CH625975A5

CH625975A5 - Electrostatic precipitator for removing solid particles from a gas or gas mixture

Info

Publication number: CH625975A5
Application number: CH1614577A
Authority: CH
Inventors: Melvin J Kofoid
Original assignee: Air Pollution Syst
Priority date: 1977-04-18
Filing date: 1977-12-28
Publication date: 1981-10-30
Also published as: FR2387689A1; AU3314278A; CA1101789A; JPS53131581A; DE2756524A1; SE7800356L

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrostatischen Abscheider gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The present invention relates to an electrostatic precipitator according to the preamble of claim 1.

Die Vorschriften für die zulässigen Emissionen von teil-chenförmigem Material in Rauchgasen von kohlegefeuerten elektrischen Kraftwerken werden weltweit zunehmend strenger. So sind Vorschriften bekannt, die verlangen, dass mehr als 99% der bei der Verbrennung von Kohle erzeugten Flugasche entfernt werden, bevor die Verbrennungsgase durch den Kamin in die Atmosphäre geleitet werden. Dies bedeutet, dass der Wirkungsgrad der Teilchenabscheidung proportional mit dem Aschengehalt der Kohle zunehmen muss. Zur Verminderung der Emissionen von bestimmten gasförmigen Schadstoffen, insbesondere von Schwefeloxiden, muss ferner zunehmend schwefelarme Kohle in elektrischen Kraftwerken verfeuert werden. The regulations for the permissible emissions of particulate material in flue gases from coal-fired electrical power plants are becoming increasingly stringent worldwide. For example, regulations are known which require that more than 99% of the fly ash produced in the combustion of coal be removed before the combustion gases are released into the atmosphere through the chimney. This means that the efficiency of particle separation must increase in proportion to the ash content of the coal. In order to reduce the emissions of certain gaseous pollutants, in particular sulfur oxides, low-sulfur coal must also be increasingly burned in electrical power plants.

Die zur Entfernung vom teilchenförmigen Material aus Abgasen von thermischen Kraftwerken am häufigsten verwendete Vorrichtung ist der elektrostatische Abscheider. In einem zweistufigen elektrostatischen Abscheider strömt das mit Teilchen beladene Gas nacheinander durch eine Ladestufe und eine Sammelstufe. In der Ladestufe strömt das Gas durch eine Koronaentladung, so dass die Teilchen beim Verlassen der Ladestufe eine positive oder negative Ladung besitzen. In der Sammelstufe gehen die Teilchen durch ein elektrisches Koronafeld mit niederer Intensität, welches die Bewegung der Teilchen zu einer Sammelelektrode bewirkt, an der sich die Teilchen sammeln und anschliessend aus der Sammelstufe entfernt werden. In einem einstufigen Abscheider gehen die Teilchen zwischen zwei Elektroden hindurch, zwischen denen ein elektrisches Feld vorhanden ist, das einen Koronastrom erzeugt. Durch den Koronastrom werden die Teilchen geladen und wandern dann zu einer der Elektroden, an der sich die Teilchen sammeln und von der sie dann entfernt werden. Bei einem einstufigen Abscheider bildet somit die Ladestufe und die Sammelstufe eine einzige Einheit. Der Wirkungsgrad eines elektrostatischen Abscheiders wird hauptsächlich durch die Grösse der Ladung bestimmt, die in der Ladestufe auf die Teilchen aufgebracht wird. Diese Ladung kann durch Vergrös-sern der Intensität des die Koronaentladung erzeugenden elektrischen Feldes vergrössert werden. Die maximale Intensität des elektrostatischen Feldes muss jedoch kleiner als der Grenzwert sein, bei dem ein Überschlag und eine Rückwärtskoro-naentladung infolge Ansammeln von Teilchen auf der passiven Elektrode (d.h. der Elektrode, die keinen Koronastrom emittiert) auftreten. The most common device used to remove particulate matter from thermal power plant exhaust gases is the electrostatic precipitator. In a two-stage electrostatic precipitator, the gas laden with particles flows in succession through a charging stage and a collecting stage. In the charging stage, the gas flows through a corona discharge, so that the particles have a positive or negative charge when they leave the charging stage. In the collection stage, the particles go through an electrical corona field of low intensity, which causes the particles to move to a collection electrode, at which the particles collect and are subsequently removed from the collection stage. In a single-stage separator, the particles pass between two electrodes, between which there is an electric field that generates a corona current. The particles are charged by the corona current and then migrate to one of the electrodes on which the particles collect and from which they are then removed. In the case of a single-stage separator, the charging stage and the collecting stage thus form a single unit. The efficiency of an electrostatic precipitator is mainly determined by the size of the charge that is applied to the particles in the charging stage. This charge can be increased by increasing the intensity of the electric field producing the corona discharge. However, the maximum intensity of the electrostatic field must be less than the limit at which flashover and reverse corona discharge occur due to the accumulation of particles on the passive electrode (i.e. the electrode that does not emit corona current).

Obgleich Rückwärtskoronaentladungen durch Beschränkung der Dicke der Teilchenschicht auf der passiven Elektrode in gewissem Ausmass verringert werden können, ist auch dann die zulässige Stärke des elektrostatischen Feldes begrenzt, so dass nur eine beschränkte Ladung auf die Teilchen aufgebracht werden kann. Zur Vergrösserung des Abscheidewirkungsgrades muss die Verweilzeit der Teilchen im elektrischen Feld entweder durch Verringern der Geschwindigkeit mit der das mit den Teilchen beladene Gas durch die Sammelstufe strömt oder durch Vergrösserung der Länge der Sammelstufe vergrössert werden. Eine Verringerung der Teilchengeschwindigkeit in der Sammelstufe verkleinert jedoch die Abscheidekapazität dieser Stufe, und eine längere Sammelstufe vergrössert die Anlagekosten. Die elektrische Feldstärke, mit der die Ladestufe betrieben werden kann, ohne dass eine Rückwärtskoronaent-ladung und ein Überschlag auftreten, ist für Teilchen mit höherem spezifischem Widerstand kleiner. Der spezifische Widerstand von Flugasche steht im umgekehrten Verhältnis zum Schwefelgehalt der Kohle, durch deren Verbrennung sie erzeugt wird, so dass durch die zunehmende Verwendung von schwefelarmer Kohle auch die zur Erzielung eines hohen Abscheidewirkungsgrades notwendigen Kosten zunehmen, da zur Vermeidung von Rückwärtskoronaentladungen und Überschlägen besondere konstruktive Massnahmen getroffen werden müssen. Although backward corona discharges can be reduced to a certain extent by limiting the thickness of the particle layer on the passive electrode, the permissible strength of the electrostatic field is also limited, so that only a limited charge can be applied to the particles. To increase the separation efficiency, the dwell time of the particles in the electric field must either be increased by reducing the speed at which the gas loaded with the particles flows through the collection stage or by increasing the length of the collection stage. However, reducing the particle speed in the collection stage reduces the separation capacity of this stage and a longer collection stage increases the plant costs. The electric field strength with which the charging stage can be operated without backward corona discharge and flashover occurring is smaller for particles with a higher specific resistance. The specific resistance of fly ash is inversely related to the sulfur content of the coal, from the combustion of which it is generated, so that the increasing use of low-sulfur coal also increases the costs necessary to achieve a high separation efficiency, since special constructive measures are taken to avoid reverse corona discharges and flashovers Measures must be taken.

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Es wurden bereits eine Reihe von Massnahmen zur Verhinderung von Rückwärtskoronaentladungen und Überschlägen in Ionisatoren vorgeschlagen, um stärkere elektrostatische Felder verwenden zu können. Jedoch wurde mit keiner dieser Massnahmen ein voller Erfolg erzielt. Eine von H. J. White (Industriai Electrostatic Précipitation 328, Addison-Wesley 1963) beschriebene Massnahme besteht in der Behandlung von Teilchen mit hohem spezifischem Widerstand mit Feuchtigkeit und Säure, vor deren Eintritt in den Ionisator. Andere Massnahmen bezwecken die Verhinderung.der Bildung einer Teilchenschicht auf der passiven Elektrode des Ionisators durch Verwendung von sich bewegenden, bandförmigen Elektroden, rotierenden Bürsten oder anderen mechanischen Einrichtungen. Diese Massnahmen führten jedoch ebenfalls nicht zum gewünschten Erfolg, da auch sehr dünne Schichten aus teilchenförmigem Material starke Rückwärtskoronaentladungen bewirken können, wenn der spezifische Widerstand des Materials gross ist. Als wirkungsvolle Massnahme zur Verhinderung des Aufbaus von teilchenförmigem Material auf der passiven Elektrode eines Ionisators hat sich das kontinuierliche Spülen dieser Elektrode mit einem Wasserfilm erwiesen. Eine weitere wirkungsvolle Massnahme zur Verhinderung von Rückwärtskoronaentladungen und Überschlägen ist das Einstellen der Temperatur des teilchenförmigen Materials auf einen Wert, bei dem der temperaturabhängige spezifische Widerstand des Materials klein ist, zu welchem Zweck die Temperatur der Elektroden des Ionisators stromauf und stromab entsprechend geregelt wird. Diese Massnahme erfordert jedoch eine grosse Leistung. A number of measures to prevent reverse corona discharge and flashover in ionizers have already been proposed in order to be able to use stronger electrostatic fields. However, none of these measures has been a complete success. One measure described by H. J. White (Industriai Electrostatic Précipitation 328, Addison-Wesley 1963) consists in treating particles with high specific resistance with moisture and acid before they enter the ionizer. Other measures are aimed at preventing the formation of a particle layer on the passive electrode of the ionizer by using moving, band-shaped electrodes, rotating brushes or other mechanical devices. However, these measures did not lead to the desired success either, since even very thin layers of particulate material can cause strong backward corona discharges if the specific resistance of the material is high. Continuous rinsing of this electrode with a water film has proven to be an effective measure to prevent the build-up of particulate material on the passive electrode of an ionizer. Another effective measure to prevent reverse corona discharge and flashover is to set the temperature of the particulate material to a value at which the temperature-dependent resistivity of the material is small, for which purpose the temperature of the electrodes of the ionizer is regulated upstream and downstream accordingly. However, this measure requires a great deal of effort.

Zur Verringerung von Rückwärtskoronaentladungen und Überschlägen zwischen der passiven Elektrode und der Entladeelektrode könnte auch ein Strombegrenzungswiderstand in Serie zur Entladeelektrode geschaltet werden, welcher bewirkt, dass der Entladestrom und damit die Stärke des elektrostatischen Feldes im Elektrodenspalt beim Einsetzen eines Überschlags verringert wird. Diese Massnahme erfordert jedoch eine grosse Leistung. Ein «abgestufter» Strombegrenzungswiderstand in Form einer dicken, flachen, halbleitenden Plattenelektrode aus mit Stahl verstärktem Beton ist von H. J. White, im Artikel «Resistivity Problems in Electrostatic Précipitation», erschienen im Journal of the Air Pollution Control Association, Heft 24, Seiten 336-337 (9174), beschrieben. Der genannte Artikel enthält jedoch keine Angaben über die kritischen Parameter dieser Elektrode (spezifischer Widerstand im Bereich der Elektrodenoberfläche, Materialfestigkeit, Durchschlagsfestigkeit), die eine praktische Anwendung dieser Technik bei Ionisatoren verschiedener Art ermöglichen würden. In order to reduce reverse corona discharges and flashovers between the passive electrode and the discharge electrode, a current limiting resistor could also be connected in series with the discharge electrode, which causes the discharge current and thus the strength of the electrostatic field in the electrode gap to be reduced when a flashover is inserted. However, this measure requires a great deal of effort. A "graduated" current limiting resistor in the form of a thick, flat, semiconducting plate electrode made of steel reinforced concrete is by HJ White, in the article "Resistivity Problems in Electrostatic Précipitation", published in the Journal of the Air Pollution Control Association, Issue 24, pages 336- 337 (9174). However, the cited article does not contain any information about the critical parameters of this electrode (specific resistance in the area of the electrode surface, material strength, dielectric strength), which would enable a practical application of this technique with ionizers of various types.

Neuerdings wurden Ionisatoren mit einer Elektrodengeometrie entwickelt, mit deren Hilfe eine stabile Koronaentladung hoher Intensität erzeugt werden kann, durch welche das mit Teilchen beladene Gas strömt. Diese Ionisatoren ermöglichen eine weit stärkere Aufladung der Teilchen als die bisher bekannten Ionisatoren mit Draht-Zylinder- oder Draht-Plat-tengeometrie. Obgleich durch die Verwendung solcher Ionisatoren als Ladestufen in elektrostatischen Abscheidern, deren Abscheidewirkungsgrad wesentlich erhöht werden kann, bleiben Rückwärtskoronaentladungen und Überschläge weiter ein Problem, besonders bei teilchenförmigem Material mit sehr hohem spezifischem Widerstand, welches Material sich auf der aus Metall bestehenden passiven Elektrode des Ionisators aufbaut. Recently, ionizers with an electrode geometry have been developed which can be used to generate a stable, high-intensity corona discharge through which the gas laden with particles flows. These ionizers enable the particles to be charged much more strongly than the previously known ionizers with wire-cylinder or wire-plate geometry. Although the use of such ionizers as charging stages in electrostatic precipitators, the deposition efficiency of which can be significantly increased, backward corona discharges and flashovers remain a problem, particularly with particulate material with a very high specific resistance, which material builds up on the passive electrode of the ionizer, which is made of metal .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines elektrostatischen Abscheiders mit einem geeigneten Ionisator, bei dem die passive Elektrode zur Verhinderung von Rückwärtskoronaentladungen und Überschlägen mit einer Schicht aus Widerstandsmaterial überzogen ist. The object of the present invention is to provide an electrostatic precipitator with a suitable ionizer, in which the passive electrode is coated with a layer of resistance material in order to prevent reverse corona discharges and flashovers.

Der Abscheider nach der vorliegenden Erfindung ist durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gekennzeichnet. The separator according to the present invention is characterized by the features mentioned in claim 1.

Der Ionisator kann als Ladestufe oder Sammelstufe des einstufigen oder zweistufigen elektrostatischen Abscheiders verwendet werden. Der spezifische Widerstand des Widerstandsmaterials ist vorzugsweise kleiner als das Verhältnis der Durchschlagsfestigkeit des Materials zur Stromdichte im Material. Dadurch wird erreicht, dass die Feldstärke im Material nicht grösser als die Durchschlagsfestigkeit des Materials wird, deren Grösse vorzugsweise 80 kV/cm beträgt. Die Dicke des Widerstandsmaterials sollte zur Vermeidung von Durchschlägen und damit verbundener Rückwärtskoronaentladungen und Überschlägen bei Atmosphärendruck und 150 °C grösser als 0,01 cm sein. Die maximale Dicke des Widerstandsmaterials ist vorzugsweise so gewählt, dass der Spannungsabfall über dem Material kleiner als 15%, vorzugsweise 5 bis 10% der angelegten Spannung ist. The ionizer can be used as a charging stage or collection stage of the one-stage or two-stage electrostatic precipitator. The resistivity of the resistance material is preferably less than the ratio of the dielectric strength of the material to the current density in the material. This ensures that the field strength in the material does not exceed the dielectric strength of the material, the size of which is preferably 80 kV / cm. The thickness of the resistance material should be greater than 0.01 cm in order to avoid breakdowns and associated reverse corona discharges and flashovers at atmospheric pressure and 150 ° C. The maximum thickness of the resistance material is preferably chosen so that the voltage drop across the material is less than 15%, preferably 5 to 10% of the applied voltage.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit den beiliegenden Zeichnungen beispielsweise beschrieben. In den Zeichnungen zeigt: The invention is described below using exemplary embodiments with the accompanying drawings, for example. In the drawings:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines mehrstufigen elektrostatischen Abscheiders mit Ionisatorstufen, der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, 1 is a schematic side view of a multi-stage electrostatic precipitator with ionizer stages, which is an embodiment of the invention,

Fig. 2 eine vergrösserte Seitenansicht einer Ionisatorstufe des Abscheiders nach Fig. 1 mit teilweise weggebrochener Seitenwand, aus der die Anordnung der Ionisatoreinheiten ersichtlich ist, 2 shows an enlarged side view of an ionizer stage of the separator according to FIG. 1 with the side wall partially broken away, from which the arrangement of the ionizer units can be seen,

Fig. 3 eine Vorderansicht der Ionisatorstufe nach der Fig. 2 mit teilweise weggebrochenem Einlass, aus der die Anordnung der Ionisatoreinheiten ersichtlich ist, 3 shows a front view of the ionizer stage according to FIG. 2 with the inlet partially broken away, from which the arrangement of the ionizer units can be seen,

Fig. 4 eine vergrösserte Schnittansicht einer Ionisatoreinheit, 4 is an enlarged sectional view of an ionizer unit,

Fig. 5 eine vergrösserte, geschnittene Teilansicht der Elektroden der Ionisatoreinheit nach der Fig. 4, 5 is an enlarged, sectional partial view of the electrodes of the ionizer unit according to FIG. 4,

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Regeleinrichtung für eine Ionisatorstufe, 6 shows a schematic illustration of the control device for an ionizer stage,

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Ionisatoreinheit mit einer Anode, die mit einer Widerstandsmaterialschicht versehen ist, 7 shows a schematic illustration of an ionizer unit with an anode, which is provided with a resistive material layer,

Fig. 8 eine vergrösserte Schnittansicht eines Teils der Anode nach Fig. 7, 8 is an enlarged sectional view of part of the anode of FIG. 7,

Fig. 9 bis 11 weitere Ausführungsbeispiele von mit Widerstandsmaterialschichten versehenen Anoden, 9 to 11 further exemplary embodiments of anodes provided with resistance material layers,

Fig. 12 eine geschnittene perspektivische Ansicht eines Ionisators mit einer Draht-Zylindergeometrie, welcher eine mit Widerstandsmaterial beschichtete Anode umfasst, 12 shows a sectional perspective view of an ionizer with a wire-cylinder geometry, which comprises an anode coated with resistance material,

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines Ionisators mit einer Draht-Plattengeometrie, welcher eine mit Widerstandsmaterial beschichtete Anode umfasst, und 13 is a perspective view of an ionizer with a wire plate geometry that includes an anode coated with resistive material, and

Fig. 14 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Ionisators nach der Erfindung mit einer mit Widerstandsmaterial beschichteten Anode. 14 shows a sectional view of a further exemplary embodiment of the ionizer according to the invention with an anode coated with resistance material.

In Fig. 1 ist ein zweistufiger, elektrostatischer Abscheider schematisch dargestellt. Der Abscheider besitzt einen Gasein-lass 11 für den Einlass von zu reinigendem Gas 12, einen Gas-auslass 13, von dem das gereinigte Gas 14 zu einer stromab angeordneten Einrichtung, zum Beispiel einer Leitung für die Abgabe des reinen Gases an die Atmosphäre, strömt und zwei aufeinanderfolgende Ionisator-Abscheidestufen 15, 15'. Jede Ionisatorabscheidestufe 15,15' umfasst eine Ionisatorstufe 16 (16') und zwei elektrostatische Abscheidestufen 17,18 (17', 18'). Jede dieser Stufen ist mit einem Hochspannungsanschluss 19 zum Anschluss an eine Hochspannungsquelle und einem Sammelbehälter 20 zum Sammeln von teilchenförmigem Material versehen, das aus dem durch die Stufen 15, 15' strömenden Gas abgeschieden wird. In Fig. 1, a two-stage, electrostatic separator is shown schematically. The separator has a gas inlet 11 for the inlet of gas to be cleaned 12, a gas outlet 13, from which the cleaned gas 14 flows to a downstream arrangement, for example a line for releasing the pure gas to the atmosphere and two successive ionizer separation stages 15, 15 '. Each ionizer separation stage 15, 15 'comprises an ionizer stage 16 (16') and two electrostatic separation stages 17, 18 (17 ', 18'). Each of these stages is provided with a high voltage connection 19 for connection to a high voltage source and a collecting container 20 for collecting particulate material which is separated from the gas flowing through the stages 15, 15 '.

Das mit teilchenförmigem Material beladene Gas tritt durch den Einlass 11 in den Abscheider ein und strömt durch The gas loaded with particulate material enters the separator through inlet 11 and flows through

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die erste Ionisatorstufe 16 in der die im Gas entladenen Teilchen elektrostatisch geladen werden. Das die geladenen Teilchen enthaltende Gas strömt anschliessend durch die Abscheidestufen 17, 18, in denen die geladenen Teilchen unter dem Einfluss eines sich quer zum Strömungsweg des Gases erstrek-kenden elektrischen Feldes aus dem Strömungsweg des Gases abgelenkt und in den Sammelbehältern 20 dieser Stufen gesammelt werden. Das aus der Abscheidestufe 18 austretende Gas strömt dann zur zusätzlichen Reinigung durch die Ionisatorstufe 16 und die Abscheidestufen 17', 18'. Das gereinigte Gas tritt durch den Auslass 13 aus der Abscheidestufe 18' aus und wird der stromab angeordneten Einrichtung zugeführt. the first ionizer stage 16 in which the particles discharged in the gas are charged electrostatically. The gas containing the charged particles then flows through the separation stages 17, 18, in which the charged particles are deflected from the flow path of the gas under the influence of an electric field extending transversely to the flow path of the gas and collected in the collecting containers 20 of these stages . The gas emerging from the separation stage 18 then flows through the ionizer stage 16 and the separation stages 17 ', 18' for additional cleaning. The cleaned gas exits the separation stage 18 'through the outlet 13 and is fed to the device arranged downstream.

In den Fig. 2 und 3 ist der Gaseinlass 11 und die erste Ionisatorstufe 16 genauer dargestellt. Der Gaseinlass 11 umfasst eine hohle Leitung in Form eines Trapezoids, welche auf der stromab liegenden Seite mit einem Gasverteiler 22 verbunden ist. Der Gasverteiler 22 ist mit einer Eintrittskammer 23 verbunden, die im Gehäuse der Ionisatoreinheit 16 ausgebildet ist und durch die Seitenwände und die Bodenwand des Gehäuses sowie eine vertikale Stirnwand 24 begrenzt ist. Die Stirnwand 24 und eine weitere vertikale Stirnwand 25 begrenzen zusammen mit den Seitenwänden und der oberen und unteren Wand der Ionisatorstufe 16 eine Druckkammer'26, deren Zweck später beschrieben wird. 2 and 3, the gas inlet 11 and the first ionizer stage 16 are shown in more detail. The gas inlet 11 comprises a hollow line in the form of a trapezoid, which is connected to a gas distributor 22 on the downstream side. The gas distributor 22 is connected to an inlet chamber 23 which is formed in the housing of the ionizer unit 16 and is delimited by the side walls and the bottom wall of the housing and a vertical end wall 24. The end wall 24 and a further vertical end wall 25, together with the side walls and the upper and lower wall of the ionizer stage 16, delimit a pressure chamber 26, the purpose of which will be described later.

In der lonisatorstufe 16 ist eine Mehrzahl von Venturidif-fusoren 27 in regelmässiger Anordnung vorgesehen. In das stromaufseitige Ende von jedem Diffusor 27 erstreckt sich ein koaxialer Elektrodenträger 28. Jeder Träger 28 ist mit einem Leiterstangenrost 29 verbunden, der drei vertikale Leiterstangen umfasst, die an ihren oberen Enden durch eine Leiterstange 31 miteinander verbunden sind. Die Leiterstange 31 ist mit einer Leiterstange 32 verbunden, die sich vom Inneren der Ionisatorstufe 16 zu einer äusseren Abschirmhaube 33 erstreckt. An den Hochspannungsanschluss 34 der Stange 32 wird von einer Hochspannungsquelle (nicht dargestellt) Hochspannung geliefert. Das stromabseitige Ende jedes Diffusors mündet in eine Austrittskammer 36, welche mit dem Einlass der elektrostatischen Abscheidestufe 17 verbunden ist. A plurality of venturi diffusers 27 are provided in a regular arrangement in the ionizer stage 16. A coaxial electrode carrier 28 extends into the upstream end of each diffuser 27. Each carrier 28 is connected to a conductor bar grating 29 which comprises three vertical conductor bars which are connected to one another at their upper ends by a conductor bar 31. The conductor rod 31 is connected to a conductor rod 32 which extends from the interior of the ionizer stage 16 to an outer shielding hood 33. High voltage is supplied to the high voltage connection 34 of the rod 32 from a high voltage source (not shown). The downstream end of each diffuser opens into an outlet chamber 36 which is connected to the inlet of the electrostatic separation stage 17.

Der Sammelbehälter 20 ist zum Zweck der Reinigung und Inspektion mit einer entfernbaren Türe 40 versehen. Am Sammelbehälter 20 ist eine Vorrichtung 41 zum Befestigen eines Vibrators vorgesehen, der zum beschleunigten Absetzen des im Behälter 20 gesammelten Materials am Behälterboden 42 eingesetzt werden kann. Der Boden 42 ist mit einer ver-schliessbaren Öffnung (nicht dargestellt) versehen, durch welche das gesammelte Material dem Behälter entnommen werden kann. Die Sammelbehälter 20 der übrigen Stufen sind gleich ausgebildet. The collecting container 20 is provided with a removable door 40 for cleaning and inspection. A device 41 for attaching a vibrator is provided on the collecting container 20, which device can be used for accelerated depositing of the material collected in the container 20 on the container bottom 42. The bottom 42 is provided with a closable opening (not shown) through which the collected material can be removed from the container. The collecting container 20 of the other stages are of the same design.

Jeder Diffusor 27 und jeder zugeordnete koaxiale Träger 28 sind mit einer Elektrode versehen, welche Elektroden zur Erzeugung eines starken elektrostatischen Feldes quer zum Strömungsweg des durch die Ionisatorstufe 16 strömenden Gases dienen. Die von den Trägern 28 getragenen Elektroden sind über den Stangenrost 29 mit einem hohen negativen Potential und die Diffusoren 27 über den Rahmen des Abscheiders mit Erdpotential verbunden, so dass die Diffusoren Anoden und die Elektroden auf den Trägern 28 Kathoden bilden. Each diffuser 27 and each associated coaxial support 28 are provided with an electrode, which electrodes serve to generate a strong electrostatic field across the flow path of the gas flowing through the ionizer stage 16. The electrodes carried by the carriers 28 are connected to a high negative potential via the bar grating 29 and the diffusers 27 are connected to earth potential via the frame of the separator, so that the diffusers form anodes and the electrodes on the carriers 28 form cathodes.

Wenn zwischen der Anode und Kathode eines Diffusors Hochspannung liegt, werden die Teilchen, welche im durch den Diffusor strömenden Gas enthalten sind, elektrostatisch geladen. Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Elektrodenanordnung bleiben die geladenen Teilchen im Gasstrom bis zur Ankunft in der stromabseitigen Abscheidestufe 17 oder 18 und haften nicht auf der auf Erdpotential liegenden Anodenoberfläche. When there is high voltage between the anode and cathode of a diffuser, the particles contained in the gas flowing through the diffuser are electrostatically charged. In the electrode arrangement shown in FIGS. 4 and 5, the charged particles remain in the gas stream until they arrive in the downstream separation stage 17 or 18 and do not adhere to the anode surface which is at ground potential.

Der in der Fig. 4 dargestellte Venturidiffusor 27 besitzt einen sich nach innen verjüngenden konischen Einlassteil 45, einen mittleren zylindrischen Teil 46 und einen sich nach aussen vergrössernden, konischen Auslassteil 47, Die Kathode umfasst eine ebene Elektrode in Form einer Scheibe 50 mit abgerundetem Rand, welche sich vom Träger nach auswärts erstreckt. Die Scheibe 50 ist im Teil 46 des Diffusors koaxial angeordnet. Wird an die Scheibe 50 ein hohes Potential angelegt, so wird im Raum zwischen dem Rand der Scheibe und der die Scheibe umgebenden Anodenoberfläche 52 ein stark eingeschnürtes elektrisches Feld hoher Intensität in Form einer Koronaentladung erzeugt. The venturi diffuser 27 shown in FIG. 4 has an inwardly tapering conical inlet part 45, a central cylindrical part 46 and an outwardly enlarging, conical outlet part 47. The cathode comprises a flat electrode in the form of a disk 50 with a rounded edge, which extends outward from the carrier. The disc 50 is arranged coaxially in part 46 of the diffuser. If a high potential is applied to the disk 50, a strongly constricted, high-intensity electric field in the form of a corona discharge is generated in the space between the edge of the disk and the anode surface 52 surrounding the disk.

Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist, besteht die An-oüienoberfläche 52 aus einer Reihe konischer Flügel 53, die an einem Träger 54 befestigt sind und durch Abstandsstücke 54a im Abstand voneinander gehalten werden, so dass zwischen benachbarten Flügeln Luftdurchlässe 55 vorhanden sind. Die Flügel 53 bilden eine im wesentlichen zylindrische Anodenwand mit einer leicht schräg gestuften Oberfläche. Die der Kathode zugewandten Innenseiten der Flügel 53 sind mit einem Überzug aus Widerstandsmaterial versehen, wie noch mit Bezug auf Fig. 11 beschrieben wird. Die Anodenoberfläche 52 ist von einer Druckkammer 26 umgeben, an die von einer äusseren Druckluftquelle, zum Beispiel in Form einer Pumpe, reine Druckluft geliefert wird, wie weiter unten mit Bezug auf Fig. 6 beschrieben. As best seen in FIG. 5, the outer surface 52 consists of a series of conical wings 53 which are attached to a support 54 and are spaced apart by spacers 54a so that air passages 55 are present between adjacent wings. The wings 53 form an essentially cylindrical anode wall with a slightly obliquely stepped surface. The inside of the wings 53 facing the cathode are provided with a coating of resistance material, as will be described with reference to FIG. 11. The anode surface 52 is surrounded by a pressure chamber 26, to which pure compressed air is supplied from an external compressed air source, for example in the form of a pump, as described below with reference to FIG. 6.

Durch die Durchlässe 55, welche ringförmige Düsen bilden, wird im Betrieb des Ionisators reine Luft in den Teil 46 des Ionisators geblasen, wobei die Durchlässe so gerichtet sind, dass über die innere Anodenoberfläche des Diffusors 27 streichende Luftströme erzeugt werden, die im wesentlichen in die gleiche Richtung strömen wie das durch den Diffusor strömende mit Teilchen beladene Gas. Die durch die Durchlässe 55 in den Diffusor eintretende reine Luft fliesst als im wesentlichen laminare Luftschicht längs der Anodenoberfläche und bildet eine Schutzschicht, die das Ablagern von Teilchen auf der Anode verhindert und den Hauptgasstrom umschliesst und führt. Durch die Durchlässe 55 wird auch der Druckabfall verringert, der normalerweise mit dem Durchgang von Gas durch einen Venturidiffusor verbunden ist. Rückwärtskoronaentladungen, wie sie bei bekannten Ionisatoren auftreten, können durch sorgfältiges Bearbeiten der Ränder der Flügel 53 wesentlich verringert werden. Through the passages 55, which form annular nozzles, pure air is blown into the part 46 of the ionizer during operation of the ionizer, the passages being directed in such a way that air currents which sweep over the inner anode surface of the diffuser 27 are generated, which essentially flow into the flow in the same direction as the particle-laden gas flowing through the diffuser. The pure air entering the diffuser through the passages 55 flows as an essentially laminar air layer along the anode surface and forms a protective layer that prevents the deposition of particles on the anode and encloses and guides the main gas flow. The passages 55 also reduce the pressure drop that is normally associated with the passage of gas through a venturi diffuser. Reverse corona discharges, as they occur in known ionizers, can be significantly reduced by carefully machining the edges of the wings 53.

Fig. 6 zeigt schematisch die elektrischen Verbindungen und die Regeleinrichtung zum Regeln der Zufuhr von reinem Gas zur Ionisatorstufe 16. Dem Leiterstangenrost 29 wird über ein Hochspannungskabel 34 von einer aus Transformator und Gleichrichter bestehenden Einheit 70 Hochspannung zugeführt, die mit einer Steuereinheit 71 verbunden ist. Die letztgenannten Einheiten sind von bekannter Art. Ein Gebläse 73 liefert über eine Heizvorrichtung 74, eine Leitung 75, eine steuerbare Luftdrossel 76 und eine Leitung 77 reine Luft an die Druckkammer 26, deren Temperatur innerhalb eines gewünschten Bereichs liegt. Ein Differenzdruckfühler 79 mit zwei Druckwandlern 80, 81 liefert an die Drossel 76 ein Rückkopplungssignal zur Regelung des Drucks der reinen Luft in der Druckkammer 26. Die Einheiten 73 bis 81 sind alle von bekannter Art. 6 schematically shows the electrical connections and the regulating device for regulating the supply of pure gas to the ionizer stage 16. The ladder grate 29 is supplied with high voltage via a high-voltage cable 34 from a unit 70 consisting of transformer and rectifier, which is connected to a control unit 71. The latter units are of a known type. A blower 73 delivers pure air to the pressure chamber 26, the temperature of which is within a desired range, via a heater 74, a line 75, a controllable air throttle 76 and a line 77. A differential pressure sensor 79 with two pressure transducers 80, 81 supplies the throttle 76 with a feedback signal for regulating the pressure of the pure air in the pressure chamber 26. The units 73 to 81 are all of a known type.

Wie bereits erwähnt, bildet bei elektrostatischen Vorrichtungen, besonders wenn diese zum Laden von teilchenförmigem Material mit hohem spezifischem Widerstand, wie durch Verbrennen schwefelarmer Kohle erzeugte Flugasche, verwendet werden, das Auftreten von Überschlägen und Rückwärtskoronaentladungen ein Hauptproblem, da dadurch die zulässige Stärke des elektrostatischen Feldes begrenzt wird. Rückwärtskoronaentladungen und Überschläge treten auf, wenn die Feldstärke des elektrostatischen Feldes im teilchen-förmigen Material auf der passiven (nicht emittierenden) Elektrode die Durchlagsfestigkeit dieses Materials übersteigt. Beispielsweise beträgt die Durchschlagsfestigkeit von durch Verbrennen von schwefelarmer Kohle erzeugter Flugasche 1 bis As previously mentioned, the occurrence of flashovers and reverse corona discharges is a major problem with electrostatic devices, particularly when used to charge high resistivity particulate materials such as the combustion of low sulfur coal, because of the permissible strength of the electrostatic field is limited. Reverse corona discharges and arcing occur when the field strength of the electrostatic field in the particulate material on the passive (non-emitting) electrode exceeds the dielectric strength of this material. For example, the dielectric strength of fly ash produced by burning low-sulfur coal is 1 to

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10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

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65 65

5 5

625 975 625 975

10 kV/cm. Wenn die Durchschlagsfestigkeit überschritten wird, bildet sich im Material ein kleines Loch oder Krater. Da der Koronastrom dem Weg des kleinsten Widerstandes folgt, konzentriert sich der Koronastrom am Ort des elektrischen Durchschlags, wodurch örtlich eine sehr hohe Stromdichte auftritt. Dies hat eine hohe Konzentration negativer Ionen zur Folge, wodurch ein starkes negatives Feld erzeugt wird, welches freie Elektronen in Richtung zur Durchschlagsstelle beschleunigt. Die freien Elektronen stossen mit relativ hoher Geschwindigkeit mit Gasmolekülen zusammen, wodurch Elektronen aus den Molekülen geschlagen werden und diese zu positiven Ionen umgewandelt werden. Diese positiven Ionen werden in Richtung zur Kathode beschleunigt und erzeugen benachbart der Anode eine positive Korona. Die aus den Molekülen herausgeschlagenen Elektronen werden in Richtung zur Anode beschleunigt und verstärken das negative Feld, wodurch die Erzeugung von Elektronen und positiven Ionen weiter zunimmt. Das Ergebnis ist ein positiver Rückkopplungseffekt, der so lange dauert, bis sich die Spannung zwischen Anode und Kathode auf einen kleinen Wert verringert. Während dieses Vorgangs ist einerseits eine Tendenz zur Vergrösserung des Durchmessers der Entladung infolge Elektronendiffusion und anderseits eine Tendenz zur Verkleinerung dieses Durchmessers infolge der Wirkung des kreisförmigen Magnetfeldes vorhanden, das durch den Elektronenfluss in der Entladung erzeugt wird. Mit zunehmendem Gasdruck nimmt der Koronastrom ab, da durch die zunehmende Konzentration der Elektronen, diese häufiger zusammenstossen, wodurch die Beweglichkeit der Elektronen abnimmt. Durch die grössere Elektronenkonzentration wird jedoch auch das Eigenmagnetfeld stärker, wobei dieser Effekt überwiegt, so dass die örtliche Stromdichte mit zunehmendem Gasdruck zunimmt. 10 kV / cm. If the dielectric strength is exceeded, a small hole or crater will form in the material. Since the corona current follows the path of least resistance, the corona current is concentrated at the point of electrical breakdown, which means that a very high current density occurs locally. This results in a high concentration of negative ions, which creates a strong negative field that accelerates free electrons towards the breakdown point. The free electrons collide with gas molecules at a relatively high rate, knocking electrons out of the molecules and converting them to positive ions. These positive ions are accelerated towards the cathode and create a positive corona adjacent to the anode. The electrons knocked out of the molecules are accelerated towards the anode and strengthen the negative field, whereby the generation of electrons and positive ions continues to increase. The result is a positive feedback effect that lasts until the voltage between the anode and cathode is reduced to a small value. During this process, on the one hand there is a tendency to increase the diameter of the discharge due to electron diffusion and, on the other hand, there is a tendency to reduce this diameter due to the action of the circular magnetic field which is generated by the electron flow in the discharge. The corona current decreases with increasing gas pressure, since the increasing concentration of the electrons means that they collide more frequently, which reduces the mobility of the electrons. Due to the larger electron concentration, however, the intrinsic magnetic field also becomes stronger, whereby this effect predominates, so that the local current density increases with increasing gas pressure.

Das in der Schicht aus teilchenförmigem Material auftretende elektrische Feld ist gegeben durch: The electric field occurring in the layer of particulate material is given by:

E = Je, (1) E = each, (1)

wobei J die Stromdichte im Material und g der spezifische Widerstand des Materials ist. Die Stromdichte J beträgt für Ionisatoren 10-8 bis 2 -10"® A/cm2. Bei teilchenförmigem Material mit einer Durchschlagsfestigkeit von 10 kV/cm bilden Rückwärtskoronaenladungen und Überschläge kein Problem, sofern der spezifische Widerstand des Materials nicht grösser als 5 ■ IO9 bis IO12 Ohm ■ cm ist. where J is the current density in the material and g is the resistivity of the material. The current density J for ionizers is 10-8 to 2 -10 "® A / cm2. In the case of particulate material with a dielectric strength of 10 kV / cm, reverse corona charges and arcing are not a problem, provided the specific resistance of the material is not greater than 5 ■ IO9 bis IO12 ohm ■ cm.

Rückwärtskoronaentladungen und Überschläge stören den Betrieb des Ionisators, da das der Anode benachbarte starke negative Feld die Stärke des Feldes im Bereich zwischen den Elektroden stark verringert und die positiven Ionen die negativ geladenen Teilchen entladen, so dass der Ionisator seine Aufgabe nicht richtig erfüllen kann. Reverse corona discharges and flashovers interfere with the operation of the ionizer, since the strong negative field adjacent to the anode greatly reduces the strength of the field in the area between the electrodes and the positive ions discharge the negatively charged particles, so that the ionizer cannot properly perform its task.

Gemäss der vorliegenden Erfindung ist die passive Elektrode des Ionisators mit einem Material überzogen, das einen hohen spezifischen Widerstand besitzt. Der Ionisator kann in der Ladestufe oder Abscheidestufe eines zweistufigen elektrostatischen Abscheiders oder in der kombinierten Lade-Abscheidestufe eines einstufigen elektrostatischen Abscheiders verwendet werden. Die passive Elektrode ist im allgemeinen eine Anode, da Rückwärtskoronaentladungen und Überschläge bei einer negativen Korona, bei der die Kathode den Koronastrom emittiert, stärker auftreten. In einer negativen Korona wird der Stromfluss von negativen Ionen bewirkt, welche von Elektronen stammen, die von der Kathodenoberfläche durch den Beschuss dieser Oberfläche mit positiven Ionen freigesetzt werden. Die positiven Ionen werden im der Kathode benachbarten Feldbereich hoher Feldstärke durch die Elektronenionisation von Gasmolekülen erzeugt. In einer positiven Korona wird der Stromfluss von positiven Ionen bewirkt, welche im Feldbereich hoher Feldstärke benachbart der Anode durch Elektronenionisation erzeugt werden. Die Elektronen werden dabei durch fotoelektrische Ionisation von Gasmolekülen im Bereich zwischen der Zone hoher Feldstärke und den an Erde liegenden Elektroden erzeugt. Diese unterschiedlichen Ionisationsprozesse haben einen grossen Einfluss auf die Überschlagsspannung der positiven und negativen Korona. Überschläge in einer Korona treten durch die Bildung von sich selbst fortpflanzenden Stromflüssen auf, die von der Anode aus gehen. Bei einer positiven Korona sind auch bei niederer Spannung starke elektrische Felder in der Nähe der Entladeelektrode vorhanden, so dass auch bei niederer Spannung zu Überschlägen führende Stromflüsse auftreten. Dies bedeutet, dass die Betriebsspannung bei Ionisatoren mit positiver Korona auf einen relativ niederen Wert begrenzt ist, auch für teil-chenförmiges Material mit niederem spezifischem Widerstand. Bei einer negativen Korona ist die Stärke des elektrischen Feldes in der Nähe der Anode relativ klein, so dass viel höhere Spannungen verwendet werden können, bevor das Feld eine Stärke erreicht, bei der ein Überschlag auftritt. In der Praxis sind die Überschlagsspannungen bei einer negativen Korona etwa doppelt so gross als bei einer positiven Korona. Diese Unterschiede zwischen negativer und positiver Korona führen zu verschiedenen Wirkungen einer Rückwärtskoronaentla-dung. Bei einer positiven Korona hat eine Rückwärtskorona-entladung wenig Einfluss auf die Überschlagsspannung, da in diesem Fall die Rückwärtskoronaentladung keinen Funken auslöst wie bei einer negativen Korona. Dementsprechend ist der Überzug aus Widerstandsmaterial auf der passiven Elektrode bei einer negativen Korona nützlicher als bei einer positiven Korona. Der Begriff «Anode» wird hier im Sinne von «passiver Elektrode» verwendet und schliesst auch die Kathode eines Ionisators mit positiver Korona ein. According to the present invention, the passive electrode of the ionizer is coated with a material that has a high specific resistance. The ionizer can be used in the charging stage or separation stage of a two-stage electrostatic precipitator or in the combined charging-separation stage of a single-stage electrostatic precipitator. The passive electrode is generally an anode because reverse corona discharges and flashovers occur more in a negative corona where the cathode emits the corona current. In a negative corona, the current flow is caused by negative ions, which come from electrons that are released from the cathode surface by bombarding this surface with positive ions. The positive ions are generated in the field region of high field strength adjacent to the cathode by the electron ionization of gas molecules. In a positive corona, the current flow is caused by positive ions, which are generated in the field region of high field strength adjacent to the anode by electron ionization. The electrons are generated by photoelectric ionization of gas molecules in the area between the high field strength zone and the electrodes on earth. These different ionization processes have a major influence on the breakdown voltage of the positive and negative corona. Flashovers in a corona occur due to the formation of self-propagating currents that go from the anode. In the case of a positive corona, strong electric fields are present in the vicinity of the discharge electrode even at a low voltage, so that current flows which lead to flashovers also occur at a low voltage. This means that the operating voltage for ionizers with a positive corona is limited to a relatively low value, even for particulate material with a low specific resistance. In the case of a negative corona, the strength of the electric field in the vicinity of the anode is relatively small, so much higher voltages can be used before the field reaches a strength at which a flashover occurs. In practice, the breakdown voltages for a negative corona are about twice as large as for a positive corona. These differences between negative and positive corona lead to different effects of a reverse corona discharge. With a positive corona, a backward corona discharge has little influence on the breakdown voltage, since in this case the backward corona discharge does not generate a spark as with a negative corona. Accordingly, the resistive material coating on the passive electrode is more useful with a negative corona than with a positive corona. The term “anode” is used here in the sense of “passive electrode” and also includes the cathode of an ionizer with a positive corona.

Die Widerstandsschicht auf der Anode verringert Rückwärtskoronaentladungen und Überschläge durch zwei verschiedene Effekte. Erstens, ein durch ein Widerstandsmaterial fliessender Strom folgt dem Weg des kleinsten Widerstandes. Dies bedeutet, dass ein im Widerstandsmaterial fliessender Strom, der sonst längs eines schmalen Weges mit entsprechend grosser örtlicher Stromdichte fliessen würde, sich nicht in dieser Weise konzentrieren kann, so dass die Stromdichte im Widerstandsmaterial und im teilchenförmigen Material relativ nieder ist. Das Ergebnis ist, dass sich der zwischen der Entladeelektrode und der passiven Elektrode fliessende Strom nicht so konzentrieren kann, dass die Entladung mit relativ niederer Stromdichte und relativ hoher Feldstärke in die mit Überschlag verbundene Entladung mit relativ hoher Stromdichte und relativ niederer Feldstärke umgewandelt wird. Da die Stromdichte im teilchenförmigen Material auf einen relativ niederen Wert gehalten wird, bleibt die Feldstärke in diesem Material unterhalb der Durchschlagsfeldstärke. Der zweite Effekt, durch den das elektrostatische Feld stabilisiert wird, beruht darauf, dass die Widerstandsmaterialschicht der Anode eine Verringerung der Spannung zwischen der Oberfläche dieser Schicht und der Kathode mit zunehmender Stromdichte bewirkt. Bei einem Ionisator mit einer Betriebsspannung von 75 kV und einer mittleren Stromdichte von 10-6 A/cm2 bewirkt eine 1 cm dicke Schicht aus Widerstandsmaterial mit einem spezifischen Widerstand von IO10 Ohm einen Spannungsabfall A V = 10 kV gemäss der folgenden Beziehung: The resistance layer on the anode reduces backward corona discharge and flashover by two different effects. First, a current flowing through a resistance material follows the path of the least resistance. This means that a current flowing in the resistance material, which would otherwise flow along a narrow path with a correspondingly high local current density, cannot concentrate in this way, so that the current density in the resistance material and in the particulate material is relatively low. The result is that the current flowing between the discharge electrode and the passive electrode cannot concentrate so that the discharge with a relatively low current density and relatively high field strength is converted into the discharge associated with flashover with a relatively high current density and relatively low field strength. Since the current density in the particulate material is kept at a relatively low value, the field strength in this material remains below the breakdown field strength. The second effect by which the electrostatic field is stabilized is that the resistance material layer of the anode causes a decrease in the voltage between the surface of this layer and the cathode with increasing current density. For an ionizer with an operating voltage of 75 kV and an average current density of 10-6 A / cm2, a 1 cm thick layer of resistance material with a specific resistance of IO10 Ohm causes a voltage drop A V = 10 kV according to the following relationship:

A V = Jd, (2) A V = Jd, (2)

wobei d die Dicke der Schicht ist. where d is the thickness of the layer.

Die maximale Stromdichte in der Widerstandsmaterialschicht kann 7,5 • 10"6 A/cm2 betragen, da bei dieser Stromdichte die Spannung über der Schicht 75 kV beträgt. Sogar bei dieser maximalen Stromdichte beträgt die Feldstärke des elektrostatischen Feldes in einem teilchenförmigen Material mit einem spezifischen Widerstand von 1010 Ohm • cm nur 7,5 kV/cm. eine Feldstärke, die kleiner ist als die Durchschlagsfe5 The maximum current density in the resistive material layer can be 7.5 • 10 "6 A / cm2, since at this current density the voltage across the layer is 75 kV. Even at this maximum current density, the field strength of the electrostatic field is in a particulate material with a specific Resistance of 1010 Ohm • cm only 7.5 kV / cm. A field strength that is smaller than the breakdown Fe5

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stigkeit dieses Materials von 10 kV/cm. Da zur Aufrechterhaltung der Koronaentladung ein Spannungsabfall im Elektrodenspalt erforderlich ist, ist die Feldstärke im teilchenförmigen Material noch etwas kleiner. stability of this material of 10 kV / cm. Since a voltage drop in the electrode gap is required to maintain the corona discharge, the field strength in the particulate material is still somewhat smaller.

Die elektrischen Eigenschaften, welche das Widerstandsmaterial aufweisen muss, werden durch die Konstruktion des Ionisators und die elektrischen Eigenschaften des teilchenförmigen Materials bestimmt. Es wurde festgestellt, dass der spezifische Widerstand des Widerstandsmaterials für einen Ionisator mit einer Stromdichte von 10-6 A/cm2 grösser als 108 Ohm • cm sein muss, damit Rückwärtskoronaentladungen und Überschläge verhindert werden. Der maximal zulässige Wert des spezifischen Widerstandes ergibt sich aus der Forderung, dass die Durchschlagsfestigkeit des Materials bei der im Ionisator herrschenden Stromdichte nicht überschritten werden darf. Bei einem Ionisator mit einer Stromdichte von 2 • 10~6 A/cm2 und einer Durchschlagsfestigkeit von 100 kV des Materials beträgt der maximal zulässige spezifische Widerstand des Materials nach Gleichung (1) 5 • IO10 Ohm • cm. Nach der Bestimmung des erforderlichen spezifischen Widerstandes des Widerstandsmaterials, der zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert liegt, wird die Dicke der Widerstandsmaterialschicht berechnet, bei der über der Schicht ein Spannungsabfall von weniger als 15%, vorzugsweise 5 % der angelegten Spannung auftritt. Wenn der spezifische Widerstand der Schicht 2 • IO10 Ohm • cm beträgt und zwischen der Anode und der Kathode des Ionisators eine Spannung von 75 kV liegt, ergibt sich nach Gleichung (2) für die Dicke der Schicht der Wert 0,09 cm. Da jedoch der spezifische Widerstand der Schicht umgekehrt proportional der Temperatur ist, müssen bei der Wahl des Widerstandswertes auch die möglichen Temperaturschwankungen berücksichtigt werden. Es wurde festgestellt, dass eine Schichtdicke von 0,025 cm nach theoretischen Überlegungen sogar eine Schichtdicke von nur 0,01 cm zur Verhinderung von Rückwärtskoronaentladungen und Überschlägen genügt. Nach der Theorie muss die minimale Dicke des Widerstandsmaterials viermal grösser sein als der Durchmesser des Bereiches auf der Materialoberfläche innerhalb welcher die Überschlagsentladung stattfindet. The electrical properties that the resistance material must have are determined by the construction of the ionizer and the electrical properties of the particulate material. It was found that the resistivity of the resistive material for an ionizer with a current density of 10-6 A / cm2 must be greater than 108 Ohm • cm in order to prevent reverse corona discharges and flashovers. The maximum permissible value of the specific resistance results from the requirement that the dielectric strength of the material must not be exceeded with the current density prevailing in the ionizer. With an ionizer with a current density of 2 • 10 ~ 6 A / cm2 and a dielectric strength of 100 kV of the material, the maximum permissible specific resistance of the material according to equation (1) is 5 • IO10 Ohm • cm. After determining the required specific resistance of the resistance material, which lies between the maximum value and the minimum value, the thickness of the resistance material layer is calculated, at which a voltage drop of less than 15%, preferably 5%, of the applied voltage occurs across the layer. If the specific resistance of the layer is 2 • IO10 Ohm • cm and there is a voltage of 75 kV between the anode and the cathode of the ionizer, the value of the layer is 0.09 cm according to equation (2). However, since the specific resistance of the layer is inversely proportional to the temperature, the possible temperature fluctuations must also be taken into account when choosing the resistance value. It was found that a layer thickness of 0.025 cm, according to theoretical considerations, even a layer thickness of only 0.01 cm is sufficient to prevent reverse corona discharges and flashovers. According to the theory, the minimum thickness of the resistance material must be four times larger than the diameter of the area on the material surface within which the flashover discharge takes place.

Früher hat eine solche Entladung ein kleines Loch oder einen kleinen Krater in einer ungeschützten Materialschicht erzeugt. Nach der Bildung eines solchen Loches oder Kraters folgte die Entladung dem Weg des geringsten Widerstandes und konzentrierte sich auf eine solche dielektrische Durchschlagstelle um an einer begrenzten Stelle einen extrem hohen Stromfluss zu erzeugen. In the past, such a discharge created a small hole or crater in an unprotected layer of material. After the formation of such a hole or crater, the discharge followed the path of least resistance and concentrated on such a dielectric breakdown point in order to generate an extremely high current flow at a limited point.

Die vorstehend beschriebene Technik kann auch für Ionisatoren mit relativ niederer Stromdichte verwendet werden. Beispielsweise wird bei einem Ionisator mit einer Stromdichte von 10~7 A/cm2 eine Schicht aus einem Widerstandsmaterial mit einem spezifischen Widerstand von IO6 bis 1012 Ohm • cm benötigt. Die erforderliche Schichtdicke ist 5 • 10~2 cm. Wie ersichtlich ist, kann das die Anode eines solchen Ionisators bedeckende Widerstandsmaterial einen hohen spezifischen Widerstand aufweisen. Für Ionisatoren mit hoher Stromdichte beträgt der spezifische Widerstand des Materials 106 bis 5 ■ 1010 Ohm • cm und die Schichtdicke weniger als 0,5 cm. Für Ionisatoren mit kleiner Stromdichte beträgt der spezifische Widerstand des Materials IO7 bis 1012 Ohm • cm, wobei die Schichtdicke grösser ist. Bei einem Ionisator mit der relativ kleinen Stromdichte von 10-7 bis 10~<J A/cm2 kann ein Widerstandsmaterial mit einem spezifischen Widerstand von nur 106 Ohm • cm verwendet werden. The technique described above can also be used for ionizers with a relatively low current density. For example, an ionizer with a current density of 10 ~ 7 A / cm2 requires a layer of a resistance material with a specific resistance of IO6 to 1012 Ohm • cm. The required layer thickness is 5 • 10 ~ 2 cm. As can be seen, the resistance material covering the anode of such an ionizer can have a high specific resistance. For high current density ionizers, the resistivity of the material is 106 to 5 ■ 1010 ohm • cm and the layer thickness is less than 0.5 cm. For ionizers with a low current density, the resistivity of the material is IO7 to 1012 Ohm • cm, whereby the layer thickness is greater. With an ionizer with the relatively small current density of 10-7 to 10 ~ <J A / cm2, a resistance material with a specific resistance of only 106 Ohm • cm can be used.

Die Widerstandsmaterialschicht ermöglicht die Vergrösserung der Feldstärke des elektrostatischen Feldes in einem gegebenen Ionisator ohne dass Rückwärtskoronaentladungen und Überschläge auftreten. Wie in Fig. 7 dargestellt, kann die Widerstandsmaterialschicht 85 auf der Innenwand der Anode The resistive material layer allows the field strength of the electrostatic field to be increased in a given ionizer without backward corona discharge and flashover occurring. As shown in FIG. 7, the resistive material layer 85 may be on the inner wall of the anode

27 im Bereich benachbart der ebenen Elektrode 50 angeordnet sein, an der sich das gestrichelt dargestellte elektrostatische Feld 87 konzentriert. 27 in the area adjacent to the plane electrode 50, on which the dashed electrostatic field 87 is concentrated.

Die in der Fig. 7 dargestellte hohlzylindrische Form der Widerstandsschicht 85 ist nur eine von vielen möglichen Formen. Wie in Fig. 9 dargestellt, kann die Anode 90 einen Einlasswandteil 91 und einen Auslasswandteil 92 sowie eine Mehrzahl Anodensegmente 93 aus elektrisch leitendem Material, beispielsweise Metall, umfassen, welche Anodenteile durch elektrisch isolierende Abstandsstücke 94 voneinander getrennt sind. Auf der Innenfläche jedes Anodensegments 93 ist eine Schicht 85 aus Widerstandsmaterial angeordnet. Die Segmente 93 können mit getrennten Hochspannungsquellen (nicht dargestellt) verbunden sein, wodurch die Spannung an jedem Segment für sich eingestellt werden kann. The hollow cylindrical shape of the resistance layer 85 shown in FIG. 7 is only one of many possible shapes. As shown in FIG. 9, the anode 90 can comprise an inlet wall part 91 and an outlet wall part 92 as well as a plurality of anode segments 93 made of electrically conductive material, for example metal, which anode parts are separated from one another by electrically insulating spacers 94. A layer 85 of resistance material is arranged on the inner surface of each anode segment 93. The segments 93 can be connected to separate high voltage sources (not shown), whereby the voltage on each segment can be adjusted individually.

Fig. 10 zeigt eine Anode, deren Segmente 93 im Abstand voneinander angeordnet sind, so dass zwischen den Segmenten Luftdurchlässe vorhanden sind, die dem gleichen Zweck dienen wie mit Bezug auf die Fig. 4 und 5 beschrieben. Die Innenseite jedes Anodensegments 93 ist wieder mit einer Schicht 85 aus Widerstandsmaterial versehen. 10 shows an anode, the segments 93 of which are arranged at a distance from one another, so that there are air passages between the segments which serve the same purpose as described with reference to FIGS. 4 and 5. The inside of each anode segment 93 is again provided with a layer 85 of resistance material.

Fig. 11 zeigt die aus konischen Segmenten 53 bestehende Anode der in Fig. 5 dargestellten Ionisatoreinheit. Die Segmente 53 sind auf Ihrer Innenseite wieder mit einer Widerstandsmaterialschicht 85 versehen. FIG. 11 shows the anode consisting of conical segments 53 of the ionizer unit shown in FIG. 5. The segments 53 are again provided with a resistance material layer 85 on their inside.

Der Abscheidewirkungsgrad von einstufigen und zweistufigen elektrostatischen Abscheidern mit anderen Arten von Teilchenionisatoren kann durch Verwendung von passiven Elektroden mit Widerstandsmaterialschichten verbessert werden. In Fig. 12 ist ein bekannter Ionisator mit relativ niederer Ionisationsstärke dargestellt, der eine Draht-Zylinderelektrodengeometrie aufweist, die eine aus einem Draht 100 bestehende Entladeelektrode umfasst, die an einem Durchführungsisolator 102 aufgehängt ist, der am Abscheidergehäuse 104 befestigt ist. Die Entladeelektrode 100 ist in einer rohr-förmigen passiven Elektrode 106 konzentrisch angeordnet, welche eine Leitung für das mit Teilchen beladene Gas bildet. An der Entladeelektrode 100 hängt ein Gewicht 108, welches die Elektrode 100 auch beim Strömen des Gases durch die passive Elektrode 106 an ihrem Platz hält. Zwischen der Entladeelektrode 100 und der passiven Elektrode 106 liegt eine Hochspannungsquelle 110. Im Betrieb tritt das mit Teilchen beladene Gas durch ein Einlassrohr 112 in die passive Elektrode 106 ein und verlässt diese durch ein Auslassrohr 114, nachdem das Gas durch die ganze Länge des elektrostatischen Feldes zwischen der Entladeelektrode 100 und der passiven Elektrode 106 geströmt ist. Der Ionisator kann als Ladestufe oder Abscheidestufe eines zweistufigen elektrostatischen Abscheiders verwendet werden je nach den konstruktiven und elektrischen Anforderungen wie Elektrodengrösse, Feldstärke und Gasgeschwindigkeit. Der Ionisator kann auch als einstufiger elektrostatischer Abscheider verwendet werden. Die Spannung zwischen den Elektroden 100 und 106 kann ohne dass Rückwärtskoronaentladungen und Überschläge auftreten, wesentlich vergrössert werden, wenn die Innenwand der passiven Elektrode 106 mit einem Widerstandsmaterial überzogen ist, das entsprechend der oben angegebenen Methode bestimmt wurde. Durch diese Massnahme kann die Kapazität und/oder der Ladewirkungsgrad von elektrostatischen Abscheidern mit Draht-Zylinderelektrodengeometrie wesentlich vergrössert werden. The deposition efficiency of single-stage and two-stage electrostatic precipitators with other types of particle ionizers can be improved by using passive electrodes with resistive material layers. FIG. 12 shows a known ionizer with a relatively low ionization strength, which has a wire-cylinder electrode geometry which comprises a discharge electrode consisting of a wire 100, which is suspended from a bushing insulator 102 which is fastened to the separator housing 104. The discharge electrode 100 is arranged concentrically in a tubular passive electrode 106 which forms a line for the gas laden with particles. A weight 108 is attached to the discharge electrode 100, which holds the electrode 100 in place even when the gas flows through the passive electrode 106. A high voltage source 110 lies between the discharge electrode 100 and the passive electrode 106. In operation, the gas laden with particles enters the passive electrode 106 through an inlet pipe 112 and exits through an outlet pipe 114 after the gas has passed through the entire length of the electrostatic field between the discharge electrode 100 and the passive electrode 106. The ionizer can be used as a charging stage or separation stage of a two-stage electrostatic precipitator depending on the design and electrical requirements such as electrode size, field strength and gas velocity. The ionizer can also be used as a single-stage electrostatic precipitator. The voltage between electrodes 100 and 106 can be significantly increased without backward corona discharges and flashovers occurring if the inner wall of passive electrode 106 is coated with a resistance material which has been determined according to the above-mentioned method. This measure significantly increases the capacity and / or the charging efficiency of electrostatic precipitators with wire-cylinder electrode geometry.

In Fig. 13 ist ein bekannter Ionisator mit Draht-Platten-elektrodengeometrie dargestellt. Dieser Ionisator besitzt mehrere im Abstand voneinander angeordnete, aus Draht bestehende Entladeelektroden 120, die an leitenden Querträgern 122 aufgehängt sind und Stabilisiergewichte 124 tragen. Die Entladeelektroden 120 sind zwischen parallelen Platten 126 angeordnet, die mit sich längs der Platten erstreckenden Ab- A known ionizer with wire-plate electrode geometry is shown in FIG. 13. This ionizer has a plurality of spaced-apart, wire-made discharge electrodes 120, which are suspended from conductive cross members 122 and carry stabilizing weights 124. The discharge electrodes 120 are arranged between parallel plates 126, which extend with the electrodes extending along the plates.

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15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

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65 65

lenkelementen 128 versehen sind, die quer zur Richtung des Gasstroms durch den Ionisator verlaufen. Zwischen den Entladeelektroden 120 und den Platten 126 liegt eine relativ hohe Spannung. Wie bei dem Ionisator nach Fig. 12 kann auch hier der Abscheidewirkungsgrad und/oder die Abscheidekapazität durch Überziehen der Platten 126 mit einer Schicht Widerstandsmaterial wesentlich vergrössert werden. Die erforderlichen elektrischen Eigenschaften und Abmessungen der Schicht sind wieder nach der oben angegebenen Methode zu bestimmen. are provided steering elements 128 which extend transversely to the direction of the gas flow through the ionizer. There is a relatively high voltage between the discharge electrodes 120 and the plates 126. As with the ionizer according to FIG. 12, the deposition efficiency and / or the deposition capacity can also be substantially increased by covering the plates 126 with a layer of resistance material. The required electrical properties and dimensions of the layer must be determined again using the method given above.

In der Fig. 14 ist ein Ionisator dargestellt, der dem nach der Fig. 7 ähnlich ist und eine mit Widerstandsmaterial überzogene Anode besitzt. Der Ionisator nach Fig. 14 besitzt eine ebene Entladeelektrode 130, die an einem Ende eines Trägers 28 montiert ist, der die Elektrode 130 koaxial in einem Glasrohr 134 hält. Die Aussenseite des Glasrohres 134 ist benachbart der Entladeelektrode 130 mit einem elektrisch leitenden Material 136 überzogen. Zwischen der Entladeelektrode 130 und dem Metallüberzug 136 liegt eine relativ hohe Spannung, die von einer Hochspannungsquelle 138 geliefert wird, die einerseits mit dem Überzug 136 und anderseits über einen im Träger verlaufenden Leiter 132 mit der Elektrode 130 verbunden ist. Der Metallüberzug 136 bildet die Anode, und die Abmessungen sowie die elektrischen Eigenschaften des Glasrohres 134 sind so gewählt, dass das Rohr 134 eine Widerstandsschicht für die Anode 136 bildet. FIG. 14 shows an ionizer which is similar to that of FIG. 7 and has an anode coated with resistance material. 14 has a flat discharge electrode 130 which is mounted on one end of a support 28 which coaxially holds the electrode 130 in a glass tube 134. The outside of the glass tube 134 is coated with an electrically conductive material 136 adjacent to the discharge electrode 130. Between the discharge electrode 130 and the metal coating 136 there is a relatively high voltage, which is supplied by a high voltage source 138, which is connected on the one hand to the coating 136 and on the other hand to the electrode 130 via a conductor 132 running in the carrier. The metal coating 136 forms the anode, and the dimensions and the electrical properties of the glass tube 134 are selected such that the tube 134 forms a resistance layer for the anode 136.

Zum Herstellen von mit Widerstandsmaterial überzogenen Anoden kann eine Vielzahl von Widerstandsmaterialien verwendet werden. Das Material kann ein Epoxyharz mit dem erforderlichen spezifischen Widerstand und Durchschlagsfestigkeit umfassen. Zur Erzielung spezieller Widerstandswerte kann Aluminiumoxid mit einem anderen geeigneten Oxid und/oder Metall verwendet werden. Die meisten gegenwärtig bekannten Epoxyharze sind in einer Korona nicht beständig und nicht genügend abriebfest. A variety of resistive materials can be used to make resistive-coated anodes. The material can comprise an epoxy resin with the required resistivity and dielectric strength. To achieve special resistance values, aluminum oxide with another suitable oxide and / or metal can be used. Most currently known epoxy resins are not stable in a corona and are not sufficiently resistant to abrasion.

Geeignete Widerstandsmaterialien sind: Suitable resistance materials are:

I. Organische Materialien a) Epoxyharz STYCAST 2762FF, hergestellt von Emerson Cumings Stycast. Die spezifischen Widerstände dieses Materials sind für Ionisatoren niederer Intensität geeignet. I. Organic Materials a) STYCAST 2762FF epoxy resin manufactured by Emerson Cumings Stycast. The resistivities of this material are suitable for low intensity ionizers.

b) Epoxyharz STYCAST 2762 hergestellt von Emerson Cumings Stycast. Die spezifischen Widerstände dieses Materials sind für Ionisatoren niederer Intensität geeignet. Das Material kann an Ort auf die Anoden aufgebracht werden. b) STYCAST 2762 epoxy resin manufactured by Emerson Cumings Stycast. The resistivities of this material are suitable for low intensity ionizers. The material can be applied to the anodes in place.

c) Epoxyharz Typ C-26, hergestellt von Emerson Cumings. Die spezifischen Widerstände sind für Ionisatoren hoher und niederer Intensität geeignet. Dieses Material kann auf den c) Type C-26 epoxy resin manufactured by Emerson Cumings. The specific resistances are suitable for high and low intensity ionizers. This material can be used on the

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Anoden durch Sprühen oder Streichen in dünnen Schichten aufgebracht werden. Anodes can be applied by spraying or brushing in thin layers.

II. Anorganische Materialien a) LA-2-500 Aluminiumoxid, hergestellt von Union Carbide. Die spezifischen Widerstände dieses Materials sind für Ionisatoren niederer und hocher Intensität bei Temperaturen über 280 °C geeignet. Der spezifische Widerstand beträgt bei 150 °C 1012 Ohm • cm und bei 280 °C IO10 Ohm • cm. Dieses Material muss mit einem speziellen Plasmabrenner aufgebracht werden. Da das Material als Abriebschutz entwickelt wurde, besitzt es .eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit. II. Inorganic materials a) LA-2-500 alumina, manufactured by Union Carbide. The resistivities of this material are suitable for low and high intensity ionizers at temperatures above 280 ° C. The specific resistance is 1012 Ohm • cm at 150 ° C and IO10 Ohm • cm at 280 ° C. This material must be applied using a special plasma torch. Since the material was developed to protect against abrasion, it has excellent abrasion resistance.

b) Mit Porzellan überzogener Stahl, hergestellt von Erie Ceramic, Inc. Spezifischer Widerstand 1012 bis 2 • 1011 Ohm • cm bei 150 °C. Dicke zwischen 0,03 bis 0,05 cm. b) Porcelain coated steel made by Erie Ceramic, Inc. Resistivity 1012 to 2 • 1011 ohms • cm at 150 ° C. Thickness between 0.03 to 0.05 cm.

c) Pyrexrohr 7740, hergestellt von der Corning Glass Company. Die spezifischen Widerstände sind für Ionisatoren niederer und hoher Intensität geeignet, da der spezifische Widerstand bei 150 °C IO10 Ohm • cm beträgt. Erhältlich sind Rohre mit einem Innendurchmesser von 15 bis 42 cm und einer Dicke von 3 bis 6 mm. Dieses Material kann mit Vorteil bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 verwendet werden. c) Pyrex tube 7740 manufactured by the Corning Glass Company. The specific resistances are suitable for low and high intensity ionizers because the specific resistance at 150 ° C is IO10 Ohm • cm. Tubes with an inner diameter of 15 to 42 cm and a thickness of 3 to 6 mm are available. This material can advantageously be used in the exemplary embodiment according to FIG. 11.

d) Pyroceram, hergestellt von der Corning Glass Company: d) Pyroceram manufactured by the Corning Glass Company:

1. Typ 9606. Die spezifischen Widerstände dieses Materials sind für Ionisatoren niederer und hoher Intensität mit Temperaturen von über 280 °C geeignet. Der spezifische Widerstand beträgt bei 290 °C 5 • IO10 Ohm • cm und bei 150 °C 1. Type 9606. The resistivities of this material are suitable for low and high intensity ionizers with temperatures above 280 ° C. The specific resistance is 5 • IO10 Ohm • cm at 290 ° C and at 150 ° C

5 • 1011 Ohm-cm. 5 • 1011 ohm-cm.

2. Typ 9608. Der spezifische Widerstand dieses Materials ist für Ionisatoren hoher und niederer Intensität geeignet, da der spezifische Widerstand bei 150 °C 3 • 109 Ohm • cm beträgt. 2. Type 9608. The resistivity of this material is suitable for high and low intensity ionizers, since the resistivity at 150 ° C is 3 • 109 Ohm • cm.

e) Natronglas, hergestellt von der Corning Glass Company. Spezifischer Widerstand 2 • IO8 Ohm ■ cm bei 150 °C. e) Soda glass manufactured by the Corning Glass Company. Resistivity 2 • IO8 Ohm ■ cm at 150 ° C.

f) VYCOR Glas, hergestellt von der Corning Glass Company. Die spezifischen Widerstände dieses Materials sind für Ionisatoren niederer und hoher Intensität bei sehr hohen Temperaturen geeignet. Spezifischer Widerstand 1012 Ohm • cm bei 150 °C. f) VYCOR glass manufactured by the Corning Glass Company. The resistivities of this material are suitable for low and high intensity ionizers at very high temperatures. Specific resistance 1012 Ohm • cm at 150 ° C.

Die Anode kann somit in Ionisatoren verschiedenster Art zur Erhöhung der Kapazität und/oder des Lade Wirkungsgrads von Ionisatoren für zweistufige elektrostatische Abscheider verwendet werden. The anode can thus be used in a wide variety of ionizers for increasing the capacity and / or the charging efficiency of ionizers for two-stage electrostatic precipitators.

Der Ionisator kann nicht nur in elektrostatischen Abscheidern zur Entfernung von Flugasche aus Abgasen von kohlegefeuerten Kraftwerken, sondern auch in elektrostatischen Abscheidern für Kraftwerke, bei denen Öl und Mischungen aus schwefelarmer und schwefelreicher Kohle verfeuert werden, verwendet werden. The ionizer can be used not only in electrostatic precipitators to remove fly ash from exhaust gases from coal-fired power plants, but also in electrostatic precipitators for power plants that burn oil and mixtures of low-sulfur and high-sulfur coal.

7 7

5 5

10 10th

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25 25th

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S S

3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

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2nd

PATENT CLAIMS

1. Electrostatic separator for separating solid particles from a gas or gas mixture, with a high voltage source and an ionizer, which comprises a discharge electrode and at least one passive electrode, which electrodes are separated from one another by an electrode gap, characterized in that the said electrodes with a high voltage source are connected, the voltage of which is so great that an electric field is generated between the electrodes, which causes a corona discharge with a corona current density of greater than 10-9 A / cm3 at the passive electrode, and that to prevent reverse corona discharges and flashovers a resistance material in the form of a layer located between the discharge electrode and the passive electrode is arranged on the passive electrode, which resistance material has a specific resistance of 106 to 10 at the temperature and electric field strength occurring during operation of the ionizer 13 ohm-cm.

2. Separator according to claim 1, characterized in that the thickness of the resistance material layer is greater than

0.01 cm and less than 15% of the ratio of the applied voltage to the electric field strength inside the resistance material.

3. A separator according to claim 1, characterized in that the thickness of the resistance material layer is at least four times greater than the diameter of the area on the surface of the layer within which the flashover discharge takes place.

4. A separator according to claim 1, characterized in that the resistivity of the resistance material is 108 to IO10 ohm-cm at a current density of 10-6 A / cm2 at the passive electrode.

5. Separator according to claim 1, characterized in that the resistivity of the resistive material is 106 to IO13 Ohm • cm at a current density of IO-9 to 10 "6 A / cm2 on the passive electrode.

6. Separator according to claim 1, characterized in that the resistance material is an organic compound with a dielectric strength of greater than 50 kV / cm.

7. Separator according to claim 1, characterized in that the resistance material is an inorganic compound with a dielectric strength of greater than 80 kV / cm.

8. The separator as claimed in claim 1, characterized in that a plurality of passive electrodes are arranged at a distance from one another as partial electrodes (93) which are electrically insulated from one another, and that the resistance material (85) covers the sides of the partial electrodes facing the discharge electrode (FIG. 9 ).

9. A separator according to claim 8, characterized in that electrically insulating spacers (94) are arranged between the electrically conductive partial electrodes (93).

10. A separator according to claim 8, characterized in that the spaces between the partial electrodes form passages for liquids (Fig. 10 and 11).

11. A method of operating the separator according to claim

1, characterized in that the gas loaded with solid particles for electrostatic charging of the solid particles is passed through the electrode gap of the ionizer, the temperature of the solid particles in the electrode gap being in the range from 82 to 400 ° C.