CH636778A5

CH636778A5 - METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING FINE DUST AND AEROSOLS FROM A GAS FLOW.

Info

Publication number: CH636778A5
Application number: CH994378A
Authority: CH
Inventors: Klaus Holzer; Hans Guth
Original assignee: Bayer Ag
Priority date: 1977-09-27
Filing date: 1978-09-22
Publication date: 1983-06-30
Also published as: DE2743292B2; GB2005158A; GB2005158B; JPS5457275A; DE2743292A1; BE870776A; FR2403828A1; NL7809696A; IT7828064A0; SE7810086L

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abscheidung von Feinstäuben und Aerosolen, hauptsächlich Salzaerosolen, aus einem Gasstrom, insbesondere einem Prozess- oder Abgasstrom, bei dem die Feinstäube bzw. Aerosole in einem The invention relates to a method for separating fine dust and aerosols, mainly salt aerosols, from a gas stream, in particular a process or exhaust gas stream, in which the fine dust or aerosols in one

Elektrofilter mit Niederschlagsfläche unter der Wirkung des elektrischen Feldes an einem die Niederschlagsfläche bedek-kenden, geerdeten Flüssigkeitsfilm abgeschieden werden. Die zu diesem Verfahren verwendbare Vorrichtung besteht 5 entweder aus vertikal stehenden, rohrförmigen Niederschlagsflächen, in denen eine axiale Sprühelektrode aufgehängt ist, oder aus plattenförmigen Niederschlagsflächen mit zwischen den Platten aufgehängten Sprühelektroden. Die eigentliche Niederschlagselektrode stellt in allen Fällen der ge-io erdete Flüssigkeitsfilm dar. Electrostatic precipitators with a precipitation surface are deposited under the effect of the electric field on a grounded liquid film covering the precipitation surface. The device which can be used for this method 5 consists either of vertically standing, tubular precipitation surfaces in which an axial spray electrode is suspended, or of plate-shaped precipitation surfaces with spray electrodes suspended between the plates. The actual precipitation electrode is in all cases the ge-io earthed liquid film.

Das Abscheideprinzip der Elektrofilter allgemein besteht darin, durch Anlegen einer hohen Gleichspannung zwischen zwei Elektroden den Teilchen im Gasstrom eine Ladung zu erteilen, wobei die ionisierten Teilchen unter dem Einfluss 15 des elektrischen Feldes zur geerdeten Niederschlagselektrode wandern und dort anhaften. Massgeblich für die Abscheidung ist neben der Stärke des elektrischen Feldes die Verweilzeit der Teilchen im elektrischen Feld sowie der spezifische Widerstand der Teilchen. The principle of separation of the electrostatic precipitators generally consists in imparting a charge to the particles in the gas stream by applying a high DC voltage between two electrodes, the ionized particles migrating under the influence of the electric field to the grounded precipitation electrode and adhering there. In addition to the strength of the electric field, the decisive factor for the deposition is the dwell time of the particles in the electric field and the specific resistance of the particles.

20 Die verschiedenen Typen der Elektrofilter unterscheiden sich hauptsächlich durch die Art der Entfernung (Abreini-gung) des an den Niederschlagselektroden anhaftenden, abgeschiedenen Staubes. Bei den Trockenelektrofiltern sind die geerdeten metallischen Niederschlagselektroden (meist Plat-25 ten) elastisch aufgehängt und der abgeschiedene Staub wird durch intermittierendes Klopfen oder Rütteln dieser Platten abgereinigt. Bei gut wasserlöslichen Stäuben kann die Ab-reinigung der Niederschlagsflächen auch durch diskontinuierliches Besprühen mit Wasser erfolgen. Man spricht 30 hierbei bereits von Nasselektrofiltern, obwohl der eigentliche Abscheidevorgang noch trocken erfolgt. Hier verwendet man bereits häufig röhren- oder wabenförmige Niederschlagselektroden. Bei den eigentlichen Nasselektrofiltern besteht die Niederschlagselektrode aus einem an nichtleiten-35 den Rohrinnenwänden (Kunststoff- oder gummierte Rohre) kontinuierlich fliessenden, geerdeten Wasserfilm,, in dem die abgeschiedenen Teilchen gelöst oder abgespült werden. Hierbei gibt es unterschiedliche Arten der Filmerzeugung über Überlauf oder tangentialen Zulauf an jedem Einzel-40 rohr, wobei - entsprechend der Zahl der Rohre - relativ hohe Kreislaufwassermengen benötigt werden und die gleichmässige Verteilung auf alle Rohre Schwierigkeiten bereitet. Die am häufigsten angewandte Art der Filmerzeugimg sieht vor, über Nebeldüsen feine Wassertröpfchen in den 45 Gasstrom einzudüsen und diese dann - zusammen mit dem Staub - an der Niederschlagselektrode abzuscheiden. Dabei lässt sich jedoch kein gleichmässiger Film über die ganze Rohrlänge erzielen und gleichzeitig wächst bei Eindüsung von im Vergleich zu den feinen Staubteilchen sehr grossen so Wassertropfen (selbst bei Nebeldüsen liegt die Tropfengrös-se im Bereich 0 30-200 jxm) in das elektrische Feld die Zahl der elektrischen Überschläge. Bei Überschlägen bricht das elektrische Feld kurzzeitig zusammen und die Abscheidewirkung der Filter verschlechtert sich rapide. Bei Anwesenheit 55 einer grösseren Anzahl Wassertropfen im Gasstrom muss deshalb zur Vermeidung der Überschläge die elektrische Spannung stark reduziert werden, was sich ebenfalls nachteilhaft auf die Abscheideleistung des Filters auswirkt. 20 The different types of electrostatic precipitators differ mainly in the type of removal (cleaning) of the separated dust adhering to the precipitation electrodes. In the case of the dry electrostatic precipitators, the grounded metallic precipitation electrodes (mostly plates) are suspended elastically and the separated dust is cleaned off by intermittent tapping or shaking these plates. In the case of dust that is readily water-soluble, the precipitation surfaces can also be cleaned by spraying with water intermittently. One already speaks of wet electrostatic precipitators here, although the actual separation process is still dry. Tubular or honeycomb-shaped precipitation electrodes are often used here. In the actual wet electrostatic precipitators, the precipitation electrode consists of a grounded water film, which continuously flows on the inner pipe walls (plastic or rubber pipes), in which the separated particles are dissolved or rinsed off. There are different types of film production via overflow or tangential feed on each individual 40 pipe, whereby - depending on the number of pipes - relatively high amounts of circulating water are required and the uniform distribution on all pipes is difficult. The most frequently used type of film production is to inject fine water droplets into the gas stream via mist nozzles and then - together with the dust - to separate them at the precipitation electrode. However, it is not possible to achieve a uniform film over the entire length of the tube and, at the same time, when water droplets that are very large compared to the fine dust particles are injected (even with mist nozzles, the droplet size is in the range 0 30-200 jxm) into the electric field Number of electrical flashovers. In the event of flashovers, the electric field briefly collapses and the filtering efficiency deteriorates rapidly. In the presence of a large number of water drops in the gas stream, the electrical voltage must therefore be greatly reduced in order to avoid flashovers, which likewise has a disadvantageous effect on the filter's separation efficiency.

Schwierigkeiten treten vor allem dann auf, wenn grössere 60 Mengen von Feinstäuben und Salzaerosolen aus einem Prozess- oder Abgasstrom mit einem Abscheidegrad von mehr als 95% entfernt werden sollen. Dieses Problem stellt sich vor allem bei der Abgasreinigung von Abfallverbrennungsanlagen aller Art. Da hier die flüssigen oder festen Schad-65 stoffe teilweise aus Kondensations- und Sublimationsvorgängen bei hohen Temperaturen entstanden sind, weisen die zu entfernenden Teilchen extrem feine Korngrössen (<0,1 um) auf. Die Abscheidung von Teilchen in diesem Difficulties arise especially when larger 60 quantities of fine dust and salt aerosols are to be removed from a process or exhaust gas stream with a degree of separation of more than 95%. This problem arises above all in the exhaust gas purification of waste incineration plants of all kinds. Since the liquid or solid pollutants in some cases have arisen from condensation and sublimation processes at high temperatures, the particles to be removed have extremely fine grain sizes (<0.1 μm ) on. The separation of particles in this

Korngrössenbereich mit hohem Wirkungsgrad unter Verwendung von Elektrofiltern ist bisher nicht in befriedigendem Masse gelungen. Grain size range with high efficiency using electrostatic filters has so far not been successfully achieved.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Abscheidegrad für Feinstäube und Salzaerosole bei Elektrofiltern zu verbessern, wobei eine kontinuierliche Fahrweise mit hohen Standzeiten gefordert wird. The invention is therefore based on the object of improving the degree of separation for fine dust and salt aerosols in electrostatic filters, a continuous mode of operation with a long service life being required.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem eingangs beschriebenen Verfahren erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der zu reinigende Gasstrom vor dem Eintritt in das Elektrofilter mit Dampf beladen wird und der Flüssigkeitsfilm auf der Niederschlagsfläche durch Kondensation dieser Dampfanteile erzeugt wird. Die Kondensation wird in der Praxis zweckmässig dadurch erreicht, dass die Niederschlagsflächen durch ein Kühlmittel unter den Taupunkt des Gasstromes im Elektrofilter abgekühlt werden. Es war überraschend und nicht vorherzusehen, dass allein durch Kondensation ein zusammenhängender Flüssigkeitsfilm erzeugt werden kann, der sowohl als Niederschlagselektrode dient, als auch für einen ausreichenden Abtransport der löslichen und unlöslichen Staub- bzw. Aerosolteilchen sorgt. Der zu reinigende Gasstrom wird im folgenden meist als Rohgasstrom bezeichnet. Based on the method described at the outset, this object is achieved according to the invention in that the gas stream to be cleaned is loaded with steam before it enters the electrostatic filter and the liquid film is generated on the precipitation surface by condensation of these steam components. In practice, the condensation is expediently achieved in that the precipitation surfaces are cooled by a coolant below the dew point of the gas flow in the electrostatic filter. It was surprising and unpredictable that a coherent liquid film can be produced solely by condensation, which serves both as a precipitation electrode and also ensures that the soluble and insoluble dust or aerosol particles are adequately removed. The gas stream to be cleaned is usually referred to below as the raw gas stream.

Vorteilhaft wird das Elektrofilter bei einem Elektrodenabstand von 80 bis 100 mm mit einer Spannung von 40 bis 50 kV betrieben. Bei herkömmlichen Nasselektrofiltern muss aufgrund der durch die Wassereindüsung in das elektrische Feld erheblich reduzierten Überschlagsgrenze mit ca. 20 bis 25% niedrigerer Spannung gefahren werden. Die höhere Spannung führt zu einer Verbesserung des Abscheidegrads bei dem neuen Verfahren. The electrostatic filter is advantageously operated at an electrode spacing of 80 to 100 mm with a voltage of 40 to 50 kV. With conventional wet electrostatic precipitators, due to the significantly reduced rollover limit due to the water injection into the electric field, the voltage must be reduced by approx. 20 to 25%. The higher voltage leads to an improvement in the degree of separation in the new process.

Der Flüssigkeitsfilm besteht vorzugsweise aus Wasser. Zu diesem Zweck wird dem Rohgasstrom vor dem Eintritt in das Elektrofilter Wasserdampf zugegeben. Das Einbringen von Dampf in den Rohgasstrom kann entweder in einem dem Elektrofilter vorgeschalteten Verdampfungskühler durch Einspritzen von Wasser oder durch direkte Dampfeinspeisung in den Rohgasstrom erfolgen. The liquid film preferably consists of water. For this purpose, steam is added to the raw gas stream before it enters the electrostatic precipitator. Steam can be introduced into the raw gas stream either in an evaporative cooler upstream of the electrostatic filter by injecting water or by feeding steam directly into the raw gas stream.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass die Niederschlagsflächen durch einen Kühlmittelkreislauf kontinuierlich unter den Taupunkt des dampfbeladenen Rohgasstromes abgekühlt werden und das Rohgas im Gegenstrom zu dem an den Niederschlagsflächen herabfliessenden Flüssigkeitsfilms vorbeigeleitet wird. A further development of the method according to the invention consists in that the precipitation surfaces are continuously cooled by a coolant circuit below the dew point of the steam-laden raw gas stream and the raw gas is directed in countercurrent to the liquid film flowing down the precipitation surfaces.

Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geht von einem Elektrofilter mit vertikal stehenden, rohrförmigen Niederschlagsflächen aus, in denen jeweils eine als Anode geschaltete axiale Sprühelektrode aufgehängt ist. Das erfindungsgemässe Kennzeichen dieser Vorrichtung besteht darin, dass die Aussenflächen der Niederschlagsrohre mit einem Kühlkreislauf in Verbindung stehen und der auf der Rohrinnenseite kondensierte Flüssigkeitsfilm geerdet ist. Dieser geerdete Flüssigkeitsfilm stellt somit die zur Ausbildung des elektrischen Feldes notwendige Katode dar. Die Zuführungen für das Rohgas sind dabei zweckmässig am unteren Ende und die Abführungen am oberen Ende der rohrförmigen Niederschlagsflächen angebracht. A suitable device for carrying out the method according to the invention is based on an electrostatic filter with vertically standing, tubular precipitation surfaces, in each of which an axial spray electrode connected as an anode is suspended. The characteristic feature of this device according to the invention is that the outer surfaces of the precipitation pipes are connected to a cooling circuit and the liquid film condensed on the inside of the pipe is grounded. This grounded liquid film thus represents the cathode necessary for the formation of the electrical field. The feeds for the raw gas are expediently arranged at the lower end and the outlets at the upper end of the tubular precipitation surfaces.

Alternativ kann auch ein Elektrofilter auf der Basis von plattenförmigen Niederschlagsflächen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendet werden. In diesem Falle sind die Sprühelektroden zwischen den Platten aufgehängt. Die Gaszu- bzw. -abführung erfolgt mittels seitlicher Anschlüsse. Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Platten aus Hohlprofilen bestehen, die innen vom Kühlmedium durchströmt werden und der kondensierte Flüssigkeitsfilm an den Aussenflächen der Platten abläuft und geerdet ist. Wird der Flüssigkeitsfilm Alternatively, an electrostatic filter based on plate-shaped precipitation areas can also be used to carry out the method according to the invention. In this case the spray electrodes are suspended between the plates. The gas supply and discharge takes place by means of side connections. According to the invention, this device is characterized in that the plates consist of hollow profiles through which the cooling medium flows on the inside and the condensed liquid film runs off on the outer surfaces of the plates and is grounded. Will the liquid film

636778 636778

durch eine mit ihm in Kontakt stehende Elektrode geerdet, so können die als Niederschlagsflächen ausgebildeten Rohre oder Platten bei beiden oben beschriebenen alternativen Ausführungsformen auch aus einem elektrisch nichtleitenden Material, z.B. Hart-PVC oder Glas, bestehen. grounded by an electrode in contact with it, the tubes or plates designed as precipitation surfaces in both alternative embodiments described above can also be made of an electrically non-conductive material, e.g. Hard PVC or glass.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren und einer entsprechenden Vorrichtung werden folgende Vorteile erzielt: The following advantages are achieved with the method according to the invention and a corresponding device:

a) Aufgrund der Kondensation bildet sich ein gleichmäs-siger, zusammenhängender Flüssigkeitsfilm, der nach unten abläuft. Dadurch werden trockene Stellen und damit zu elektrischen Überschlägen führende Anbackungen vermieden. a) Due to the condensation, a uniform, coherent liquid film forms, which runs downwards. This avoids dry spots and caking that leads to electrical flashovers.

b) Häufig werden heisse Abgasströme durch einen Verdampfungskühler geleitet (Quenche), so dass von vornherein kondensierbare Anteile im Gasstrom enthalten sind. Es sind dann keine zusätzlichen Verfahrensschritte zum Einbringen von Dämpfen vor dem Elektrofilter erforderlich. b) Hot exhaust gas streams are frequently passed through an evaporative cooler (quench), so that condensable components are contained in the gas stream from the outset. No additional process steps for introducing vapors in front of the electrostatic filter are then required.

c) Die im Elektrofilter abgeschiedenen Staubteilchen bzw. Salzaerosole werden in dem Flüssigkeitsfilm gelöst oder abgespült, so dass keine zusätzliche Abreinigungsvorrich-tung benötigt wird. c) The dust particles or salt aerosols separated in the electrostatic filter are dissolved or rinsed off in the liquid film, so that no additional cleaning device is required.

d) Da im elektrischen Feld zwischen Sprühelektrode und dem die Niederschlagselektrode bildenden Kondensationswandfilm neben dem Gasstrom nur die abzuscheidenden Staub- oder Flüssigkeitsaerosole vorhanden sind und als Ladungsträger in Frage kommen, ist die Gefahr von Überschlägen gegenüber herkömmlichen Nasselektrofiltern stark reduziert. Aus diesem Grunde kann auch mit höheren Spannungen gearbeitet werden. d) Since in the electrical field between the spray electrode and the condensation wall film forming the precipitation electrode only the dust or liquid aerosols to be separated are present in addition to the gas flow and are suitable as charge carriers, the risk of flashovers compared to conventional wet electrostatic filters is greatly reduced. For this reason, higher voltages can also be used.

e) Mit dem neuen Verfahren werden über lange Standzeiten auch bei der Abscheidung kleinster Korngrössen hervorragende Ergebnisse erzielt. So konnten z.B. Schwefelsäure* und Salzsäure-Aerosole mit Tröpfchengrössen e) With the new process, excellent results are achieved over long service lives, even when separating the smallest grain sizes. For example, Sulfuric acid * and hydrochloric acid aerosols with droplet sizes

< 1 um zu 99% aus einem Abgasstrom entfernt werden. <1 to be removed 99% from an exhaust gas stream.

Im folgenden wird das erfindungsgemässe Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: The method according to the invention and the associated device are explained in more detail below with reference to drawings and exemplary embodiments. Show it:

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt einer ersten Aus-führungsform der Vorrichtung mit einem Blockdiagramm des Abscheideverfahrens, 1 shows a vertical longitudinal section of a first embodiment of the device with a block diagram of the deposition method,

Fig. 2 einen Querschnitt in der Ebene A-A der Fig. 1, 2 shows a cross section in the plane A-A of FIG. 1,

Fig. 3 einen waagrechten Querschnitt gemäss C-C (Fig. 5) einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung mit plattenförmigen Niederschlagselektroden, 3 shows a horizontal cross section according to C-C (FIG. 5) of a second embodiment of the device with plate-shaped precipitation electrodes,

Fig. 4 einen Schnitt analog Fig. 1 dieser zweiten Ausführungsform, und Fig. 4 is a section analogous to Fig. 1 of this second embodiment, and

Fig. 5 einen Schnitt gemäss B-B in Fig. 4. 5 shows a section according to B-B in FIG. 4.

Das Elektrofilter 1 in Fig. 1 besteht aus einem Bündel von Rohren 2, die von einem Mantel 3 umgeben sind. Das Elektrofilter 1 wird in vertikaler Richtung betrieben, d.h. die Rohre 2 verlaufen von oben nach unten. In den Achsen der Rohre 2 sind die Sprühelektroden 4 aufgehängt (siehe auch Fig. 2). Sie bestehen aus dünnen Drähten mit einem Durchmesser von ca. 2 mm, die an ihrem unteren Ende mit Gewichten 18a beschwert sind und an ihrem oberen Ende an einem für alle Drähte gemeinsamen Isolator 6 befestigt sind. Die Sprühelektroden 4 sind an den Plus-Pol eines Hochspannungsaggregates 7 mit einer Gleichspannung von 40 bis 50 kV angeschlossen. Der andere Pol der Hochspannungsquelle 7 ist geerdet. Die Rohre 2 sind von einem Kühlmittel umgeben, das in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet und in Fig. 1 schraffiert dargestellt ist. Der Kühlmittelzulauf 8 befindet sich am unteren Ende und der Ablauf 9 am oberen Ende des Elektrofilters 1. Das zu reinigende Abgas wird durch den Stutzen 10 in das Elektrofilter 1 eingeleitet, durch den Siebboden 11 gleichmässig verteilt und strömt durch die Rohre und den Stutzen 16 nach oben ab. Vor dem Eintritt in das Elektrofilter 1 wird das heisse Abgas in einem Verdamp3 The electrostatic filter 1 in FIG. 1 consists of a bundle of tubes 2 which are surrounded by a jacket 3. The electrostatic filter 1 is operated in the vertical direction, i.e. the tubes 2 run from top to bottom. The spray electrodes 4 are suspended in the axes of the tubes 2 (see also FIG. 2). They consist of thin wires with a diameter of approximately 2 mm, which are weighted at their lower end with weights 18a and are attached at their upper end to an insulator 6 common to all wires. The spray electrodes 4 are connected to the positive pole of a high-voltage unit 7 with a DC voltage of 40 to 50 kV. The other pole of the high voltage source 7 is grounded. The tubes 2 are surrounded by a coolant, which is indicated by arrows in FIG. 2 and hatched in FIG. 1. The coolant inlet 8 is located at the lower end and the outlet 9 at the upper end of the electrostatic precipitator 1. The exhaust gas to be cleaned is introduced into the electrostatic precipitator 1 through the nozzle 10, evenly distributed through the sieve plate 11 and flows through the pipes and the nozzle 16 from the top. Before entering the electrostatic filter 1, the hot exhaust gas is evaporated3

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

636778 636778

fungskühler 12 (Quenche) abgekühlt und mit Wasserdampf gesättigt. Bei der Reinigung von kalten Abgasen kann der dampfförmige Anteil auch direkt in die Zuleitung zum Elektrofilter eingespeist werden, z.B. durch die gestrichelt dargestellte Düse 13. Wird an der Innenseite der Rohre 2 aufgrund der Kühlung der Taupunkt des aufwärtsströmenden Rohgases unterschritten, so kondensieren die dampfförmigen Anteile an der Innenwand aus und bilden einen zusammenhängenden und kontinuierlich nach unten ablaufenden Flüssigkeitsfilm. Im Falle von Metallrohren ist dieser Flüssigkeitsfilm automatisch über das Gehäuse geerdet und bildet die Niederschlagselektrode. Werden dagegen Rohre aus einem nichtleitenden Material benutzt, so muss der Flüssigkeitsfilm durch Elektroden 14 geerdet werden. Durch das zylindersymmetrische elektrische Feld zwischen den Elektroden werden Staub und Aerosolteilchen durch Coulomb-Kräfte an die Innenwand transportiert und vom Flüssigkeitsfilm gelöst bzw. abgespült. Das Kondensat wird mit den abgeschiedenen Produkten am unteren Ende des Elektrofil-ters 1 durch den Auslass 15 abgezogen. Das gereinigte Gas strömt durch die Austrittsöffnung 16 am oberen Ende ab. Die zur Kondensation benötigten Dampfanteile bestehen in der Regel aus Wasserdampf. Im Prinzip können jedoch auch andere kondensierbare Dämpfe eingespeist werden. cooler 12 (Quenche) cooled and saturated with water vapor. When cleaning cold exhaust gases, the vaporous part can also be fed directly into the supply line to the electrostatic filter, e.g. by the nozzle 13 shown in dashed lines. If the dew point of the upward flowing raw gas falls below the dew point on the inside of the tubes 2 due to the cooling, the vaporous portions condense on the inner wall and form a coherent and continuous downward liquid film. In the case of metal pipes, this liquid film is automatically grounded via the housing and forms the precipitation electrode. If, on the other hand, pipes made of a non-conductive material are used, the liquid film must be grounded by electrodes 14. Due to the cylindrically symmetrical electric field between the electrodes, dust and aerosol particles are transported to the inner wall by Coulomb forces and detached or rinsed off from the liquid film. The condensate with the separated products is drawn off through the outlet 15 at the lower end of the electrostatic precipitator 1. The cleaned gas flows out through the outlet opening 16 at the upper end. The steam components required for condensation generally consist of water vapor. In principle, however, other condensable vapors can also be fed in.

Anstelle eines Röhrenfilters kann auch das in den Fig. 3 bis 5 dargestellte Plattenfilter zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendet werden. Die Nieder-schlagsfiächen sind hier als profilierte Hohlplatten 17 ausgebildet, die von einem Kühlmedium durchströmt werden. Die Platten 17 stehen wie die Rohre in Fig. 1 senkrecht. Die s Sprühelektroden 18 werden wieder durch eine Reihe von Drähten gebildet, die von oben in der Mittelebene zwischen den Platten 17 herunterhängen und an Hochspannungsaggregate 7 angeschlossen sind; in Fig. 3 und 5 sind deren drei zu sehen, die in Fig. 5 mit I, II und III bezeichnet sind. Die io Drähte 18 sind wie bei der Ausführung nach Fig. 1 an ihrem unteren Ende mit Spanngewichten 19 beschwert (Fig. 4 und 5). Instead of a tube filter, the plate filter shown in FIGS. 3 to 5 can also be used to carry out the method according to the invention. The precipitation surfaces are designed here as profiled hollow plates 17 through which a cooling medium flows. The plates 17 are vertical like the tubes in FIG. 1. The s spray electrodes 18 are again formed by a series of wires which hang down from above in the middle plane between the plates 17 and are connected to high-voltage units 7; 3 and 5, three of which can be seen, which are designated by I, II and III in FIG. As in the embodiment according to FIG. 1, the io wires 18 are weighted at their lower end with tension weights 19 (FIGS. 4 and 5).

Das Rohgas wird durch den seitlichen Anschluss 20 zugeführt und strömt parallel zu den Platten 17 und senkrecht 15 zu den Sprühelektroden 18 durch das Filter hindurch. Staub und Aerosolteilchen werden aufgrund der Wirkung des elektrischen Feldes zum Flüssigkeitsfilm auf den Oberflächen der Platten 17 transportiert. Das gereinigte Gas strömt durch den Austritt 21 ab (siehe Fig. 5). The raw gas is supplied through the lateral connection 20 and flows through the filter parallel to the plates 17 and perpendicular to the spray electrodes 18. Dust and aerosol particles are transported to the liquid film on the surfaces of the plates 17 due to the action of the electric field. The cleaned gas flows out through the outlet 21 (see FIG. 5).

20 In Fig. 5 ist noch der Kühlwasserzulauf 8 und -ablauf 9 sowie in Fig. 3 und 5 die Profilrippen 22 der Hohlplatten 17 angedeutet, die aus längsgerichteten, innen oder aussen an den Platten 17 angebrachten Verstärkungen oder Sicken bestehen. Die gesamte Anordnung ist wie bei der Ausführung 25 gemäss Fig. 1 in einen Behälter 23 eingebaut. In Fig. 5, the cooling water inlet 8 and outlet 9 and in Fig. 3 and 5 the profile ribs 22 of the hollow plates 17 are indicated, which consist of longitudinal reinforcements or beads attached to the inside or outside of the plates 17. The entire arrangement is installed in a container 23 as in the embodiment 25 according to FIG. 1.

Verfahrensbeispiel Process example

In einer Verbrennungsanlage für flüssige Abfälle werden organisch verunreinigte, stark salzhaltige Abwässer verbrannt. Bei Temperaturen über 1200 °C verdampfen die Salze, hauptsächlich NaCl und Na2S04, und werden bei der anschliessenden Rauchgaskühlung im Dampferzeuger wieder kondensiert. Ein Teil der Salze lässt sich am Kessel als flüssige Schmelze abziehen, der Rest wird als Feinstaub oder Aerosol mit dem Rauchgas ausgetragen. Die Salzaerosole treten im Rauchgas in Konzentrationen von 20 bis 30 g/m3 auf. Das Häufigkeitsmaximum der Korngrössenverteilung liegt bei ca. 0,1 um, die gröbsten Teilchen sind etwa 2 (j,m gross. Die Abscheidung dieser extrem feinen Salzaerosole auf die vom Gesetzgeber geforderten Reingaswerte < 100 mg/m3 erfordert von einem entsprechenden Abscheide-Ag-gregat allerhöchste Abscheidegrade bis zu 99,8%. Bei entsprechenden Versuchen mit bekannten Abscheidesystemen, nämlich Hochleistungs-Venturiwäschern, Heissgasgewebefil-tern und trockenen sowie nassen Elektrofiltern der herkömmlichen Bauarten, konnten diese Abscheidegrade im Dauerbetrieb nicht erreicht werden. Ausgezeichnete Abscheideergebnisse Hessen sich erst mit dem erfindungsgemässen Verfahren erzielen. Dazu wurde hinter einem entsprechenden Verbrennungskessel eine Pilotanlage zur Reinigung eines Teilgasstromes von 400 m3/h staubbeladenen Abgases erstellt. Der ca. 500 bis 600 °C heisse Abgasstrom wurde zunächst in einer Quenche durch Direkteindüsung von Wasser (ca. 21/m3) auf 60 °C abgekühlt und mit Wasserdampf gesättigt. Das hinter die Quenche 12 geschaltete Elektrofilter 1 bestand aus einem Rohrbündel von 7 PVC-Rohren 2 (160 mm 0,200 mm lang) und wurde vom Gasstrom von unten nach oben durchströmt. Die an den zentral in den PVC-Rohren 2 35 aufgehängten Sprühelektroden 4 (Drähte von 2 mm Durchmesser) angelegte elektrische Gleichspannung betrug 40 bis 50 kV. Je nach Staubbeladung und Gaszusammensetzung wurde ein Stromfluss von 3 bis 6 mA erreicht. Das Rohrbündel war mit einem Kühlwassermantel umgeben, der im 40 Gleichstrom mit dem Gas mit ca. 1 m3/h Kühlwasser von 14 bis 16 °C beaufschlagt wurde. Damit konnte das Gas auf ca. 52 °C abgekühlt werden unter gleichzeitiger Kondensation des Wasserdampfes (ca. 251/h) an den Rohrinnenwänden. Der kontinuierlich abfliessende Kondensfilm war an der Un-45 terseite der Rohre über am Rohrboden befestigte Drahtschleifen 14 geerdet und bildete die Niederschlagselektrode. Die unter dem Einfluss des elektrischen Feldes am Kondensfilm abgeschiedenen Feinstäube gingen teilweise in Lösung oder wurden einfach mit dem Film abgespült. Ein zusätzli-50 ches Eindüsen von Wasser in die Rohre war nicht erforderlich. Die Rohre blieben auch im mehrwöchigen Dauerbetrieb frei von Ansätzen. Bei Rohgasstaubgehalten von 20 bis 30 g/m3 konnten mit der beschriebenen Anordnung Reingaswerte < 50 mg/m3 erreicht werden. Auch H2S04- und 55 HCl-Aerosole mit Tröpfchengrössen < 1 um wurden zu 99% aus dem Abgas entfernt. Organically contaminated, highly saline wastewater is burned in an incineration plant for liquid waste. At temperatures above 1200 ° C, the salts, mainly NaCl and Na2S04, evaporate and are condensed again in the steam generator during the subsequent flue gas cooling. Some of the salts can be drawn off on the boiler as a liquid melt, the rest is discharged as fine dust or aerosol with the flue gas. The salt aerosols occur in the flue gas in concentrations of 20 to 30 g / m3. The maximum frequency of the grain size distribution is about 0.1 µm, the coarsest particles are about 2 (j, m in size. The separation of these extremely fine salt aerosols to the clean gas values required by law <100 mg / m3 requires a corresponding separator Ag In the case of appropriate tests with known separation systems, namely high-performance venturi scrubbers, hot gas fabric filters and dry and wet electrostatic filters of the conventional types, these separation degrees could not be achieved in continuous operation For this purpose, a pilot plant for cleaning a partial gas flow of 400 m3 / h of dust-laden exhaust gas was created behind an appropriate combustion boiler. The hot exhaust gas flow, which was approx. 500 to 600 ° C, was initially quenched by direct injection of water (approx. 21 / m3 ) cooled to 60 ° C and with steam saturated. The electrostatic filter 1 connected behind the quench 12 consisted of a tube bundle of 7 PVC tubes 2 (160 mm 0.200 mm long) and was flowed through by the gas flow from bottom to top. The direct electrical voltage applied to the spray electrodes 4 (wires with a diameter of 2 mm) suspended centrally in the PVC pipes 2 35 was 40 to 50 kV. Depending on the dust load and gas composition, a current flow of 3 to 6 mA was achieved. The tube bundle was surrounded by a cooling water jacket, which was charged with approx. 1 m3 / h cooling water from 14 to 16 ° C in 40 co-current with the gas. This allowed the gas to be cooled to approx. 52 ° C with simultaneous condensation of the water vapor (approx. 251 / h) on the inner walls of the pipe. The continuously flowing condensation film was grounded on the underside of the tubes via wire loops 14 attached to the tube sheet and formed the precipitation electrode. The fine dust deposited under the influence of the electric field on the condensation film partially dissolved or was simply rinsed off with the film. An additional injection of water into the pipes was not necessary. The pipes remained free of deposits even in continuous operation lasting several weeks. With raw gas dust contents of 20 to 30 g / m3, clean gas values <50 mg / m3 could be achieved with the described arrangement. 99% of H2S04 and 55 HCl aerosols with droplet sizes <1 µm were also removed from the exhaust gas.

s s

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

636778 PATENT CLAIMS

1. A method for separating fine dust and aerosols from a gas stream, in particular a process or exhaust gas flow, in which the fine dust or aerosols are deposited in an electrostatic precipitator with a precipitation surface under the action of the electric field on a liquid film covering and grounding the precipitation surface, which is a precipitation electrode forms, characterized in that the gas stream to be cleaned is loaded with steam before entering the electrostatic filter and the liquid film is generated on the precipitation surface by condensation of these steam components.

2. The method according to claim 1, characterized in that the gas stream is saturated with water vapor before entering the electrostatic filter.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the vapor portion required for condensation is supplied to the gas stream in an upstream of the electrostatic precipitator by injecting water.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the proportion of steam required for condensation is fed directly into the gas stream.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the precipitation surface is continuously cooled by a coolant circuit below the dew point of the steam-laden raw gas stream and the gas is passed in countercurrent to the liquid film flowing down the precipitation surface.

6. electrostatic precipitator for carrying out the method according to claim 1, with vertically standing, tubular precipitation surfaces, in each of which an axial spray electrode is suspended, characterized in that the outer surfaces of the precipitation tubes (2) with a cooling circuit (8, 9) in connection stand and the condensed liquid film on the inside of the pipe is grounded.

7. An electrostatic filter according to claim 6, characterized in that a feed (10) for the gas at the lower end and a discharge (15) at the upper end of the tubular precipitation electrodes (2) are attached.

8. Electrostatic filter according to claim 6 or 7, characterized in that the precipitation tubes (2) consist of electrically non-conductive materials and the liquid film is grounded by an electrode (14) in contact with it.

9. electrostatic precipitator for carrying out the method according to claim 1, with plate-shaped precipitation surfaces and spray electrodes suspended between the plates and lateral gas supply and discharge, characterized in that the plates (17) consist of hollow profiles through which the cooling medium flows and the inside condensed liquid film runs on the outer surfaces of the plates (17) and is grounded.

10. Electro filter according to claim 9, characterized in that the plate-shaped precipitation surfaces (17) consist of electrically non-conductive materials and the liquid film is grounded by an electrode (14) in contact with it.