DE1013626B - Electrostatic filter designed as an indirectly acting cooler - Google Patents
Electrostatic filter designed as an indirectly acting coolerInfo
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- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
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- B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
- B03C3/40—Electrode constructions
- B03C3/45—Collecting-electrodes
- B03C3/455—Collecting-electrodes specially adapted for heat exchange with the gas stream
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Zur Kühlung und Waschung von Röstgase«, insbesondere zur Gewinnung von Sulfitlaugen aus S O2-haltigen Gasen, die Verunreinigungen wie Arsen,, Selen u. dgl. enthalten, ist es bekannt, die Gase durch einen Waschturm und unmittelbar anschließend durch ein als indirekter Kühler ausgebildetes Elektrofilter zu führen. Es ist ferner bekannt, die aus Halbleitern bestehenden Elektroden bei Elektrofiltem mit Röhren zu durchziehen, und in diesen Röhren ein Kühlmedium zirkulieren zu lassen. Gegenstand der Erfindung bildet ein solches Elektrofilter, insbesondere für die zweistufige Waschung und Kühlung von Röstgasen.For cooling and washing roasting gases, in particular for obtaining sulphite liquors from SO 2 -containing gases that contain impurities such as arsenic, selenium and the like, it is known to pass the gases through a washing tower and immediately thereafter through an indirect cooler to lead trained electrostatic precipitator. It is also known to pull tubes through the electrodes made of semiconductors in electrostatic precipitators and to allow a cooling medium to circulate in these tubes. The subject of the invention is such an electrostatic precipitator, in particular for the two-stage washing and cooling of roasting gases.
Nach der Erfindung sind die Kühlrohre in an sich bekannter Weise mit im Querschnitt sternförmig angeordneten Längsrippen versehen, aus Blei, Kupfer oder ähnlichen duktilen Metallen, vorzugsweise im Strangpreßverfahren hergestellt, und die Sprühdrähte innerhalb1 der von den Längsrippen gebildeten Gaskanäle angeordnet, so daß die Längsrippen als indirekt gekühlte Niederschlagselektroden wirken.According to the invention, the cooling tubes are provided in a manner known per se with longitudinal ribs arranged in a star shape in cross-section, made of lead, copper or similar ductile metals, preferably by extrusion, and the spray wires are arranged within 1 of the gas channels formed by the longitudinal ribs, so that the longitudinal ribs act as indirectly cooled collecting electrodes.
. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Länge der rohr- oder prismenförmigen Niederschlagselektroden mit den, Kühlmittelleitungen gemäß der Erfindung soi groß- hergestellt bzw. durch Hintereinanderschaltung mehrerer elektrischer Felder die Gesamtlänge der Niederschlagselektroden, mit mindestens dem Fünfzigfachen,, vorteilhaft dem Hundertfachen und mehr, des Abstandes zwischen Sprüh- und Niederschlagselektrode gewählt. Diesem bisher in der Technik nicht ausgeführten Verhältnis von Länge zum Sprühabstand liegt die Erkenntnis zugrunde, daü der Wärmeübergang bei den bisher üblichen, Gasgeschwindigkeiten von etwa 1 m pro Sekunde und großen Rohrdurchmessern bzw. Plattenabständen: (250 mm) die Verwendung eines Elektrofilters als indirekten Kühler unvorteilhaft erscheinen läßt.. According to a further feature of the invention, the length of the tubular or prism-shaped collecting electrodes with the coolant lines according to the invention soi produced in large quantities or by being connected in series several electric fields the total length of the collecting electrodes, with at least fifty times, advantageously a hundred times and more, the distance between spray and Precipitation electrode selected. This ratio of length, which has not yet been implemented in technology The basis for the spray distance is the knowledge that the heat transfer takes place at the gas velocities that have been customary up to now of about 1 m per second and large pipe diameters or plate spacing: (250 mm) makes the use of an electrostatic precipitator as an indirect cooler appear unfavorable.
Um beispielsweise ein Gas mit einem Taupunkt zwischen 60 und 70° C auf 20 bis 30° C zu kühlen,
ist je Nm3 sekundlicher Gasmenge eine Kühlfläche von 500 bis 1000 m2 erforderlich, wenn die üblichen
Gasgeschwindigkeiten von 1 m/sec und weniger und die üblichen, Rohrdurchmesser bzw. Platten abstände
von 20O1 bis 300 mm zugrunde gelegt werden. Die Niederschlagselektroden, der für diesen Zweck verwendeten
Naßelektrodenfilter besitzen aber nur ein Zehntel dieser Fläche, nämlich in dar Größenordnung
von 50 bis 100 m2 je Nm3/sec. Ein indirekt gekühltes
Naßelektrofilter der bisher bekannten Bauart würde also nur ein Zehntel der notwendigen' Gaskühlung bewirken
und damit den Zweck, die zweite Kühlstufe durch, ein solches Filter zu ersetzen,, nicht erfüllen,
können. Durch Verkleinerung des Rohrdurchmessers bzw. Plattenabstandes auf die Hälfta oder ein Drittel
der erwähnten, Abmessungen bei gleichzeitiger Ver-AIs indirekt wirkender Kühler
ausgebildetes ElektrofilterFor example, to cool a gas with a dew point between 60 and 70 ° C to 20 to 30 ° C, a cooling surface of 500 to 1000 m 2 is required per Nm 3 of secondary gas, if the usual gas speeds of 1 m / sec and less and the usual pipe diameters or plate spacings of 20O 1 to 300 mm are used as a basis. The collecting electrodes, the wet electrode filters used for this purpose, however, only have a tenth of this area, namely in the order of magnitude of 50 to 100 m 2 per Nm 3 / sec. An indirectly cooled wet electrostatic precipitator of the previously known type would only produce a tenth of the necessary gas cooling and thus not be able to fulfill the purpose of replacing the second cooling stage with such a filter. By reducing the pipe diameter or plate spacing to half or a third of the dimensions mentioned with simultaneous use of indirectly acting coolers
trained electrostatic precipitator
Anmelder:Applicant:
Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,
Frankfurt/M., Reuterweg 14Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,
Frankfurt / M., Reuterweg 14
Dipl.-Ing. Hans-Wolfgang Szubinski,Dipl.-Ing. Hans-Wolfgang Szubinski,
Bad Homburg v. d. Höhe,
ist als Erfinder genannt wordenBad Homburg vd Höhe,
has been named as the inventor
größerung der Elektrodenflächen auf das Fünfzigfache, vorteilhaft das Hundertfache: und mehr, des Abstandes zwischen Sprühdrähten und Niederschlagselektroden, gelingt es, daß Elektrofilter mit genügend hoher Gasgeschwindigkeit, d. h, mit 2 m/sec und mehr, zu betreiben, um die verlangte Kühlwirkung zu erzielen, ohne die Elektrodenflächen vergrößern zu müssen. Die von den Elektroden aufgenommene Wärme kann entweder dadurch an das Kühlmittel abgeführt werden, daß die Elektroden vom Kühlmittel umfloesen werden, oder aber, nach einem weiteren Merkmal dar Erfindung, in besonders einfacher Weise dadurch, daß Kühl elemente außerhalb der »Sprühzylinder« um die einzelnen, Sprühelektroden angeordnet - und- mit - den Niederschlagselektroden verbunden! werden, indem z. B. der bekannte Wärmeaustauscher mit Längsrippenrohren nach der deutschen Patentschrift 835 612 zu einem Elektrofilter durch Einziehen von Sprühdrähten in die gasbeaufschlagtea Kanäle umgebaut wird.enlargement of the electrode area by fifty times, advantageously 100 times: and more, the distance between spray wires and collecting electrodes, it is possible that the electrostatic precipitator with a sufficiently high gas velocity, d. h, with 2 m / sec and more, to operate in order to achieve the required cooling effect without increasing the electrode areas to have to. The heat absorbed by the electrodes can either be transferred to the Coolant are discharged so that the coolant flows around the electrodes, or else after Another feature of the invention, in a particularly simple manner in that cooling elements outside the »spray cylinder« arranged around the individual spray electrodes - and - with - the collecting electrodes tied together! be by z. B. the known heat exchanger with longitudinal finned tubes according to the German patent 835 612 to an electrostatic precipitator by pulling spray wires in the gas-pressurized ducts are rebuilt.
An Hand eines Ausführungsbeispieils sei d,er Gegenstand der Erfindung des näheren; erläutert.On the basis of an exemplary embodiment d, it is the subject of the invention of the more detailed; explained.
Abb. 1 zeigt schematisch den Aufbau der zweistufigen Wasch- und Kühlanlage für Röstgase nach der Erfindung,Fig. 1 shows schematically the structure of the two-stage Washing and cooling system for roasting gases according to the invention,
- Abb. 2 in vergrößertem Maßstab den Aufbau deir indirekt gekühlten Niederschlagselektrode des erfindungsgemäß zu verwendenden Elektrofilters und- Fig. 2 shows the structure of the deir on an enlarged scale indirectly cooled precipitation electrode of the electrostatic precipitator to be used according to the invention and
Abb. 3 eine vorteilhafte Ausführungsform der Hintereinanderschaltung von vier Feldern, mit den Niederschlagselektroden' nach der Erfindung.Fig. 3 an advantageous embodiment of the series connection of four fields, with the Precipitation electrodes' according to the invention.
709 657/388709 657/388
In, Abb. 1 ist mit 1 ein liegendes Elektrofilter bezeichnet, welches in an sich bekannter Weise zur Entstaubung der heißen Röstgase dient. Ihm tuadhgeschaltet ist in; an sich bekannter Weise der Waschturm 2, der zugleich zur Verdampfungskühlung dient, mit Vorlaufbehälter 4 und Kreislaufpumpe 5 zur Umwälzung der Waschflüssigkeit (Waschsäure). Die derart durch Verdampfung vorgekühlten Röstgase gelangen in das Elektrofilter 3, welches als zweite, indirekt wirkende Gaskühlstufe erfindungsgeimäß ausgebildet ist. Dadurch entfallen alle weiteren.· bisher üblichen, Waschtürme, Wärmeaustauscher oder Elektrofilter für die Entarsenierung. Das Elektrofilter 3 wirkt also1 gleichzeitig in an sich bekannter Weisei als zweite Kühlstufe und als Entarsenierungsanlage.In Fig. 1, 1 denotes a horizontal electrostatic precipitator, which is used in a manner known per se for dedusting the hot roasting gases. To him tuadh is switched in; In a manner known per se, the washing tower 2, which also serves for evaporative cooling, with a feed tank 4 and a circulation pump 5 for circulating the washing liquid (washing acid). The roasting gases pre-cooled in this way by evaporation reach the electrostatic precipitator 3, which is designed according to the invention as a second, indirectly acting gas cooling stage. This means that all other washing towers, heat exchangers or electrostatic precipitators for dearening that have been customary up to now are no longer necessary. The electrostatic precipitator 3 acts ie 1 simultaneously in a known per se Weisei as the second cooling stage and as Entarsenierungsanlage.
Um die eingangs geforderte hohe Kühlleistung dieser zweiten· Kühlstufe 3 zu erzielen, die die gesamte Wärmeabfuhr an. das Kühlwasser zu übernehmen hat, sind die Niederschlagselektroden, des Elektrofilter 3 in neuartiger Weise ausgebildet. Diese Ausbildung geht beispielsweise aus Abb. 2 hervor. Danach stellen die Niederschlagselektroden rippenförmige Wände 6 dar, die an röhrenförmige Kühlmittelleitungen 9 angegossen oder angeschweißt sind, zweckmäßig jedoch im Strangpreßverfahren, beispielsweise aus Blei in einem Stück hergestellt worden sind. Durch diese an, sich bekannte Ausbildungsform wird eine intensive Kühlung infolge Wärmeableitung hervorgerufen,. Insbesondere ist es dadurch möglich, große Rohrlängen 9 mit Rippen 6 herzustellen, ohne die Standfestigkeit zu beeinträchtigen. Die in. der Zeichnung dargestellten Füllkörper 7 (Kugeln) befördern in an sich bekannter Weise den Wärmeübergang vom Rohr an das Kühlmittel. Die Kugeln 7 besitzen einen Durchmesser, der größer ist als der Radius des inneren, Rohrquerschnittes. Dadurch liegen also die Mittelpunkte der Kugeln auf einer Zickzacklinie übereinander. Würde man. Kugeln kleineren Durchmessers verwenden, so· besteht die Gefahr von Verstopfungen bei Absetzen aus dem Kühlwasser.In order to achieve the initially required high cooling capacity of this second cooling stage 3, the entire heat dissipation. to take over the cooling water has, the collecting electrodes of the electrostatic precipitator 3 are designed in a new way. This training is shown in Fig. 2, for example. Then place the collecting electrodes rib-shaped walls 6 which are cast or welded onto tubular coolant lines 9 are, however, expediently made in one piece by extrusion, for example from lead have been. This form of training, which is known per se, results in intensive cooling Heat dissipation caused. In particular, it is thereby possible to have large pipe lengths 9 with ribs 6 without impairing the stability. The packing 7 shown in the drawing (Balls) promote the transfer of heat from the pipe to the coolant in a manner known per se. the Balls 7 have a diameter which is larger than the radius of the inner, tubular cross-section. Through this so the centers of the balls lie one above the other on a zigzag line. You would. Bullets If you use a smaller diameter, there is a risk of clogging when it comes out of the Cooling water.
Die Anordnung der Kühlelemente 9 ist nach einem weiteren Erfindungsmerkmal nun so getroffen:, daß sie außerhalb· des durch den Sprühdraht 8 gebildeten Sprühzylinders 8 α liegen. Ihre Wandungen, berührein also höchstens den Sprühzylinder 8 a. The arrangement of the cooling elements 9 is according to a further feature of the invention is now taken as :, that they lie outside · α of Sprühzylinders formed by the spray wire 8. 8 Your walls, so touch at most the spray cylinder 8 a.
Mit diesem Aufbau gemäß Abb. 2, der auch statt quadratisch sechseckig, dreieckförmig oder auch in Form von einfachen Plattenelektroden sein kann (Bildung von Gasgassien), ist es möglich, die äußeren Wandungen des Elektrofilters mit diesen Kühlelementen. und Rippen aufzubauen, indem die Rippen an ihren Stoßstellen verschweißt, verlötet, verkittet, überklebt oder sonstwie gasdicht verbunden werden'. Diese innige Verbindung ist nicht unbedingt erforderlieh für die innerhalb der Wandungen liegenden Elektroden,, so daß ihr Ausbau jederzeit leicht erfolgen kann.With this structure according to Fig. 2, which is also hexagonal, triangular or also in Can be in the form of simple plate electrodes (formation of gas gases), it is possible to use the outer Walls of the electrostatic precipitator with these cooling elements. and to build up ribs by welding, soldering, cementing the ribs at their joints, glued over or otherwise connected in a gas-tight manner '. This intimate connection is not absolutely necessary for the electrodes lying within the walls, so that they can be easily removed at any time can.
In Abb. 3 ist eine vorteilhafte Hintereinanderschaltung der Rippenrohre 6, 9 dargestellt, wobei die Außenwandungen des Filters selbst von diesen Rippenirohren gebildet sind. Durch Pfeile ist der Weg der Röstgase von unten nach oben mit Umkehr von oben, nach unten dargestellt. Mit 8 sind wieder die Sprühelektroden: und mit 10 die Rahmen bezeichnet, zwischen denen diese Sprühelektroden 8 in an, sich bekannter Weise ausgespannt sind. Die Hochspannung wird in an sich bekannter Weise über dlie ölisolatoren eingeführt. Zur gleichmäßigen, Gasverteilung sind die Eingänge und Ausgänge der einzelnen. Rohre in bekannter Weise treppenförmig untereinander abgestuft. Durch die Hintereinanderschaltung von beispielsweise vier elektrischen Feldern, wird erreicht, daß bei beispielsweise 2 m Länge der einzelnen Kühlrohre ein Gesamtkühlweg von 8 m Länge bei einem Rohrdurchmesseir von 120 mm entsteht und damit das eingangs gekennzeichnete Verhältnis vom Kühlweg zum Sprühabstand erreicht wird. Im allgemeinen reicht bei dieser Art des Aufbaues der Niederschlagselektroden des indirekt zu kühlenden. Elektrofilters die Kühlfläche aus, um die Gesamtwärme an das Kühlwasser abzugeben, ohne daß dem Waschturm 2 Frischwasser in wesentlichen Mengen zugesetzt werden muß und ohne daß eine Rückkühlung des Waschmittels um Waschturm 2 vorgenommen! werden muß. Es ist jedoch möglich, eine zusätzliche Kühlung dadurch herbeizuführen, daß das durch die Pumpe 5 im Kreislauf geförderte Waschmittel nochmals durch einen Wärmeaustauscher rückgekühlt wird.In Fig. 3 an advantageous series connection of the finned tubes 6, 9 is shown, the Outer walls of the filter itself are formed by these ribbed tubes. The way is through arrows of the roasting gases from bottom to top with reversal from top to bottom. At 8 they are again Spray electrodes: and 10 denotes the frame between which these spray electrodes 8 in, themselves are known to be stretched out. The high voltage is applied in a manner known per se via the oil insulators introduced. The inlets and outlets of each are for even, gas distribution. Tubes in known way stepped among each other. By connecting in series, for example four electric fields, it is achieved that with, for example, 2 m length of the individual cooling tubes a total cooling path of 8 m length with a tube diameter of 120 mm is created and thus that initially characterized ratio of the cooling path to the spray distance is achieved. In general is sufficient with this type of structure of the collecting electrodes to be cooled indirectly. Electrostatic precipitators the cooling surface in order to transfer the total heat to the cooling water without the washing tower 2 Substantial amounts of fresh water must be added and the detergent does not need to be recooled made at washing tower 2! must become. However, it is possible to use this for additional cooling to bring about that the detergent conveyed by the pump 5 in the circuit through again a heat exchanger is recooled.
Bekanntlich ist für die Entarsenierung von Röstgasen eine Gesamtfläche der Niederschlagselektroden in der Größenordnung von 100 m2 für 1 Nm3 Gas pro Sekunde notwendig. Durch die Ausbildung der Niederschlagselektroden nach der Erfindung gelingt es, den Wärmeübergang vom Gas an die Niederschlagselektroden so intensiv zu gestalten, daß für die Kühlung in, dem eingangs geforderten Umfang auch nur eine Kühlfläche in der Größenordnung von 100m2 gebraucht wird, so daß durch die an sich bekannte Kupplung von Kühlung und Entarsenierung es nicht notwendig ist, die für die Entarsenierung sowieso erforderliche Elektrodenfläche zu vergrößern. Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt also in der Kombination mit dem neuen· Intensivkühlfilter, das jeden, weiteren Waschturm oder indirekten Wärmeaustauscher einspart. As is known, a total area of the collecting electrodes of the order of 100 m 2 for 1 Nm 3 of gas per second is necessary for the dearsenation of roasting gases. The formation of the collecting electrodes according to the invention makes it possible to make the heat transfer from the gas to the collecting electrodes so intensive that only a cooling surface of the order of 100m 2 is required for cooling in the scope required at the beginning, so that through the coupling of cooling and dearsenation, which is known per se, it is not necessary to enlarge the electrode surface which is required for dearsenation anyway. The main advantage of the invention lies in the combination with the new intensive cooling filter, which saves every additional washing tower or indirect heat exchanger.
Anders ausgedrückt besteht die Erfindung in dem Umbau eines bekannten Wärmeaustauschers mit Längsrippenrohren gemäß der deutschen; Patentschrift 835 612 zu einem indirekt gekühlten Elektrofilter und Verwendung dieses Elektrofilters als zweite indirekte Kühlstufe mit gleichzeitiger Entarsenierung von Röstgasen od. dgl.In other words, the invention consists in converting a known heat exchanger Longitudinal finned tubes according to the German; Patent 835 612 on an indirectly cooled electrostatic precipitator and use of this electrostatic precipitator as a second indirect cooling stage with simultaneous dearsenic removal of roasting gases or the like.
Claims (4)
Deutsche Patentschriften Nr. 459 961, 463 793, 620401;Publications considered:
German Patent Nos. 459 961, 463 793, 620401;
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEM25685A DE1013626B (en) | 1955-01-05 | 1955-01-05 | Electrostatic filter designed as an indirectly acting cooler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEM25685A DE1013626B (en) | 1955-01-05 | 1955-01-05 | Electrostatic filter designed as an indirectly acting cooler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1013626B true DE1013626B (en) | 1957-08-14 |
Family
ID=7299623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEM25685A Pending DE1013626B (en) | 1955-01-05 | 1955-01-05 | Electrostatic filter designed as an indirectly acting cooler |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1013626B (en) |
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