Trocken-Elektrofilter: Innovativer Einsatz in der WTA Braunkohlentrocknung der RWE Power AG. Technical information about

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Hilko Herbert Rothbauer
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1 Trocken-Elektrofilter: Innovativer Einsatz in der WTA Braunkohlentrocknung der RWE Power AG Technical information about Electrostatic Precipitator Innovative use in WTA technology for lignite drying Plant from RWE Power AG

2 Electrical Power Elektrische Energie Raw Gas Rohgas Brüden aus Kohletrocknung Clean Gas Reingas Collected particles abgeschiedener Braunkohlestaub

3 Gas: Volume flow: Steam with coal dust m³/h Temperature: 130 C Pressure: 1,300 bar g Collection area: m² High tension voltage: Current: Dust outlet total: Clean dust concentration V ma 22 t/h 20 mg/m³ (i.n.) Complete trace heating of the whole casing surface

4 Elektrofilter: Einsatz in der WTA-Anlage der RWE Power AG Typical frame construction of an ESP with internal bracings

5 Construction details for the ESP (To be seen on next page) Design for 300 mbar over pressure Material: common carbon steel, only Trough type hoppers with inliner from stainless steel. All Internals are designed to prevent dust accumulation on surfaces (no horizontal corners, no horizontal bars) Hopper in trough type shape with long screw inside Discharge frame pipes gastight to prevent dust inside Purging of Isolators with N2/ Steam during operation Washing of ESP internals with water, used only prior to maintenance Rapping of distribution planes required Additional flexible vanes from flexible textile material

6 Purging of Isolators with N2/ Steam during operation Washing of ESP internals with water, used only prior to maintenance Rapping of distribution planes required Design for 300 mbar over pressure Additional flexible vanes from flexible textile material Hopper in trough type shape Discharge electrodes pipes gastight to prevent dust inside Material: common carbon steel, only Trough type hoppers with inliner from stainless steel. All Internals are designed to prevent dust accumulation on surface (no corners, no horizontal bars) Complete trace heating of the whole casing surface Darstellung mit WTA E-Filter und den WTA specifischen Auslegungsdetails

Verfahrensschritte 1. Elektronen-Emission Korona der Elektrode 2. Ladung Staubpartikeln Diffusionsladung für Partikel < 0,5 µm Feldladung für Partikel > 0,5 µm 3.

7 Verfahrensschritte 1. Elektronen-Emission Korona der Elektrode 2. Ladung Staubpartikeln Diffusionsladung für Partikel < 0,5 µm Feldladung für Partikel > 0,5 µm 3. Transport der geladenen Partikel Coulombsche Kraft Stokesches Gesetz 4. Staubansammlung an der Niederschlagselektrode Kohäsion / Adhäsion Spannung 5. Staubabreinigung von der Niederschlagselektrode mechanisches Klopfen Schwingung Staubbelag Niederschlagselektrodenfläche Sprühelektrode mit negativer Hochspannung ( kv) Klopfmechanik

8 Electrode System ZT 24 / VARIODYN 15 Sprüh- und Niederschlagselektrode ZT 24 / VARIODYN 15

9 Discharge Frame with VARIODYN 15 Electrodes Sprührahmen mit VARIODYN 15 Elektroden Discharge frames in WTA design: pipes gastight welded to prevent any dust inside of the frame

10 Distribution of Rapping Acceleration in g Values over the Surface of a Collecting Electrode Type ZT 24 Verteilung der Klopfbeschleunigungen in g an der Oberfläche einer Niederschlagselektrode Typ ZT 24 Klopfschlag

11 ESP (Background) to separete Lignite dust from exhaust vapour; Small unit (foreground) is bag filter for all aspiration streams (not part of the process)

12 Erection trough type ESP hopper

13 Erection of collecting electrode plates

14 Roof: Raincover, Insulation and steam traceheating

15 Support insulator on roof level Casing 10% trace heated with steam pipes

16 TR-Unit (transformer-rectifier for high tension)

17 Ducts from lignite dryer, on the way to ESP (background)

18 Gas distribution plates in gas inlet Passages with collecting electrodes (plates) and discharge electrodes (frames with spanned wires)

19 Rheinisches Braunkohlerevier

20 BoA-Konzept: integrierte Trocknung Kessel TBK-Konzept: Separate Trocknung (WTA) Kessel 1,000 C heißes Rauchgas Rauchgas + Brüden Rauchgas Trockenkohle + Rauchgas + Brüden Rohkohle Rohkohle WTA Trockenkohle WTA lignite drying gives 4-6 % more efficiency compared with integrated lignite drying in boiler

WTA 1 Frechen 1993 1999 ca. 20.000 Betriebsstd.

WTA 2 Niederaußem ab 2009 Bisher ca. 3500 Betriebsstd.

Grobkorntrocknung großtechnisch einsatzreif

21 WTA 1 Frechen ca Betriebsstd. WTA 2 Frechen ca Betriebsstd. WTA 2 Niederaußem ab 2009 Bisher ca Betriebsstd. 53 t/h Rohkohle 29 t/h Rohkohle 210 t/h Rohkohle Grobkorntrocknung großtechnisch einsatzreif Feinkorntrocknung einfache, robuste Technik geringe Investitionskosten Feinkorntrocknung Erste vorkommerzielle Anlage

Strang Trockenkohle 440 t/h Auslegungsdaten WTA-Prototypanlage 4.

23 WTA-Prototypanlage WTA-Konzeption für 1000 MW Block 1. Strang Rohbraunkohle 840 t/h 2. Strang 3. Strang Trockenkohle 440 t/h Auslegungsdaten WTA-Prototypanlage 4. Strang Umfang WTA-Prototyp Rohkohlekörnung: 0-2 mm Rohkohleeinsatz: 210 t/h Trockenkohleproduktion: 110 t/h Wasserverdampfung: 100 t/h

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