Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen Abgase, insbesondere Industrieabgase, wie Rauch- tD CI se, enthalten Verunreinigung -en, die, sofern die Ab- Crase ungereinigt abgelassen werden, eine starke Verun- Z> reinigung der Atmosphäre zur Folge haben.
Es wurden deshalb schon zahlreiche Versuche gemacht, die schäd lichen Fremdstoffe aus den Abgasen zu entfernen.
Die in, den Abgasen enthaltenen Fremdstoffe sind zum Teil feste Stoffe, wie beispielsweise Russ oder Flug asche, zum Teil Gase, wie insbesondere Schwefeldi oxyd. Zur Beseitigung der festen Stoffe sind Zentrifu- galentstauber, Elektroentstauber und Nassentstauber bekannt. Zur Beseitigung der gasförmigen Verunreini gungen werden nass oder trocken arbeitende Anlagen verwendet, die auf Absorption, Reduktion oder kataly tischen Verfahren beruhen. Die bekannten Verfahren weisen erhebliche Mängel auf.
Um sowohl staubförmige als auch gasförmige Stoffe zu entfernen, sind in der Regel mindestens zwei hintereinandergeschaltete Reini- gungsanlagan erforderlich. Die Nassentstauber, durch die auch die Gase, soweit sie wasserlöslich sind, ent fernt werden können, haben den Nachteil, dass die Abgase stark abgekühlt und mit Wasserdampf gesättigt werden, wodurch nicht nur der natürliche Schornstein zug verlorengeht, sondern die Abgase auch die Nei gung verlieren, nach Verlassen des Schornsteines hoch zusteigen, vielmehr in der Umgebung des Schornsteines herabsinken.
Dies führt bei kalter Witterung leicht zu Nebel- und Glatteisbildung. Die Zentrifugalentstauber, durch die nur feste Teilchen aus dem Abgas entfernt werden, erfordern, sofern ein genügend hoher Entstau- bungsgrad erreicht werden soll, hohe Eintrittsgeschwin- digkeiten und damit einen hohen Energiebedarf. Bei den Elektroentstaubern werden die Staubteilchen posi tiv aufgeladen und wandern zur Kathode, an der sie sich ablagern.
Der an der Elektrode haftende Staub muss, wenn eine genügende Schichtdicke erreicht ist, durch Klopfen oder Rütteln entfernt werden. Diese Anlagen haben den Nachteil, dass, um eine genügende Entstaubung zu erreichen, die Gasgeschwindigkeit nicht zu hoch sein darf, so dass die ganze Anlage viel Raum beansprucht. Diesen Entstaubungsanlagen muss dann noch eine Anlage zur Entfernung schädlicher Gase nachgeschaltet werden, was wieder einen erhöh ten Aufwand für Anlage und Bedienung erfordert.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, das es ermöglicht, mit einem verhältnissmässig geringen .Auf wand und praktisch wartungsfrei, staub- und gasför mige Fremdstoffe aus den Abgasen zu entfernen. Er findungsgemäss erfolgt die Reinigung der Abgase dadurch, dass diese in rotierender Bewegung durch eine Reinigungskammer geführt werden, die aus einer zentral angeordneten Sprühelektrode und einer die Sprühehktrode umgebenden sieb- oder gitterförrnigen Elektrode besteht.
Durch die rotierende Bewegung wird der Weg der Abgase durch die Reinigungskammer gegenüber den bekannten Elektroentataubern wesent lich verlängert, was zur Folge hat, dass schon bei viel geringerer Grösse der Entstaubungskammer ein hoher Entstaubungsgrad erreicht werden kann. Dabei ist aber nicht die hohe Rotationsgeschwindigkeit erforderlich, wie bei Zentrifugalentstaubern, so dass auch der Ener gieaufwand gegenüber den Zentrifugalentstaubern wesentlich geringer ist.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrich tung zur Durchführung dieses Verfahrens, bei der die Reinigungskammer aus einer sieb- oder gitterförmigen äusseren Elektrode, die von einem Mantel umgeben ist und einer inneren drahrt- oder stabförmigen Sprühelek trode besteht. Der die äussere Elektrode umgebende Mantel kann aus Blech oder einem anderen Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff, bestehen.
Zweckmässig ist das elektrische Feld, das zwischen der Sprühelek trode und der sieb- oder gitterförmigen Elektrode auf rechterhalten wird, von solcher Stärke, dass eine Koro- naentladung auftritt, d. h. die Feldstärke ist nahe der Durchbruchfeldstärke ohne dass jedoch ein Lichtbogen entstehen darf.
Enthalten die Abgase oxydierbame Be standteile, die durch die elektrische Entladung oxydiert werden sollen, beispielsweise Schwefeldioxyd, und ist der für eine solche Oxydation erforderliche Sauerstoff in den Abgasen nicht von vornherein enthalten, so kann den Rauchgasen vor Eintritt in die Reinigungskammer Sauerstoff oder Ozon zugesetzt werden. Um den Gasen innerhalb der Reinigungskammer die rotierende Be wegung zu erteilen, werden sie zweckmässig tangential in die Reinigungskammer oder eine dieser vorgeschaltete Kammer eingeleitet.
Der Reinigungskammer können auch an der Gaseintrittsseite Leitschaufeln vorgeschaltet sein, die den Gasen die rotierende Bewegung erteilen. Die zen- trale Elektrode kann zur Förderung der Sprühentla dung mit Spitzen versehen sein.
Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist in der Abbildung dargestellt. Die Reinigungskammer besteht aus dem äusseren, zylindrischen Hohlkörper 1, der aus Blech oder einem anderen geeigneten Werk- stoff besteht. Innerhalb des Mantels 1 befindet sich die gitter- oder siebförmige Aussenelektrode 2, die konzen trisch im Mantel angeordnet ist.
In der Mitte ist isoliert die innere Sprühelektrode 3 eingesetzt, die zur Verbes- serung der Sprühwirkung mit feinen Spitzen 4 besetzt sein kann. Die Abgase werden durch den Stutzen 5 eingeleitet, in welchem sich Leitschaufeln 6 befinden, durch die den in Richtung der Pfeile 7 einströmenden Abgasen eine leicht rotierende Bewegung erteilt wird, die sie während des Durchströmens innerhalb der Rei nigungskammer beibehalten.
Alle Teile, die mit den Abgasen und den ausgeschiedenen Fremdstoffen in Berührung kommen, müssen, sofern in den Abgasen bzw. den ausgeschiedenen Stoffen aggressive Stoffe, z. B. Schwefelsäure, enthalten sind, aus korrosionsfestem Material bestehen. Die Elektroden 2 und 3 wer den zu diesem Zweck zweckmässig aus korrosionsfe stem Metall gefertigt oder mit Überzügen aus korro sionsfestem Metall versehen.
Der Mantel 1 besteht in diesem Falle ebenfalls aus einem Blech aus korrosions festem Metall oder ist an seiner Innenseite mit einem Überzug aus einem solchen Metall versehen oder es wird ein Mantel aus einem anderen korrosionsfestem Material, z. B. aus keramischem Material oder Kunst stoff verwendet.
Die Staubteilchen, die in den Abgasen, insbesondere in Rauchgasen, enthalten sind, werden durch die Koronaentladung aufgeladen und bewegen sich durch das elektrische Feld nach aussen. An der sieb- oder gitterförmigen Elektrode 2 geben sie ihre Ladung ab, treten durch ihre Eigenbewegung, die sich aus der ihnen durch das elektrische Feld erteilten radialen Be wegung, und der ihnen durch das Rotieren des Gas- stroms erteilten Kreisbewegung zusammensetzt,
durch die Öffnungen der Elektrode 2 in den Raum zwischen der Elektrode 2 und dem Mantel 1 und sinken in die sem Raum, in welchem keine oder nur geringe Bewe gung vorhanden ist, nach unten in die Taschen 8, aus denen sie laufend entfernt werden können. Die hohe Feldstärke in dem Raum zwischen der inneren Elek trode 3 und der Aussenelektrode 2 hat eine Korona entladung zur Folge, die die Wirkung hat, dass nicht nur die Staubteilchen elektrisch aufgeladen werden, sondern dass auch chemische Reaktionen auftreten, die zur Beseitigung der schädlichen Gase führen.
Einerseits wird der Sauerstoff in Ozon verwandelt, durch das wie der das in den Abgasen enthaltene Schwefeldioxyd zu Schwefeltrioxyd oxydiert wird, andererseits können durch die eintretende Ionisierung brennbare Gase auch unmittelbar oxydiert werden, insbesondere SO2 zu S03. Das gebildete <B>SO,</B> wird als fester Stoff bzw.
nach dem es sich mit vorhandenem Wasser zu Schwefelsäure verbunden hat, als Tröpfchen durch das elektrische Feld zur Aussenelektrode befördert und in den Raum zwischen Aussenelektrode und Mantel abgeschieden. Bei genügend hohem<B>SO,</B> Gehalt der Abgase kann Schwefelsäure gewonnen werden.
Ein besonderer Vorteil der beschriebenen Vorrich- tung liegt darin, dass der Betrieb der Reinigungsvor richtung durch das Entfernen der abgeschiedenen Stoffe aus den Taschen 8 nicht gestört oder beeinträch- tigt wird und dass sich auch bei langem Betrieb an der sieb- oder gitterförmigen Elektrode 2 keine grösseren Mengen an ausgeschiedenen Feststoffen
absetzen, so dass es nicht notwendig ist, die Elektrode 2 in regel mässigen Zeitabständen zu reinigen.
Process and device for cleaning exhaust gases Exhaust gases, in particular industrial exhaust gases such as smoke, contain impurities which, if the waste are discharged without being cleaned, result in severe pollution of the atmosphere.
Therefore, numerous attempts have been made to remove the harmful foreign substances from the exhaust gases.
The foreign substances contained in the exhaust gases are partly solid substances, such as soot or fly ash, and partly gases, such as sulfur dioxide in particular. Centrifugal dust extractors, electric dust extractors and wet dust extractors are known for removing solid matter. To remove the gaseous impurities, wet or dry systems are used that are based on absorption, reduction or catalytic processes. The known methods have considerable shortcomings.
In order to remove both dusty and gaseous substances, at least two cleaning systems connected in series are generally required. The wet dust extractors, through which the gases, insofar as they are water-soluble, can be removed, have the disadvantage that the exhaust gases are cooled down considerably and saturated with water vapor, which means that not only the natural chimney draft is lost, but also the slope of the exhaust gases lose, climb up after leaving the chimney, rather sink down in the vicinity of the chimney.
In cold weather, this easily leads to fog and black ice. The centrifugal dust extractors, by means of which only solid particles are removed from the exhaust gas, require high entry speeds and thus a high energy consumption if a sufficiently high level of dust removal is to be achieved. In the case of electric dust collectors, the dust particles are positively charged and migrate to the cathode, where they are deposited.
The dust adhering to the electrode must be removed by knocking or shaking when a sufficient layer thickness has been achieved. These systems have the disadvantage that, in order to achieve sufficient dedusting, the gas velocity must not be too high, so that the entire system takes up a lot of space. These dedusting systems then have to be followed by a system for removing harmful gases, which again requires increased effort for system and operation.
The subject of the invention is a method which makes it possible to remove dusty and gaseous foreign substances from the exhaust gases with a relatively low. Auf wall and practically maintenance-free. According to the invention, the exhaust gases are cleaned in that they are guided in rotating motion through a cleaning chamber which consists of a centrally arranged spray electrode and a sieve-shaped or grid-shaped electrode surrounding the spray electrode.
Due to the rotating movement, the path of the exhaust gases through the cleaning chamber is extended over the known Elektroentataubern wesent Lich, with the result that a high degree of dedusting can be achieved even with a much smaller size of the dedusting chamber. However, the high speed of rotation is not required here, as is the case with centrifugal dust extractors, so that the energy consumption is significantly lower compared to centrifugal dust extractors.
The invention also relates to a device for performing this method, in which the cleaning chamber consists of a sieve-shaped or grid-shaped outer electrode which is surrounded by a jacket and an inner wire-shaped or rod-shaped spray electrode. The jacket surrounding the outer electrode can be made of sheet metal or another material, for example plastic.
The electrical field that is maintained between the spray electrode and the sieve-shaped or grid-shaped electrode is expediently of such strength that a corona discharge occurs, ie. H. the field strength is close to the breakdown field strength without an arc being allowed to occur.
If the exhaust gases contain oxidizable components that are to be oxidized by the electrical discharge, e.g. sulfur dioxide, and if the oxygen required for such oxidation is not contained in the exhaust gases from the outset, then oxygen or ozone can be added to the smoke gases before they enter the cleaning chamber . In order to give the gases within the cleaning chamber the rotating movement, they are expediently introduced tangentially into the cleaning chamber or one of the upstream chambers.
The cleaning chamber can also be preceded by guide vanes on the gas inlet side, which give the gases the rotating movement. The central electrode can be provided with tips to promote the spray discharge.
An embodiment of a device for carrying out the method according to the invention is shown in the figure. The cleaning chamber consists of the outer, cylindrical hollow body 1, which consists of sheet metal or another suitable material. Inside the jacket 1 is the grid or sieve-shaped outer electrode 2, which is arranged concentrically in the jacket.
The inner spray electrode 3 is insulated in the middle and can be fitted with fine tips 4 to improve the spraying effect. The exhaust gases are introduced through the nozzle 5, in which there are guide vanes 6, through which the incoming exhaust gases in the direction of arrows 7 is given a slightly rotating movement that they maintain while flowing through within the Rei nigungskammer.
All parts that come into contact with the exhaust gases and the excreted foreign substances must, if there are aggressive substances in the exhaust gases or the excreted substances, e.g. B. sulfuric acid, are made of corrosion-resistant material. The electrodes 2 and 3 who for this purpose expediently made of korrosionsfe stem metal or provided with coatings of corrosion-resistant metal.
The jacket 1 in this case also consists of a sheet of corrosion-resistant metal or is provided on its inside with a coating of such a metal or it is a jacket made of another corrosion-resistant material, for. B. made of ceramic material or plastic used.
The dust particles contained in the exhaust gases, in particular in the flue gases, are charged by the corona discharge and move outwards through the electric field. They give off their charge at the sieve-shaped or grid-shaped electrode 2, occur through their own movement, which is made up of the radial movement imparted to them by the electric field and the circular motion imparted to them by the rotation of the gas flow,
through the openings of the electrode 2 in the space between the electrode 2 and the jacket 1 and sink in this sem space, in which no or little movement is present, down into the pockets 8, from which they can be continuously removed. The high field strength in the space between the inner electrode 3 and the outer electrode 2 results in a corona discharge, which has the effect that not only the dust particles are electrically charged, but also that chemical reactions occur that eliminate the harmful gases to lead.
On the one hand, the oxygen is converted into ozone, which, like the sulfur dioxide contained in the exhaust gases, is oxidized to sulfur trioxide; on the other hand, the occurring ionization can also directly oxidize combustible gases, in particular SO2 to SO3. The <B> SO, </B> formed is used as a solid material or
after it has combined with the water present to form sulfuric acid, it is transported as droplets by the electric field to the outer electrode and deposited in the space between the outer electrode and the jacket. With a sufficiently high <B> SO, </B> content of the exhaust gases, sulfuric acid can be obtained.
A particular advantage of the device described is that the operation of the cleaning device is not disturbed or impaired by the removal of the deposited substances from the pockets 8 and that the sieve-shaped or grid-shaped electrode 2 is not used for a long time larger amounts of precipitated solids
so that it is not necessary to clean the electrode 2 at regular intervals.