CH642869A5

CH642869A5 - METHOD FOR SEPARATING FINE DISTRIBUTED SOLIDS FROM A GAS FLOW AND APPARATUS FOR CARRYING OUT THE METHOD.

Info

Publication number: CH642869A5
Application number: CH973079A
Authority: CH
Inventors: Richard Griffith Reese
Original assignee: Combustion Power
Priority date: 1978-10-30
Filing date: 1979-10-30
Publication date: 1984-05-15
Also published as: IT7950682A0; GB2036604A; AU5193079A; DE2942223A1; ZA795571B; GB2036604B; JPS5559820A; SE7908972L; AU537853B2; FR2440221A1; FR2440221B3; CA1136067A; IT1148211B

Description

Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und mit einem Apparat zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and to an apparatus for performing the method.

Es ist bekannt, dass feinverteilte Feststoffe, die in einem s Gas suspendiert sind, aus diesem abgeschieden werden können (wenigstens teilweise), indem man das Gas durch ein Bett von kornförmigem, festem Material hindurchschickt. Es sei diesbezüglich auf die Seiten 20-74/75 des Perry's Chemical Engineers' Handbook, 4. Auflage, McGraw-Hill, hin-io gewiesen. Ein Verfahren und ein Apparat zum Abscheiden von feinverteilten Feststoffen aus Gas, bei denen ein zugeführtes Gas, in welchem feinverteilte Feststoffe enthalten sind, durch eine sich abwärtsbewegende Masse von körnigem, festem Material hindurchgeschickt wird, sind in der i5 US-PS 4 017 278 beschrieben. Sie sind auch in einer Anzahl von Anlagen zur kommerziellen Anwendung gelangt. It is known that finely divided solids suspended in a gas can be separated (at least partially) from a gas by passing the gas through a bed of granular, solid material. In this regard, reference is made to pages 20-74 / 75 of the Perry's Chemical Engineers' Handbook, 4th edition, McGraw-Hill. A method and apparatus for separating finely divided solids from gas in which a supplied gas containing finely divided solids is passed through a descending mass of granular solid material are described in U.S. Patent No. 4,017,278 . They have also found commercial use in a number of plants.

Die stets strenger werdenden Anforderungen an die Qualität der Umweltluft führen dazu, dass die aus Anlagen entströmenden Gase noch besser gereinigt werden müssen als 20 bisher. The ever stricter requirements for the quality of the ambient air mean that the gases escaping from plants have to be cleaned even better than 20 previously.

Obwohl das Verfahren und der Apparat, die in der US-PS 4 017 278 beschrieben sind, in vielen Hinsichten recht zufriedenstellend arbeiten, hat sich gezeigt, dass wenn im zu behandelnden Gasstrom ein beträchtlicher Anteil von äus-25 serst fein verteilten Feststoffen enthalten ist, deren Partikelgrösse beispielsweise unter 1 bis 2 Mikron liegt, die Wirksamkeit des Apparates, ausgedrückt in Prozentsatz des ausgeschiedenen Materials, bezogen auf die Gesamtmenge des Anteils, eher abnimmt. Diese Abnahme der Wirksamkeit ist 30 darauf zurückzuführen, dass die äusserst fein verteilten Feststoffpartikel sich nur schwierig ausscheiden lassen, weil es einem erhöhten Anteil dieser Partikel gelingt, durch das Bett von körnigem Material hindurchzugelangen, ohne aus dem Gas abgeschieden zu werden. Nimmt man dazu Zuflucht, im 35 Bett des Apparates ein feiner verteiltes körniges Material zu verwenden oder zieht man dickere Bette von gröberem Material vor, so wird wohl die Wirksamkeit verbessert, und man mag den gewünschten Reinigungsgrad erreichen, dies aber in beiden Fällen nur auf Kosten eines höheren Druck-40 abfalles im Gasstrom, der durch das Bett hindurchgeschickt wird, mit der Folge, dass dann auch entsprechend mehr Energie aufgewendet werden muss, um den zu reinigenden Gasstrom durch den Apparat hindurchzuführen. Falls dik-kere Betten von körnigem Material Verwendung finden, 45 nimmt nicht nur der Druckabfall im Gasstrom zu, sondern es muss auch die Anlage bzw. Ausrüstung grösser dimensioniert werden, wegen der erhöhten Belastung des körnigen Materials. Although the method and apparatus described in US Pat. No. 4,017,278 work quite satisfactorily in many respects, it has been found that if the gas stream to be treated contains a substantial proportion of extremely finely divided solids, whose particle size is less than 1 to 2 microns, for example, the effectiveness of the apparatus, expressed as a percentage of the excreted material, based on the total amount of the fraction, tends to decrease. This decrease in effectiveness is due to the fact that the extremely finely divided solid particles are difficult to separate because an increased proportion of these particles can get through the bed of granular material without being separated from the gas. If one takes refuge in using a finely distributed granular material in the apparatus bed or prefers thicker beds of coarser material, the effectiveness is probably improved and the desired degree of cleaning may be achieved, but in both cases only at a cost a higher pressure drop in the gas stream that is sent through the bed, with the result that more energy must then be expended in order to pass the gas stream to be cleaned through the apparatus. If thicker beds of granular material are used, 45 not only does the pressure drop in the gas flow increase, but the system or equipment must also be dimensioned larger because of the increased load on the granular material.

Es wurde schon in Betracht gezogen, die im zu reinigen-50 den Gasstrom enthaltenen feinverteilten Feststoffe zu laden unter Verwendung einer Hochspannungs-Ladungsvorrich-tung wie etwa jene, die für das elektrische Niederschlagen verwendet wird, etwa wie in Perry's Chemical Engineering Handbooks auf den Seiten 20-82ff. dargelegt ist, wobei das 55 zu reinigende Gas, welches die nun elektrisch geladenen feinverteilten Feststoffe enthält, durch das Bett von körnigem Material hindurchgeschickt wird. Die metallische Hülle, welche das Bett von körnigem Material enthält, ist hierbei geerdet und wird deshalb die geladenen Partikel fangen. Mit die-6o sem Konzept kann der Restgehalt an Feststoffen im Gas auf genügend niedrige Werte herabgesetzt werden, um gewissen Anforderungen gerecht zu werden; dieses Resultat wird aber erreicht unter Verwendung von lediglich der Einlassseite des Bettes von körnigem Material, ohne dass aber die Vorteile 65 einer Tiefbettfiltration ausgenützt werden; dazu kommt noch, dass sehr hohe Anlagekosten in Rechnung zu stellen sind für die Hinzuführung einer Ladevorrichtung für Hochspannung und Hochenergie des elektrischen Prezipitatortyps It has already been considered to charge the finely divided solids contained in the gas stream to be cleaned using a high voltage charging device such as that used for electrical precipitation, such as in Perry's Chemical Engineering Handbooks on the pages 20-82ff. is set out, the 55 gas to be cleaned, which now contains the electrically charged finely divided solids, is sent through the bed of granular material. The metallic shell that contains the bed of granular material is grounded here and will therefore trap the charged particles. With this concept, the residual solids content in the gas can be reduced to low enough values to meet certain requirements; however, this result is achieved using only the inlet side of the bed of granular material, but without taking advantage of deep bed filtration; in addition, very high system costs have to be charged for adding a charging device for high voltage and high energy of the electrical precipitator type

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in der Flusslinie der Anlage, wobei auch die älteren und neueren Schwierigkeiten hinzukommen, die beim Betrieb solcher Ladevorrichtungen auftreten infolge von Ansammlung von schweren Feststoffen auf den Leiteroberflächen. in the flow line of the facility, adding the older and newer difficulties encountered in operating such loaders due to the accumulation of heavy solids on the conductor surfaces.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Apparat zu dessen Durchführung vorzuschlagen, welche vorteilhafter sind. Die Lösung liegt in Ausbildungen, wie sie sich aus den Patentansprüchen 1 und 2 ergeben. The invention has for its object to propose a method and an apparatus for its implementation, which are more advantageous. The solution lies in training, as they result from the claims 1 and 2.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand beiliegender Zeichnung beispielsweise erläutert. Es sei aber bereits jetzt daraufhingewiesen, dass das elektrisch leitende Glied so ausgebildet und dimensioniert sein sollte, dass weder die Abwärtsbewegung des Bettes von körnigem Material noch der Fluss von Gas durch das Material wesentlich behindert werden. Die Abwärtsbewegung des Bettmaterials bewirkt eine kontinuierliche Reinigung der Oberfläche des stromleitenden Gliedes so, dass dieses während der ganzen Reinigungsphase fortfahrt, mit voller Wirksamkeit als vollständig sauberer Leiter zu arbeiten. Der Stromverbrauch ist recht niedrig, und sämtliches ausgeschiedenes Material verlässt die Einrichtung zusammen mit dem körnigen Bettmaterial, aus dem es dann abgeschieden werden kann, bevor diesefs Bettmaterial in gereinigtem Zustand erneut zum Gebrauch gelangt. The invention is explained below with reference to the accompanying drawing, for example. However, it should already be pointed out that the electrically conductive member should be designed and dimensioned such that neither the downward movement of the bed of granular material nor the flow of gas through the material are significantly impeded. The downward movement of the bed material causes the surface of the current-carrying member to be continuously cleaned so that it continues to work with full effectiveness as a completely clean conductor during the entire cleaning phase. Power consumption is quite low and all of the excreted material leaves the facility along with the granular bed material from which it can then be separated before being used again in a cleaned state.

In der Zeichnung zeigen: The drawing shows:

Fig. 1 einen etwas schematisierten Vertikalschnitt durch eine sehr einfache Ausführungsform eines mit einem Bett von körnigem Material arbeitenden Abscheiders, bei dem ein stromleitendes Glied in dieses Bett eingetaucht ist, 1 shows a somewhat schematic vertical section through a very simple embodiment of a separator working with a bed of granular material, in which a current-conducting member is immersed in this bed,

Fig. 2 einen teilweisen Horizontalschnitt und im übrigen eine Draufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Abscheider, Fig. 3 einen teilweisen Aufriss und teilweisen Vertikalschnitt eines Ausführungsbeispieles eines Abscheiders, der mit einem Bett von körnigem Material ausgestattet ist, ähnlich wie dies schon bei dem in der US-PS 4 017 278 offenbarten Abscheider der Fall ist, wobei auch in diesem Ausführungsbeispiel ein stromleitendes Glied in das Bett von körnigem Material eingetaucht ist, Fig. 2 is a partial horizontal section and otherwise a top view of the separator shown in Fig. 1, Fig. 3 is a partial elevation and partial vertical section of an embodiment of a separator equipped with a bed of granular material, similar to that already in the the separator disclosed in US Pat. No. 4,017,278 is the case, a current-conducting member also being immersed in the bed of granular material in this exemplary embodiment,

Fig. 4 einen Horizontalschnitt nach der Linie 4-4 des in Fig. 3 veranschaulichten Abscheiders, 4 shows a horizontal section along line 4-4 of the separator illustrated in FIG. 3,

Fig. 5 eine schematisierte perspektivische Ansicht des stromleitenden Gliedes, das in der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 Verwendung findet. Fig. 5 is a schematic perspective view of the current-conducting member, which is used in the embodiment of FIGS. 3 and 4.

Der in Fig. 1 dargestellte Abscheider weist einen länglichen, stehenden Behälter 1 auf, welcher einer Säule ähnlich ist und beispielsweise einen quadratischen oder rechteckför-migen Querschnitt hat. Dieser Behälter ist mit einer Masse von körnigem, festem Kontaktmaterial 2 gefüllt. Dieses Kontaktmaterial wird in den Behälter eingeführt durch die Materialeinführöffnung 3 hindurch, und es wird aus dem Behälter bzw. der Säule abgeführt durch die Materialauslassöffnung 4 hindurch. Das körnige Kontaktmaterial bewegt sich durch die Säule abwärts unter Schwerkrafteinwirkung, und zwar bei einer mittleren Geschwindigkeit von etwa 0,15 bis 12 m/h. Die Abwärtsbewegung des Kontaktmaterials kann gewünschtenfalls intermittierend sein. Die Abwärtswandergeschwindigkeit des Kontaktmaterials hängt ab von der Geschwindigkeit, bei welcher dieses Material durch die Öffnung 4 hindurch abgezogen wird, und die stündliche Durchflussmenge an solchem Material wird von der Menge von feinverteilten Feststoffen abhängen, die in dem durch den Apparat bzw. die Säule hindurchgelassenen Gasstrom enthalten ist, wobei sie grösser sein wird, wenn der Anteil von Feststoffen im Gas hoch ist. The separator shown in FIG. 1 has an elongated, standing container 1, which is similar to a column and has, for example, a square or rectangular cross section. This container is filled with a mass of granular, solid contact material 2. This contact material is introduced into the container through the material introduction opening 3, and it is discharged from the container or the column through the material outlet opening 4. The granular contact material moves downward through the column under the influence of gravity, at an average speed of approximately 0.15 to 12 m / h. The downward movement of the contact material can, if desired, be intermittent. The downward rate of travel of the contact material depends on the rate at which this material is withdrawn through opening 4, and the hourly flow rate of such material will depend on the amount of finely divided solids present in the gas stream passed through the apparatus or column is included, it will be larger if the proportion of solids in the gas is high.

Das zu reinigende Gas, welches die feinverteilten, auszu- ■ scheidenden Feststoffe enthält, wird durch die Gaseinlassöffnung 5 hindurch eingeführt, die zu einem verbreiteten Gaseinlassteil 6 führt. Ein Teil der Seitenwand der Säule der mit dem erweiterten Einlassteil 6 in Verbindung steht, ist jalousieartig ausgebildet, wobei die Jalousieschaufeln so stark geneigt sind, dass das Gas wohl durch die Jalousieöffnungen hindurchtreten kann, aber der Durchtritt von Kontaktmate-5 rial durch die Jalousieöffnungen hindurch vermieden wird. Das eintretende Gas berührt das körnige Kontaktmaterial 2 und bewegt sich durch die Masse dieses Kontaktmaterials hindurch, um dann zur entgegengesetzten Wand der Säule 1 zu gelangen. Bei dieser entgegengesetzten Wand befindet io sich ein erweiterter Gasauslassteil von im allgemeinen rechteckförmigem Querschnitt, welcher Auslassteil mit der Aussenwand der Säule 1 in Verbindung steht; dabei ist dieser beim Gasauslassteil gelegene Teil der gegenüberliegenden Wand auch jalousieartig ausgebildet, und zwar so, dass hier i5 der Austritt von Gas ermöglicht, hingegen der Austritt von Kontaktmaterial durch die Jalousieöffnungen hindurch vermieden wird. Gas, das beinahe vollständig frei ist von darin suspendierten Feststoffen, wird durch den an den Auslassteil 7 anschliessenden Stutzen 8 hindurch abgeführt. The gas to be cleaned, which contains the finely divided solids to be separated, is introduced through the gas inlet opening 5, which leads to a widespread gas inlet part 6. A part of the side wall of the column that is connected to the expanded inlet part 6 is designed like a blind, the blind blades being inclined so much that the gas can probably pass through the blind openings, but the passage of contact material through the blind openings is avoided. The incoming gas touches the granular contact material 2 and moves through the mass of this contact material in order to then reach the opposite wall of the column 1. At this opposite wall there is an expanded gas outlet part of generally rectangular cross-section, which outlet part is connected to the outer wall of the column 1; this part of the opposite wall located at the gas outlet part is also designed in the manner of a blind, in such a way that here i5 allows gas to escape, while contact material is prevented from escaping through the blind openings. Gas, which is almost completely free of solids suspended therein, is discharged through the connector 8 adjoining the outlet part 7.

20 In dieser Ausführung gelangt ein stromleitendes Glied 9 zur Verwendung, das aus einer Mehrzahl von nebeneinander hängenden länglichen, elektrisch leitenden Stäben oder Rohren 9 besteht, die an einen Metallstab 10 angeschweisst oder -geschraubt sind. Dieser Stab 10 erstreckt sich oben 25 quer durch die Säule hindurch, von der er durch Isolatoren 11 isoliert ist; durch diesen Stab kann eine elektrische Hochspannung an die Stäbe bzw. Rohre 9 des stromleitenden Gliedes angelegt werden. 20 In this embodiment, a current-conducting member 9 is used, which consists of a plurality of elongated, electrically conductive rods or tubes 9 hanging next to one another, which are welded or screwed to a metal rod 10. This rod 10 extends above 25 across the column, from which it is isolated by insulators 11; This rod can be used to apply a high electrical voltage to the rods or tubes 9 of the current-carrying member.

Die Säule samt allen inneren Teilen, unter anderem den 30 jalousieartig ausgebildeten Abschnitten, sind elektrisch geerdet. Beim Anlegen von elektrischer Hochspannung an das leitende Ghed entsteht ein elektrisches Feld zwischen diesem Glied und den zu dem Gaseintritt und den Gasaustritt dienenden jalousieartigen Wandteilen. Durch dieses elektrische 35 Feld werden die feinverteilten Feststoffe, die im Behandlungsgas enthalten sind, sich auf den Partikeln des körnigen Kontaktmaterials ablagern, das in der Säule abwärtswandert, wobei es sich bei diesem Material 2 um elektrisch schlecht leitendes Material handelt. Ein gewisser Anteil der 40 feinverteilten Feststoffe wird durch das stromleitende Glied 9 angezogen und zurückgehalten. Die kontinuierliche Abwärtswanderung des Kontaktmaterials 2 an den stromleitenden Stäben 10 oder 9 vorbei, führt dazu, dass an diesen stromleitenden Teilen sich keine Ansammlung von Feststof-45 fen aufbauen kann, der einen Belag von hohem elektrischem Widerstand bilden würde, welcher seinerseits die Bildung bzw. Aufrechterhaltung des elektrischen Feldes unterbinden würde. The column, including all internal parts, including the 30 sections designed as blinds, are electrically grounded. When electrical high voltage is applied to the conductive ghed, an electrical field is created between this link and the louver-like wall parts serving for the gas inlet and gas outlet. This electrical field causes the finely divided solids contained in the treatment gas to deposit on the particles of the granular contact material that migrates downward in the column, this material 2 being an electrically poorly conductive material. A certain proportion of the 40 finely divided solids is attracted and retained by the current-conducting member 9. The continuous downward migration of the contact material 2 past the current-carrying rods 10 or 9 means that no accumulation of solids can build up on these current-conducting parts, which would form a coating of high electrical resistance, which in turn would form or Maintenance of the electric field would prevent.

Der Strömungsweg von geringstem Widerstand für das 50 zu reinigende Gas ist jener zwischen dem erweiterten Einlassteil zum erweiterten Auslassteil 7. Diejenige Menge von Kontaktmaterial, die sich oberhalb des Niveaus des Auslassteiles 7 befindet, und jene, die sich unterhalb des Niveaus dieses Auslassteiles 7 befindet, sind genügend hoch, um ei-55 nen nennenswerten Abfluss von Gas durch die Materialeinlassöffnung 3 und durch die Materialauslassöffnung 4 hindurch zu verhindern. Ein Teil des Gasstromes kann einen gekrümmten Verlaufhaben, der etwas ansteigt bis über und unter die Enden des Auslassteiles 7 dem Durchfluss des Ga-60 ses durch das Kontaktmaterial; nichtsdestoweniger findet das Gas seinen Strömungsweg geringsten Widerstandes zu dem Auslassteil 7 und somit zum Auslassstutzen 8 hin. The flow path of least resistance for the gas to be cleaned is that between the extended inlet part to the extended outlet part 7. The amount of contact material which is above the level of the outlet part 7 and that which is below the level of this outlet part 7 are sufficiently high to prevent a significant outflow of gas through the material inlet opening 3 and through the material outlet opening 4. Part of the gas flow may have a curved course, which rises slightly up and over and under the ends of the outlet part 7, the flow of the gas through the contact material; nonetheless, the gas finds its flow path of least resistance to the outlet part 7 and thus to the outlet port 8.

Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, dass das stromleitende 65 Glied aus einer Mehrzahl von rohrförmigen Elektroden besteht, die in stromleitender Verbindung stehen mit einem elektrisch leitenden Stab 10 und die sich untereinander in einem Abstand befinden, der etwa 5 bis 30 cm beträgt. Ein ge It can be seen from FIG. 2 that the current-conducting member consists of a plurality of tubular electrodes which are in current-conducting connection with an electrically conductive rod 10 and which are at a distance from one another which is approximately 5 to 30 cm. A ge

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nügend grosser Abstand besteht zwischen den Seitenwänden der Säule und den ihnen zunächst gelegenen Elektroden zwecks Erreichens eines minimalen Spannungsleckes zwischen diesen Elektroden und den betreffenden Seitenwänden der Säule. Der stromleitende Stab 10 ist von diesen Seitenwänden der Säule abisoliert. there is a sufficient distance between the side walls of the column and the electrodes located next to them in order to achieve a minimal voltage leak between these electrodes and the relevant side walls of the column. The current-conducting rod 10 is stripped from these side walls of the column.

Die Fig. 3 veranschaulicht eine Ausführungsform des Apparates zum Abscheiden von feinverteilten Feststoffen aus einem Gas, die weitgehend ähnlich ausgebildet ist wie der in der US-PS 4 017 278 offenbarte Apparat. Ein stehend angeordneter zylindrischer Behälter 20, dereine flache Deckwand hat (die aber auch stumpfkegelförmig sein könnte) und.der einen sich nach unten kegelig verjüngenden Boden hat, hat in diesem Boden eine Materialauslassöffnung 21 und mindestens eine Materialeinlassöffnung 22 in seiner Deckwand. Gasdurchlassöffnungen 23 und 24 sind in der Deckwand bzw. in der Mantelwand vorhanden. Das zu reinigende Gas, welches suspendierende Feststoffe in feiner Verteilung enthält, kann durch die Öffnung 24 zugeführt und nach Reinigung durch die Öffnung 23 abgeführt werden, oder umgekehrt. Ein erstes zylindrisches Wandglied 25, das jalousieartig ausgebildet ist und dessen Durchmesser kleiner ist als jener des Behälters 20, ist in diesem Behälter konzentrisch angeordnet, zur Freilassung eines Ringraumes 26 zwischen sich und der Mantelwand des Behälters. Bei 28, also bei seinem oberen Ende ist dieses Wandglied 25 gasdicht mit dem Oberteil des Behälters verbunden. Der somit oben abgeschlossene Ringraum 26 steht unten mit dem über dem Behälterboden gelegenen Teil des Behälterinnenraumes in freier Verbindung. Ein zweites zylindrisches Wandglied 29, dessen Durchmesser kleiner ist als jener des ersten Wandgliedes 25 und das auch jalousieartig ausgebildet ist, ist konzentrisch innerhalb des ersten zylindrischen Wandgliedes 25 angeordnet, so dass zwischen beiden Wandgliedern ein Ringraum vorhanden ist, der sich von der Decke des Behälters bis zu dessen Boden erstreckt. Der Innenraum des zweiten zylindrischen Wandgliedes 29 steht mit dem Gasdurch-fluss am Oberteil des Behälters in freier Verbindung, wobei sein Oberteil über die Decke hinaus verlängert sein kann, um als Abströmkanal zu dienen, durch den gereinigtes Gas ab-fliesst, oder als Einlassteil dienen kann, durch den zu reinigendes Gas eingeführt wird. Der untere Endteil des innerhalb des zweiten Wandteiles gelegenen Raumes steht in freier Verbindung mit der Masse von Kontaktmaterial, die sich über dem kegelig verjüngten Boden des Behälters 20 befindet. Eine Masse von körnigem Kontaktmaterial 30 füllt auch den Zwischenraum aus, der zwischen den Wandgliedern 25 und 29 vorhanden ist und diese Masse steht in freier Verbindung mit der Feststoffauslassöffnung 21, die im Boden des Behälters vorhanden ist. Körniges Kontaktmaterial, welches den Ringraum zwischen den Wandgliedern 25 durch die Feststoffauslassöffnung 21 verlässt, gelangt in einen Feststoffseparator 31, der befähigt ist, feinverteilte Feststoffe von dem körnigen Kontaktmaterial abzutrennen. Geeignete Feststoffseparatoren, die hier gebraucht werden können, sind solche mit Rüttelsieben oder mit umlaufenden Sieben, wobei in beiden Fällen die Sieböffnungen dimensioniert sind zum Durchlass der zuvor im Gasstrom feinverteilten Feststoffe, welche aus dem in Behandlung befindlichen Gas abgeschieden wurden und die nun mit dem Kontaktmaterial vermengt sind, welches die Feststoffauslassöffnung 21 durchwandert. Diese Feststoffe, die im Separator 31 vom Kontaktmaterial getrennt werden, verlassen diesen Separator durch die Ausflussöffnung 32. Das gereinigte Kontaktmaterial, welches den Separator 31 verlässt, wird durch einen Elevator 33 bis zur Decke des Behälters 20 befördert und durch diese hindurch wieder in den Ringraum eingelassen, der zwischen den Wandgliedern 25 und 29 besteht, und zwar durch die Kontaktmaterialeinlassöffnung bzw. -leitung 22 hindurch. FIG. 3 illustrates an embodiment of the apparatus for separating finely divided solids from a gas, which is largely similar to the apparatus disclosed in US Pat. No. 4,017,278. A standing cylindrical container 20, which has a flat top wall (which could also be frustoconical) and which has a bottom which tapers conically downwards, has a material outlet opening 21 in this bottom and at least one material inlet opening 22 in its top wall. Gas passage openings 23 and 24 are provided in the top wall and in the jacket wall, respectively. The gas to be cleaned, which contains suspended solids in a fine distribution, can be fed through the opening 24 and, after cleaning, can be discharged through the opening 23, or vice versa. A first cylindrical wall member 25, which is designed like a louver and whose diameter is smaller than that of the container 20, is arranged concentrically in this container, in order to leave an annular space 26 between itself and the jacket wall of the container. At 28, that is, at its upper end, this wall member 25 is connected gas-tight to the upper part of the container. The annular space 26 thus closed off at the bottom is in free communication with the part of the container interior located above the container bottom. A second cylindrical wall member 29, the diameter of which is smaller than that of the first wall member 25 and which is also in the form of a louver, is arranged concentrically within the first cylindrical wall member 25, so that an annular space is present between the two wall members which extends from the ceiling of the container extends to the bottom. The interior of the second cylindrical wall member 29 is in free communication with the gas flow at the upper part of the container, and its upper part can be extended beyond the ceiling in order to serve as an outflow channel through which cleaned gas flows off or serve as an inlet part can be introduced through the gas to be cleaned. The lower end portion of the space located within the second wall portion is in free communication with the mass of contact material located above the tapered bottom of the container 20. A mass of granular contact material 30 also fills the space between the wall members 25 and 29 and this mass is in free communication with the solids outlet opening 21 which is present in the bottom of the container. Granular contact material, which leaves the annular space between the wall members 25 through the solids outlet opening 21, enters a solids separator 31, which is capable of separating finely divided solids from the granular contact material. Suitable solids separators that can be used here are those with vibrating sieves or with rotating sieves, in both cases the sieve openings are dimensioned for the passage of the solids, which were previously finely divided in the gas stream, and which were separated from the gas being treated and now with the contact material are mixed, which passes through the solids outlet opening 21. These solids, which are separated from the contact material in the separator 31, leave this separator through the outflow opening 32. The cleaned contact material, which leaves the separator 31, is conveyed by an elevator 33 to the ceiling of the container 20 and through it again into the annular space embedded, which exists between the wall members 25 and 29, through the contact material inlet opening or line 22.

Ein stromleitendes Gitter, welches z.B. aus einer Mehrzahl von Elektroden 34 besteht, ist in die Masse von Kontaktmaterial eingetaucht, so, dass sie sich in demselben vertikal nach unten erstreckt und dabei etwa in der Mitte zwischen den Wandgliedern 25 und 29 befindet. Elektrischer Strom bzw. Spannung wird zugeleitet durch eine Leitung 35, durch einen Isolator 36 hindurch, welcher sie vom Behälter isoliert, wobei der Strom bzw. die Spannung bis zu den Elektroden 34 gelangt. A current-conducting grid, which e.g. consists of a plurality of electrodes 34, is immersed in the mass of contact material so that it extends vertically downwards in the same and is located approximately in the middle between the wall members 25 and 29. Electrical current or voltage is supplied through a line 35, through an insulator 36, which insulates it from the container, the current or voltage reaching the electrodes 34.

Die Fig. 4 veranschaulicht im horizontalen Querschnitt die Anordnung der Elektroden 34 des Gitters und deren Anbringung an einen leitenden Ring 37 etwa durch Schweiss-oder Schraubverbindung, und sie veranschaulicht auch die Anordnung dieser Elektrode innerhalb des Ringes von Kontaktmaterial. 4 illustrates in horizontal cross section the arrangement of the electrodes 34 of the grid and their attachment to a conductive ring 37, for example by welding or screw connection, and it also illustrates the arrangement of this electrode within the ring of contact material.

Die Fig. 5 veranschaulicht die Anordnung der Elektroden 34 am leitenden Ring 37 und auch deren Anbringung an einem unteren Ring 38. Dank dieser Anbringung der Elektroden an den beiden Ringen sind diese Elektroden festgehalten innerhalb der Masse von Kontaktmaterial, in der sie eingebettet sind. Stützstäbe 39 erstrecken sich von Isolatoren 36 nach unten zum Ring 37, mit dem sie verbunden sind. Die Isolatoren sind an der Deckwand des Behälters befestigt und ergeben eine feste Aufhängung fur den Ring und die daran angebrachten Elektroden. FIG. 5 illustrates the arrangement of the electrodes 34 on the conductive ring 37 and also their attachment to a lower ring 38. Thanks to this attachment of the electrodes to the two rings, these electrodes are held within the mass of contact material in which they are embedded. Support rods 39 extend from insulators 36 down to the ring 37 to which they are connected. The insulators are attached to the top wall of the container and provide a firm suspension for the ring and the electrodes attached to it.

Gleichstrom oder Wechselstrom bei einer Spannung im Bereich zwischen 2000 und 50 000 Volt wird an die Elektroden angelegt. Die Partikel des Kontaktmaterials, durch welches das zu reinigende Gas hindurchgeführt wird, sollen eine sehr schlechte elektrische Leitfähigkeit haben und sollen hitzebeständig sein bei der Temperatur des zu reinigenden Gases; diese Partikel sollen eher rund als eckig bzw. scharfkantig sein zur Erleichterung des Gasdurchflusses und zur Vermeidung der Brückenbildung; ferner sollten diese Partikel eine vernünftig gute Gleichmässigkeit ihrer Korngrösse aufweisen. Die Korngrösse beträgt vorzugsweise zwischen 2 und 12,5 mm. Eine Masse von Partikeln, in welcher die grössten vorhandenen Partikel, die in einem wesentlichen Mengenanteil vorhanden sind, einen Durchmesser haben, der nicht mehr als drei- bis viermal grösser ist als der Durchmesser der kleinsten Partikel, die im wesentlichen Anteil in der Menge enthalten sind, wird als genügend gleichmässige Masse angesehen und ergibt die guten Fliesseigenschaften, die im Apparat erwünscht werden. Grober Küstensand und feinverteilter Kies sind billig, gut erhältlich und bilden hervorragende Bestandteile von Kontaktmaterial. Ein San Si-meon-Sand, welcher 8% Anteil von USA-Siebgrösse Nr. 6, 62% Anteil von USA-Siebgrösse Nr. 7 und 30% Anteil von USA-Siebgrösse Nr. 8 enthält, ist ein zufriedenstellend grober Küstensand. Feiner Kies, der 66% Partikel mit einer USA-Siebgrösse Nr. 4,26% Partikel einer USA-Siebgrösse Nr. 5 und im übrigen nur geringfügig grössere Partikel der Siebgrösse 4 und noch kleinere Partikel der Sieb-grösse Nr. 6 enthält, ist ein geeigneter Kies für die Benützung in ihrem beschriebenen Verfahren. Falls Gas von sehr hoher Temperatur zu behandeln ist, können Bette aus keramischem Material oder aus Quarzmaterial oder ähnlichen Materialien verwendet werden, die eine schlechte elektrische Leitfähigkeit haben und bei höheren Temperaturen beständiger sind als Sand oder Kies. Direct current or alternating current at a voltage in the range between 2000 and 50,000 volts is applied to the electrodes. The particles of the contact material through which the gas to be cleaned is passed should have a very poor electrical conductivity and should be heat-resistant at the temperature of the gas to be cleaned; these particles should be round rather than angular or sharp-edged to facilitate gas flow and to avoid bridging; furthermore, these particles should have a reasonably good uniformity of their grain size. The grain size is preferably between 2 and 12.5 mm. A mass of particles in which the largest particles present, which are present in a substantial proportion, have a diameter which is not more than three to four times larger than the diameter of the smallest particles, which are essentially contained in the quantity , is considered to be a sufficiently uniform mass and gives the good flow properties which are desired in the apparatus. Coarse coastal sand and finely divided gravel are cheap, readily available and form excellent components of contact material. San Si-meon sand, which contains 8% of USA sieve size No. 6, 62% of USA sieve size No. 7 and 30% of USA sieve size No. 8, is a satisfactory coarse coastal sand. Fine gravel that contains 66% particles with a USA sieve size of 4.26% particles with a USA sieve size of 5 and otherwise only slightly larger particles with sieve size 4 and even smaller particles with sieve size 6 a suitable gravel for use in the process described. If gas is to be treated at a very high temperature, beds made of ceramic material or of quartz material or similar materials can be used which have poor electrical conductivity and are more resistant than sand or gravel at higher temperatures.

Die mittlere Abwärtswandergeschwindigkeit von Kontaktmaterial kann zwischen etwa 0,15 bis 12 m/h betragen, vorzugsweise aber zwischen 0,9 und 3 m/h. Dank dieser Abwärtswanderung des Kontaktmaterials wird die Oberfläche des elektrisch leitenden Gliedes kontinuierlich sauber gerieben. The average downward travel speed of contact material can be between about 0.15 to 12 m / h, but preferably between 0.9 and 3 m / h. Thanks to this downward migration of the contact material, the surface of the electrically conductive member is continuously rubbed clean.

s s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

642 869 642 869

Die am stromleitenden Glied angelegte Spannung kann zwischen 2000 und 50 000 V betragen. Eine vollständigere Abscheidung von sehr feinverteilten Feststoffen aus dem zu reinigenden Gas wird bei Spannungen erreicht, die im oberen Teil dieses Bereiches liegen. Es sei z.B. angeführt, dass wenn bei einem Apparat nach Fig. 3 in kommerzieller Grösse an das stromleitende Glied überhaupt keine Spannung angelegt wird, Partikel mit einer Korngrösse von einem halben Mikron zu 65% abgeschieden werden, hingegen der Ab-scheidungsgrad auf 75% ansteigt, wenn eine Spannung von 10 000 V angelegt wird, und auf 95% ansteigt, falls eine Spannung von 20 000 V angelegt wird. The voltage applied to the current-carrying member can be between 2000 and 50,000 V. A more complete separation of very finely divided solids from the gas to be cleaned is achieved at voltages that are in the upper part of this range. For example stated that if no voltage at all is applied to the current-carrying member in a commercial size apparatus according to FIG. 3, particles with a grain size of half a micron are separated by 65%, whereas the degree of separation increases to 75% when one Voltage of 10,000 V is applied, and increases to 95% if a voltage of 20,000 V is applied.

Das stromleitende Glied kann sowohl hinsichtlich Grösse wie auch Form verändert werden; dabei ist aber stets zu beachten, dass es weder die Abwärtsbewegung des körnigen Kontaktmaterials noch die Querdurchströmung des Gases durch diese Masse in bedeutsamem Ausmass behindern soll. Stäbe oder Rohre mit einem Aussendurchmesser von etwa 12 Vi bis 26 mm eignen sich gut als Bestandteile dieses Gliedes, desgleichen Flachstäbe mit einer Dicke von etwa 6 XA mm und einer Breite von etwa 51 mm. Es kann auch ein grobmaschiges zylindrisches Sieb oder Geflecht als stromleitendes Glied zur Verwendung gelangen. The current-conducting member can be changed in terms of both size and shape; However, it should always be noted that it should not significantly impede the downward movement of the granular contact material or the transverse flow of gas through this mass. Bars or tubes with an outside diameter of about 12 Vi to 26 mm are well suited as components of this link, as are flat bars with a thickness of about 6 XA mm and a width of about 51 mm. A coarse-mesh cylindrical sieve or mesh can also be used as the current-conducting member.

Ein Apparat des in Fig. 3 gezeigten Typs wurde mit einem elektrisch leitenden Glied gemäss Fig. 4 versehen. Er hatte eine Auslegegrösse für einen Durchlass von 1133 m3 pro Minute und wurde benützt zur Reinigung von Kamingasen aus einem Kesselhaus, das mit Schweröl betrieben wurde. Als körniges Kontaktmaterial wurde solches mit einer Korngrösse Nr. 4 bis Nr. 5 US-Norm verwendet. Die radiale Dicke des Bettes von solchem körnigen Material betrug 0,457 m, und seine Höhe betrug etwa 4,88 m. Die Abwärts-wandergeschwindigkeit des Materials zwischen den Wandgliedern 25 und 29 betrug etwa 0,914 m/h. Das stromleitende Glied wies 42 Elektroden auf, die aus Rohren mit einem Aussendurchmesser von 25,7 mm bestanden und gemäss Fig. 5 an Ringen 37 und 38 befestigt waren. Es wurden dann mehrere Probeläufe durchgeführt zur Abscheidung von feinverteilten Feststoffen aus den Kamingasen des Kesselhauses wie oben angeführt. An apparatus of the type shown in FIG. 3 was provided with an electrically conductive member according to FIG. 4. It was designed for a passage of 1133 m3 per minute and was used to clean chimney gases from a boiler house that was operated with heavy oil. The granular contact material used was a grain size No. 4 to No. 5 US standard. The radial thickness of the bed of such granular material was 0.457 m and its height was about 4.88 m. The downward traveling speed of the material between wall members 25 and 29 was approximately 0.914 m / h. The current-conducting member had 42 electrodes, which consisted of tubes with an outer diameter of 25.7 mm and were fastened to rings 37 and 38 according to FIG. 5. Several test runs were then carried out to separate finely divided solids from the chimney gases in the boiler house as mentioned above.

Die nachfolgende Tabelle führt die Resultate an, die bei einer Anzahl von Probeläufen erzielt wurden, bei denen die am Gitter bzw, stromleitenden Glied angelegte Spannung zwischen 0 und 20 000 V variiert wurde. The following table lists the results obtained in a number of test runs in which the voltage applied to the grid or current-carrying member was varied between 0 and 20,000 V.

s In den Spalten 1 bis 11 sind folgende Grössen angegeben; Sp. 1: Probelaufnummer; Sp. 2: tatsächlicher Gasdurchsatz, in m3/Min. am Auslass; Sp. 3: Druckabfall im Apparat, in Pascal; Sp. 4: Gitterspannung in Kilovolt; Sp. 5: Gitterstrom in mA; Sp. 6 + 7: Temperatur des Gases, in Grad Celsius :o am Einlass bzw. am Auslass; Sp. 8 + 9: Feststoffgehalt des Gases am Einlass bzw. am Auslass, wobei diese Grössen angegeben sind nach der EPA-Norm Nr. 5 für die Bestimmung von Total-Feststoffgehalten in Gasen; Sp. 10: Opazität, angegeben in % und gemessen im Durchlauf des austretenden i5 Gases durch ein LEAR SIEGLER-Opazitätsmessgerät; Sp. 11; Wirkungsgrad, angegeben in % des im Apparat zurückgehaltenen Feststoffgehalts. s The following sizes are given in columns 1 to 11; Col. 1: Trial run number; Sp. 2: actual gas throughput, in m3 / min. at the outlet; Sp. 3: pressure drop in the apparatus, in Pascal; Col. 4: grid voltage in kilovolts; Sp. 5: grid current in mA; Sp. 6 + 7: temperature of the gas, in degrees Celsius: o at the inlet or at the outlet; Sp. 8 + 9: solids content of the gas at the inlet or at the outlet, these sizes being specified in accordance with EPA standard No. 5 for the determination of total solids contents in gases; Sp. 10: Opacity, expressed in% and measured in the passage of the escaping i5 gas through a LEAR SIEGLER opacity meter; Column 11; Efficiency, expressed in% of the solids content retained in the apparatus.

Es wurden an den Elektroden in den angegebenen Spannungsbereichen sowohl Gleichspannung wie auch Wechsel-20 Spannung angelegt. Gleichspannung ist gleich wirksam, unbekümmert darum, ob es sich um positive oder negative Spannung handelt. Wechselspannung führt zu ordentlichen Resultaten in bezug auf Feststoffrückhaltung, sie scheint aber weniger wirksam zu sein als Gleichspannung. 25 Es ergibt sich aus den in der Tabelle angegebenen Messresultaten, dass durch Anordnen der Elektroden in der Masse von Kontaktmaterial und Anlegen einer recht hohen Spannung an den Elektroden ein recht markanter Anstieg bezüglich des Wirkungsgrades erzielt wird. Die Art und Wei-30 se, in der diese Resultate physikalisch zustande kommen, ist nicht vollständig klar, hingegen beweisen die Messresultate den Erfolg der vorgeschlagenen Massnahmen. Both DC voltage and AC voltage were applied to the electrodes in the specified voltage ranges. DC voltage is equally effective, regardless of whether it is positive or negative voltage. AC voltage produces decent results in solids retention, but appears to be less effective than DC voltage. 25 It follows from the measurement results given in the table that by arranging the electrodes in the mass of contact material and applying a fairly high voltage to the electrodes, a quite marked increase in efficiency is achieved. The way in which these results are obtained physically is not completely clear, but the results of the measurements prove the success of the proposed measures.

Wie oben angegeben beträgt die an dem Gitter bzw. stromleitenden Glied angelegte Spannung zwischen 2000 35 und 50 000 V und vorzugsweise zwischen 10 000 und 25 000 V. Diese Bereichsangaben dienen als Hinweise; es sei aber daraufhingewiesen, dass es eigentlich genügt, dass die angelegte Spannung genügend hoch sein soll, um eine merkliche Verbesserung bezüglich Wirkungsgrad oder anders ausge-40 drückt bezüglich Feststoffrückhaltung zu erzielen. As stated above, the voltage applied to the grid or current-conducting member is between 2000 35 and 50,000 V and preferably between 10,000 and 25,000 V. These range information serve as indications; however, it should be pointed out that it is actually sufficient that the voltage applied should be sufficiently high to achieve a noticeable improvement in terms of efficiency or, in other words, in terms of solids retention.

1 1

2 2nd

3 3rd

4 4th

5 5

6 6

7 7

8 8th

9 9

10 10th

11 11

Probelauf Trial run

Auslass- Outlet

Druck print

Gitter Grid

Temperatur temperature

Feststoffgehalt Solids content

Opazität opacity

Wir We

Gasdruch- Gas pressure

abfall spannung strom drop voltage current

Einlass inlet

Auslass Outlet

Einlass inlet

Auslass Outlet

kungs kungs

lass let

grad Degree

1 1

742 742

700 700

0 0

153 153

160 160

0,191 0.191

0,033 0.033

5-6 5-6

83 83

2 2nd

708 708

700 700

10 10th

3 3rd

154 154

146 146

0,164 0.164

0,018- 0.018-

2 2nd

90 90

3 3rd

767 767

750 750

10 10th

13 13

177 177

171 171

0,320 0.320

0,011 0.011

4 4th

97 97

4 4th

739 739

675 675

10 10th

4 4th

157 157

140 140

0,158 0.158

0,014 0.014

2 2nd

90 90

5 5

736 736

750 750

15 15

9 9

162 162

149 149

0,152 0.152

0,009 0.009

1 1

94 94

6 6

753 753

800 800

15 15

14 14

153 153

138 138

0,141 0.141

0,008 0.008

1,2 1.2

97 97

7 7

762 762

825 825

15 15

6,5 6.5

160 160

152 152

0,137 0.137

0,010 0.010

1,0 1.0

92 92

8 8th

733 733

800 800

20 20th

16-30 16-30

174 174

162 162

0,300 0.300

0,014 0.014

1-5 1-5

95 95

9 9

705 705

750 750

20 20th

14 14

177 177

165 165

0,325 0.325

0,012 0.012

1-3 1-3

96 96

10 10th

711 711

■- ■ -

0 0

199 199

177 177

0,244 0.244

0,057 0.057

12 12

77 77

s s

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

642 869

2nd

PATENT CLAIMS

1. A method for separating finely divided solids from a gas stream, in which this gas stream is brought into contact with a downwardly moving mass of fine-grained, solid contact substance particles of low electrical conductivity, characterized in that an electrically conductive member is arranged in this mass of contact substance particles , to which a voltage between 2000 and 50,000 volts is applied.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized by an electrically conductive member suspended in an insulated treatment container and immersed in the mass of downwardly moving contact material.

3. The apparatus of claim 2, wherein:

the substantially cylindrical container (1) is arranged upright, which has a gas flow opening (23) in its upper container wall and another gas flow opening (24) in its jacket wall, in which a solid substance outlet opening is also provided in the container bottom wall

(21) is arranged centrally and a solids inlet opening

(22) is present in the upper container wall next to the gas flow opening (13) there,

a first approximately cylindrical wall member with a radial spacing is arranged within the container such that it forms a gas-tight seal at the top with the container wall and so that the annular space (26) between it and the container jacket wall is in free communication with the solids outlet opening in the bottom of the container,

a second, approximately cylindrical wall member (23) is arranged at a radial distance within the first wall member (25), the interior enclosed by the second wall member with the gas flow opening (23) present in the upper wall of the container and also with the solids outlet opening ( 21) is freely connected in the bottom of the container,

in which the annular space between the two wall members is filled from the upper end of the second wall member to the lower part of the container with the particulate, solid contact material (30), which mass is in free communication with the solids outlet opening (21), the first wall member being in the manner of a blind is designed in such a way that the Venetian blind blades are inclined upwards, outwards to the vertical at an angle of 15 to 80 °, and between them leave blind openings that are sufficiently wide for the passage of most particles of the contact material, this first wall member (25) over its entire blind-like area is in contact with the gas flow which passes through the gas flow opening (24) in the jacket wall of the container, the second wall member (29) also being designed similar to the blinds as the first wall member, but with upwardly inclined blind blades ,

in which means are also provided for withdrawing the contact material mixed with the solids through the solid outlet opening (21) present in the container bottom, and also means for re-introducing contact material through the solid inlet opening (22) located in the top wall into the annular space between the two cylindrical ones Wall sections,

characterized in that the current-carrying member is attached to the container and insulated from the container.