Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrostatischen Abscheider zum Reinigen einer Partikel enthaltenden Gasströmung, mit einem einen Einlass und einen Auslass aufweisenden, eine Gaskammer einschliessenden Gehäuse, in welchem satzweise mit Abstand voneinander Sammelelektroden aufgehängt sind, die zwischen sich Gaspassagen bilden, innerhalb deren Entladungselektroden aufgehängt sind zwecks Ionisierung im Gas enthaltener Partikel, die auf den Sammelelektroden angesammelt werden, wobei unterhalb der Sammelelektroden Auffangtrichter für von den Sammelelektroden gelöste Partikel aufgehängt sind, von denen jeder Trichter unter mindestens zwei Sätzen von Sammelelektroden aufgehängt ist, und wobei sich in jedem Trichter quer zur Gasströmung eine Prallplattenanordnung befindet.
Das Beseitigen von Partikeln aus einer Gasströmung mittels elektrostatischer Abscheider ist bekannt. Ein typischer elektrostatischer Abscheider des Plattentyps, der Partikel aus einer hindurchgeführten Gasströmung beseitigt, ist in der US-PS 3 425 190 dargestellt. Bei solch einem Abscheider fliesst Gas durch einen Einlass in den Abscheider und durch Gaspassagen hindurch, die zwischen Reihen vertikaler Sammelplatten gebildet sind. Manche elektrostatische Abscheider sind extrem gross und enthalten gewöhnlich mehr als einen Satz von Sammelplatten innerhalb des Abscheiders. Jeder Satz enthält eine Mehrzahl mit Abstand von einander angeordneter Sammelelektroden. Je nach Grösse, Gestalt und dem gewünschten Abscheidungsgrad kann in dem Abscheider eine beliebige Anzahl von Sätzen von Sammelelektroden enthalten sein.
In jeder Gaspassage eines Satzes von Sammelelektroden ist eine Mehrzahl von Entladungsdrähten aufgehängt, die elektrisch vom Gehäuse isoliert sind. Wenn Gas durch die Passagen strömt, ionisieren die Entladungselektroden die im Gas enthaltenen Partikel, die dann von den vertikalen Sammelelektroden angezogen und auf diesen angesammelt werden. Die dort angesammelten Partikel werden auf irgendeine übliche Weise von den Sammelelektroden entfernt, beispielsweise durch Losklopfen, wodurch die Partikel auf den Boden des Abscheiders fallen. Wie in dem genannten US-Patent gezeigt, enthält der Boden des Abscheiders eine Mehrzahl von Auffangtrichtern, in welchen die herabfallenden Staubpartikel aufgefangen und dann über den Boden des Trichters abgeführt werden.
Im Idealfall sollte unter jedem Satz von Sammelelektroden ein Auffangtrichter aufgehängt sein, um die von den Elektroden jedes Satzes entfernten Partikel aufzufangen. Auf diese Weise würde unterhalb der Sammelelektroden strömendes Gas, das somit der Abscheidung durch Entladungselektroden nicht ausgesetzt ist, nur unter einem Satz von Sammelelektroden hindurchfliessen, bevor es durch die Wände jedes Trichters wieder zurück in die Gaspassagen der verbleibenden Sätze von Sammelelektroden gezwungen würde. Auf diese Weise wird maximale Abscheidung aus dem gesamten Gas gewährleistet, und jede Rückführung von Partikeln in der Gasströmung unterhalb eines Satzes von Sammelelektroden wird der Einwirkung der Entladungselektroden in den verbleibenden Sammelelektrodensätzen ausgesetzt.
Obwohl es von Vorteil wäre, einen besonderen Auffangtrichter unter jedem Satz von Sammelelektroden zu haben, hat sich dies als unpraktisch erwiesen, und zwar wegen der hohen Kosten für Herstellung und Montage eines besonderen Trichters unter jedem Satz von Sammelelektroden und wegen der Kosten für Apparaturen und Antriebsmittel, die am Boden jedes Abscheiders bzw. Trichters angebracht werden müssen, um die angesammelten Partikel nach aussen, vom Abscheidersystem wegzubefördern. Es wurden deshalb andere Wege zum Beseitigen der Partikel vom elektrostatischen Abscheider vorgeschlagen und der am häufigsten begangene besteht darin, jeweils einen Auffangtrichter unter zwei Sätzen von Sammelelektroden anzubringen. Dadurch wird die Anzahl der für einen elektrostatischen Abscheider erforderlichen Auffangtrichter auf die Hälfte reduziert.
Dabei hat die Gasströmung jedoch die Tendenz, unterhalb der Sammelelektroden innerhalb jedes Trichters hindurchgehend zwei Sätze von Sammelelektroden zu umgehen, bevor sie in die Gaspassagen zurückgezogen wird. Wegen dieser Umgehung von zwei Sätzen Sammelelektroden vor der Rückführung in die Gaspassagen ist die Partikelabscheidung weit weniger wirksam als es dann der Fall sein würde, wenn die Gasströmung nur unter einem Satz von Elektroden vorbeifliessen würde, bevor sie in die Gaspassagen zurückkehrt. Deshalb ist es jetzt allgemein üblich geworden, in jedem Auffangtrichter zwischen benachbarten Sätzen von Sammelelektroden starre Prallplatten aufzuhängen, die sich bis zu einer Stelle unmittelbar oberhalb des Trichterbodens erstrecken.
Dieses Prallplattensystem behindert die Gasströmung unterhalb der Sammelelektroden und zwingt das Gas zurück in die Gaspassagen, nachdem es unter lediglich einem Satz von Sammelelektroden hindurchgeflossen ist.
Die Verwendung einer Prallplattenanordnung in jedem Auffangtrichter zwischen benachbarten Sätzen von Sammelelektroden hat jedoch einige deutliche Nachteile.
Ein Nachteil besteht darin, dass die Öffnung jedes Trichters an seinem Auslassende äusserst klein ist und eine sich bis zu diesem Auslassende hinab erstreckende Prallplatte infolgedessen den Austrittsquerschnitt für die Abgabe der Partikel aus dem Trichter halbiert. Die Partikel, die beiderseits der Prallplatten in den Trichter fallen, tendieren daher in vielen Fällen dazu, sich zwischen den Seiten des Trichters und der Prallplatte festzusetzen, anstatt am Auslassende herauszufallen.
Hinzu kommt, dass bei Ansammlung und Abkühlung von Partikeln im Trichter die Partikel leicht ein klebriges und dickes Agglomerat bilden, welches die Tendenz hat, eine Brücke zwischen der Trichterwand und der Prallplatte zu bilden. Wenn die Partikel zu lange auskühlen können, werden sie äusserst hart und verhindern eine Abgabe aus dem Trichter. In einem solchen Fall muss die feste Brücke von Partikeln zwischen der Trichterwand und der Prallplatte mittels Aufreisshämmern oder anderen Werkzeugen von Hand losgebrochen werden. Hierfür ist es natürlich erforderlich, den Abscheider vollständig abzuschalten, also den Betrieb zu unterbrechen, was äusserst unerwünscht ist.
Um zu vermeiden, dass die Partikel sich zwischen der Wand des Trichters und der Prallplattenanordnung festsetzen und um eine Brückenbildung der abgekühlten Partikel zu verhindern, könnte die Prallplattenanordnung bereits oberhalb des Trichterendes aufhören. Es hat sich jedoch gezeigt, dass wenn die Partikel den Trichter verlassen haben, unterhalb der Sammelelektroden strömendes Gas dann auch weiter nach unten und um das untere Ende der Prallplattenanordnung herum zurück zu deren anderer Seite fliesst; das Gas wird daher nicht in die Gaspassagen zurückgezwungen, bis es unter zwei Sätzen von Sammelelektroden hindurchgegangen ist. Gas, welches um das Ende der Prallplattenanordnung herumströmt, macht jedoch die ganze Prallplattenanordnung nutzlos.
Der Erfindung liegt daher vor allem die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten elektrostatischen Abscheider mit einem System zur Partikelbeseitigung zu schaffen, der die oben erwähnten und weitere Nachteile vermeidet; so sieht die Erfindung einen elektrostatischen Abscheider mit einer Prallplattenanordnung vor, welche die Gasströmung um das Ende dieser Anordnung herum hindert, bei welcher jedoch gleichzeitig vermieden wird, dass sich Partikel zwischen der Prallplattenanordnung und der Seite des Auffangtrichters festsetzen.
Das Ziel der Erfindung wird erreicht durch einen elektrosta-.
tischen Abscheider der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Prallplattenanordnung zwischen und unterhalb unterer Teile von benachbarten Sätzen von Sammelelektroden einen starren Teil aufweist, der oberhalb eines Auslassendes des Auffangtrichters endet, sowie einen flexiblen Teil, der an den starren Teil angeschlossen ist und sich von diesem zum Auslassende des Auffangtrichters erstreckt, wodurch die Gasströmung im Auffangtrichter behindert und das Gas in den Gaspassagen gehalten wird und die Partikel bei der Abgabe aus dem Auffangtrichter gehindert werden, sich zwischen dem Trichter und dem starren Teil festzusetzen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht eines elektrostatischen
Abscheiders nach der Erfindung;
Fig. 2 abgebrochen eine Stirnansicht nach der Linie II-II der Fig. 1, wobei die Gaspassagen zwischen benachbarten Sammelelektroden und die innerhalb des Auffangtrichters aufgehängte Prallplattenanordnung gezeigt ist;
Fig. 3 vergrössert eine Ansicht des flexiblen Teils der Prallplattenanordnung nach der Linie III-III der Fig. 2, wobei die Stützplatte und der flexible Abschnitt als Gliederkette gezeigt ist; und
Fig. 4 eine Seitenansicht der Fig. 3, welche gleichfalls die Stützplatte und eine Vielzahl daran aufgehängter Gliederketten zeigt.
Ein in Fig. 1 allgemein mit 10 bezeichneter elektrostatischer Abscheider nach der Erfindung weist ein Gehäuse 12 mit einem Einlass 14 und einem Auslass 16 auf, das eine Gaskammer 18 einschliesst. Sätze 20 von mit Abstand zueinander angeordneter Sammelelektroden 22 sind innerhalb des Gehäuses 12 aufgehängt, wobei die Elektroden 22 Gaspassagen 24 (Fig. 2) begrenzen. Innerhalb der Gaspassagen 24 sind Entladungselektroden 26 aufgehängt, welche die Partikel in dem Gas ionisieren, die dann in herkömmlicher Weise auf den Sammelelektroden 22 angesammelt werden. Auffangtrichter 28 sind unterhalb der Sammelelektroden 22 aufgehängt, um von den Sammelelektroden herabfallende Partikel aufzunehmen, wobei jeder Sammeltrichter 28 sich unter mindestens zwei Sätzen 20 von Sammelelektroden 22 befindet.
Eine allgemein mit 30 bezeichnete Prallplattenanordnung ist innerhalb jedes Trichters 28 quer zur Gasströmung aufgehängt, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Prallplattenanordnung 30 weist einen starren, mit 32 bezeichneten Teil auf, der sich zwischen den unteren Teilen 34 benachbarter Sätze 20 von Sammelelektroden 22 im wesentlichen vertikal auf ein Auslassende 36 des Trichters 28 ausgerichtet befindet. Ein allgemein mit 38 bezeichneter flexibler Teil ist mit dem starren Teil 32 verbunden und erstreckt sich voUn diesem abwärts zum Auslassende 36 des Trichters 28. Die Prallplattenanordnung 30 hält das Gas innerhalb der Gaspassagen 24, indem sie die Gasströmung um das Ende der Prallplattenanordnung 30 herum sperrt und verhindert, dass Partikel bei der Abgabe aus dem Trichter 28 heraus sich zwischen der Trichterwand und der Prallplattenanordnung 30 festsetzen.
Im einzelnen weist der Abscheider 10 ein Gehäuse 12 von vorzugsweise rechteckiger Gestalt auf. Der Gaseinlass 14 ist mit üblichen (nicht gezeigten) Zuführeinrichtungen verbunden, die ihrerseits an die (nicht gezeigte) Anlage oder Apparatur angeschlossen sind, die das mit Partikeln beladene Gas erzeugt, das gereinigt werden soll. Der Auslass 16 ist an (nicht gezeigte) übliche Ableitmittel angeschlossen, die ihrerseits zu einem (nicht gezeigten) Schornstein oder dgl. führen oder zu einer sonstigen Einrichtung, die das gereinigte Gas an die Atmosphäre abgibt. Der vom Gehäuse 12 umschlossene Raum zwischen dem Einlass 14 und dem Auslass 16 enthält eine Gaskammer 18.
Sätze 20 von Sammelelektroden 22 sind innerhalb der Gaskammer 18 aufgehängt. Die Sammelelektroden 22 in jedem Satz 20 bilden mit Abständen quer zur Gasströmung Gaspassagen 24 zwischen benachbarten Sammelelektroden 22 (Fig. 2). Jeder Satz 20 von Sammelelektroden 22 ist innerhalb der Gaskammer 18 mit Abstand in Richtung der Gasströmung vorgesehen (Fig. 1). Es bestehen daher kontinuierliche Gaspassagen 24, die sich über die gesamte Länge des Abscheiders 10 erstrecken.
Die Sammelelektroden 22 sind innerhalb der Gaskammer 18 in hergebrachter Weise, z.B. durch Befestigung an einem Stützbalken 54, aufgehängt, der seinerseits an den Seitenwänden 15 und 17 des Abscheiders 10 befestigt ist. Innerhalb der Gaspassagen 24 zwischen benachbarten Sammelelektroden 22 ist eine Mehrzahl von Entladungselektroden 26 aufgehängt.
Die Entladungselektroden 26 haben vorzugsweise die übliche Drahtform; es können jedoch auch andere Arten von Entladungselektroden 26 verwendet werden. Die Entladungselektroden 26 haben höhere Spannung und unterschiedliche Polarität gegenüber den Sammelelektroden 22 und müssen von dem Gehäuse 12 isoliert sein, an dem die Sammelelektroden 22 befestigt und aufgehängt sind. Die Entladungselektroden 26 sind innerhalb der Gaskammer 18 in irgendeiner hergebrachten Weise, wie z.B. mittels einer Stützplatte 48, aufgehängt, die sich mit Abstand oberhalb der Sammelelektroden 22 befindet und am Gehäuse 12 befestigt ist. Ein Stützgitter 46 für die Entladungselektroden ist an der Stützplatte 48 aufgehängt, unter Zwischenschaltung eines Isolators 50, der auf der Platte 48 gelagert und befestigt ist. Auf diese Weise ist das Stützgitter 46 gegenüber der Stützplatte 48 und dem Gehäuse 12 isoliert.
Die einzelnen Entladungselektroden 26 sind am Stützgitter 46 befestigt und hängen von dort hinab in die Gaspassagen 24. Ein Gewicht 52 kann am Ende jedes Entladungsdrahtes 26 befestigt sein, um den Draht gestreckt zu halten und Schwingungen infolge des die Drähte unter Spannung umgebenden elektrischen Feldes zu vermindern.
Gemäss Fig. 1 befindet sich unter der Gaskammer 18 eine Anzahl von Auffangtrichtern 28. Vorzugsweise sind die Trichter 28 so am Boden des Abscheiders 10 befestigt, dass jeder Trichter sich unmittelbar unterhalb von zwei Sätzen 20 von Sammelelektroden 22 befindet. Um eine Strömung von Gas unterhalb der unteren Teile 34 der Sammelelektroden 22 zu hindern, ist eine Prallplattenanordnung 30 zwischen benachbarten Sätzen 20 von Sammelelektroden 22 innerhalb jedes Trichters 28 aufgehängt. Die Prallplattenanordnung erstreckt sich von einer Stelle oberhalb des unteren Endes 34 der Sammelelektroden 22 zu einer Stelle unmittelbar oberhalb des Auslassendes 36 von jedem Trichter 28.
Die Prallplattenanordnung 30 enthält zwei Abschnitte: Einen starren Teil 32 und einen flexiblen Teil 38. Der starre Teil 32 weist einen Stützbalken 56 (Fig. 1) auf, der sich über die Breite des Abscheiders 10 quer zur Gasströmung erstreckt und an die (nicht gezeigten) Seitenwände des Gehäuses 12 angeschlossen ist. Der Stützbalken 56 ist oberhalb der unteren Teile der Sammelelektroden 22 angeordnet, und zwar zwischen benachbarten Sätzen 20 dieser Elektroden. Eine erste starre Platte 58 (Fig. 1 und 2) ist an den Stützbalken 56 angeschlossen und erstreckt sich von diesem abwärts bis zum Boden 59 des Abscheiders 10 sowie über dessen ganze Breite quer zur Richtung der Gasströmung.
Eine zweite starre Platte 60 ist am unteren Ende der ersten Platte 58 oberhalb jedes Trichters 28 befestigt und erstreckt sich in diesen hinein, bis zu einer Stelle 61, die erheblich oberhalb von dessen Auslassende 36 liegt. Diese zweite Platte 60 ist den Seitenwänden 64 und 66 (Fig. 2) des Trichters 28 entsprechend geformt und an diesen Seitenwänden, beispielsweise durch Schweissung, befestigt, um einen gasdichten Abschluss zwischen benachbarten Trichterseiten zu ergeben.
Aus Fig. 2, 3 und 4 ergibt sich der zweite, flexible Teil 38, der Prallplattenanordnung 30. Der flexible Teil 38 enthält eine Stützplatte 40 und einen flexiblen Abschnitt 42 (Fig. 2). Die Stützplatte 40 ist am unteren Ende der oben erwähnten starren Platte 60, beispielsweise durch Schweissung, befestigt und in ihrer Gestalt der Form der Seitenwände 64 und 66 des Trichters 28 angepasst und an diesen Seitenwänden, beispielsweise durch Schweissung, befestigt. Die Stützplatte 40 erstreckt sich in den Trichter 28 hinein, bis zu einer Stelle 41 (Fig. 2 und 4), oberhalb des Auslassendes 36.
Der Abschnitt 42 (Fig. 2) ist flexibel und an das untere Ende der Stützplatte 40 angeschlossen, von wo er sich zum Auslassende 36 des Trichters erstreckt, um eine Gasströmung um das Ende des flexiblen Teils 38 herum zu unterbinden, während zugleich für die Partikel die Möglichkeit besteht, durch das Auslassende 36 hin durchzugelangen, indem der flexible Abschnitt 42 beiseitebewegt wird. Vorzugsweise weist der flexible Abschnitt 42 eine zweite Stützplatte 62 auf, die am unteren Ende der Stützplatte 40 befestigt, entsprechend den Seiten 64 und 66 des Trichters geformt und an diesen Seiten, beispielsweise durch Schweissung, befestigt ist. Eine Anzahl von Gliederketten 44 ist, beispielsweise durch Schweissung, an dem einen Ende der Stützplatte 62 quer zur Richtung der Gasströmung befestigt und hängt zum Auslassende 36 des Trichters 28 herab.
Wie Fig. 4 zeigt, haben die Ketten 44 unterschiedliche Längen, um die Gestalt des flexiblen Teils 38 den Seitenwänden 64 und 66 des Trichters anzupassen. Vorzugsweise beträgt der Kettenabschnitt des Prallplattenteils 38 etwa ss, seiner Gesamthöhe.
Diese Länge der Ketten 45 gewährleistet optimale Behinderung der Gasströmung um das untere Ende der zweiten Stützplatte 62 herum und lässt zugleich genügend Raum zwischen der Stützplatte 62 und dem Auslassende 36 für Partikel, die zum Auslass 36 gelangen, indem sie die Gliederkette 44 zu einer Seite hin drücken. Dabei ist zu bemerken, dass die Elektrodensätze 20 gewöhnlich einzeln gerüttelt bzw. geklopft werden, so dass die Partikel zunächst auf die eine Seite der Prallplattenanordnung 30 und dann auf deren andere Seite fallen.
Bei Betrieb des Abscheiders wird partikelgeladenes Gas über den Einlass 14 in die Gaskammer 18 eingeführt. Das Gas fliesst durch die Gaspassagen 24 zwischen benachbarten Sammelelektroden 22 jedes Satzes 20 in Strömungsrichtung von links nach rechts gemäss Fig. 1. Das mit Partikeln beladene Gas fliesst auch herab am unteren Teil 34 der Sammelelektroden 22 vorbei in die Auffangtrichter 28. Das Gas ist jedoch durch die Prallplattenanordnung 30 gehindert, unterhalb der Sammelelektroden 22 durchzuströmen. Die Prallplattenanordnung 30 zwingt das mit Partikeln beladene Gas aufwärts in die Gaspassagen 24 zwischen den Sammelelektroden 22. Es fliesst auch Gas abwärts zum Boden des Trichters 28. Infolge des flexiblen zweiten Teils 38 der Prallplattenanordnung 30 wird das Gas jedoch durch die Ketten 44, welche den flexiblen Teil 38 bilden, daran gehindert, um die Stützplatte 62 herumzuströmen.
Anfänglich wird ein kleiner Teil von partikelbeladenem Gas durch die Öffnungen in den Gliedern der Kette 44 und die Zwischenräume zwischen benachbarten Ketten hindurch am Boden des Trichters 28 strömen. Wenn jedoch die Partikel erst einmal beginnen, sich innerhalb des Trichters 28 anzusammeln, legen sie sich auch gegen die Ketten 44 und füllen die Öffnungen in und zwischen den Ketten. Die Partikel selbst tragen somit dazu bei, zu verhindern, dass Gas durch die Ketten hindurch und um die Enden der Ketten herum strömt.
Dadurch wird die Wirksamkeit des Abscheidersystems gesteigert und ausserdem das mit Partikeln beladene Gas, das zum Boden des Trichters 28 strömt, wieder aufwärts in die Gaspassagen 24 gezwungen.
Das Gas fliesst durch die Passagen 24 zwischen den Sammelelektroden 22. Die Entladungselektroden 26 werden unter Spannung gesetzt und bilden ein elektrisches Feld zwischen den Sammelelektroden 22 und den Entladungselektroden 26.
Dieses Feld um die Entladungselektroden 26 herum ionisiert die Partikeln innerhalb des hindurchströmenden Gases. Die ionisierten Partikel sammeln sich auf der Oberfläche der Sammelelektroden 22. Die dort angesammelten Partikel werden in üblicher Weise, z.B. durch ein (nicht gezeigtes) Rüttelsystem innerhalb des Abscheiders 10, welches die Sammelelektroden 22 in bestimmten Zeitabständen abklopft, von den Elektroden 22 gelöst und fallen in den Trichter 28.
Die Partikel häufen sich im Trichter 28, bis dessen Entleerung gewünscht ist. Dann wird das Auslassende 36 des Trichters 28 geöffnet und die Staubteilchen bzw. Partikel fallen durch den Auslass 36 nach aussen. Da die Partikel innerhalb des Trichters 28 sich eine Zeitlang ansammeln dürfen, bevor sie abgeführt werden, können sich Partikelklumpen dort bilden oder die Partikel können auskühlen, klebrig werden und sich zwischen den Seiten des Trichters 28 und der Prallplattenanordnung 30 festsetzen.
Da jedoch die Prallplattenanordnung 30 in einem flexiblen Teil 38 endet, der eine Anzahl von Ketten 44 enthält, drücken die Partikel beim Entleeren durch den Auslass 36 und die eventuell vorhandenen Partikelldumpen die Ketten 44 beiseite, so dass die Partikel durch den Auslass 36 herausfallen, und ausserdem reichen die Ketten 44 hoch genug über den Auslass 36, so dass eine eventuelle Brückenbildung durch die Partikel beim Abkühlen zwischen den Seiten des Trichters 28 und den Ketten 44 entsteht. Wenn daher der Trichter 28 geleert wird und die Partikel durch den Auslass 36 herausfallen, wird die Brücke die Ketten 44 nach aussen drükken, so dass die Brücke zusammenfällt und die Partikelklumpen durch den Auslass 36 herausfallen.
Nach der Entleerung des Trichters wird der Auslass 36 wieder geschlossen, so dass sich erneut eine Menge von Partikeln im Trichter 28 ansammeln kann.
Das Gas fliesst weiter durch die Gaspassagen 24 zwischen den Sammelelektroden 22 und wird durch die Entladungselektroden 26 und die Sammelelektroden 22 gereinigt. Das gereinigte Gas wird über den Auslass 16 des Abscheiders 10 auf bekannte Weise an die Atmosphäre abgegeben.
Mit Vorstehendem wurde ein neuartiges Abscheidungssystem beschrieben. Das Problem, mit Partikeln beladenes Gas innerhalb der Gaspassagen zwischen den Sammelelektroden zu halten, wird durch Verwendung eines Prallplattensystems gelöst, welches zwischen benachbarten Sätzen von Sammelelektroden und dem Boden des zwischen zwei Sätzen von Sammelelektroden sich befindenden Auffangtrichters teilweise starr und teilweise flexibel ist. Dieses Prallplattensystem zwingt das Gas zurück in die Gaspassagen und hindert eine Gasströmung um das untere Ende des Prallplattensystems herum, so dass das Gas nicht mehr als nur einen Satz von Sammelelektroden umgehen kann.
Das weitere Problem der Festsetzung grosser Partikel zwischen den Seiten des Trichters und der Prallplattenanordnung und das der Brückenbildung durch kalte Partikel zwischen den Seiten des Trichters und der Prallplattenanordnung, wodurch ein Herabfallen der Partikel durch den Trichterauslass verhindert wird, ist dadurch gelöst, dass ein flexibler Teil am unteren Ende der Prallplatten verwendet wird. Der flexible Teil besteht vorzugsweise aus Ketten, insbesondere Gliederketten, und ist ausreichend flexibel, um von grösseren Partikeln zur Seite gedrückt zu werden, so dass die Partikel durch den Auffangtrichter herausfallen können. Die Höhe des flexiblen Teils der Prallplatten beträgt vorzugsweise etwa 1/3 der Gesamthöhe, wobei der flexible Teil wiederum von einem starren Halteteil und einem flexiblen Ansatz, beispielsweise in Kettenform gebildet sein kann.
The invention relates to an electrostatic precipitator for cleaning a gas flow containing particles, with a housing having an inlet and an outlet, enclosing a gas chamber in which collecting electrodes are suspended in sets at a distance from one another, which between them form gas passages within whose discharge electrodes are suspended for the purpose of ionizing particles contained in the gas, which are collected on the collecting electrodes, with collecting funnels for particles loosened from the collecting electrodes being suspended below the collecting electrodes, each funnel being suspended under at least two sets of collecting electrodes, and wherein each funnel is perpendicular to the gas flow a baffle assembly is located.
The removal of particles from a gas flow by means of electrostatic precipitators is known. A typical plate-type electrostatic precipitator that removes particulates from a gas flow therethrough is shown in U.S. Patent 3,425,190. In such a separator, gas flows through an inlet into the separator and through gas passages formed between rows of vertical header plates. Some electrostatic precipitators are extremely large and usually contain more than one set of collector plates within the precipitator. Each set contains a plurality of spaced apart collector electrodes. Depending on the size, shape and the desired degree of separation, any number of sets of collecting electrodes can be contained in the separator.
In each gas passage of a set of collecting electrodes, a plurality of discharge wires are suspended, which are electrically isolated from the housing. As gas flows through the passages, the discharge electrodes ionize the particles contained in the gas, which are then attracted to and accumulated on the vertical collection electrodes. The particles collected there are removed from the collecting electrodes in some conventional manner, for example by knocking them loose, whereby the particles fall to the bottom of the separator. As shown in the said US patent, the bottom of the separator contains a plurality of collecting funnels in which the falling dust particles are collected and then discharged via the bottom of the funnel.
Ideally, a collection funnel should be hung under each set of collection electrodes to collect the particles removed from each set of electrodes. In this way, gas flowing beneath the collecting electrodes and thus not subject to deposition by discharge electrodes would only flow under one set of collecting electrodes before being forced through the walls of each funnel back into the gas passages of the remaining sets of collecting electrodes. In this way maximum separation from all gas is ensured and any recirculation of particles in the gas stream below a set of collector electrodes is exposed to the action of the discharge electrodes in the remaining collector electrode sets.
Although it would be advantageous to have a separate collecting funnel under each set of collecting electrodes, this has proven impractical because of the high cost of manufacturing and assembling a special funnel under each set of collecting electrodes and because of the cost of equipment and drive means , which must be attached to the bottom of each separator or funnel in order to transport the collected particles outwards, away from the separator system. Other ways of removing the particles from the electrostatic precipitator have therefore been suggested, and the most common is to place a collecting funnel under each of two sets of collecting electrodes. This reduces the number of collecting funnels required for an electrostatic precipitator by half.
In doing so, however, the gas flow tends to bypass two sets of collector electrodes passing beneath the collector electrodes within each funnel before being withdrawn into the gas passages. Because of this bypassing of two sets of collection electrodes prior to being returned to the gas passages, particulate removal is far less effective than it would be if the gas flow only passed under one set of electrodes before returning to the gas passages. It has therefore now become common practice to suspend rigid baffle plates in each collecting funnel between adjacent sets of collecting electrodes which extend to a point immediately above the funnel bottom.
This baffle system impedes the flow of gas below the collection electrodes and forces the gas back into the gas passages after it has passed under only one set of collection electrodes.
However, the use of a baffle assembly in each collection funnel between adjacent sets of collection electrodes has some distinct disadvantages.
A disadvantage is that the opening of each funnel is extremely small at its outlet end and a baffle plate extending down to this outlet end consequently halves the exit cross-section for discharging the particles from the funnel. The particles that fall into the hopper on either side of the baffles therefore tend in many cases to lodge between the sides of the hopper and baffle rather than falling out at the outlet end.
In addition, when particles accumulate and cool in the funnel, the particles easily form a sticky and thick agglomerate, which tends to form a bridge between the funnel wall and the baffle plate. If the particles are allowed to cool down for too long, they become extremely hard and prevent them from being released from the funnel. In such a case, the solid bridge of particles between the funnel wall and the baffle plate must be broken free by hand using ripping hammers or other tools. For this it is of course necessary to switch off the separator completely, i.e. to interrupt operation, which is extremely undesirable.
In order to avoid that the particles get stuck between the wall of the funnel and the baffle plate arrangement and to prevent bridging of the cooled particles, the baffle plate arrangement could stop above the funnel end. It has been shown, however, that when the particles have left the funnel, gas flowing below the collecting electrodes then also flows further downwards and around the lower end of the baffle arrangement back to the other side thereof; therefore, the gas is not forced back into the gas passages until it has passed under two sets of collecting electrodes. However, gas flowing around the end of the baffle assembly renders the entire baffle assembly useless.
The invention is therefore primarily based on the object of creating an improved electrostatic precipitator with a system for removing particles which avoids the above-mentioned and other disadvantages; Thus, the invention provides an electrostatic precipitator with a baffle assembly which prevents gas flow around the end of this assembly, but which at the same time prevents particles from settling between the baffle assembly and the side of the collecting funnel.
The object of the invention is achieved by an electrosta-.
Table separator of the type mentioned, which is characterized in that the baffle plate arrangement between and below the lower parts of adjacent sets of collecting electrodes has a rigid part which ends above an outlet end of the collecting funnel and a flexible part which is connected to the rigid part and extending therefrom to the outlet end of the collecting funnel, thereby obstructing the flow of gas in the collecting funnel and holding the gas in the gas passages and preventing the particles as they are being discharged from the collecting funnel from settling between the funnel and the rigid member.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawings, for example, namely show:
Fig. 1 schematically shows a side view of an electrostatic
Separator according to the invention;
Fig. 2 is a broken end view along the line II-II of Fig. 1, showing the gas passages between adjacent collecting electrodes and the baffle assembly suspended within the collecting funnel;
3 shows an enlarged view of the flexible part of the baffle plate arrangement along the line III-III in FIG. 2, the support plate and the flexible section being shown as a link chain; and
Fig. 4 is a side view of Fig. 3, which also shows the support plate and a plurality of link chains suspended thereon.
An electrostatic precipitator according to the invention, denoted generally by 10 in FIG. 1, has a housing 12 with an inlet 14 and an outlet 16 which encloses a gas chamber 18. Sets 20 of spaced apart collector electrodes 22 are suspended within housing 12, with electrodes 22 defining gas passages 24 (FIG. 2). Discharge electrodes 26 are suspended within the gas passages 24 which ionize the particles in the gas which are then collected on the collecting electrodes 22 in a conventional manner. Collecting funnels 28 are suspended below the collecting electrodes 22 to receive particles falling from the collecting electrodes, with each collecting funnel 28 being under at least two sets 20 of collecting electrodes 22.
A baffle assembly, generally designated 30, is suspended within each funnel 28 across the gas flow, as shown in FIG. The baffle assembly 30 has a rigid portion, designated 32, which is located between the lower portions 34 of adjacent sets 20 of collector electrodes 22 in generally vertical alignment with an outlet end 36 of the funnel 28. A flexible member, indicated generally at 38, is connected to the rigid member 32 and extends downward therefrom to the outlet end 36 of the funnel 28. The baffle assembly 30 maintains the gas within the gas passages 24 by blocking gas flow around the end of the baffle assembly 30 and prevents particles from becoming lodged between the hopper wall and the baffle assembly 30 as they are dispensed from the hopper 28.
In detail, the separator 10 has a housing 12 which is preferably rectangular in shape. The gas inlet 14 is connected to conventional supply devices (not shown) which in turn are connected to the plant or apparatus (not shown) which generates the particle-laden gas that is to be cleaned. The outlet 16 is connected to conventional discharge means (not shown), which in turn lead to a chimney (not shown) or the like, or to some other device which releases the cleaned gas to the atmosphere. The space enclosed by the housing 12 between the inlet 14 and the outlet 16 contains a gas chamber 18.
Sets 20 of collecting electrodes 22 are suspended within the gas chamber 18. The collecting electrodes 22 in each set 20 form gas passages 24, spaced transversely to the gas flow, between adjacent collecting electrodes 22 (FIG. 2). Each set 20 of collecting electrodes 22 is provided within the gas chamber 18 at a distance in the direction of gas flow (Fig. 1). There are therefore continuous gas passages 24 which extend over the entire length of the separator 10.
The collecting electrodes 22 are conventionally mounted within the gas chamber 18, e.g. by attachment to a support beam 54 which in turn is attached to the side walls 15 and 17 of the separator 10. A plurality of discharge electrodes 26 are suspended within the gas passages 24 between adjacent collecting electrodes 22.
The discharge electrodes 26 preferably have the usual wire shape; however, other types of discharge electrodes 26 can also be used. The discharge electrodes 26 have a higher voltage and different polarity than the collecting electrodes 22 and must be insulated from the housing 12 on which the collecting electrodes 22 are attached and suspended. The discharge electrodes 26 are within the gas chamber 18 in any conventional manner, e.g. by means of a support plate 48, which is located at a distance above the collecting electrodes 22 and is attached to the housing 12. A support grid 46 for the discharge electrodes is suspended from the support plate 48, with the interposition of an insulator 50 which is mounted and fastened on the plate 48. In this way, the support grid 46 is isolated from the support plate 48 and the housing 12.
The individual discharge electrodes 26 are attached to the support grid 46 and hang down from there into the gas passages 24. A weight 52 can be attached to the end of each discharge wire 26 to keep the wire stretched and to reduce vibrations due to the electric field surrounding the wires under tension .
According to FIG. 1, a number of collecting funnels 28 are located below the gas chamber 18. The funnels 28 are preferably attached to the bottom of the separator 10 in such a way that each funnel is located directly below two sets 20 of collecting electrodes 22. To prevent the flow of gas below the lower portions 34 of the collector electrodes 22, a baffle assembly 30 is suspended between adjacent sets 20 of collector electrodes 22 within each funnel 28. The baffle assembly extends from a location above the lower end 34 of the collecting electrodes 22 to a location immediately above the outlet end 36 of each funnel 28.
The baffle assembly 30 includes two sections: a rigid portion 32 and a flexible portion 38. The rigid portion 32 has a support beam 56 (FIG. 1) which extends across the width of the separator 10 across the gas flow and to which (not shown ) Side walls of the housing 12 is connected. The support beam 56 is positioned above the lower portions of the collecting electrodes 22, between adjacent sets 20 of these electrodes. A first rigid plate 58 (FIGS. 1 and 2) is connected to the support beam 56 and extends downward therefrom to the bottom 59 of the separator 10 and over its entire width transversely to the direction of the gas flow.
A second rigid plate 60 is attached to the lower end of the first plate 58 above each funnel 28 and extends into it to a point 61 which is substantially above its outlet end 36. This second plate 60 is shaped to correspond to the side walls 64 and 66 (FIG. 2) of the funnel 28 and is attached to these side walls, for example by welding, in order to produce a gas-tight seal between adjacent funnel sides.
The second, flexible part 38, the baffle plate arrangement 30, results from FIGS. 2, 3 and 4. The flexible part 38 contains a support plate 40 and a flexible section 42 (FIG. 2). The support plate 40 is attached to the lower end of the above-mentioned rigid plate 60, for example by welding, and its shape is adapted to the shape of the side walls 64 and 66 of the funnel 28 and is attached to these side walls, for example by welding. The support plate 40 extends into the funnel 28 to a point 41 (FIGS. 2 and 4) above the outlet end 36.
The section 42 (Fig. 2) is flexible and connected to the lower end of the support plate 40, from where it extends to the outlet end 36 of the funnel to prevent gas flow around the end of the flexible member 38 while at the same time for the particles it is possible to pass through the outlet end 36 by moving the flexible portion 42 aside. The flexible section 42 preferably has a second support plate 62 which is fastened to the lower end of the support plate 40, shaped to correspond to the sides 64 and 66 of the funnel and fastened to these sides, for example by welding. A number of link chains 44 are fastened, for example by welding, to one end of the support plate 62 transversely to the direction of the gas flow and hang down to the outlet end 36 of the funnel 28.
As FIG. 4 shows, the chains 44 have different lengths in order to match the shape of the flexible part 38 with the side walls 64 and 66 of the hopper. The chain section of the baffle plate part 38 is preferably approximately ss, its total height.
This length of the chains 45 ensures optimal obstruction of the gas flow around the lower end of the second support plate 62 and at the same time leaves enough space between the support plate 62 and the outlet end 36 for particles that reach the outlet 36 by moving the link chain 44 to one side to press. It should be noted here that the electrode sets 20 are usually shaken or tapped individually, so that the particles first fall onto one side of the baffle plate arrangement 30 and then onto the other side thereof.
When the separator is in operation, particle-laden gas is introduced into the gas chamber 18 via the inlet 14. The gas flows through the gas passages 24 between adjacent collecting electrodes 22 of each set 20 in the direction of flow from left to right according to FIG. 1. The gas laden with particles also flows down the lower part 34 of the collecting electrodes 22 into the collecting funnel 28. The gas is, however prevented by the baffle assembly 30 from flowing through below the collecting electrodes 22. The baffle assembly 30 forces the particle-laden gas upward into the gas passages 24 between the collecting electrodes 22. Gas also flows down to the bottom of the funnel 28. However, due to the flexible second part 38 of the baffle assembly 30, the gas is passed through the chains 44, which the Form flexible part 38, prevented from flowing around the support plate 62.
Initially, a small portion of the particle-laden gas will flow through the openings in the links of the chain 44 and the spaces between adjacent chains at the bottom of the hopper 28. However, once the particles begin to accumulate within the funnel 28, they will also lie against the chains 44 and fill the openings in and between the chains. The particles themselves thus help prevent gas from flowing through the chains and around the ends of the chains.
As a result, the effectiveness of the separator system is increased and, moreover, the particle-laden gas which flows to the bottom of the funnel 28 is forced back up into the gas passages 24.
The gas flows through the passages 24 between the collecting electrodes 22. The discharge electrodes 26 are energized and form an electric field between the collecting electrodes 22 and the discharge electrodes 26.
This field around the discharge electrodes 26 ionizes the particles within the gas flowing through. The ionized particles collect on the surface of the collecting electrodes 22. The particles collected there are collected in a conventional manner, e.g. detached from the electrodes 22 by a vibrating system (not shown) within the separator 10, which taps the collecting electrodes 22 at certain time intervals, and falls into the funnel 28.
The particles accumulate in the funnel 28 until it is desired to empty it. Then the outlet end 36 of the funnel 28 is opened and the dust particles or particles fall outward through the outlet 36. Because the particles are allowed to collect within the funnel 28 for a period of time before they are discharged, clumps of particles can form there or the particles can cool, become sticky and lodge between the sides of the funnel 28 and the baffle assembly 30.
However, since the baffle assembly 30 ends in a flexible part 38 containing a number of chains 44, the particles when emptying through the outlet 36 and the possibly existing particle dumps push the chains 44 aside so that the particles fall out through the outlet 36, and In addition, the chains 44 extend high enough above the outlet 36 that a possible bridging by the particles occurs between the sides of the funnel 28 and the chains 44 during cooling. Thus, when the funnel 28 is emptied and the particles fall out through the outlet 36, the bridge will push the chains 44 outward so that the bridge collapses and the particle clumps fall out through the outlet 36.
After the funnel has been emptied, the outlet 36 is closed again so that a quantity of particles can again collect in the funnel 28.
The gas continues to flow through the gas passages 24 between the collecting electrodes 22 and is cleaned by the discharge electrodes 26 and the collecting electrodes 22. The purified gas is discharged to the atmosphere via the outlet 16 of the separator 10 in a known manner.
A novel deposition system has been described above. The problem of keeping particulate-laden gas within the gas passages between the collecting electrodes is solved by using a baffle system which is partly rigid and partly flexible between adjacent sets of collecting electrodes and the bottom of the collecting funnel located between two sets of collecting electrodes. This baffle system forces the gas back into the gas passages and prevents gas flow around the lower end of the baffle system so that the gas cannot bypass more than one set of collecting electrodes.
The further problem of large particles getting stuck between the sides of the funnel and the baffle arrangement and that of bridging by cold particles between the sides of the funnel and the baffle arrangement, which prevents the particles from falling through the funnel outlet, is solved by the fact that a flexible part is used at the bottom of the baffle plates. The flexible part preferably consists of chains, in particular link chains, and is sufficiently flexible to be pushed to the side by larger particles so that the particles can fall out through the collecting funnel. The height of the flexible part of the baffle plates is preferably about 1/3 of the total height, the flexible part in turn being formed by a rigid holding part and a flexible attachment, for example in the form of a chain.