Verfahren zur Abscheidung von Schwebekörpern aus stark leitfähigen Gasen mittels hochgespannter Elektrizität. In manchen Fällen der Anwendung der bekannten elektrischen Gasreinigungs- methode auf die aus einem chemischen Reaktionsgefässe, z B. aus einem Ofen, ent weichenden Gase ergeben sich Störungen, deren allgemeiner Charakter dieser ist, dass noch bevor man der Spannung den für die Reinigung erforderlichen Betrag gegeben hat, zwischen den Elektroden der Gasreini gungskammer Funken- und Lichtbogenbil- clung einsetzt.
Um diesen Übelstand besei tigen zu können, hat. man nähere Unter suchungen angestellt und gefunden, dass derartige Überschläge auf Vorgänge che mischer Natur zurückzuführen sind die sich in den abziehenden Gasen selbst, sowie zwischen den Gasen und den abzuscheiden den Staubteilchen abspielen.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist, nun ein Verfahren zur Abscheidung von Schwebekörpern aus stark leitfähigen Gasen mittelst hochgespannter Elektrizität, gemäss welchem Verfahren Mittel angewendet wer den, um die in dern zu reinigenden Strome sich abspielenden chemischen Um setzungen. insbesondere zwischen den Staubteilchen und dem Gas, unwirksam- zu machen. Hierdurch wird die Ursache der der zu störenden Überschlägen führenden starken Leitfähigkeit beseitigt, bevor, bezw. wenn das Gas das Hochspannungsfeld durchströmt.
Nachstehend sind beispiels weise die anzuwendenden Mittel aufge führt: a) Man sorgt. dafür, dass der chemische Vorgang abgelaufen, also mindestens eine von den an der Umsetzung teilnehmenden, für sie unentbehrlichen Komponenten auf gel)raucht ist., bevor-die Gase in das Hoch- spannungsfeld gelangen. Zu diesem Zwecke können grundsätzlich alle Mittel Anwen dung finden, welche die Reaktio-nsge- schwindigkeit erhöhen. so zum Beispiel Katalysatoren. Hauptsächlich kommt hier aber eine Erhöhung der Temperatur in frage, welche durch Anordnung hocherhitz ter, etwa elektrisch geheizter Körper oder voll Flammen im Gaswege bewirkt werden kann.
Für den Fall, dass der zu unterbre chende Vorgang eilte Oxydation ist, finden zweckmässigerweise reduzierende, den Sauerstoff aufbrauchende Flammen Anwen dung. Die Benutzung von Flammen emp- fichlt sich hauptsächlich, wenn es sich zum Beispiel um die Niederschlagung des Russes einer stark russenden Feuerung han delt, weil dann die Flammen die Tempera tur eines Teils der Russpartikel so, erhöhen, dass die Bindung der in den Gasen enthal tenen Sauerstoffreste seitens des Kohlen stolfes rasch erfolgt.
b) Auch ein im Vergleiche zu a) ent gegengesetztes Verfahren, nämlich eine bis zur völligen Unterbrechung durchführbare Verlangsamung des Umsetzungsvorganges führt zum Ziele, also etwa eine kräftige Ab- küblung der im Hochspannungsfelde zu be handelnden Gase. Diese Kühlung braucht erfahrungsgemäss nicht unbedingt über das ganze Gasvolumen ausgedehnt zu werden. Es genügt, wenn die Elektroden, oder eine von ihnen, vorzugsweise die Aussenelek trode, an \welcher der Staub sich nieder schlägt, zum Beispiel die in der Regel ano- disch aufgeladene Wand der Kammer, hin reichend gekühlt wird.
Die Kühlung der Elektroden erfolgt am zweckmässigsten von aussen, indem man zum Beispiel die Aussen wand der Kammer mit einer sich ständig erneuernden Schicht kalten Wassers be- spült. Dadurch wird der die Überschläge veranlassende chemische. Umsetzungsvor gang zwar nicht im ganzen Volumen, aber doch gerade an den wesentlichen Stellen unterbrochen, nämlich an den Elektroden flächen, an denen ja naturgemäss die Aus bildung von Ütberschlägen ansetzen muss.
Die unter b) als, Mittel zur Vermei dung, der Überschläge angegebene Verlang samung. bezw. Unterbrechung der che mischen Umsetzung kann ferner auch da durch bewirkt. werden, dass man in irgend- einem Querschnitte des Gasstromes --- wel cher Querschnitt beliebig wveit vor. gege benenfalls aber auch in dem Hochspan nungsfelde gelegen sein kann - Kondlensa- tion von Dämpfen zu Flüssigkeite n erzeuzt. Die Wirkung ist vermutlich so zu denken dass durch die infolge Nebelbildung be wirkte Umhüllung der Staubteilchen ihre Reaktionsfähigkeit mit dem Gasstrome be einträchtigt wird, etwv a ähnlich wie das pyrophore Eisen nach Befeuchtung seine Reaktionsfähigkeit verliert.
Es ist zur Einleitung der Kondensations vorgänge nicht nötig, den Gasstrom mit. einem Dampfe zu übersättigen und ihn in diesem Zustand in das Hochspannungsfeld einzuführen. Eilre derartige Handhabung lst geradezu zu vermeiden, weil dadurch die zur Ausbildung der Büschelentladung unentbehrliche Restionisation in einem viel zu hohen Mass unterdrückt wird, Indem die Ionen zum grossen Teil voll den Flüssig keitströpfchen niedergeschlagen werden. Ferner auch noch aus einem andern Grund. nämlich weil die in den Abscheidekammern sieh absetzenden beträchtlichen Flüssig keitsmengen die Güte der Isolation de Hochspannungselektroden verringern.
Als mechanischer Nachteil ist noch zu erwäh nen, dass bei einer Übersättigung finit Flüs sigkeit der Staub sich an den Kammerflä chen in Gestalt eines kaum entfernbaren Breies ablagert.
Im Gegensatze zu einer Übersättigung mit einem Dampfe handelt es sich also bei vorliegender Erfindung um Einfürung so geringer Flüssigkeitsmengen. dass von einer Sättigung des Gasstromes nicht die Rede' sein kann. Demgemäss darf auch die ther mische und dynamische Rückwirkung des Kondensationsvorg@an l--es auf den Gasstrolri als verschwindend Ehering bezeichnet. wer- den; insbesondere entsteht bei dieser Ar beitsweise eine nennenswerte Abkühlüiiv des Gasstromes nicht.
Hinsichtlich der Handhabung des Kon- clensation.,verfain'eiis bestehen mehrere Möglichkeiten. Als erste ist die zu erwähn- nerv dass der Kondenslensationsstoff in flüs- zem Zustand, aller fein verteilt, dem Gas- strome zugeführt wirt reit Hilfe von Düsen, die ihn als Flüssigkeitsnebel austreten las sen Die in dein durchwirbelten Gasstrome herrschenden Druck- und Temperaturunter- sclliede genügen dann meistens,
um an ei- nigenr Stellen teilweise Verdampfung, an andern Stellen teilweise Kondensation zu bewirken. Es kann zweitens aber die M- führung des Kondensationsstoffes so erfol gen, dass man vorn Gasstrom ein gegen ihn offenes Verdampfungsgefäss oder in ihm angeordnete, mit dem Kondensationsstoffe getränkte Saugkörper bestreichen lässt. Schliesslich kann drittens der Kondensa tionsstoff auch als Dampf eingeblasen wer den, indem man diesen Dampf kurz vor dein Eintritt in dlas zu reinigende Gas ent spannt.
Dadurch wird sofort eine örtliche Kondensation veranlasst, ausserdem streifen weise eine Sättigung, die später zu Konden sationen in dem gekennzeichneten, Druck- und Wärnneuntetschiede aufweisenden Wir- beltelde des zu reinigenden Gases führt. Und zwar wird, wenn als Kondensationsstoff Wasser bentutzt. werden soll und die Tem peratur des zu reinigenden Gases unter 100" liegt, niedriggespannter, d. h. nicht, über hitzter Dampf mittelst Düsen in den Gas. Strom eingeführt. Liegt die Temperatur über 100' - jedoch nicht sehr erheblich darüber - so wird hochgespannter, d. h. überhitzter Dampf eingeblasen, derart, dass die Eigentemperatur des Dampfes höher als diejenige des zu reinigenden Gases ist.
Ist dlas zu reinigende Gas aber schliesslich der massen. heiss, dass überhitzter Dampf nicht zum Ziele führt, so lässt man hochgespann ten Dampf gegen wassergekühlte Flächen strömen, in deren Umgebung der Konden sationsvorgang sich abspielt. Anstatt, der zu zuletzt erwähnten, gekühlten Flächen kann finit Erfoln auch eine Anordnung gewählt werden. Ire. welcher zwei Systeme von Dü sen in gleicher Achsenhöhe und gegenein ander blasend angeordnet. sind.
Durch das eine Düsensystern strömt Dampf, durch das
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andere <SEP> z@rsläubte <SEP> Flüssigkeit <SEP> ein, <SEP> so <SEP> dass <SEP> an
<tb> den <SEP> Stellen, <SEP> an <SEP> welchen <SEP> die <SEP> beiden <SEP> Strö nituigui <SEP> ineinander <SEP> greifen, <SEP> reichliche <SEP> Kon densation <SEP> @-tal!findet.
<tb> .11s <SEP> liontlensatiensstoff <SEP> wirst <SEP> der <SEP> Einfach heil. <SEP> halber <SEP> in <SEP> den <SEP> meislenr <SEP> Fällen. <SEP> Wasser
<tb> benutz(. <SEP> In <SEP> besonderen <SEP> Fällen. <SEP> Zverden <SEP> aber
<tb> andere <SEP> @lüs;:
igheiteri <SEP> Anwendung <SEP> finden.
<tb> =o <SEP> zuin <SEP> Beisl <SEP> ic#1 <SEP> weim <SEP> stur <SEP> Gasstrom <SEP> sehr
<tb> heiss <SEP> ist, <SEP> sel-i@.rer <SEP> fliicht.ige <SEP> Stoffe, <SEP> etwa. <SEP> Mine ralöle.
<tb> Bei <SEP> 1"etiv <SEP> irkiicliting <SEP> <B>des</B> <SEP> unter <SEP> <B>(</B>-) <SEP> be @chtieb@ic <SEP> @n <SEP> Verfahren. <SEP> ergibt <SEP> sich <SEP> häufig
<tb> eine <SEP> dadurch <SEP> vetanlasste- <SEP> Schwierigkeit, <SEP> dass
<tb> ein <SEP> geringes <SEP> Uberinass <SEP> vol. <SEP> Kondensations stoff <SEP> die <SEP> Vestioni#ation <SEP> des <SEP> Gasstromes <SEP> in
<tb> einem <SEP> allz(tvveit. <SEP> geliendc-i <SEP> Masse <SEP> verringert;
<tb> derart, <SEP> dah <SEP> zti <SEP> wenig <SEP> freie <SEP> und <SEP> leicht <SEP> be \ve@'l1C'lJt' <SEP> l(-,ileii <SEP> ÜbJ <SEP> J_;
' <SEP> bleillen <SEP> und <SEP> infolge desseii <SEP> eire <SEP> l:eiriettigerict <SEP> wirksame <SEP> Korona hilcltIng <SEP> @l3iischelentladung-) <SEP> nicht <SEP> mehr
<tb> kann. <SEP> Es <SEP> wird <SEP> in <SEP> der <SEP> Tat <SEP> in <SEP> gewissen
<tb> Fälleil. <SEP> zun<B>)</B> <SEP> 1@eisl-@iel <SEP> bei <SEP> übermässig <SEP> grossen
<tb> Gasgesch indigkeiten, <SEP> technisch <SEP> schwer
<tb> au@fithJbar. <SEP> <B>die</B> <SEP> Zu.fitiirung <SEP> des <SEP> Kondensa tionsstoffes <SEP> nach <SEP> Menge <SEP> und. <SEP> Wirkung <SEP> der ai-t <SEP> zu <SEP> liemesseri, <SEP> dass <SEP> einerseits <SEP> die <SEP> Reak tionen. <SEP> im <SEP> Crasstrome <SEP> hinreichend <SEP> unter drückt, <SEP> anderseits <SEP> aber <SEP> die <SEP> Anzahl <SEP> der
<tb> Iiesliellein <SEP> lii@fit <SEP> allzu.sehr <SEP> herabgesetzt <SEP> wer den.
<SEP> In <SEP> solchen <SEP> Fällen <SEP> ist <SEP> es <SEP> bequemer, <SEP> sich
<tb> wn <SEP> die <SEP> genaue <SEP> _1fjAinimun:- <SEP> der <SEP> Menge <SEP> und
<tb> des <SEP> Zustandes <SEP> des <SEP> zugeführten <SEP> Kondensa lionsstoffcs <SEP> gar <SEP> nicht <SEP> erst. <SEP> zu <SEP> bemühen, <SEP> die
<tb> \@'irkung <SEP> des <SEP> Kondensationsvorganges <SEP> viel ilieh.t' <SEP> voii <SEP> voi <SEP> nlierein <SEP> reichlich <SEP> intensiv <SEP> zu
<tb> < < .ählen, <SEP> deli <SEP> Gasstrom <SEP> aber <SEP> in <SEP> dem <SEP> zur <SEP> I:r i:
löglichung <SEP> einer <SEP> wirksamen <SEP> Büschelent lad@n <SEP> iii)tieii <SEP> --Nlasse <SEP> nachträglich <SEP> zu <SEP> ioni sieren.
<tb> Letzteres <SEP> kann <SEP> auf <SEP> zwei <SEP> Wegen <SEP> -esche hon, <SEP> entweder <SEP> ,,_ <SEP> claf <SEP> nian <SEP> auf <SEP> den <SEP> durch
<tb> das <SEP> l@(nid@nsat.ionsveri'aliren <SEP> vorbehandelten
<tb> Gasstrom <SEP> ciiieti <SEP> der <SEP> bekannten <SEP> Ionisatoren
<tb> einwirken <SEP> 15131, <SEP> oder <SEP> aber <SEP> so, <SEP> class <SEP> man <SEP> dein
<tb> slaubtragn@Ien. <SEP> vci-behalicleIten <SEP> Gasstrom
<tb> einen <SEP> z eiteil. <SEP> ionenttazunden, <SEP> vorztizs wei#:e <SEP> -laubfreien <SEP> Gastrom <SEP> einverleibt. <SEP> In dem zweiten Falle wird der- Zusatzstrom absichtlich Bark ionisiert gewählt.
Als Ionisatoren seien genannt Radium, über haupt radioaktive Stoffe, die zum Beispiel als uranhaltiger Anstrich. eines vom Gas strom durchzogenen Heizkörpers Anwen dung finden können; ferner Flammen, Lichtbögen, Funkenströme, glühende Kör per und dergleichen mehr.
Ausser den unter a) b) und c) ange- führfen Lösungen der eingangs gestellten Aufgabe sind noch andere Lösungen mög lich. So ist es möglich, die eine reagierende Komponente dadurch zu beseitigen, dass man sich eines sie bindenden Stoffes bedient. Es ist auch möglich, den Partialdruck der Kom ponente. von vornherein zu erniedrigen, beispielsweise wenn diese Komponente Sauerstoff ist., der Feuerung weniger Sauer stoff einzublasen und den Verbrennungs prozess so zu leiten, dass ein grösserer Teil des Sauerstoffes aufgebraucht wird. Dem gleichen Zwecke der Herabsetzung des Par- tiaich uckes kann die Beimengung eine neun alen Gases zu den zu reinigenden Ciasen dienen.