleichs eine Empfehlung geben, ob die neuen Betriebsvariablen aufwandseffizient sind. Somit kann beispielsweise, wenn der zusätzliche Aufwand die Reduktionen übersteigen, der Prozess ermitteln, dass die neuen Betriebsvariablen, d. h., die Stromdichte, das Impulsreinigungsintervall und/oder die Sorptionsmitteleinspritzrate, die durch die Durchführung der Schritte 906 bis 932 empfohlen wurden, zurückgewiesen werden, und dass die Einstellungen auf die Grundeinstellungen oder vorherigen Werte zurückgestellt werden. Wenn andererseits die Aufwandsreduktionen den Zusatzaufwand übersteigen, kann der Prozess bei dem Schritt 940 ermitteln, dass die neuen Betriebsvariablen angenommen werden, und dass das Filtersystem mit den neuen Einstellungen weiterarbeitet. Nach dem Schritt 940 kann der Prozess dann an den Beginn des Prozesses, d. h., zu dem Schritt 906 zurückkehren, um das Logikflussdiagramm 900 nochmals oder zu einem vorbestimmten Zeitpunkt in der Zukunft zyklisch zu durchlaufen.
Aus der vorstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird der Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet Verbesserungen, Änderungen und Modifikationen erkennen. Derartige Verbesserungen, Änderungen und Modifikationen innerhalb des Wissenstands des Fachgebietes sollen durch die beigefügten Ansprüche abgedeckt sein. Ferner dürfte es ersichtlich sein, dass Vorstehendes nur die beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung betrifft, und dass zusätzliche Änderungen und Modifikationen hierin ohne Abweichung von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Anmeldung gemäß Definition durch die nachstehenden Ansprüche und deren Äquivalente ausgeführt werden können.
Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Filtersystems bereitgestellt, das Rauchgas filtert, welches Feinstaub und einen gasförmigen Schadstoff enthält. Das Filtersystem kann ein Gewebefilter, welches mit periodischen Impulsreinigungen gereinigt wird, eine Entladungselektrode stromaufwärts vor dem Gewebefilter, welche wenigstens einem Teil des Feinstaubs eine elektrische Ladung verleiht, bevor sich der Feinstaub auf dem Gewebefilter sammelt, ein Sorptionsmittel, welches in das Rauchgas stromaufwärts vor dem Gewebefilter eingespritzt wird und wenigstens einen Teil des gasförmigen Schadstoffs absorbiert, und ein Gebläse, welches das Rauchgas durch das Gewebefilter zieht, enthalten. Das Filtersystem kann eine Impulsreinigungsintervalleinstellung haben, die von einem Betreiber des Filtersystems manipuliert werden kann. Die Impulsreinigungsintervalleinstellung kann die Zeit zwischen den Impulsreinigungsvorgängen sein. Das Verfahren kann die Schritte beinhalten: Ermitteln des Betriebsaufwands des Filtersystems bei einer ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung; Ermitteln des Betriebsaufwands des Filtersystems bei einer zweiten Impulsreinigungsintervalleinstellung; und Vergleichen des Betriebsaufwands des Filtersystems bei der ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung mit dem Betriebsaufwand des Filtersystems bei der zweiten Impulsreinigungsintervalleinstellung.

10: Filtersystem
20: Gehäuse
30: Erster Sammelraum
40: Zweiter Sammelraum
50: Schlauchboden
60: Einlass
70: Auslass
80: Sammelkammer
90: Öffnung
100: Filteranordnungen
120: Gefaltetes Filterelement
130: Vorsammlerkörperkomponente
140: Sackfilterelement
150: Filteranordnung
160: Vorsammler-Entladungselektrode
170: Verbindung
180: Bund
190: Seitenwand
200: Verbindung
210: Filteranordnung
220: Vorsammlerkörperkomponente
230: Perforationen
240: Gefaltetes Filterelement
250: Befestigungsband
260: Öffnung
270: Befestigungshülse
280: Kanal
290: Rohrförmiger Abschnitt
300: Radial innerer Kanal
310: Kern
320: Vergussmaterial
330: Vergussmaterial
350: Bund
360: Gewindeabschnitt
370: Bund
380: Gewindeabschnitt
390: Zusammenpressbare Dichtung
410: Konvektionskühlungskanal
600: Filtersystem
606: Brennstoff
608: Brenner
612: Sackkammerfilter
614: Gebläse
616: Sorptionsmittel
802: Elektrostatischer Abscheider

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Filtersystems, das Rauchgas filtert, welches Feinstaub und einen gasförmigen Schadstoff enthält, wobei das Filtersystem ein Gewebefilter, das mit periodischen Impulsreinigungen gereinigt wird, stromaufwärts vor dem Gewebefilter eine Entladungselektrode, die wenigstens einem Teil des Feinstaubs eine elektrische Ladung verleiht, bevor sich der Feinstaub auf dem Gewebefilter sammelt, ein Sorptionsmittel, das in das Rauchgas stromaufwärts vor dem Gewebefilter eingespritzt wird und wenigstens einen Teil des gasförmigen Schadstoffs absorbiert, und ein Gebläse enthält, das das Rauchgas durch das Gewebefilter zieht, wobei das Filtersystem eine Impulsreinigungsintervalleinstellung aufweist, die von einem Betreiber des Filtersystems manipuliert werden kann, wobei die Impulsreinigungsintervalleinstellung die Zeit zwischen den Impulsreinigungsvorgängen umfasst und das Verfahren die Schritte aufweist: Ermitteln des Betriebsaufwands des Filtersystems bei einer ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung; Ermitteln des Betriebsaufwands des Filtersystems bei einer zweiten Impulsreinigungsintervalleinstellung; und Vergleichen des Betriebsaufwands des Filtersystems bei der ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung mit dem Betriebsaufwand des Filtersystems bei der zweiten Impulsreinigungsintervalleinstellung.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt der Erzeugung einer Empfehlung für den Betreiber auf der Basis des Vergleichs des Betriebsaufwands des Filtersystems bei dem ersten Impulsreinigungsintervall mit dem Betriebsaufwand des Fil tersystems bei dem zweiten Impulsreinigungsintervall, ob es aufwandseffizienter ist, das Filtersystem bei der ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung oder der zweiten Impulsreinigungsintervalleinstellung zu betreiben.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: die Ermittlung des Betriebsaufwands des Filtersystems bei der ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung die Ermittlung des Aufwands beinhaltet in Verbindung mit wenigstens: a) einer Betriebslebensdauer des Gewebefilters bei der ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung; b) einem Druckabfall über dem Gewebefilter bei der ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung und der erforderlichen Energie für das Gebläse zur Überwindung des Druckabfalls, um das Rauchgas durch das Filtersystem zu ziehen; und c) der bei der ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung benötigten eingespritzten Sorptionsmittelmenge, um einen Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs unter einem vorbestimmten maximalen Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs zu halten; und die Ermittlung des Betriebsaufwands des Filtersystems bei der zweiten Impulsreinigungsintervalleinstellung die Ermittlung des Aufwands beinhaltet in Verbindung mit wenigstens: a) der Betriebslebensdauer des Gewebefilters bei der zweiten Impulsreinigungsintervalleinstellung; b) einem Druckabfall über dem Gewebefilter bei der zweiten Impulsreinigungsintervalleinstellung und der erforderlichen Energie für das Gebläse zur Überwindung des Druckabfalls, um das Rauchgas durch das Filtersystem zu ziehen; und c) der bei der zweiten Impulsreinigungsintervalleinstellung benötigten eingespritzten Sorptionsmittelmenge, um einen Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs unter einem vorbestimmten maximalen Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs zu halten.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit den Schritten: Betreiben des Filtersystems bei der ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung, wenn ermittelt wird, dass der Betriebsaufwand des Filtersystems bei der ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung geringer ist als der Betriebsaufwand des Filtersystems bei der zweiten Impulsreinigungsintervalleinstellung; und Betreiben des Filtersystems bei der zweiten Impulsreinigungsintervalleinstellung, wenn ermittelt wird, dass der Betriebsaufwand des Filtersystems bei der zweiten Impulsreinigungsintervalleinstellung geringer als der Betriebsaufwand des Filtersystems bei der ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Sorptionsmittel pulverförmigen aktivierten Kohlenstoff aufweist und der gasförmige Schadstoff Quecksilber aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Filtersystem eine Stromdichteeinstellung beinhaltet, die von dem Betreiber manipuliert werden kann, welche den Pegel des durch die Entladungselektrode fließenden Stroms dividiert durch die Gesamtgewebefläche des Gewebefilters umfasst; ferner mit den Schritten: Ermitteln des Betriebsaufwands des Filtersystems bei einer ersten Stromdichteeinstellung; Ermitteln des Betriebsaufwands des Filtersystems bei einer zweiten Stromdichteeinstellung; und Vergleichen des Betriebsaufwands des Filtersystems bei der ersten Stromdichteeinstellung mit dem Betriebsaufwands des Filtersystems bei der zweiten Stromdichteeinstellung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Filtersystem eine Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung beinhaltet, die von dem Betreiber manipuliert werden kann, welche die Rate umfasst mit welcher Sorptionsmittel in das Rauchgas eingespritzt wird; ferner mit den Schritten: Ermitteln des Betriebsaufwands des Filtersystems bei einer ersten Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung; Ermitteln des Betriebsaufwands des Filtersystems bei einer zweiten Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung; und Vergleichen des Betriebsaufwands des Filtersystems bei der ersten Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung mit dem Betriebsaufwands des Filtersystems bei der zweiten Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung.
Verfahren zum Betreiben eines Filtersystems, das Rauchgas filtert, das sowohl Feinstaub als auch einen gasförmigen Schadstoff enthält, wobei das Filtersystem ein Gewebefilter, das mit periodischen Impulsreinigungen gereinigt wird, eine Entladungselektrode stromaufwärts vor dem Gewebefilter, die wenigstens einem Teil des Feinstaubs eine elektrische Ladung verleiht, bevor sich der Feinstaub auf dem Gewebefilter sammelt, und ein Sorptionsmittel, welches in das Rauchgas stromaufwärts vor dem Gewebefilter eingespritzt wird und wenigstens einen Teil des gasförmigen Schadstoffs absorbiert, enthält, wobei das Filtersystem Betriebszustände einschließ lich wenigstens des Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs misst, der ein Maß für den Pegel des in den Emissionen des Filtersystem enthaltenen gasförmigen Schadstoffs umfasst, und wobei das Filtersystem eine Impulsreinigungsintervalleinstellung enthält, die von einem Betreiber des Filtersystems manipuliert werden kann, wobei die Impulsreinigungsintervalleinstellung die Zeit zwischen den Impulsreinigungsvorgängen umfasst, und das Verfahren die Schritte aufweist: a) Verlängern der Impulsreinigungsintervalleinstellung auf eine oder mehrere verlängerte Impulsreinigungsintervalleinstellungen unter gleichzeitiger Beobachtung des Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs, um eine modifizierte Impulsreinigungsintervalleinstellung zu ermitteln, welche eine ungefähre Einstellung ist, bei welcher weitere Verlängerungen der Impulsreinigungsintervalleinstellung keine Verringerung des Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs mehr bewirken; und b) Betreiben des Filtersystems bei der modifizierten Impulsreinigungsintervalleinstellung.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Filtersystem ferner eine betreibergesteuerte Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung beinhaltet, welche die Rate umfasst, mit welcher Sorptionsmittel in das Rauchgas eingespritzt wird; ferner mit den Schritten: c) Verringern der Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung auf eine oder mehrere verringerte Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung unter gleichzeitiger Beobachtung des Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs, um eine modifizierte Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung zu ermitteln, welche eine ungefähre Einstellung ist, bei welcher weitere Verringerungen der Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung eine Überschreitung eines vorbestimmten maximalen Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs durch den Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirken; und d) Betreiben des Filtersystems bei der modifizierten Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Filtersystem ferner eine betreibergesteuerte Stromdichteeinstellung beinhaltet, welche den Strompegel des durch die Entladungselektrode fließenden Stroms dividiert durch die Gesamtgewebefläche des Gewebefilters umfasst; ferner mit den Schritten: e) Erhöhen der Stromdichteeinstellung auf eine oder mehrere erhöhte Stromdichteeinstellungen unter gleichzeitiger Beobachtung eines Druckabfalls über dem Gewebefilter, um eine modifizierte Stromdichteeinstellung zu ermitteln, welche eine ungefähre Einstellung ist, bei welcher weitere Erhöhungen der Stromdichteeinstellung keine Verringerung des Druckabfalls mehr bewirken; und f) Betreiben des Filtersystems bei der modifizierten Stromdichteeinstellung.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Filtersystem ferner einen elektrostatischen Abscheider, welcher eine Sammelvorrichtung stromaufwärts vor dem Gewebefilter und der Entladungselektrode ist, die Feinstaub aus dem Rauchgas unter Verwendung der Kraft einer induzierten elektrostatischen Ladung entfernt, und eine betreibergesteuerte Einlassfeinstaubbeladungseinstellung enthält, welche einen Feinstaubpegel um fasst, der den elektrostatischen Abscheider verlassen und weiter stromabwärts zu dem Gewebefilter wandern darf; ferner mit den Schritten: g) Erhöhen der Einlassfeinstaubbeladungseinstellung auf eine oder mehrere erhöhte Einlassfeinstaubbeladungseinstellungen unter gleichzeitiger Beobachtung des Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs, um eine modifizierte Einlassfeinstaubbeladungseinstellung zu ermitteln, welche eine ungefähre Einstellung ist, bei welcher weitere Erhöhungen der Einlassfeinstaubbeladungseinstellung keine Verringerung des Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs mehr bewirken; und h) Betreiben des Filtersystems bei der modifizierten Einlass feinstaubbeladungseinstellung.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Filtersystem ferner eine betreibergesteuerte Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung, welche die Rate umfasst, mit welcher das Sorptionsmittel in das Rauchgas eingespritzt wird, und eine betreibergesteuerte Stromdichteeinstellung beinhaltet, welche den Strompegel des durch die Entladungselektrode fließenden Stroms dividiert durch die Gesamtgewebefläche des Gewebefilters umfasst; ferner mit den Schritten: c) Verringern der Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung auf eine oder mehrere verringerte Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung unter gleichzeitiger Beobachtung des Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs, um eine modifizierte Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung zu ermitteln, welche eine ungefähre Einstellung ist, bei welcher weitere Verringerungen der Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung eine Überschreitung eines vorbestimmten maximalen Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs durch den Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirken; und d) Betreiben des Filtersystems bei der modifizierten Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung. e) Erhöhen der Stromdichteeinstellung auf eine oder mehrere erhöhte Stromdichteeinstellungen unter gleichzeitiger Beobachtung eines Druckabfalls über dem Gewebefilter, um eine modifizierte Stromdichteeinstellung zu ermitteln, welche eine ungefähre Einstellung ist, bei welcher weitere Erhöhungen der Stromdichteeinstellung keine Verringerung des Druckabfalls mehr bewirken; und f) Betreiben des Filtersystems bei der modifizierten Stromdichteeinstellung.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Filtersystem ferner einen elektrostatischen Abscheider enthält, welcher eine Sammelvorrichtung stromaufwärts vor dem Gewebefilter und der Entladungselektrode ist, die Feinstaub aus dem Rauchgas unter Verwendung der Kraft einer induzierten elektrostatischen Ladung entfernt, und eine betreibergesteuerte Einlassfeinstaubbeladungseinstellung, welche einen Pegel von Feinstaub umfasst, der den elektrostatischen Abscheider verlassen und weiter stromabwärts zu dem Gewebefilter wandern darf; ferner mit den Schritten: g) Erhöhen der Einlassfeinstaubbeladungseinstellung auf eine oder mehrere erhöhte Einlassfeinstaubbeladungseinstellungen unter gleichzeitiger Beobachtung des Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs, um eine modifizierte Einlassfeinstaubbeladungseinstellung zu ermitteln, welche eine ungefähre Einstellung ist, bei welcher weitere Erhöhungen der Einlassfeinstaubbeladungseinstellung keine Verringerung des Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs mehr bewirken; und h) Betreiben des Filtersystems bei der modifizierten Einlass feinstaubbeladungseinstellung.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Schritte in der nachstehenden Reihenfolge ausgeführt werden: Schritt e; gefolgt vom Schritt f; gefolgt vom Schritt a; gefolgt vom Schritt b; gefolgt vom Schritt c; gefolgt vom Schritt d.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Schritte in der nachstehenden Reihenfolge ausgeführt werden: Schritt e; gefolgt vom Schritt f; gefolgt vom Schritt a; gefolgt vom Schritt b; gefolgt vom Schritt g; gefolgt vom Schritt h; gefolgt vom Schritt c; gefolgt vom Schritt d.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Ausführung der Schritte a und b die Schritte beinhaltet: erstens, Verlängern der Impulsreinigungsintervalleinstellung von einer ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung auf eine verlängerte Impulsreinigungsintervalleinstellung; zweitens, Ermitteln, ob die verlängerte Impulsreinigungsintervalleinstellung eine Verringerung des Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs bewirkt; drittens, wenn ermittelt wird, dass die verlängerte Impulsreinigungsintervalleinstellung eine Verringerung in dem Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkt, Wiederho len der ersten und zweiten Schritte in diesem Anspruch, bis eine Verlängerung der Impulsreinigungsintervalleinstellung keine Verringerung in dem Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs mehr bewirkt; und viertens, Betreiben des Filtersystems bei der letzten Impulsreinigungsintervalleinstellung, die eine Verringerung in dem Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkte, oder anderenfalls, bei der ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Ausführung der Schritte c und d die Schritte beinhaltet: erstens, Verringern der Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung von einer ersten Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung auf eine verringerte Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung; zweitens, Ermitteln, ob die verringerte Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung bewirkt, dass der Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs einen vorbestimmten maximalen Gasschadstoffpegel überschreitet; drittens, wenn ermittelt wird, dass die verringerte Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung kein Überschreiten des vorbestimmten maximalen Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs durch den Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkt, Wiederholen der ersten und zweiten Schritte in diesem Anspruch, bis eine Verringerung der Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung ein Überschreiten des vorbestimmten maximalen Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs durch den Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkt; und viertens, Betreiben des Filtersystems bei der letzten Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung, die kein Überschreiten des vorbestimmten maximalen Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs durch den Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkte, oder anderenfalls, bei der ersten Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Ausführung der Schritte e und f die Schritte beinhaltet: erstens, Erhöhen der Stromdichteeinstellung von einer ersten Stromdichteeinstellung auf eine erhöhte Stromdichteeinstellung; zweitens, Ermitteln, ob die erhöhte Stromdichteeinstellung eine Verringerung in einem Druckabfall über dem Gewebefilter bewirkt; drittens, wenn ermittelt wird, dass die erhöhte Stromdichteeinstellung eine Verringerung in dem Druckabfall bewirkt, Wiederholen der ersten und zweiten Schritte in diesem Anspruch, bis eine Erhöhung der Stromdichteeinstellung keine Verringerung in dem Druckabfall mehr bewirkt; und viertens, Betreiben des Filtersystems bei der letzten Stromdichteeinstellung, die eine Verringerung in dem Druckabfall bewirkte, oder andernfalls bei der ersten Stromdichteeinstellung.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Schritte in der nachstehenden Reihenfolge ausgeführt werden: Schritt e; gefolgt vom Schritt f; gefolgt vom Schritt a; gefolgt vom Schritt b; gefolgt vom Schritt c; gefolgt vom Schritt d.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Ausführung der Schritte g und h die Schritte beinhaltet: erstens, Erhöhen der Einlassfeinstaubbeladungseinstellung von einer ersten Einlassfeinstaubbeladungseinstellung auf eine erhöhte Einlassfeinstaubbeladungseinstellung; zweitens, Ermitteln, ob die erhöhte Einlassfeinstaubbeladungseinstellung eine Verringerung in dem Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkt; drittens, wenn ermittelt wird, dass die erhöhte Einlassfeinstaubbeladungseinstellung eine Verringerung in dem Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkt, Wiederholen der ersten und zweiten Schritte in diesem Anspruch, bis eine Erhöhung der Einlassfeinstaubbeladungseinstellung keine Verringerung in dem Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs mehr bewirkt; und viertens, Betreiben des Filtersystems bei der letzten Einlassfeinstaubbeladungseinstellung, die eine Verringerung in dem Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkte, oder andernfalls bei der ersten Einlassfeinstaubbeladungseinstellung.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Schritte in der nachstehenden Reihenfolge ausgeführt werden: Schritt e; gefolgt vom Schritt f; gefolgt vom Schritt a; gefolgt vom Schritt b; gefolgt vom Schritt c; gefolgt vom Schritt d.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Sorptionsmittel pulverförmigen aktivierten Kohlenstoff aufweist und der gasförmige Schadstoff Quecksilber aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Filtersystem auch andere Betriebszustände misst, die wenigstens einen Druckabfall, welcher aus einem Druckabfall über dem Gewebefilter besteht und einen Feinstaubemissionspegel, welcher aus einem Pegel des Feinstaubs in den Emissionen des Filtersystems besteht, misst, und ferner wenigstens zwei von den nachfolgenden Schritte aufweist: Ermitteln, ob die Emission des gasförmigen Schadstoffs einen vorbestimmten maximalen Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs überschreitet; Ermitteln, ob der Druckabfall einen vorbestimmten maximalen Druckabfall überschreitet; und Ermitteln, ob der Feinstaubemissionspegel einen vorbestimmten maximalen Feinstaubemissionspegel überschreitet.
Verfahren zum Betreiben eines Filtersystems, das Rauchgas filtert, wobei das Rauchgas Feinstaub und einen gasförmigen Schadstoff enthält, das Filtersystem ein Gewebefilter, welches mit periodischen Impulsreinigungen gereinigt wird, eine Entladungselektrode stromaufwärts vor dem Gewebefilter, welches wenigstens einem Teil des Feinstaubs eine elektrische Ladung verleiht, bevor sich der Feinstaub auf dem Gewebefilter sammelt, und ein Sorptionsmittel, welches in das Rauchgas stromaufwärts vor dem Gewebefilter eingespritzt wird und wenigstens einen Teil von dem gasförmigen Schadstoff absorbiert, enthält, wobei das Filtersystem bestimmte Betriebzustände während des Betriebs einschließlich wenigstens eines Emissionspegels von gasförmigem Schadstoff, welcher den Pegel des gasförmigen Schadstoffs in den Emissionen des Filtersystems umfasst, und einen Druckabfall, welcher den Druckabfall über dem Gewebefilter umfasst, misst, und wobei das Filtersystem mehrere Betriebseinstellungen hat, die von einem Betreiber des Filtersystems manipuliert werden können, einschließlich einer Stromdichteeinstellung, welche den durch die Entladungselektrode fließenden Strom, dividiert durch die gesamte Tuchfläche des Gewebefilters umfasst, eine Impulsreinigungsintervalleinstellung, welche eine Zeit zwischen den Impulsreinigungen umfasst, und eine Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung, welche eine Rate, mit welcher das Sorptionsmittel in das Rauchgas eingespritzt wird, umfasst, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: a) Erhöhen der Stromdichteeinstellung von einer ersten Stromdichteeinstellung auf eine erhöhte Stromdichteeinstellung; b) Ermitteln, ob die erhöhte Stromdichteeinstellung eine Verringerung in dem Druckabfall bewirkt; c) wenn ermittelt wird, dass die erhöhte Stromdichteeinstellung eine Verringerung im Druckabfall bewirkt, Wiederholen der Schritte a und b, bis eine Erhöhung der Stromdichteeinstellung keine Verringerung in dem Druckabfall mehr bewirkt; d) Betreiben des Filtersystems bei der letzten Stromdichteeinstellung, die eine Verringerung in dem Druckabfall bewirkte, oder anderenfalls bei der ersten Stromdichteeinstellung; e) Verlängern der Impulsreinigungsintervalleinstellung von einer ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung auf eine verlängerte Impulsreinigungsintervalleinstellung; f) Ermitteln, ob die verlängerte Impulsreinigungsintervalleinstellung eine Verringerung in dem Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkt; g) wenn ermittelt wird, dass die verlängerte Impulsreinigungsintervalleinstellung eine Verringerung in dem Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkt, Wiederholen der Schritte e und f, bis eine Verlängerung der Impulsreinigungsintervalleinstellung keine Verringerung in dem Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs mehr bewirkt; h) Betreiben des Filtersystems bei der letzten Impulsreinigungsintervalleinstellung, die eine Verringerung in dem in dem Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkte, oder anderenfalls bei der ersten Impulsreinigungsintervalleinstellung; i) Verringern der Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung von einer ersten Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung auf eine verringerte Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung; j) Ermitteln, ob die verringerte Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung eine Überschreitung des vorbestimmten maximalen Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs durch den Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkt; k) wenn ermittelt wird, dass die verringerte Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung keine Überschreitung eines vorbestimmten maximalen Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs durch den Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkt, Wiederholen der Schritte i und j, bis eine Verringerung der Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung eine Überschreitung des vorbestimmten maximalen Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs durch den Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkt; und l) Betreiben des Filtersystems bei der letzten Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung, die keine Überschreitung eines vorbestimmten maximalen Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs durch den Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkte, oder anderenfalls bei der ersten Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung;
Verfahren nach Anspruch 24, wobei die Schritte a bis l in Reihenfolge ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 24, welches ferner die nachstehenden Schritte aufweist: m) Erhöhen der Einlassfeinstaubbeladungseinstellung von einer ersten Einlassfeinstaubbeladungseinstellung auf eine erhöhte Einlassfeinstaubbeladungseinstellung; n) Ermitteln, ob die erhöhte Einlassfeinstaubbeladungseinstellung eine Verringerung des Emissionspegels des gasförmigen Schadstoffs bewirkt; o) wenn ermittelt wird, dass die erhöhte Einlassfeinstaubbeladungseinstellung eine Verringerung des Gasschadstoffpegels bewirkt, Wiederholen der Schritte m und n, bis eine Erhöhung der Einlassfeinstaubbeladungseinstellung keine Verringerung in dem Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs mehr bewirkt; und p) Betreiben des Filtersystems bei der letzten Einlassfeinstaubbeladungseinstellung, die eine Verringerung in dem Emissionspegel des gasförmigen Schadstoffs bewirkte, oder andernfalls bei der ersten Einlassfeinstaubbeladungseinstellung.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei die Schritte in der nachstehenden Reihenfolge durchgeführt werden: Schritt a; gefolgt vom Schritt b; gefolgt vom Schritt c; gefolgt vom Schritt d; gefolgt vom Schritt e; gefolgt vom Schritt f; gefolgt vom Schritt g; gefolgt vom Schritt h; gefolgt vom Schritt m; gefolgt vom Schritt n; gefolgt vom Schritt o; gefolgt vom Schritt p; gefolgt vom Schritt i; gefolgt vom Schritt j; gefolgt vom Schritt k; gefolgt vom Schritt l.
Verfahren nach Anspruch 25, ferner mit den Schritten: nachdem das Verfahren die Schritte a bis l ausgeführt hat, Berechnen eines ersten Betriebsaufwands des Filtersystems auf der Basis der Einstellungen für die Stromdichte, der Impulsreinigungsintervalleinstellung und der Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung, bevor das Verfahren die Schritte a bis l ausgeführt hat und Berechnen eines zweiten Betriebsaufwands des Filtersystems auf der Basis der Einstellungen für die Stromdichteeinstellung, der Impulsreinigungsintervalleinstellung und der Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung, nachdem das Verfahren die Schritte a bis l ausgeführt hat; und Vergleichen des ersten Betriebsaufwands des Filtersystems mit dem zweiten Betriebsaufwand des Filtersystems.
Verfahren nach Anspruch 27, ferner mit den Schritten: nachdem das Verfahren die Schritte a bis p ausgeführt hat, Berechnen eines ersten Betriebsaufwands des Filtersystems auf der Basis der Einstellungen für die Stromdichteeinstellung, der Impulsreinigungsintervalleinstellung, der Einlassfein staubbeladungseinstellung und der Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung, bevor das Verfahren die Schritte a bis p ausgeführt hat und Berechnen eines zweiten Betriebsaufwands des Filtersystems auf der Basis der Einstellungen für die Stromdichteeinstellung, der Impulsreinigungsintervalleinstellung, der Einlassfeinstaubbeladungseinstellung und der Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung, nachdem das Verfahren die Schritte a bis p ausgeführt hat; und Vergleichen des ersten Betriebsaufwands des Filtersystems mit dem zweiten Betriebsaufwands des Filtersystems.
Verfahren nach Anspruch 28, ferner mit dem Schritt des Betriebs des Filtersystems bei wenigstens einer von den Einstellungen in Verbindung mit dem ersten Aufwand, wenn der erste Aufwand niedriger als der zweite Aufwand ist, und bei wenigstens einer von den Einstellungen in Verbindung mit dem zweiten Aufwand, wenn der zweite Aufwand niedriger ist als der erste Aufwand.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei die Berechnung des Betriebsaufwands des Filtersystems bei den Einstellungen in Verbindung mit dem ersten Aufwand und den Einstellungen in Verbindung mit dem zweiten Aufwand wenigstens zwei von den nachstehenden Schritten beinhalten: Bestimmung des Aufwands in Verbindung damit, wie eine Verlängerung oder Verkürzung in den Impulsreinigungsintervalleinstellungen die Betriebslebensdauer des Gewebefilters beeinflusst; Bestimmung des Aufwands in Verbindung damit, wie eine Erhöhung oder Verringerung der Stromdichteeinstellung die Ener gie beeinflusst, die zum Betrieb der Entladungselektrode benötigt wird; Bestimmung des Aufwands in Verbindung damit, wie eine Erhöhung oder Verringerung in der Stromdichteeinstellung die Energie beeinflusst, die zum Betreiben eines Gebläses benötigt wird, das zum Durchziehen des Rauchgases durch das Filtersystem verwendet wird; Bestimmung des Aufwands in Verbindung damit, wie eine Verlängerung oder Verkürzung in den Impulsreinigungsintervalleinstellungen die Energie beeinflusst, die zum Betreiben eines Gebläses benötigt wird, das zum Ziehen des Rauchgases durch das Filtersystem benötigt wird; und Bestimmung des Aufwands in Verbindung damit, wie eine Erhöhung oder Verringerung in der Sorptionsmittel-Einspritzrateneinstellung den Aufwand in Verbindung mit der Einspritzung des Sorptionsmittels in das Rauchgas beeinflusst.