CH621492A5

CH621492A5 - Gas ioniser for an electrostatic precipitator

Info

Publication number: CH621492A5
Application number: CH1246377A
Authority: CH
Inventors: James Joseph Schwab; Owen James Tassicker
Original assignee: Electric Power Res Inst
Priority date: 1977-04-07
Filing date: 1977-10-12
Publication date: 1981-02-13
Also published as: GB1591826A; AU2919577A; JPS53125675A; SE7712050L; FR2386353A1; FR2386353B1; SU820647A3; AU511788B2; IT1090921B; CA1102257A; DE2744557A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gasionisator gemäss diem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und auf ein Verfahren zum Betrieb des Gasionisators. The present invention relates to a gas ionizer according to the preamble of claim 1 and to a method for operating the gas ionizer.

Die Vorschriften für die zulässige Emission von Feststoffen in Abgasen von mit Kohle betriebenen elektrischen Kraftwerken werden zunehmend strenger. Die zurzeit geltenden Vorschriften verlangen, dass mehr als 99% der beim Verbrennen s von Kohle erzeugten Flugasche aus den Abgasen entfernt werden, bevor diese Gase durch Schornsteine an die Atmosphäre abgegeben werden. Dies bedingt, dass die Wirksamkeit der Teilchenabscheidung mit dem Aschengehalt der Kohle zunehmen muss. Zum Vermindern der Emission von bestimm-10 ten gasförmigen Verunreinigungen, insbesondere von Schwefeloxiden, wird neuerdings zunehmend Kohle mit niedrigem Schwefelgehalt in elektrischen Kraftwerken verfeuert. The regulations for the permissible emission of solids in exhaust gases from coal-fired electrical power plants are becoming increasingly strict. Current regulations require that more than 99% of the fly ash produced from coal is removed from the exhaust gases before these gases are released into the atmosphere by chimneys. This means that the effectiveness of particle separation must increase with the ash content of the coal. In order to reduce the emission of certain gaseous impurities, in particular sulfur oxides, coal with a low sulfur content has recently been increasingly being fired in electrical power plants.

Der elektrostatische Abscheider ist die am meisten verwendete Vorrichtung zur Entfernung von teilchenförmigem 15 Material aus Abgasen von thermischen Kraftwerken. Die Grösse eines solchen Abscheiders hängt vom verlangten Wirkungsgrad der Abtrennung von Flugasche von den Abgasen ab. Soll dieser Wirkungsgrad gross sein, so ist ein entsprechend grosser und teurer Abscheider notwendig. Da ferner der elek-20 trische Widerstand von Flugasche mit abnehmendem Schwefelgehalt der verbrannten Kohle zunimmt, führt die Verwendung von schwefelarmer Kohle zu einer Flugasche mit hohem elektrischem Widerstand. Wie festgestellt wurde, muss zur Erzeugung eines bestimmten Abscheidewirkungsgrades mit 25 zunehmendem elektrischem Widerstand der Flugasche der elektrostatische Abscheider grösser gemacht werden, so dass die Verwendung von schwefelarmer Kohle zur Verringerung der Schwefeloxidemission zu einer weiteren Zunahme der Grösse und damit der Kosten des für einen bestimmten Ab-30 scheidewirkungsgrads erforderlichen elektrostatischen Abscheiders führt. The electrostatic precipitator is the most widely used device for removing particulate matter from exhaust gases from thermal power plants. The size of such a separator depends on the required efficiency of separating fly ash from the exhaust gases. If this efficiency is to be high, a correspondingly large and expensive separator is necessary. Furthermore, since the electrical resistance of fly ash increases as the sulfur content of the burned coal increases, the use of low sulfur coal leads to a fly ash with high electrical resistance. As has been found, in order to produce a certain separation efficiency with increasing electrical resistance of the fly ash, the electrostatic precipitator has to be made larger, so that the use of low-sulfur coal to reduce the sulfur oxide emission further increases the size and thus the cost of a certain waste -30 cutting efficiency required electrostatic precipitator.

Es sind hochintensive Ionisatoren bekannt, in denen durch eine Elektrodenanordnung eine stabile hochintensive Koronaentladung erzeugt wird, durch welche das mit den Feststoffteil-35 chen beladene Gas hindurchgeht. Die ionisierten Abgase erzeugen eine weit stärkere Aufladung der Feststoffteilchen, als dies bei einem der üblichen elektrostatischen Abscheider der Fall ist. Wenn hinter einem solchen Ionisator ein elektrostatischer Abscheider angeordnet wird, bewirkt die stärkere Teil-40 chenladung eine grössere Driftgeschwindigkeit der Teilchen und damit einen höheren Abscheidewirkungsgrad des Abscheiders. Bei einer solchen zweistufigen Anordnung dient der Ionisator als Ladestufe und der Abscheider als Abscheidestufe. Highly intensive ionizers are known in which a stable, highly intensive corona discharge is generated by an electrode arrangement, through which the gas laden with the solid particles passes. The ionized exhaust gases generate a much higher charge of the solid particles than is the case with one of the usual electrostatic separators. If an electrostatic separator is arranged behind such an ionizer, the stronger partial charge causes a higher drift speed of the particles and thus a higher separation efficiency of the separator. In such a two-stage arrangement, the ionizer serves as the charging stage and the separator as the separating stage.

Solche hochintensiven Ionisatoren besitzen zwei koaxiale 45 Elektroden, welche ein starkes elektrisches Feld erzeugen, das sich in radialer Richtung ausdehnt und in axialer Richtung parallel zur Richtung des Gasstroms ist. Die Anode dieser Elektrodenanordnung hat die Form eines Venturirohres, durch welches die Abgase strömen, bevor sie in den Abscheider ein-50 treten. Die Kathode der Anordnung ist eine Scheibe, die koaxial in der Verengung des Venturirohres montiert ist und einen abgerundeten Rand besitzt. Der Durchmesser der Scheibe ist wesentlich kleiner als der kleinste Innendurchmesser des Venturirohres. Wenn die Anode und die Kathode an eine 55 Hochspannungsquelle angeschlossen werden, entsteht in einem ringförmigen Bereich zwischen dem abgerundeten Rand der Kathodenscheibe und der diese umgebenden, zylindrischen Anodenoberfläche eine hochintensive Koronaentladung. Da das Feld in Richtung des Gasstroms relativ schmal ist, wird 60 eine hohe Feldstärke erzielt, ohne dass eine übermässig grosse elektrische Leistung aufgewendet werden muss. Durch die hohe Geschwindigkeit, mit der das Gas durch das Venturirohr strömt, und das starke elektrische Querfeld im Rohr, wird eine intensive Ionisation und damit eine starke Aufladung der Fest-65 stoffteilchen im Gas erzielt, wodurch ein hoher Abscheidewirkungsgrad auch bei hohem elektrischem Widerstand der Fest-stoffteilchen erzielt wird, wie dies bei Flugasche von schwefelarmer Kohle der Fall ist. Such high-intensity ionizers have two coaxial electrodes, which generate a strong electric field that extends in the radial direction and is parallel to the direction of the gas flow in the axial direction. The anode of this electrode arrangement is in the form of a venturi tube through which the exhaust gases flow before they enter the separator. The cathode of the arrangement is a disk which is mounted coaxially in the constriction of the venturi tube and has a rounded edge. The diameter of the disc is much smaller than the smallest inside diameter of the Venturi tube. If the anode and the cathode are connected to a high-voltage source, a highly intensive corona discharge arises in an annular area between the rounded edge of the cathode disk and the cylindrical anode surface surrounding it. Since the field is relatively narrow in the direction of the gas flow, a high field strength is achieved without having to use excessive electrical power. Due to the high speed at which the gas flows through the Venturi tube and the strong electrical transverse field in the tube, intensive ionization and thus a strong charge of the solid particles in the gas is achieved, which means that the separation efficiency is high even with high electrical resistance Solid particles are achieved, as is the case with fly ash from low-sulfur coal.

3 3rd

621 492 621 492

Die bekannten Ionisatoren der vorstehend beschriebenen Art haben jedoch den Nachteil, dass sich an der zylindrischen Anodenwand in der Nähe der Ebene der Koronaentladung geladene Teilchen ablagern. Diese Ablagerung von Teilchen mit hohem Widerstand führt zum Aufbau einer Gegenkorona und zur Funkenbildung, wodurch das elektrische Feld gestört und der Wirkungsgrad der Aufladung der Teilchen verschlechtert wird. Zur Beseitigung dieses Nachteils wurde bereits vorgeschlagen, die Anodenoberfläche im genannten Bereich zu reinigen, um unerwünschte Ablagerungen zu entfernen und Störungen der Koronaentladung zu verhindern. Bei einer Art von Anodenreinigung wird Reinigungsgas in das Venturirohr im Bereich der Koronaentladung eingeblasen, so dass ein Schutzgasstrom zwischen der Anodenwand und den geladenen Teilchen im Abgasstrom gebildet wird. Eine besonders wirkungsvolle Einrichtung zum Einblasen von Reinigungsgas ist in der US-PS Nr. 4 108 615 beschrieben. However, the known ionizers of the type described above have the disadvantage that charged particles are deposited on the cylindrical anode wall in the vicinity of the plane of the corona discharge. This deposition of particles with high resistance leads to the formation of a counter-corona and sparking, which disturbs the electric field and the efficiency of the charging of the particles is impaired. To eliminate this disadvantage, it has already been proposed to clean the anode surface in the area mentioned in order to remove unwanted deposits and to prevent disturbances in the corona discharge. In one type of anode cleaning, cleaning gas is blown into the venturi in the area of the corona discharge, so that a protective gas flow is formed between the anode wall and the charged particles in the exhaust gas flow. A particularly effective device for blowing in cleaning gas is described in US Pat. No. 4,108,615.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Gasionisator der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Reinigung wesentlich erleichtert ist, verglichen mit Gasionisatoren bekannter Art. It is an object of the invention to provide a gas ionizer of the type mentioned in the introduction, in which cleaning is made considerably easier compared to gas ionizers of the known type.

Der erfindungsgemässe Gasionisator ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gekennzeichnet. The gas ionizer according to the invention is characterized by the features stated in the characterizing part of patent claim 1.

Die Fokussierelektroden können so bemessen sein, dass an den Rändern des Koronastroms ein starkes elektrisches Feld in der Nähe der Anodenoberfläche erzeugt wird. Die Fokussierelektroden können kreisförmigen Querschnitt besitzen und sich auf jeder Seite der Kathodenscheibe über eine Strecke erstrecken, die angenähert gleich dem Spalt zwischen dem Umfang der Kathode und der diese umgebenden Anodenwand ist. The focusing electrodes can be dimensioned such that a strong electric field is generated in the vicinity of the anode surface at the edges of the corona current. The focusing electrodes can have a circular cross-section and extend on each side of the cathode disk over a distance which is approximately equal to the gap between the circumference of the cathode and the anode wall surrounding it.

Die stromabseitige, zylindrische Fokussierelektrode kann an ihrem Ende durch eine halbkugelförmige Kappe abgeschlossen sein. Der Durchmesser der zylindrischen Fokussierelektroden beträgt vorzugsweise 20 bis 40% des Innendurchmessers der Anode, ist jedoch nicht grösser als der Durchmesser der Kathode. The downstream, cylindrical focusing electrode can be closed at its end by a hemispherical cap. The diameter of the cylindrical focusing electrodes is preferably 20 to 40% of the inner diameter of the anode, but is not larger than the diameter of the cathode.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise beschrieben. In den Zeichnungen zeigt: The invention is described below with reference to the accompanying drawings, for example. In the drawings:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines mehrstufigen elektrostatischen Abscheiders mit Ionisatoren nach der Erfindung, 1 is a schematic view of a multi-stage electrostatic precipitator with ionizers according to the invention,

Fig. 2 eine vergrösserte Seitenansicht einer Ionisatorstufe des Abscheiders nach der Fig. 1 mit weggelassenen Teilen, so dass die Anordnung der lonisatorelemente sichtbar ist, 2 shows an enlarged side view of an ionizer stage of the separator according to FIG. 1 with parts omitted, so that the arrangement of the ionizer elements is visible,

Fig. 3 eine Vorderansicht der lonisatorstufe nach der Fig. 2 mit geöffnetem Einlass und Fig. 3 is a front view of the ionizer stage of FIG. 2 with the inlet open and

Fig. 4 eine vergrösserte, teilweise geschnittene Ansicht eines Ionisatorelements. Fig. 4 is an enlarged, partially sectioned view of an ionizer element.

Die Fig. 1 zeigt die Seitenansicht eines elektrostatischen Abscheiders mit erfindungsgemässen Ionisatoren. Der Abscheider besitzt einen Gaseinlass 11 für den Eintritt von zu reinigendem Gas in Richtung des Pfeils 12, einen Gasauslass 13, von dem das gereinigte Gas, wie durch den Pfeil 14 angedeutet, einer stromabliegenden Einrichtung, zum Beispiel einer Leitung für die Abgabe des gereinigten Gases an die Atmosphäre, zugeführt wird und zwei hintereinandergeschaltete Ionisator-Abscheideeinheiten 15, 15'. Jede Ionisator-Abscheideeinheit 15, 15' umfasst eine Ionisatorstufe 16 bzw. 16' und zwei elektrostatische Abscheidestufen 17,18 bzw. 17', 18'. Jede Ionisatorstufe 16, 16' und Abscheidestufe 17, 17', 18, 18' besitzt einen Hochspannungsanschluss 19, der mit einer Hochspannungsquelle verbunden ist, und einen Sammelbehälter 20, in dem das teilchenförmige Material gesammelt wird, welches vom durch die Einheiten 15, 15' strömende Gas abgeschieden wurde. 1 shows the side view of an electrostatic precipitator with ionizers according to the invention. The separator has a gas inlet 11 for the entry of gas to be cleaned in the direction of arrow 12, a gas outlet 13, from which the cleaned gas, as indicated by arrow 14, a downstream device, for example a line for the discharge of the cleaned gas to the atmosphere, and two series-connected ionizer separation units 15, 15 '. Each ionizer separation unit 15, 15 'comprises an ionizer stage 16 or 16' and two electrostatic separation stages 17, 18 or 17 ', 18'. Each ionizer stage 16, 16 'and separation stage 17, 17', 18, 18 'has a high voltage connection 19 which is connected to a high voltage source and a collecting container 20 in which the particulate material collected by the units 15, 15 is collected 'flowing gas has been separated.

Das mit dem teilchenförmigen Material beladene Gas tritt durch den Einlass 11 in den Abscheider nach der Fig. 1 ein und strömt durch die erste Ionisierstufe 16, in der die Teilchen im Gas elektrisch geladen werden. Das die geladenen Teilchen enthaltende Gas strömt dann durch die beiden aufeinanderfolgenden Abscheidestufen 17, 18, in denen die geladenen Teilchen durch ein sich quer zur Gasströmung erstreckendes elektrisches Feld aus dem Strömungsweg des Gases abgelenkt und in den Sammelbehältern 20 der Abscheidestufen 17, 18 gesammelt werden. Das aus der Abscheidestufe 18 austretende Gas strömt zur weiteren Reinigung durch die Ionisatorstufe 16' sowie die Abscheidestufen 17', 18'. Das gereinigte Gas tritt aus der Abscheidestufe 18' durch den Gasauslass 13 aus und wird einer stromabliegenden Einrichtung zugeführt. The gas loaded with the particulate material enters the separator according to FIG. 1 through the inlet 11 and flows through the first ionization stage 16, in which the particles in the gas are electrically charged. The gas containing the charged particles then flows through the two successive separation stages 17, 18, in which the charged particles are deflected from the flow path of the gas by an electric field extending transversely to the gas flow and collected in the collecting containers 20 of the separation stages 17, 18. The gas emerging from the separation stage 18 flows through the ionizer stage 16 'and the separation stages 17', 18 'for further purification. The cleaned gas exits the separation stage 18 'through the gas outlet 13 and is fed to a downstream device.

In den Fig. 2 und 3 ist die erste Ionisatorstufe 16 mit dem Gaseinlass 11 genauer dargestellt. Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, umfasst der Einlass 11 eine trapezförmige hohle Leitung, die auf ihrer stromabliegenden Seite mit einem Gasverteiler 22 verbunden ist. Der Verteiler 22 ist mit einer Eintrittskammer 23 verbunden, die durch die Seitenwände des Gehäuses der lonisiereinheit 16 und eine vertikale Stirnwand 24 begrenzt wird. 2 and 3, the first ionizer stage 16 with the gas inlet 11 is shown in more detail. As can be seen from these figures, the inlet 11 comprises a trapezoidal hollow line which is connected on its downstream side to a gas distributor 22. The distributor 22 is connected to an inlet chamber 23 which is delimited by the side walls of the housing of the ionizing unit 16 and a vertical end wall 24.

In der Ionisatorstufe 16 ist eine Mehrzahl rohrförmiger Venturidiffusoren 27 in regelmässiger Anordnung vorgesehen, wobei sich in das eine Ende (im vorliegenden Fall in das stromaufliegende Ende) jedes Venturirohres 27 ein koaxialer Elektrodenträger 28 erstreckt. Die Elektrodenträger 28 sind mit Stangen 29 verbunden, die in vertikaler Richtung verlaufen und parallel zueinander sind und die an ihren oberen Enden mit einer Querstange 31 verbunden sind. Die Querstange 31 ist mit einer Leiterstange 32 verbunden, die sich vom Inneren der Ionisatorstufe 16 zu einer Abdeckhaube 33 erstreckt, an die über einen Hochspannungsanschluss 34 Hochspannung von einer Hochspannungsquelle (nicht dargestellt) geliefert wird. Das stromabseitige Ende, d. h. der Aus-lass jedes Venturirohres 27, mündet in eine Auslasskammer 36, die mit dem Einlass der elektrostatischen Abscheidestufe 17 verbunden ist. A plurality of tubular Venturi diffusers 27 are provided in a regular arrangement in the ionizer stage 16, a coaxial electrode carrier 28 extending into one end (in the present case the upstream end) of each Venturi tube 27. The electrode carriers 28 are connected to rods 29 which run in the vertical direction and are parallel to one another and which are connected at their upper ends to a cross rod 31. The crossbar 31 is connected to a conductor bar 32 which extends from the inside of the ionizer stage 16 to a cover 33, to which high voltage is supplied via a high voltage connection 34 from a high voltage source (not shown). The downstream end, i.e. H. the outlet of each venturi tube 27 opens into an outlet chamber 36 which is connected to the inlet of the electrostatic separation stage 17.

Jeder Sammelbehälter 20 besitzt zur Überwachung und Reinigung eine entfernbare Türe 40 und eine Abstützung 41 für einen Vibrator, der am Behälter 20 angeordnet werden kann, um das Absetzen des im Behälter 20 gesammelten Materials am Behälterboden 42 zu unterstützen. Der Boden 42 ist mit einer Öffnung (nicht dargestellt) zur Entnahme des angesammelten Materials versehen. Each collection container 20 has a removable door 40 for monitoring and cleaning and a support 41 for a vibrator which can be arranged on the container 20 in order to assist the depositing of the material collected in the container 20 on the container base 42. The bottom 42 is provided with an opening (not shown) for removing the accumulated material.

Jedes Venturielement 27 bildet zusammen mit der vom zugeordneten Träger 28 getragenen Elektrode ein Elektrodenpaar zum Erzeugen eines starken elektrischen Feldes quer zum Strömungsweg des Gases durch die Ionisierstufe 16. Zu diesem Zweck ist die von jedem Träger 28 getragene Elektrode über die Stange 29 mit dem negativen Pol und jedes Venturirohr 27 über das Gestell des Abscheiders mit dem positiven Pol einer Hochspannungsquelle verbunden, so dass jede von einem Träger 28 getragene Elektrode eine Kathode und jedes Venturielement 24 eine Anode bildet. Each venturi element 27, together with the electrode carried by the associated carrier 28, forms a pair of electrodes for generating a strong electric field across the flow path of the gas through the ionizing stage 16. For this purpose, the electrode carried by each carrier 28 is via the rod 29 with the negative pole and each venturi tube 27 is connected to the positive pole of a high voltage source via the frame of the separator, so that each electrode carried by a carrier 28 forms a cathode and each venturi element 24 forms an anode.

Wenn zwischen den Anoden und Kathoden Hochspannung angelegt ist, werden die im Gasstrom enthaltenen Teilchen beim Durchgang durch die Verengung der Venturirohre elektrisch geladen. Damit praktisch alle geladenen Teilchen bis zur Ankunft in der stromabliegenden Abscheidestufe 17 oder 18 im Gasstrom bleiben und sich nicht auf der Anode absetzen, wird die in der Fig. 4 dargestellte Elektrodenanordnung verwendet. When high voltage is applied between the anodes and cathodes, the particles contained in the gas stream become electrically charged as they pass through the constriction of the venturi tubes. The electrode arrangement shown in FIG. 4 is used so that practically all charged particles remain in the gas stream until they arrive in the downstream separation stage 17 or 18 and do not settle on the anode.

Wie die Fig. 4 zeigt, besitzt jedes Venturielement 24 einen sich nach einwärts konisch verjüngenden Einlassteil 45, einen mittleren zylindrischen Teil 46 und einen sich nach auswärts konisch vergrössernden Auslassteil 47. Die Kathode umfasst As FIG. 4 shows, each venturi element 24 has an inlet part 45 which tapers inwards conically, a central cylindrical part 46 and an outlet part 47 which enlarges conically outwards. The cathode comprises

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

621 492 621 492

4 4th

eine elektrisch leitende Scheibe 50 mit abgerundetem Rand, welcher über die Aussenfläche des Trägers 28 vorsteht. Die Scheibe 50 ist im zylindrischen Teil 46 des Venturielements 27 koaxial angeordnet und liefert ein scharf begrenztes elektrisches Feld in Form einer Koronaentladung zwischen dem abgerundeten Rand der Scheibe 50 und der die Scheibe 50 umgebenden Anodenoberfläche 52, wenn ein hohes Potential angelegt wird. an electrically conductive disc 50 with a rounded edge, which protrudes beyond the outer surface of the carrier 28. The disc 50 is coaxially arranged in the cylindrical part 46 of the venturi element 27 and provides a sharply defined electric field in the form of a corona discharge between the rounded edge of the disc 50 and the anode surface 52 surrounding the disc 50 when a high potential is applied.

Auf beiden Seiten der Kathodenscheibe 50 ist je eine Fokussierelektrode 53 bzw. 54 montiert. Diese Elektroden sind zylindrisch und zur Scheibe 50 koaxial. Die Elektroden 53 und 54 stehen mit der Scheibe 50 in elektrischem Kontakt und befinden sich somit ebenfalls auf Kathodenpotential. Die stromaufseitige Fokussierelektrode 53 kann durch den entsprechend geformten Träger 28 gebildet sein, wobei dann das stromabseitige Ende des Trägers 28 die stromaufseitige Fokussierelektrode 53 bildet. Die stromabseitige Fokussierelektrode 54 kann ein Fortsatz des Trägers 28 sein, der sich stromab über die Kathodenscheibe 50 hinaus erstreckt und durch eine halbkugelförmige Kappe 54a verschlossen ist. Die Elektrode 54 kann mit der Elektrode 53 durch einen Schraubenbolzen verbunden sein, der sich von der Elektrode 54 durch die Kathodenscheibe 50 in den Träger 28 erstreckt. A focusing electrode 53 or 54 is mounted on each side of the cathode disk 50. These electrodes are cylindrical and coaxial with the disk 50. The electrodes 53 and 54 are in electrical contact with the disk 50 and are therefore also at cathode potential. The upstream focusing electrode 53 can be formed by the correspondingly shaped carrier 28, the downstream end of the carrier 28 then forming the upstream focusing electrode 53. The downstream focusing electrode 54 can be an extension of the carrier 28, which extends downstream beyond the cathode disk 50 and is closed by a hemispherical cap 54a. The electrode 54 may be connected to the electrode 53 by a screw bolt that extends from the electrode 54 through the cathode disc 50 into the carrier 28.

Die Fokussierelektroden 53 und 54 vergrössern die Stärke des elektrischen Feldes an den Rändern des Entladestrombereichs 56 stromauf und stromab von der Entladungsebene des Ionisators. Das starke elektrische Feld in diesen Bereichen treibt die Ionen mit grösserer Geschwindigkeit zur Anode, The focusing electrodes 53 and 54 increase the strength of the electric field at the edges of the discharge current region 56 upstream and downstream of the discharge plane of the ionizer. The strong electric field in these areas drives the ions to the anode at a higher speed,

wodurch die Ionendrift infolge gegenseitiger Abstossung stromauf und stromab von der Entladungsebene kleiner wird. Dadurch wird die Breite des Entladestrombereichs an der Anode stark verkleinert und damit auch die Grösse der zu 5 reinigenden Anodenoberfläche. Damit wird auch die Reinigung durch das Reinigungsgas erleichtert und ein grösserer Wirkungsgrad der Teilchenabscheidung erzielt. whereby the ion drift becomes smaller as a result of mutual repulsion upstream and downstream of the discharge plane. This greatly reduces the width of the discharge current area at the anode and thus also the size of the anode surface to be cleaned. This also facilitates cleaning using the cleaning gas and achieves greater particle separation efficiency.

Die Fokussierelektroden 53 und 54 erstrecken sich stromauf und stromab von der Kathodenscheibe 50 über eine Strek-10 ke, die angenähert gleich der Breite des Spalts zwischen der Kathodenscheibe 50 und der diese Scheibe umgebenden Anodenwand ist. Die zylindrischen Fokussierelektroden können zur Verhinderung von Koronaleckströmen durch halbkugelförmige Kappen abgeschlossen sein, wie am Beispiel der 15 Elektrode 54 gezeigt. Die Fokussierelektroden können auch länger als die genannte Spaltbreite sein, ohne dass sich die Eigenschaften des Ionisators verschlechtern, wie dies beispielsweise in der Fig. 4 bei der Elektrode 53 der Fall ist, die durch den Träger 28 gebildet wird, der sich aus der Einlassseite 20 des Venturielements 27 bis zur Stange 29 erstreckt. The focusing electrodes 53 and 54 extend upstream and downstream of the cathode disk 50 over a distance 10 ke which is approximately equal to the width of the gap between the cathode disk 50 and the anode wall surrounding this disk. The cylindrical focusing electrodes can be closed off by hemispherical caps to prevent coronal leakage currents, as shown in the example of the electrode 54. The focusing electrodes can also be longer than the stated gap width without the properties of the ionizer deteriorating, as is the case, for example, in FIG. 4 for the electrode 53, which is formed by the carrier 28 which emerges from the inlet side 20 of the venturi element 27 extends to the rod 29.

Der Durchmesser der zylindrischen Fokussierelektroden beträgt 20 bis 40% des Innendurchmessers des die Kathodenscheibe umgebenden Anodenteils. Wenn der Elektrodendurchmesser grösser oder klein ist, entstehen auf der Oberflä-25 che grössere Koronaleckströme. Jedoch werden auch mit Fokussierelektroden mit anderen Durchmessern als den angegebenen bessere Ergebnisse erhalten als ohne solche Elektroden. The diameter of the cylindrical focusing electrodes is 20 to 40% of the inside diameter of the anode part surrounding the cathode disk. If the electrode diameter is larger or smaller, larger coronal leakage currents occur on the surface. However, better results are obtained with focusing electrodes with diameters other than those specified than without such electrodes.

s s

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

621 492

2nd

PATENT CLAIMS

1. gas ionizer for an electrostatic separator, characterized by at least one Venturi diffuser (27) for connecting a source of gas loaded with solid particles to the electrostatic separator (17; 18), a discharge electrode (50) arranged in the Venturi diffuser,

a high voltage source located between the venturi diffuser and the discharge electrode for generating a high-intensity electric field in the venturi diffuser transverse to the flow path of the gas laden with the particles and through a first and a second cylindrical focusing electrode (53, 54) for focusing the corona current between the venturi diffuser and the discharge electrode so that the width of the corona flow in the flow direction of the gas and thus the surface part (52) of the Venturi diffuser exposed to particle deposition is reduced, the outside diameter of the two focusing electrodes being smaller than the outside diameter of the discharge electrode and the focusing electrodes being electrically connected to the discharge electrode in this way are that the focusing electrodes have at least approximately the same electrical potential as the discharge electrode.

2. Ionizer according to claim 1, characterized in

that the discharge electrode is designed as a cathode disk (50) with a rounded edge and is mounted coaxially in the venturi diffuser and that the first focusing electrode (53) extends upstream from the cathode disk (50) and the second focusing electrode (54) downstream from the cathode disk and in one hemispherical cap (54a) ends.

3. Ionizer according to claim 2, characterized in

that the first focusing electrode (53) extends beyond the input region (45) of the Venturi diffuser.

4. Ionizer according to claim 2 or 3, characterized in that the diameter of the two focusing electrodes (53, 54) is of the same size and 0.2 to 0.4 times the inner diameter of the constriction of the venturi diffuser, which constriction the discharge electrode (50 ) surrounds.

5. Ionizer according to claim 4, characterized in

that the focusing electrodes (53, 54) extend on both sides of the cathode disk (50) over a length which is at least equal to the distance between the disk edge and the surface (52) of the venturi diffuser surrounding the cathode disk.

6. Ionizer according to one of claims 1 to 5, characterized in that the discharge electrode (50) is connected to the voltage source such that the discharge electrode has a negative potential with respect to the Venturi diffuser (27).

7. The method for operating the ionizer according to claim 1, wherein the discharge electrode (50) is formed by a central cathode, which is surrounded by a cylindrical anode surface (52) of the venturi diffuser (27), characterized in that the focusing means (53, 54) the same potential is applied as to the cathode, which increases the electric field on both sides of the cathode and increases the speed of the ions towards the anode and reduces the ion drift in the axial direction of the venturi diffuser.