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Verfahren zur elektrischen Abscheidung von Beimengungen aus Dämpfen oder Gasen.
Die elektrische Abscheidung von Fremdkörpern aus Gasen ist mehrfach bekannt und beruht auf dem Grundsatz des unvollkommenen Durchschlags bei Entladungsvorgiingen.
Bei besonderer Anordnung kann der Durchschlag über die Stufe der Glimmentladung bis zur Form des Büschellichtbogens gesteigert werden, ohne dass es jedoch zur Ausbildung von Funken oder Lichtbogen kommt.
Das vorliegende Verfahren benutzt zwar gleichfalls diesen Grundgedanken, zu seiner technischen Durchführung aber besondere Mittel.
Schickt man zwischen Platten, zwischen denen ein elektrisches Wechselfeld herrscht.
Dämpfe, die mit irgendeinem Stoss angereichert sind. z. B. Wasserdampf mit Öl, hindurch, so findet, wie sich bei Versuchen gezeigt hat, in einer bestimmten Zone des Apparates eine Olabscheidung statt.
Dieser Vorgang kann nur so erklärt werden, dass sowohl die gasförmigen Teile wie auch die Ölnebel durch den fortwährenden Wechsel beeinflusst werden, dass aber die schwereren Teilchen, in diesem Falle die klein, ten Öltröpfchen des Ölnebels, die spezifisch schwerer sind als d : e Gasteilchen, bei einer bestimmten Frequenz den Schwingungen nicht zu folgen vermögen, wie die leichten Gasteilchen. sondern nur so kleine Schwingungen durch die jeweiligen Wechsel auszuführen vermögen, dass diese Bewegungen sich schliesslich auf Null verringern, d. h. die Öltröpfehen werden tatsächlich an einem Punkte schwebend gehalten.
Sie trennen sich demnach von den Gasen, die den Schwingungen zu folgen vermögen ; Durch die Vereinigung mit den neu hinzukommenden Öltröpfchen wächst ihr Gewicht, so dass sie sich schliesslich nach unten senken, niederschlagen und bei noch gesteigerter Menge abfliessen.
Die Richtigkeit dieser Annahme scheint sich durch folgende weitere Versuchsangaben zu bestätigen : Bei steigender Frequenz verkleinert sich die Abscheidungszone, bei geringer Frequenz vergrössert sie sich, weil bei letzterem Vorgang die Ölteilchen nicht mit der gleichen Wirkung wie bei der hohen Frequenz beaufschlagt werden, während bei letzterer
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stand kommt.
Es kommt ferner hier noch die Strömungsgeschwindigkeit des durchziehenden Gasgemisches in Frage. Bei hoher Strömungsgeschwindigkeit wirkt diese natürlich der geschilderten Abscheidung entgegen und man muss in diesem Falle die das Feld erregende Spannung erhöhen, so dass die Zugkraft des Gasstromes auf jeden Fall geringer is\ als die elektrische Fsldstärke, mit welcher das einzelne Teilchen im Felde gehalten wird.
Das Verfahren beruht also darauf, für den abzuscheidenden Körper in erster Linie die notwendige Frequenz zu finden, zweitens die Spannung wiederum mit der Strömungsgeschwindigkeit der Gase in Einklang zu bringen, so dass die elektrische Abscheidungskraft' stets die Kraft der Strömungsgeschwindigkeit überwiegt. Hiedurch ist es möglich, eine Vorrichtung zu bauen, welche praktisch einen viel geringeren Kraftaufwand erfordert als die bekannten Vorrichtungen ; weil eben die Arbeitsweisen gegeben sind, den Apparat genauestens einzuregeln.
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Zur Erläuterung des Vorganges möge noch ein Beispiel dienen. Nimmt man ein Drehspulinstrument und betreibt dieses mit einer Frequenz von i pro Sekunde, dann wird der Zeiger der Frequenz entsprechend eine hin-und hergehende Bewegung ausführen.
Wird die Frequenz erhöht, so zeigt sich, dass die Ausschläge des Zeigers kleiner werden und von einer bestimmten Frequenz an überhaupt der Zeiger in Ruhe bleibt. Je schwerer
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natürlich das Trägheitsmoment sein, und das schwere System wird bereits dann in die kleinsten Schwingungen bezw. in Ruhestellung kommen, wenn ein sehr leichtes System, mit gleicher Frequenzzahl betrieben, noch seine Schwingungen ausführt.
Entsprechend diesem Beispiele verhalten sich die leichten Gase und die diesen beigemischten schwereren Bestandteile.
Man kann also durch Wahl der Frequenz und Regelung der Spannung in. Apparaten derselben Bauart verschieden schwere Beimengungen einzeln aus den Gasen herausziehen, also in Art einer fraktionierten Abscheidung arbeiten, wenn man nur jedesmal die kritische Frequenz des einzelnen auszuscheidenden Körpers festgelegt hat und die Strömungsgeschwindigkeit berücksichtigt.
Beispielsweise leitet man Schwefelgase durch den Zwischenraum zweier gleichachsig ineinander stehenden und voneinander elektrisch isolierten Metallröhren. Von da aus gelangen die Gase durch eine wassergekühlte Vorlage ins Freie. Bei 20 Perioden in der Sekunde
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und starkem elektrischen Felde zu beobachten. Steigert man die Frequenz, dann bessern sich die Abscheideverhältnisse zusehends und nähern sich von einer bestimmten Frequenz a, n (go bis 300), die von dem zur Beschickung gelangenden Material abhängig ist, einem Höchstwert.
Die in der Vorlage eintretenden Gase führen dann nur noch Stoffe, die durch Wasserkühlung flüssig bleiben. Soll die Wasserkühlung vermieden werden, dann steigert man die Frequenz in der elektrischen Abscheidekammer so weit, bis auch diese leichteren Substanzen zurückgehalten werden, was bei ungefähr 500 Perioden erreicht wird. Will man eine Trennung von leichteren und schwereren Stoffen haben, dann wendet man zwei oder mehr Kammern an, in denen man jeweils die Frequenz so einreguliert, dass die Abscheidung für jeden Stoff die günstigste wird. Auf diese Weise ist man in der Lage, die Abscheidung fraktioniert vorzunehmen.
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elektrische Feldstärke und Strömungsgeschwindigkeit so aufeinander abzustimmen, dass er wirtschaftlich am günstigsten verläuft.
Weil bei dem besprochenen Verfahren es garnicht notwendig ist, dass eine leuchtende
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tun hat, empfiehlt es sich, die Kapazität der Abscheidevorrichtung mit der Selbstinduktion einer Sekundärspule des Transformators so abzustimmen, dass dieser so entstehende sekundäre Schwingungskreis mit dem ihn speisenden Wechselstrom in Resonanz ist.