CH242599A - Verfahren zur Abscheidung von feinen, festen oder flüssigen Beimengungen aus einem Gas- oder Dampfstrom und Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens. - Google Patents

Description

  Verfahren zur     Abscheidung    von feinen, festen oder     flüssigen    Beimengungen aus einem  Gas- oder Dampfstrom und-Vorrichtung zur     Ausübung    des     Verfahrens.       Zur     Abscheidung    von Staub aus Gasen,  wie er bei     Feuerungsanlagen,    bei der Trock  nung von Kohle oder     dergl.    oder in der     1VIe-          tallhüttenindustrie    anfällt, verwendet man  vielfach Elektrofilter, da sie die Erfassung  von wesentlich feineren     Staubteilchen    ermög  lichen als die bisher gebräuchlichen mechani  schen Staubreiniger.

   Nachteilig ist bei den  Elektrofiltern, dass sie sehr grosse Abmes  sungen erfordern, da     einerseits    die     Aufladung     der     Staubteilchen    bis zur elektrischen Sätti  gung eine     gewisse    Zeit. benötigt, anderseits  aber auch die     Strömungsgeschwindigkeiten     des zu reinigenden Gases     niedrig    gehalten  werden müssen, um ein Aufwirbeln des be  reits zur     Abscheideelektrode    gelangten Stau  bes zu verhüten.

   Ein- weiterer Nachteil ist die  stark isolierende     Wirkung    des an der Ab  scheideelektrode     anlagernden    Staubes, die die       Entladung    des Staubes     behindert,    so dass die  nutzbare     Überschlagsspannung_und        damit    die  Leistungsfähigkeit des     Abscheiders    zurück  geht.

      Diese Nachteile sollen nach dem Verfah  ren gemäss der     Erfindung    dadurch behoben  werden, dass man zur     Abseheidung    von feinen,  festen oder flüssigen     Bestandteilen    aus Gasen  oder Dämpfen den Gas- oder Dampfstrom  elektrisch aufladet und der Wirkung eines       elektrostatischen    Feldes aussetzt, gleich  zeitig aber noch     einer    Zentrifugalkraft     unter-,

            wirft.    Bei der ebenfalls Gegenstand der     Er-          fZindixng    bildenden     Vorrichtung    zur     Ausübung     dieses Verfahrens ist     ein        Schleuderabscheider          mit    einem Elektrofilter     vereinigt,    derart, dass  der mechanische     Abscheider    an der     innern.     gekrümmten     Begrenzungswand    für den zu       reinigenden    Gas- oder Dampfstrom mit einer  Sprühelektrode versehen- ist,

   während die       äussere        Begrenzungswand    als     Abscheideelek-          trode    dient. Der     Zentrifugalkraft,    die die       Drallströmung    den Beimengungen     mitteilt,          wird    die Kraft des     elektrostatischen    Feldes  überlagert, so dass die     Abscheidewirkung     wesentlich erhöht wird.

   Die Betriebsweise  des     Schleuderabscheiders    ermöglicht dabei           ferner,    die Elektroden durch entsprechende       Gestaltung    der     Strömungsverhältnisse    von  Staub-     bezw.        Tropfenansammlungen    freizu  halten und für die Abführung des Staubes  oder der ausgeschiedenen Flüssigkeit ähn  liche     Vorkehrungen    zu     treffen,    wie sie sich  bei den mechanischen     Abscheidern    bewährt  haben.  



  Auf der     Zeichnung        sind    verschiedene  Ausführungsbeispiele der     Vorrichtiuig    nach  der     Erfindung    dargestellt.  



       Fig.    1 zeigt einen     Zyklonabscheider,    bei  dem das bei 1     tangential    eintretende Gas zu  rascher Drehbewegung gezwungen wird, wo  durch die spezifisch schwereren Staubteil  chen an die äussere Wand 2 geschleudert wer  den. Gleichzeitig werden diese aber auch  durch die auf dem     isolierten    Stutzen 3 (der  die innere gekrümmte Begrenzungswand für  den Gasstrom bildet) angebrachten Sprüh  elektroden 4 elektrisch geladen und in Rich  tung der     elektrischen    Kraftlinien der die Ab  scheideelektrode darstellenden Wand 2 zuge  trieben.

   Der abgeschiedene Staub fällt nach  unten, das gereinigte Gas verlässt bei 5 den       Abscheider.    Die     Abseheider-Elektrode    wird  somit durch die Schleuderwirkung, welcher  das zu reinigende Gas     unterworfen    wird,  ständig     gereinigt.     



       Fig:    2 gibt einen     Zylinderabscheider    wie  der. Bei ihm durchsetzt der Gasstrom den       Abscheideraum        in,    mehreren Umläufen. Die  auf dem isolierten gekrümmten     Kernkörper     aufgesetzte Sprühelektrode 7 ist so ange  bracht, dass sie der     schraubenlinienförmigen,     Strombahn folgt. Auch hier dient die Aussen  wand 8 des     Schleuderabscheiders    als Nieder  schlagselektrode. Sie     bildet    verschiedene Ab  stufungen, zwischen denen der abgeschiedene  Staub in das Sammelgefäss 9 herabfallen  kann.  



       Zum    Entfernen des Staubes genügt ent  weder die Schwerkraft allein, oder man er  zeugt in der Weise eine mehr oder weniger       intensive        Strömung,    die den Staub abspült,  dass man     einen    Teil des zu     reinigenden    Gases,       sogenanutes    Transportgas, durch den Staub  sammler     hindurch    abströmen lässt.

   Dieses    stark staubhaltige Transportgas kann man  selbst wieder durch     einen        besonderen        Ab-          scheider,    einem     Nebenabscheider,    vom Staube  befreien.     Fig.    3 zeigt einen     Zyklonabscheider     in     Verbindung    mit solchen     Nebenabscheidern     10.

   Diese     Nebenabscheider    können     rein    me  chanische     Abscheider        sein;    da es sich jedoch  nur noch um geringe Gasmengen handelt,  könnten sie auch als reine     Elektrofilter    ge  baut     sein..     



  Die Entfernung des Staubes' von der  Wand     bezw.    der     Niederschlagselektrode    wird  erleichtert, wenn die     Staubaustrittsöffnungen     nicht     einfache    Schlitze im zylindrischen     Ab-          scheidermantel    sind, sondern dieser aus Rin  gen oder     Stäben        gebildet        wird-(Fig.    4), die  nach der     Abscheiderinnenseite    11 zu     konvexe     Gestalt haben.

   An der geneigten Fläche  schiebt sich der Staub     unter    Einwirkung der  Fliehkraft in den Aussenraum 12, von wo  er entweder durch die eigene Schwere oder       mitgenommen    von Transportgas in den     Staub-          sammelraum    gelangt.  



  Um die     elektrische    Sättigung der Staub  teilchen zu erreichen,     ist    stets eine     gewisse     Zeit erforderlich. Da in den     Schleuderab-          scheidern    mit ziemlich hohen Gasgeschwin  digkeiten gearbeitet werden     muss,    um sie  wirksam zu machen, steht     innerhalb    des  eigentlichen     Zentrifugalabscheiders    nur wenig  Zeit zur Verfügung.

   Man wird daher mit  Vorteil mit der elektrischen     Aufladung    schon     -          beginnen,    bevor das Gas der Schleuderwir  kung ausgesetzt wird, sie also grösstenteils  in ein Rohrstück verlegen, in dem .die Gas  geschwindigkeit niedrig sein kann. - Dieses  Rohrstück ist nach     Fig.    5 als     Vorabscheider     ausgebildet, indem die gerade Rohrstrecke 15  bereits mit Sprühelektroden besetzt ist und  die den Sprühelektroden gegenüberliegende  Rohrwand als     Abscheideelektrode    dient.

   Das  Gas durchströmt zunächst das     Rohrstück    15;  gelangt dann in den gekrümmten Teil 16, wo  der*     Hauptteil    des Staubes ausgeschieden       wird,    während der Rest im nachgeschalteten  mechanischen-     Abscheider    17 ausfällt. Auch  dieser könnte aber mit Elektroden ausge  rüstet sein. Da sich die Elektroden bei diesem      Beispiel auf eine grüsse Weglänge erstrecken,  ist die elektrische     Sättigung    des     Staubes        ge-          währleistet.     



  Für     gewisse    Fälle kann es auch vorteil  haft     sein,    dass die Sprühelektrode aus Sieben  oder siebartigen     Körpern    besteht, wobei  zweckmässig Mittel vorgesehen werden, die  dem zu reinigenden Medium an der Sprüh  elektrode eine Geschwindigkeit von mehr als  10 m/sec geben, was nicht nur bei dieser  Ausführung, sondern auch bei andern der  Fall sein     kann.     



  Eine recht     zweckmässige-Vereinigung    von  elektrischer und mechanischer     Reinigung    er  möglicht der     Abscheider    nach     Fig.    6. Durch  die drehende Walze 20 wird dem Gas     eine     hohe     Tangential-,    aber niedrige     Agialge-          sehwindigkeit    erteilt. Auf der Walze sind  Sprühelektroden 21 angebracht, die den. ver  hältnismässig langsam     vorbeiströmenden    Gas  strom aufladen.

   Durch die rasche Drehung  der Walze wird der     Staub    nun gegen die  Aussenwand 22 geschleudert, die als Ab  scheideelektrode dient, so dass     Fliehkraft    und  elektrische     Abstossung    zu vereinter     Wirkung     kommen. Die     Aussenwand    22     ist    konisch, so  dass der Staub nach     aussen    wandert, bis er  einen     Abführschlitz    23 antrifft. Es können  aber auch mehrere Schlitze vorhanden sein,  oder es kann durch Transportgas eine Strö  mung herbeigeführt werden, die die Staub  ablagerungen abspült.

   Die Drehung - der  Walze 20 erfolgt durch     einen    Motor oder  auch durch die Reaktion des aus dem -Schau  felkranz 24 austretenden Gasstrahls. Es ist  auch möglich, den Drall des Gasstromes  durch einen Leitapparat, der sich am Ein  tritt des     Abscheiders    befindet, zu erzeugen  und die     Aussenwand        mitrotieren    zu lassen.  



  Zweck der Vereinigung von elektrischer  und mechanischer     Abscheidung    ist die Ver  ringerung der Abmessungen der Einrichtun  gen gegenüber reinen     Elektrofiltern    und die  Erfassung feineren Staubes, als es mit reinen       Schleuderabscheidern    möglich ist. Besonders  wichtig sind beide Eigenschaften,     wenn.    es  sich um die Abgase aus     Druckfeuerungen     handelt. Stehen diese Gase selbst noch unter    einem höheren Druck, so     ist    die     Verwendung     _ reiner Elektrofilter nahezu     unmöglich,    da die  Grösse der Filterkammern eine Unterdruck  setzung ausschliesst.

   Der, reine     Schleuder-          abscheider    befriedigt     ebenfalls    nicht     vollkom-.          men,    da er den feinen Staub nicht erfasst, die  ser aber noch zum     Verschleiss-    der Schaufeln  der     Gasturbine    führt, mit der der Ladever  dichter zur Druckfeuerung     üblicherweise    an  getrieben wird.

   Da es sich bei der Staub  abscheidung für Druckfeuerungen meist in  erster     Linie    um die Befreiung des Gases von  Staub zur Vermeidung der Erosion     in    der  Gasturbine handelt, wird der     Abscheider    nor  malerweise vor der Gasturbine angeordnet,  also au einer Stelle, an der noch hohe Gas  drücke herrschen. Diese hohen Gasdrücke. er  möglichen es, entsprechend der höheren  Dichte des Gases auch die Spannung des  Filterstromes höher zu halten, z.

   B. anstatt  40 bis 70     kV,    welche     Spannungen    bei Atmo  sphärendruck     gebräuchlich    sind, über 70     kV,     wodurch die Auflade- und     Abscheidezeit    der  Staubteilchen verringert, der Wirkungsgrad  der Entstaubung aber erhöht wird.  



  Im vorstehenden ist fast durchwegs von  Staubabscheidung die Rede gewesen.. Statt  Staub     bezw.    festen Teilchen kann es sich  auch um     feinste    Tropfen von Flüssigkeiten  handeln. Das zu reinigende Medium kann  sowohl     ein    Gas als auch ein Dampf sein,  wobei es sich bei letzterem auch um einen       Nassdampf    handeln kann.

Claims (1)

1. ' PATENTANSPRüCHE: I. Verfahren zur Abscheidung von feinen, festen oder flüssigen -Beimengungen aus einem Gas- oder Dampfstrom, dadurch ge kennzeichnet, dass der zu reinigende Gas- oder Dampfstrom elektrisch geladen und der Wirkung eines elektrostatischen Feldes aus gesetzt, gleichzeitig aber noch einer Zentri fugalkraft unterworfen wird.

   II. Vorrichtung zur Ausübung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Schleuderabscheider mit einem Elektrofilter vereinigt ist, derart, dass der mechanische Abscheider an der innern gekrümmten Begrenzungswand für den zu reinigenden Gas- oder Dampfstrom mit einer Sprühelektrode versehen ist, wäh rend die äussere Begrenzungswand als Ab scheideelektrode dient. - UNTERANSPRttCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Ablagerungen an der Niederschlagselektrode durch die Schleuderwirkung, welcher das zu reinigende Medium im Zentrifugalabscheider unterwor fen wird, entfernt werden. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Ablagerungen an der Niederschlagselektrode durch. ein Transportmittel entfernt werden. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportmittel, das zur Entfer nung der Ablagerungen an der Niederschlags elektrode verwendet wird, in einem Neben- abscheider von den mitgeführten Ablagerun gen befreit wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2 und 3, dadurch gekenn zeichnet, dass Teile des zu reinigenden - Me diums selbst als Transportmittel zur Entfer nung der Ablagerungen verwendet werden.

   5. Vorrichtung nach Patentanspruch II,, dadurch gekennzeichnet, dass die -Sprühelek trode so geformt ist, dass sie der gekrümmten Bahn des zu reinigenden Mediums folgt. 6. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch einen Vorabscheider, der mit Sprühelektroden zur elektrischen Aufladung der auszuscheidenden Beimengun gen ausgerüstet ist.

   7. Vorrichtung nach Patentanspruch IL, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur elek- trischen Aufladung der auszuscheidenden Beimengungen in einem dem Zentrifugal- abscheider vorgebauten Rohrstück vorgesehen sind, zum Zwecke, die elektrische Auflade zeit zu verlängern. 8. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühelek trode aus Sieben besteht. 9.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorge sehen sind, damit das zu reinigende Medium an der Sprühelektrode eine mehr als 10 m/sec betragende Geschwindigkeit besitzt, damit sich an ihr keine Abscheidungen festsetzen können. 10. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch einen als gewöhnlicher Zentrifugalabscheider ausgebildeten Neben- abscheider. 11.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch einen als Elektrofilter ausgebildeten Nebenabscheider. 12. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenwand des Zentrifugalabscheiders aus nach innen konvex geformten Profilstäben besteht, zwi schen welchen die abgeschiedenen Teilchen infolge der Schleuderwirkung nach aussen ge drückt werden. 13.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleuder- abscheider rotierende Teile besitzt, wobei die Schleuderkräfte zur Abscheidung der Bei mengungen durch die Drehung dieser Teile erzeugt werden. 14. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung des Ladestromes über 70 kV beträgt.