DE102004039124B4 - Electric filter for a firing system - Google Patents
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Abstract
Elektrofilter für eine Feuerungsanlage, mit einer Filterelektrode (8), mit einer Elektrodenhalterung (7), über welche die Filterelektrode (8) in einem Rauchgasrohr (1) der Feuerungsanlage gehalten wird und mit Spannung versorgbar ist, und mit einem Isolator (5), der die Elektrodenhalterung (7) umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenhalterung (7) über Haltestege (18) mit einem sie umschliessenden, sich in Richtung des Rauchgasrohres (1) konisch erweiterenden Gehäuse (4) verbunden ist, sodass Spülluftöffnungen (16) zwischen den Haltestegen (18) gebildet sind, zwischen denen Spülluft (SL) in Richtung des Rauchgasrohres (1) führbar ist, wobei die Elektrodenhalterung (7) senkrecht zu ihrer Verlaufrichtung stehende Prallteller (6.1, 6.2) trägt, die bis auf einen Luftspalt (x), der so dimensioniert ist, dass er grösser als die durch die Spannung bedingte Durchschlagstrecke ist, das Innere des konischen Gehäuses (4) ausfüllen, und/oder das weite Ende des konischen Gehäuses (4) mit einer senkrecht zur Gehäuseachse verlaufenden Ringelektrode (20) abgeschlossen wird.electrostatic precipitator for one Furnace, with a filter electrode (8), with an electrode holder (7), above which the filter electrode (8) in a flue gas pipe (1) of the furnace is held and can be supplied with voltage, and with an insulator (5) surrounding the electrode holder (7), characterized that the electrode holder (7) via holding webs (18) with a they surround, conically in the direction of the flue gas tube (1) expanding housing (4) is connected so that purge air openings (16) are formed between the retaining webs (18), between which Purge air (SL) in the direction of the flue gas tube (1) can be guided, wherein the electrode holder (7) baffle plates (6.1) perpendicular to their direction of travel 6.2), which except for an air gap (x), which is dimensioned so that he bigger as the voltage caused by the breakdown gap, the Interior of the conical housing (4) complete, and / or the wide end of the conical housing (4) with a perpendicular to the housing axis extending ring electrode (20) is completed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Elektrofilter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Betreiben des Elektrofilters.The The invention relates to an electrostatic filter according to the preamble of the claim 1. The invention also relates to a method for operating the Electrostatic precipitator.
Konventionelle Kleinfeuerungsanlagen, in der Regel sind dies Anlagen mit bis zu maximal 70 KW Leistung, entlassen, gemessen am gesamten Rauchemissionsaufkommen, unverhältnismässig viele Schadstoffe in die Atmosphäre. Dazu kommt, dass Kleinfeuerungsanlagen, wenn auch vorschriftswidrig, des Öfteren dazu benutzt werden, um Plastik, Karton, Papier und Altholz zu verbrennen. Dies führt zu einer zusätzlichen erheblichen Staubemission. Mit Hilfe eines Elektrofilters, welches im Abgasrohr einer Feuerungsanlage angeordnet ist, können im Rauchgas befindlichen Partikel auch mit einem aerodynamischen Durchmesser von weniger als 10 Mikrometer zurückgehalten und somit die Lufthygiene verbessert werden.conventional Small combustion plants, as a rule, these are plants with up to maximum 70 KW output, dismissed, measured by the total smoke emission volume, disproportionately many Pollutants in the atmosphere. In addition, small combustion plants, albeit irregularly, often used to burn plastic, cardboard, paper and waste wood. this leads to an additional one considerable dust emission. With the help of an electrostatic filter, which arranged in the exhaust pipe of a furnace, can in Flue gas particles also with an aerodynamic diameter retained by less than 10 microns and thus the air hygiene be improved.
Mit Hilfe des Elektrofilters werden elektrisch geladene feste und flüssige Partikel, die sich im Rauchgas befinden, in einem vom Elektrofilter erzeugten elektrischen Feld abgelenkt und zurückgehalten. Die Partikel müssen dazu zunächst mit Hilfe einer Elektrode elektrostatisch geladen werden. Anschliessend werden die unipolar aufgeladenen Partikel in Folge der Wirkung des elektrostatischen Feldes an Abscheideplatten abgeschieden. Mit Hilfe eines solchen Elektrofilters lassen sich Staubpartikel und Aerosole mit Korngrössen vom 0,01 bis 60 μm abscheiden.With Aid of the electrostatic precipitator becomes electrically charged solid and liquid particles, which are located in the flue gas, in a generated by the electrostatic precipitator deflected and held back electric field. The particles need to first be electrostatically charged by means of an electrode. Subsequently become the unipolar charged particles as a result of the effect of Electrostatic field deposited on separation plates. With help Such an electrostatic filter can be dust particles and aerosols with grain sizes from 0.01 to 60 microns deposit.
Elektrofilter für Feuerungsanlagen, welche auch als elektrostatische Partikelfilter bezeichnet werden, sind für Feuerungsanlagen aus dem Stand der Technik WO 00/33945 bekannt. Dort wird ein Elektrofilter für eine Feuerungsanlage beschrieben, das beispielsweise auf einen Kamin aufgesetzt werden kann. Das Elektrofilter besteht aus einem Rahmen, der auf den Kamin aufgesetzt wird, einem Isolator, der vom Rahmeninneren aus in die Mitte des Rahmens ragt und an dessen Ende eine mit einem Gewicht versehene Elektrode hängt und in den Kamin hineinreicht. Wenn die Feuerungsanlage im Betrieb ist und durch den Kamin mit Partikeln versehenes Rauchgas strömt, wird mit Hilfe des Elektrofilters dafür gesorgt, dass die im Rauchgas befindlichen Partikel zurückgehalten werden. Dazu wird an die Elektrode eine Hochspannung angelegt, was zur Folge hat, dass die Partikel elektrostatisch aufgeladen werden und sich am Kamin und am Rahmen niederschlagen. Dies kann jedoch bei einem längeren Betrieb des Elektrofilters dazu führen, dass die Partikel, die sich am Isolator anlagern, aufgrund ihrer elektrischen Leitfähigkeit zwischen dem Isolator und dem Rahmen eine elektrisch leitende Brücke bilden und dadurch die Wirkung des Isolators verschlechtern.electrostatic precipitator for combustion plants, which are also called electrostatic particle filters, are for Furnaces from the prior art WO 00/33945 known. There is an electrostatic precipitator for a firing system described, for example, on a fireplace can be put on. The electrostatic precipitator consists of a frame, which is placed on the chimney, an insulator, from the frame interior out into the middle of the frame and at the end of one with a weight provided electrode hangs and reaches into the fireplace. When the firing system in operation is and flows through the chimney with particulate flue gas is with the help of the electrostatic filter for it ensured that the particles contained in the flue gas retained become. For this purpose, a high voltage is applied to the electrode, which As a result, the particles are electrostatically charged and knock down by the fireplace and the frame. This can, however at a longer Operation of the electrostatic precipitator cause the particles that accumulate on the insulator, due to their electrical conductivity form an electrically conductive bridge between the insulator and the frame and thereby degrade the effect of the insulator.
Aus
der
Ausgehend von dem obigen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Elektrofilter vorzuschlagen, der wartungsarm ist, störungsfrei und zuverlässig arbeitet und bei dem verhindert wird, dass sich im Rauchgas befindliche Partikel an der Elektrodenhalterung des Elektrofilters ablagern und die Wirkung des Elektrodenisolators beeinträchtigen, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Elektrofilter anzugeben.outgoing From the above prior art, the invention is the object to propose an electrostatic precipitator that is low maintenance, trouble-free and reliable works and prevents it from being in the flue gas Deposit particles on the electrode holder of the electrostatic precipitator and affect the effect of the electrode insulator, as well as a method to indicate the operation of such an electrostatic precipitator.
Diese Aufgabe wird durch einen Elektrofilter nach Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren nach Anspruch 10 gelöst These The object is achieved by an electric filter according to claim 1 and by a method according to claim 10 solved
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den abhängigen Patentansprüchen angegebenen Merkmalen.advantageous Further developments of the invention will become apparent from the specified in the dependent claims Features.
Der erfindungsgemässe Elektrofilter für eine Feuerungsanlage weist eine Filterelektrode, eine Elektrodenhalterung, über welche die Filterelektrode in einem Abgasrohr der Feuerungsanlage gehalten wird und mit Spannung versorgbar ist, und einen Isolator auf, der die Elektrodenhalterung umgibt. Zudem sind bei dem Elektrofilter ein Teller, der am Isolator angeordnet ist, und eine Spülluftöffnung vorgesehen, über die Spülluft in Richtung des Tellers geführt werden kann.Of the invention Electrostatic precipitator for a furnace has a filter electrode, an electrode support over which the filter electrode is held in an exhaust pipe of the furnace and can be supplied with voltage, and an insulator, which the Surrounds electrode holder. In addition, in the electrostatic precipitator Plate, which is arranged on the insulator, and a scavenging air opening provided over the purge air guided in the direction of the plate can be.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zum Betreiben des Elektrofilters für eine Feuerungsanlage wird über die Spülluftöffnung Spülluft entlang dem Isolator in Richtung des Tellers geblasen.at the inventive Method for operating the electrostatic precipitator for a firing system is about the Purge air opening purge air along the Insulator blown in the direction of the plate.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Elektrofilters ist ein weiterer Teller vorgesehen, der am Isolator angebracht ist. Dadurch lässt sich die Störanfälligkeit des Elektrofilters weiter reduzieren, indem die Zahl der Partikel, die in den kritischen Bereich gelangen können, weiter reduziert wird.In one embodiment of the inventive electrostatic filter another plate is provided see, which is attached to the insulator. As a result, the susceptibility of the electrostatic precipitator to further reduce by the number of particles that can get into the critical area is further reduced.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Elektrofilters ist vorgesehen, dass der Durchmesser des einen Tellers grösser als der Durchmesser des anderen Tellers ist, wobei der Teller mit dem grösseren Durchmesser sich näher am Abgasrohr befindet, als der andere Teller. Dadurch lässt sich die Zahl der Partikel, die vom Abgasrohr kommend in den kritischen Bereich strömen, erheblich reduzieren.at a further embodiment of the inventive Electrostatic precipitator is provided that the diameter of a plate greater as the diameter of the other plate is, with the plate with the bigger one Diameter closer located on the exhaust pipe, as the other plate. This can be done the number of particles coming from the exhaust pipe in the critical Stream area, reduce considerably.
Der Teller kann als separates Bauteil ausgeführt sein oder zusammen mit dem Isolator ein Formteil bilden. Bei Ausbildung als separates Bauteil kann der Teller aus Metall gefertigt sein, was den Vorteil einer einfachen Herstellbarkeit und höherer Hitzebeständigkeit bietet.Of the Plate can be designed as a separate component or together with form a molded part of the insulator. In training as a separate component the plate can be made of metal, which has the advantage of a easy to produce and higher heat resistance offers.
Vorteilhafter Weise ist bei dem erfindungsgemässen Elektrofilter ein Gehäuse vorgesehen, das den Isolator und den Teller umgibt und das sich zum Spülluftauslass hin verjüngt. Auf diese Weise lässt sich die Hauptströmungsrichtung der Spülluft vorgeben.Favorable Way is in the inventive Electrostatic precipitator a housing provided, which surrounds the insulator and the plate and that itself to the purge air outlet rejuvenated. That way you can the main flow direction the purge air pretend.
Darüber hinaus kann der erfindungsgemässe Elektrofilter so ausgebildet sein, dass zwischen dem Teller und dem Gehäuse ein Luftspalt vorgesehen ist, der so dimensioniert ist, dass er grösser als die durch die Spannung bedingte Durchschlagstrecke ist. Dadurch wird sichergestellt, dass zwischen dem Teller und dem Gehäuse kein nennenswerter Spannungsabfall entsteht.Furthermore can the inventive Electrostatic precipitator be designed so that between the plate and the housing an air gap is provided which is dimensioned so that he greater as the voltage caused by the breakdown gap. Thereby It is ensured that between the plate and the housing no Significant voltage drop arises.
Darüber hinaus kann der erfindungsgemässe Elektrofilter auch mit einer Ringelektrode versehen sein, die in einigem Abstand um den Isolator herum angeordnet ist, um mittels elektrostatischer Kräfte das Eindringen von Partikeln in den kritischen Bereich weiter zu reduzieren.Furthermore can the inventive Electrostatic precipitator may also be provided with a ring electrode, which in is arranged some distance around the insulator around by means of electrostatic forces The penetration of particles in the critical area continues to increase to reduce.
Zur Lösung der Aufgabe wird ferner vorgeschlagen, mit Hilfe eines Ionisators die Spülluft elektrostatisch gleichartig wie die Partikel im Rauchgas aufzuladen. Somit wird durch die Spülluft eine Ladungswolke um den Iso lator herum erzeugt, die eine elektrostatische Abstossung der Rauchgaspartikel bewirkt und somit zur Reinhaltung des Isolators beiträgt.to solution the object is also proposed by means of an ionizer the purge air electrostatically similar to how the particles in the flue gas charge. Thus, by the scavenging air generates a charge cloud around the iso lator around, which is an electrostatic Repulsion of the flue gas particles causes and thus to cleanliness of the insulator contributes.
Der erfindungsgemässe Elektrofilter kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung im Isolator Spülluftauslässe aufweisen, die über einen im Isolator angeordneten Spülluftkanal mit Spülluft versorgbar sind.Of the invention Electrostatic precipitator can according to a further feature of the invention in Isolator have scavenging air outlets, the above a scavenging air channel arranged in the insulator can be supplied with purging air are.
Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemässen Elektrofilters sind die Spülluftauslässe sternförmig auf der Längsseite des Isolators angeordnet. Dadurch kann die Partikelablagerung rund um den Isolator verringert werden.at a development of the inventive electrostatic precipitator are the Purge air outlets in a star shape the long side of the insulator arranged. This allows the particle deposition around to reduce the insulator.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann beim Elektrofilter der Teller ins Abgasrohr hineinragen, wodurch sich größere Abstände zwischen dem Teller oder den Tellern einerseits und dem Gehäuse beziehungsweise dem Abgasrohr andererseits erzielen lassen, um die Sicherheit vor elektrischen Durchschlägen zu erhöhen.To A further embodiment of the invention may be in the electrostatic precipitator the plate protrude into the exhaust pipe, resulting in larger distances between the plate or the plates on the one hand and the housing or the exhaust pipe on the other hand, to ensure the safety electrical breakdowns to increase.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit, den Elektrofilter mit einem Mittel zum Aufheizen der Spülluft auszustatten. Durch das Aufheizen der Spülluft wird erreicht, dass sich im Abgasrohr, insbesondere rohrabwärts, keine unerwünschten Luftströmungen ausbilden können.Of There is also the possibility to equip the electrostatic filter with a means for heating the scavenging air. By heating the purge air is ensures that in the exhaust pipe, especially downstream, no undesirable Form air currents can.
Schliesslich kann der erfindungsgemässe Elektrofilter auch mit einem Mittel zur Erzeugung eines Spülluftstroms ausgestattet sein. Das Mittel zur Erzeugung des Spülluftstroms kann beispielsweise ein Ventilator oder ein Gebläse sein. Alternativ oder auch zusätzlich dazu kann ein im Absaugrohr herrschender Unterdruck benutzt werden, um Luft aus der Umgebung anzusaugen und sie als Spülluft am Isolator und an den Tellern vorbei strömen zu lassen.After all can the inventive electrostatic precipitator be equipped with a means for generating a purge air flow. The means for generating the purge air stream For example, it can be a fan or a fan. Alternatively or also additionally For this purpose, a negative pressure prevailing in the suction tube can be used, to suck in air from the environment and as purge air on the insulator and pass the plates allow.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:One embodiment The invention is shown schematically in the drawing and will in the following explained. Show it:
Der erfindungsgemässe Elektrofilter ist grundsätzlich für sämtliche Feuerungsanlagen geeignet. Vorzugsweise findet es jedoch Anwendung in Kleinfeuerungsanlagen. Der Elektrofilter wird dazu in den Abgaskanal, also das Absaugrohr oder den Kamin der Feuerungsanlage, eingebaut. Damit sich die elektrostatisch geladenen Rauchgaspartikel am Rauchgaskanal abscheiden, wird dieser in dem Bereich, in dem sich die Partikel abscheiden sollen, leitfähig ausgebildet, indem das die Filterelektrode umgebende Rohrstück beispielsweise aus Stahlblech, Chromstahl oder Aluminium ausgebildet wird oder ein solches Blech oder Lochblech oder Drahtgitter in den Abgaskanal eingesetzt wird.Of the invention Electrostatic precipitator is basically for all Firing systems suitable. Preferably, however, it finds application in small combustion plants. The electrostatic precipitator is in the exhaust channel, So the suction pipe or the chimney of the firing system, installed. So that the electrostatically charged flue gas particles on the flue gas channel This will be in the area where the particles separate to leave, conductive formed by the tube electrode surrounding the filter electrode, for example is made of sheet steel, chrome steel or aluminum or a such sheet or perforated plate or wire mesh in the exhaust duct is used.
Bei
der in
Der
vordere Bereich
Die
Anzahl der erforderlichen Teller ist ebenfalls von den technischen
Rahmenbedingungen abhängig.
So kann es unter Umständen
auch ausreichen, auf dem Isolator
Die
Spülluft
SL kann entweder von einem Ventilator oder Gebläse
Schliesslich
besteht auch die Möglichkeit, mit
Hilfe eines Heizelements
Der
in
In
Falls
erforderlich, können
die beiden in den
In
Falls
es erforderlich ist, kann die rückwärtige Seite
des Gehäuses
Zusätzlich oder
auch alternativ zu den beschriebenen Ausführungsformen kann bei dem erfindungsgemässen Elektrofilter
vorgesehen sein, dass der Isolator
Als
Hochspannungsgenerator kann beispielsweise ein Hochspannungstransformator
mit nachgeschaltetem Gleichrichter verwendet werden. Typischerweise
weist der Hochspannungstransformator eine Leistung zwischen 20 und
200 VA auf und kann mit 220 V/50 Hz oder auch mit 110 V/60 Hz Wechselstrom
betrieben werden. Die Aufladung der Sprühelektrode
Die
Abreinigung des Kollektors, also des Abgaskanals
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäss der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.The previous description of the embodiments according to the present invention This invention is for illustrative purposes only and not for purpose the restriction the invention. In the context of the invention are various changes and Modifications possible, without departing from the scope of the invention and its equivalents.
- 11
- Absaugrohrsuction tube
- 22
- Filtergehäusefilter housing
- 33
- Schraubverbindungscrew
- 44
- Konuscone
- 4.14.1
- zylinderförmige Halterungcylindrical holder
- 55
- Isolatorinsulator
- 6.16.1
- erster Tellerfirst Plate
- 6.26.2
- zweiter Tellersecond Plate
- 77
- Elektrodenhalterelectrode holder
- 88th
- Elektrodeelectrode
- 99
- elektrische Verbindungelectrical connection
- 1010
- HochspannungskabelHigh voltage cables
- 1111
- Temperaturfühlertemperature sensor
- 1212
- MesskabelLeads
- 1313
- Erdungsleitungground wire
- 1414
- Reduzierstückreducer
- 1515
- flexibles Rohrflexible pipe
- 1616
- Spülluftauslasspurge air outlet
- 1717
- Hülseshell
- 1818
- Haltestegholding web
- 19.119.1
- vorderer Trichterbereichfront funnel area
- 19.219.2
- hinterer Trichterbereichrear funnel area
- 2020
- Ringelektrodering electrode
- 2121
- Ventilatorfan
- 2222
- Ionisatorionizer
- 2323
- Heizelementheating element
- 2424
- Kabelelectric wire
- 2525
- Spülluftanschluss/SpüllufteinlassPurging air / purge air inlet
- RGRG
- Rauchgasflue gas
- SLSL
- Spülluftpurge air
- xx
- Abstand/LuftspaltDistance / air gap
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