Abscheider.Elektrodensystem für Elektrofilter Die Erfindung bezieht. sich auf ein Ab- t5 für Elektrofilter und ist. äekennzeiehnet durch mindestens eine fliiclienartig ausgebildete Elektrode mit einem spezifischen Flächenwiderstand von minde stens<I>106</I> S2.
Unter dem spezifischen Flächenwiderstand versteht man eine Grösse, aus welcher sich durch Multiplikation mit der Länge des Wi derstandskörpers (das ist die Abmessung in Riehtung des elektrischen Stromes) und Divi sion durch die Breite des Widerstandskör pers (das ist die Abmessung quer zur Rich tung des elektrischen Stromes) der Gesamt widerstand dieses Körpers ergibt. Die Dicke des Körpers findet also keine besondere Be- rüeksielitigung, beziehungsweise ist in dem Ausdruck spezifischer Flächenwiderstand bereits mit. einbegriffen.
Der spezifische Flä- ehenwiderstand wird hauptsächlich in Ver bindung mit flächenartigen Widerstandskör pern, zum Beispiel halbleitenden Kunststoff platten, verwendet und hat die Dimension Ohm.
Elektrofilter arbeiten bekanntlich in der Weise, dass die aus einem Gas abzuseheiden- den Teilchen elektrisch aufgeladen und an- sehliessend in einem elektrisehen Feld aus der Richtung des strömenden Gases abgelenkt und auf den Feldelektroden abgeschieden werden. Bisher war es üblich, diese Abscheider-Elek- t.roden aus einem elektrisch gut leitenden Material herzustellen, insbesondere aus Metall.
Der Nachteil derartiger Abscheider-Elektro- den war aber, dass man die Feldstärke zwi schen den Elektroden wesentlich unterhalb der Durchbriichsfeldstärke halten musste, weil sonst. geringe Unebenheiten der Elektroden oberfläche, die beispielsweise auf Bearbei tungsfehler zurückzuführen sind oder von bereits abgeschiedenen Teilchen hervorgeru fen werden, infolge der Feldüberhöhung an diesen Stellen leicht zii Glimmentladungs- erseheinungen oder sogar zu Funkenbildung führen.
Da auch bei verminderter Feldstärke für die Vermeidung von Überschlagsfunken nicht garantiert werden konnte, waren diese Abscheider nicht für die Reinigung von feuer gefährlichen oder explosiven Gasen geeignet, ganz abgesehen davon, dass solche Überschlags funken auch in einer normalen Anlage bereits unliebsame Störungen hervorrufen können.
Die der Erfindung zugrunde liegende Er kenntnis besteht darin, dass die Stromstär ken, die infolge einer nicht sichtbaren Towns- end-Entladung in dem Luftraum zwischen den beiden Elektroden auftreten, etwa in der Grössenordnung von 10-6 A/m2. liegen und dass diese geringen Ströme ohne wesentlichen Spannungsabfall in einer flächenartigen Elek trode geleitet werden können, welche einen spezifischen Flächenwiderstand von minde stens 106,Q besitzt.
Wenn man aber eine solche Elektrode benutzt - und selbstver ständlich dafür sorgt, dass nicht etwa die Anschlussstelle der metallischen Elektroden- Zuführungsleitung und ihre nähere Unige- bung zu Störungen Anlass gibt -, kann sich grundsätzlich kein Überschlagsfunken und keine zündfähige Gasentladung bilden, da der Strom infolge der Drosselung in dem Wider stand der Elektrode hierzu nicht ausreicht.
Die neuartige Ausbildung der Elektrode ga rantiert also eine Stabilisierung der nicht sichtbaren Townsend-Entladung der Elek trode, und man kann gefahrlos brennbare und explosive Gase durch den Abscheider leiten.
Besondere Vorteile bietet. es, wenn die Elektrode aus Glas oder einem glasartigen Kunststoff besteht.. In diesem Fall kann näm lich der Verschmutzungsgrad des Abschei- ders auf einfache Weise, beispielsweise durch Messung des durchfallenden Lichtes, festge stellt werden. Fernerhin kann der abgeschie dene Stoff zum Beispiel mit Säure abgespült und sofort anschliessend einer chemischen Analyse unterzogen werden.
Insbesondere bei sehr grossen Elektroden ist es zur gleichmässigen Verteilung des Ab- scheiderstromes zweckmässig, wenn die Elek trode im wesentlichen aus einem Material mit hohem elektrischem Widerstand besteht, in welches mindestens eine Schicht aus einem Material mit geringerem elektrischem Wider stand eingebettet ist, welche mit der Strom zuleitung in Verbindung steht, wobei der spezifische Flächenwiderstand der Gesamt elektrode mindestens<B>1062</B> beträgt. Wenn diese eingebettete Schicht ausserdem licht durchlässig ist, kann die Prüfung des Ver- schmutzungsgrades dadurch nicht behindert werden.
Ausserdem ist gewährleistet, dass bei gefährlichen, höheren Stromstärken die dünne Schicht sofort zerstört wird und dadurch die im Vergleich zum übrigen Elektrodenmaterial gut leitende Verbindung unterbrochen wird.
Zur Stabilisierung der Townsend-Entla- dung reicht es aus, wenn von zwei Elektroden unterschiedlicher Polarität wenigstens die eine einen spezifischen Flächenwiderstand von mindestens 106 S2 besitzt.
Es wurde bereits erwähnt, dass der An ordnung der Anschlussstellen der Stromzufüh- rungsleitungen für die Elektroden eine ge wisse Sorgfalt geschenkt werden muss, damit. sieh nicht dort oder in ihrer unmittelbaren Umgebung zündfähige Gasentladungen bil den. So ist es vorteilhaft, wenn die Elektrode über den Abseheiderraum hinausragt und die Stromzufübrungsstelle an dieser Stelle also ausserhalb des abzuseheidenden Feldes angeschlossen ist.
Damit. sind auch die der Stromzuführungsstelle benachbarten Teile des Abscheiderraumes bereits durch einen ausrei chenden Vorschaltwiderstand gegen das Auf treten grösserer Stromstärken gesichert.
In gleicher Weise lässt sieh eine solche Absicherung auch dadurch erreichen, dass die Stromzuführungsleitungen zu zwei Elektro den unterschiedlicher Polarität mit einem spe zifischen Flächenwiderstand von mindestens 106 SZ an entgegengesetzte Randbereiche der Elektroden anschliessen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung er geben sich aus der Beschreibung im Zu sammenhang mit der Zeichnung. Hierin zei gen: Fig. 1 ein Abscheider-Elektrodensystem, bei dem eine Elektrode in der erfindungs gemässen Weise ausgebildet ist, und Fig. 2 ein ähnliches Elektrodensystem, bei dem sämtlielre Elektroden die erfindun#"sge- mässe Bedingung erfüllen.
Das Elektrodensystem irr Fig. 1 besteht aus den beiden äussern Elektroden 1 und ?, welche auf dem Bleiehen Potential liegen. Zwischen diesen befindet sich eine mittlere Elektrode 3, die mit den andern beiden Elek troden über eine Gleielrspannungsquelle 1 ver bunden ist, so dass in den etwa. durch die Stellen A und B begrenzten Räumen 5 zwi schen. den beiden Elektrodensjstemen ein starkes elektrisches Feld herrscht. Tritt nun das zu reinigende Gas in Pfeilrichtung in diese Feldräume 5 ein, so scheiden sieh die in dem Gasstrom mitgeführten, elektrisch auf geladenen Teilchen auf den Elektroden ab.
Da die Teilchen vorzugsweise unipolar auf geladen sind, erfolgt die Abseheidung im all gemeinen lediglich auf einem der beiden Elek- trodensysteme. 1n diesem Ausführungsbeispiel sollen die Elektroden 1 und 2 aus Metall, die Elektrode 3 dagegen aus Glas, glasartigem Kunststoff, Porzellan oder dergleichen bestehen. Bekannt lich besitzt Glas einen spezifischen elektrischen Widerstand von 8 # 1011 bis 3 # 101- .SZ cm.
Es lassen sich also ohne Schwierigkeiten flächenartige Elektroden daraus herstellen, welche einen spezifischen Flächenwiderstand voll mindestens 106S2 aufweisen. In die mitt lere Elektrode 3 ist eine, dünne, liehtdtirch- lässige leitende Schicht 6 eingebettet, welche mit der von der Spannungsquelle 1 kommen den Zuleitung 7 unmittelbar verbunden ist.. Die Zuleitungen 7, 8 und 9 sind jeweils an Elektrodenabsehnitten 10,<B>11.</B> bzw. 12 ange schlossen, die über den Abscheideraum 5 hin ausragen.
Wenn sämtliche Elektroden aus Glas sind, kann man von aussen, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einer Lichtquelle, ohne weiteres den Verschmutzungsgrad der Anlage feststel len. Eine solche Anordnung ist. in Fig. 2 dar gestellt. Die Elektroden 13, 11 und 15 er füllen alle die erfindungsgemässe Bedingung, dass sie einen spezifischen Flächenwiderstand von mindestens<B>1069</B> besitzen. In jede Elek trode ist, eine Schicht. 1$ aus im Vergleich zum übrigen Elektrodenmaterial besser lei tendem Stoff eingebettet. Von der Spannungs quelle 17 führen die Stromzuführungslei- tungen 18, 19 und 20, zu den einzelnen Elek troden.
Hierbei sind die Anschlüsse an ent gegengesetzten Randbereichen der Elektroden unterschiedlicher Polarität vorgenommen, so dass für die durch die Feldräume tretenden Ströme an jeder Stelle etwa der gleiche Ge samtwiderstand, der sich also im wesentlichen raus den einzelnen Widerständen der beiden durchflossenen Elektrodenabschnitte ergibt, besteht.
Es können natürlich auch hehr als zwei Elektroden gleicher Polarität zu einer Gruppe zusammengefasst werden, damit sich eine mög lichst grosse Abselieidefläche ergibt. Die Form der flächenartigen Elektroden ist beliebig, es kommen nicht nur ebene, sondern auch zy- lindrisclie, kegelige und andere Elektroden formen in Betracht.
Separator.Electrode system for electrostatic precipitators The invention relates. on an Ab- t5 for electrostatic precipitators and is. It is identified by at least one film-like electrode with a specific sheet resistance of at least <I> 106 </I> S2.
The specific sheet resistance is understood to be a quantity which, by multiplying it by the length of the resistance body (that is the dimension in the direction of the electric current) and dividing it by the width of the resistance body (that is the dimension across the direction of the electric current) gives the total resistance of this body. The thickness of the body is therefore not given any special consideration, or is already included in the expression specific sheet resistance. included.
The specific surface resistance is mainly used in connection with flat resistance bodies, for example semiconducting plastic plates, and has the dimension ohms.
It is known that electrostatic precipitators work in such a way that the particles to be separated from a gas are electrically charged and then deflected in an electrical field from the direction of the flowing gas and deposited on the field electrodes. Up to now it has been customary to produce these separator electrodes from a material that is a good electrical conductor, in particular from metal.
The disadvantage of such separator electrodes, however, was that the field strength between the electrodes had to be kept significantly below the breakdown field strength because otherwise slight unevenness of the electrode surface, which can be attributed to processing errors or caused by particles already separated , as a result of the excessive field at these points, can easily lead to glow discharge phenomena or even to spark formation.
Since the avoidance of flashover sparks could not be guaranteed even with reduced field strength, these separators were not suitable for cleaning flammable or explosive gases, quite apart from the fact that such flashover sparks can cause undesirable disturbances even in a normal system.
The knowledge on which the invention is based is that the current strengths that occur as a result of an invisible Townsend discharge in the air space between the two electrodes are of the order of magnitude of 10-6 A / m2. and that these low currents can be conducted without a significant voltage drop in a flat electrode which has a specific sheet resistance of at least 106, Q.
But if you use such an electrode - and of course ensure that the connection point of the metal electrode supply line and its closer proximity do not give rise to malfunctions -, in principle, no flashover spark and no ignitable gas discharge can form, because the current as a result of the throttling in the resistance, the electrode was not sufficient for this.
The new design of the electrode guarantees stabilization of the invisible Townsend discharge from the electrode, and flammable and explosive gases can be passed safely through the separator.
Offers particular advantages. it is when the electrode is made of glass or a glass-like plastic. In this case, the degree of contamination of the separator can be determined in a simple manner, for example by measuring the light passing through it. Furthermore, the deposited substance can be rinsed off with acid, for example, and then immediately subjected to a chemical analysis.
Particularly in the case of very large electrodes, it is useful for even distribution of the separator current if the electrode consists essentially of a material with high electrical resistance, in which at least one layer of a material with lower electrical resistance is embedded, which stood with the Current supply line is connected, the specific sheet resistance of the total electrode is at least <B> 1062 </B>. If this embedded layer is also light-permeable, the examination of the degree of contamination cannot be hindered.
In addition, it is ensured that in the event of dangerous, higher currents, the thin layer is immediately destroyed, thereby interrupting the connection, which is a good conductor compared to the rest of the electrode material.
To stabilize the Townsend discharge, it is sufficient if at least one of two electrodes of different polarity has a specific sheet resistance of at least 106 S2.
It has already been mentioned that the arrangement of the connection points of the power supply lines for the electrodes must be given a certain degree of care. do not see ignitable gas discharges there or in their immediate vicinity. It is therefore advantageous if the electrode protrudes beyond the separation space and the power supply point is connected at this point outside the field to be separated.
In order to. the parts of the separator chamber adjacent to the power supply point are also secured against the occurrence of larger currents by a sufficient series resistor.
In the same way, such protection can also be achieved by connecting the power supply lines to two electrodes of different polarity with a specific sheet resistance of at least 106 SZ to opposite edge areas of the electrodes.
Embodiments of the invention he give out from the description in connection with the drawing. 1 shows a separator electrode system in which one electrode is designed in the manner according to the invention, and FIG. 2 shows a similar electrode system in which all electrodes meet the condition according to the invention.
The electrode system in FIG. 1 consists of the two outer electrodes 1 and 1, which are at the lead potential. Between these there is a middle electrode 3, which is connected to the other two electrodes via a Gleielrspannungsquelle 1 a related party, so that approximately. spaces 5 between limited by the points A and B. There is a strong electric field between the two electrode systems. If the gas to be cleaned now enters these field spaces 5 in the direction of the arrow, the electrically charged particles carried along in the gas flow are deposited on the electrodes.
Since the particles are preferably charged in a unipolar manner, separation generally only takes place on one of the two electrode systems. In this exemplary embodiment, electrodes 1 and 2 should be made of metal, while electrode 3 should be made of glass, glass-like plastic, porcelain or the like. As is well known, glass has a specific electrical resistance of 8 # 1011 to 3 # 101- .SZ cm.
Sheet-like electrodes can therefore be produced from them without difficulty, which have a specific sheet resistance of at least 106S2. In the middle electrode 3, a thin, conductive layer 6 is embedded, which is directly connected to the supply line 7 coming from the voltage source 1. The supply lines 7, 8 and 9 are each attached to electrode attachments 10, <B > 11. </B> or 12 are connected, which protrude beyond the separation chamber 5.
If all electrodes are made of glass, you can easily determine the degree of soiling of the system from the outside, if necessary with the aid of a light source. One such arrangement is. in Fig. 2 represents. The electrodes 13, 11 and 15 all fulfill the condition according to the invention that they have a specific sheet resistance of at least <B> 1069 </B>. There is a layer in each electrode. 1 $ made of a better conductive material than the rest of the electrode material. The power supply lines 18, 19 and 20 lead from the voltage source 17 to the individual electrodes.
The connections are made to opposite edge areas of the electrodes of different polarity, so that the currents passing through the field spaces have approximately the same total resistance at every point, which is essentially the result of the individual resistances of the two electrode sections through which the flow passes.
Of course, more than two electrodes of the same polarity can be combined to form a group so that the separation area is as large as possible. The shape of the flat electrodes is arbitrary; not only flat, but also cylindrical, conical and other electrode shapes come into consideration.