DE102008049211A1 - Electrostatic separator for cleaning flue gases from wood combustion furnaces or stationary diesel engines, comprises housing with flue gas inlet and clean gas outlet - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen elektrostatischen Abscheider für die Reinigung von Rauchgasen. Dabei kann das zu prozessierende Rauchgas aus Holzverbrennungsprozessen oder stationären Dieselmotoren herrühren. Insbesondere ist an Holzverbrennungsöfen vielfältiger Art und Nutzung gedacht.The The invention relates to an electrostatic precipitator for the cleaning of flue gases. In this case, the flue gas to be processed from wood combustion processes or stationary diesel engines originate. In particular, wood burning stoves thought of diverse nature and use.
Elektrostatische
Abscheider haben zum Reinigen von Aerosolen einen weiten Anwendungsbereich.
Zum Beispiel werden in einem in der
Aus
In
der
Ein
Verfahren und eine Einrichtung zur Partikelkollektion wird in der
Eine
elektrostatische Abscheidereinrichtung mit laminarer Strömung
(
Seit jeher ist es üblich, Holz zum Heizen ohne jegliche Abgas-/Rauchgasreinigung zu verbrennen. Das Problem der Rauchgasreinigung entstand in den letzten Jahren aufgrund der Verunreinigung der Umwelt und Gesundheitsgefahren durch Feinstaub. Feinstaubpartikel können vor dem Austritt in die Umgebung durch wirksame Rauchgasreinigung aufgesammelt und weiterverarbeitet werden. Ein elektrostatischer Abscheider ist eine solche effektive Gasreinigungseinrichtung.since It has always been common to use wood for heating without any flue gas cleaning to burn. The problem of flue gas cleaning arose in the recent years due to pollution of the environment and health hazards through fine dust. Particulate matter can escape before exiting into the environment collected by effective flue gas cleaning and processed become. An electrostatic precipitator is one such effective Gas cleaning device.
Neben der effizienten Rauchgasreinigung werden an den elektrostatischen Abscheider mehrere Forderungen gestellt, wie:
- – geringer Druckabfall in ihm; damit ein Ofen zur Holzverbrennung effektiv arbeitet, muss er entsprechend ziehen, d. h. eine entsprechend starke Rauchgasströmung zum Kamin haben;
- – der Abscheider muss einfach, sicher, robust sein, darf keine hohen Investierungskosten und nur geringe Betriebs kosten haben, muss leicht gereinigt und ausgetauscht werden können;
- – das Rauchgas von einem Holzverbrennungsofen muss auf kurzem Wege in einem Ofenrohr dem Partikelreinigungsprozess zugeführt werden.
- - low pressure drop in it; In order for a wood burning stove to work effectively, it must pull accordingly, ie one have correspondingly strong flue gas flow to the chimney;
- - The separator must be simple, safe, robust, must not have high investment costs and low operating costs, must be easily cleaned and replaced;
- - The flue gas from a wood burning stove must be supplied to the particle cleaning process in a short stoke in a stovepipe.
Somit sind die Aufgaben gestellt, die der Erfindung zugrunde liegen.Consequently are the tasks set, which are the basis of the invention.
Die Aufgabe wird durch den elektrostatischen Abscheider gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst und damit die Forderungen einer effizienten Rauchgasreinigung erfüllt. Die Forderungen sind in dem elektrostatischen Abscheider realisiert. Der elektrostatische Abscheider für vorzugsweise mengenmäßig kleinere Holzverbrennungsprozesse wie in Privathaushalten besteht aus einem Gehäuse mit Rauchgaseinstritt und Reingasaustritt, einem rohrförmigen Nicht-Korona-Agglomerator und unipolarem Korona-Entlader, einem rohrförmigen Kollektor mit einer eingebauten Drahtbürste zur Reinigung und einem Schacht/Behälter zum Auffangen ausscheidender/abgelagerter Partikel. Beide rohrförmigen Baugruppen, der Agglomerator mit Korona-Entlader und der Kollektor stehen vertikal auf diesem Schacht, der beide als Bestandteil des Strömungskanals verbindet. Der Strömungskanal für das zu prozessierende Rauchgas im elektrostatischen Abscheider ist, thermisch isoliert, in einem Gehäuse verpackt.The Task is by the electrostatic precipitator according to the characterizing features of claim 1 and thus meets the requirements of efficient flue gas cleaning. The requirements are realized in the electrostatic precipitator. The electrostatic precipitator for preferably quantitative smaller wood burning processes exist as in private households from a housing with flue gas inlet and clean gas outlet, a tubular non-corona agglomerator and unipolar Corona discharger, a tubular collector with a built-in wire brush for cleaning and a shaft / container for collecting outgoing / deposited particles. Both tubular Assemblies, the agglomerator with corona discharger and the collector stand vertically on this shaft, both as part of the Flow channel connects. The flow channel for the flue gas to be processed in the electrostatic Separator is, thermally insulated, packaged in a housing.
Der
elektrostatische Abscheider, sowohl geeignet für die Reinigung
von Rauchgasen aus Holzverbrennungsöfen als auch für
die Reinigung von Abgasen aus stationären Dieselmotoren,
kennzeichnet nach Anspruch 1 folgende Merkmale:
Der Abscheider
hat in seinem Gehäuse mindestens einen Rauchgaseintritt
und mindestens einen Reingasaustritt.The electrostatic precipitator, suitable both for the purification of flue gases from wood combustion stoves and for the purification of exhaust gases from stationary diesel engines, according to claim 1 the following features:
The separator has at least one flue gas inlet and at least one clean gas outlet in its housing.
Der Strömungskanal führt vertikal nach unten als rohrnförmiger erster Strömungskanalabschnitt mit einem Nicht-Korona-Agglomerator, gefolgt von einem unipolaren Korona-Entlader, der in einen abgedeckten Schacht/Behälter als Strömungskanalbestandteil zum Auffangen ausgeschiedener Rußpartikel mündet.Of the Flow channel leads vertically downwards as a tubular first flow channel section with a non-corona agglomerator, followed by a unipolar corona discharger, which is covered in a Shaft / container as a flow channel component opens to collect separated soot particles.
Aus diesem abgedeckten Schacht führt gasstromabwärts, aber vertikal nach oben der zweite rohrförmige Strömungskanalabschnitt, der in einen Reingasaustritt mündet. Dieser zweite rohrförmige Strömungskanalabschnitt ist der Kollektor für die aus dem Gastrom ausscheidenden Partikel, er ist mit einer drehbaren, wendelförmigen Bürste ausgestattet, mit der die an der Rohrinnenwand abgelagerten Partikel ständig oder periodisch oder nach Bedarf durch Drehen nach unten abgebürstet werden kann. Zur Reinigung dieser Bürste beim Abbürstprozess befindet sich längs der Innenwand mindestens eine Abstreifschiene, über die die Bürste beim axialen Drehen im Rohr streift und auf ihr lagernde Partikel dabei abgeschüttelt oder abgeschleudert werden.Out this covered shaft leads downstream, but vertically up the second tubular flow channel section, which opens into a clean gas outlet. This second tubular flow channel section is the collector for those leaving the gas stream Particle, it is with a rotatable, helical brush equipped with the particles deposited on the pipe inner wall constantly or periodically or as needed by turning to can be brushed down. To clean this brush during the brushing process is located along the inner wall at least one scraper rail over which the brush during axial rotation in the pipe brushes and particles on it be shaken off or thrown off.
Nach Anspruch 2 besteht der der Nicht-Korona-Agglomerator mit seinem gasstromabwärts folgenden Korona-Entlader aus einer von oben aus einem nicht im Strömungsweg stehenden Isolatorgehäuse in den ersten Strömungskanalabschnitt zentral ragenden, stabförmigen Hochspannungselektrode, die in ihrem mittleren im Strömungskanal exponierten Bereich von einer Ablenkungselektrode ummantelt ist und gasstromabwärts in ihrem freien Endbereich eine dünne Korona-Entladungselektrode zentral exponiert hat.To Claim 2 consists of the non-corona agglomerator with his Downstream following corona discharger from one of at the top of an insulator housing not in the flow path centrally projecting into the first flow channel section, rod-shaped high voltage electrode, in its middle in the flow channel exposed area of a deflection electrode is shrouded and downstream in its free end area thin corona discharge electrode has exposed centrally.
Die wendelförmige Bürste sitzt nach Anspruch 3 auf einer zentral exponierten Antriebswelle, die mit ihrem einen Ende oben außerhalb des Strömungsweges in eine Antriebsvorrichtung eingespannt und mit ihrem andern Ende zentral drehbar gelagert ist. Die Antriebsvorrichtung kann eine Handkurbel oder ein Drehmotor sein.The Helical brush is seated according to claim 3 a centrally exposed drive shaft, with its one end above outside the flow path in a drive device is clamped and centrally rotatably mounted with its other end. The drive device may be a hand crank or a rotary motor be.
Nach Anspruch 4 ist der Schacht, der Partikelbehälter, Bestandteil des Strömungskanals im Abscheider. Er sitzt an der tiefsten Stelle des Strömungskanals im Abscheider. In ihn mündet vertikal von oben der rohrförmige Nicht-Korona-Agglomerator mit stromabwärts folgendem Korona-Entlader. Aus ihm steigt vertikal nach oben der rohrförmige Kollektor mit eingebauter Wendelbürste. In seinem tiefsten Bereich hat der Schacht einen Zutritt, durch den abgeschiedene und angesammelte Partikel herausgenommen werden können (Anspruch 5).To Claim 4 is the shaft, the particle container, component of the flow channel in the separator. He sits at the deepest Position of the flow channel in the separator. Flows into him vertically from above the tubular non-corona agglomerator with downstream following corona discharger. Get out of it vertically upwards the tubular collector with built-in Spiral brush. In its deepest part, the shaft has an entrance through the separated and accumulated particles can be taken out (claim 5).
Der gesamte Strömungskanal im Abscheider, das Rohr des Nicht-Korona-Agglomerators und Korona-Entladers, der Schacht und das Rohr des Kollektors, liegen nach Anspruch 6 auf einem elektrischen Bezugspotential, meist Erdpotential. Im letzteren Fall werden auf der Innenwand des Strömungskanals abgelagerte und noch geladene Partikel elektrisch neutralisiert.Of the entire flow channel in the separator, the tube of the non-corona agglomerator and corona discharger, the shaft and the tube of the collector lie according to claim 6 on an electrical reference potential, usually ground potential. In the latter case are on the inner wall of the flow channel deposited and still charged particles electrically neutralized.
Nach Anspruch 7 kann es zweckmäßig sein, dass der Agglomerator und Korona-Entlader strömungsmäßig in einen ersten Schachtabschnitt mündet, von dem es dann nach unten zu einem überbrückenden, zweiten Schachtbereich, dem eigentlichen Schacht, weitergeht, aus dem es dann zum weiteren, dritten Schachtbereichgeht. Der dritte Schachtbereich ist ähnlich ausgeführt wie der erste. Von dem dritten Schachtbereich geht es vertikal nach oben in den Kollektor. Insgesamt hat der Schacht, der Behälter für ausgeschiedene, abgeschiedene und aufgesammelte Partikel, einen Eintrittsbereich und einen Austrittsbereich der Prozessgasströmung.According to claim 7, it may be expedient that the agglomerator and corona discharger fluidly opens into a first shaft section from which it then goes down to a bridging, second shaft area, the actual shaft, from which it then goes to the other, third shaft area , The third shaft area is similar to the first one. From the third shaft area it goes vertically up into the collector. Overall, the manhole, the container for excreted, separated and up collected particles, an entrance area and an exit area of the process gas flow.
Mit dem elektrostatischen Abscheider werden feine Partikel aus Verbrennungsabgasen effektiv aus- und abgeschieden.With The electrostatic precipitator becomes fine particles of combustion exhaust gases effectively separated and deposited.
Der elektrostatische Abscheider hat entlang seines Strömungsweges einen geringen Druckabfall und geringe Betriebskosten. Sein technischer Aufbau ist einfach und robust. Er ist einfach zu warten und zu reinigen.Of the electrostatic precipitator has along its flow path a low pressure drop and low operating costs. Its technical Construction is simple and robust. He is easy to maintain and clean.
Die Baugröße des elektrostatischen Abscheiders ist begrenzt und nimmt wenig Raum ein. Die Investitionskosten beim Einbau in eine Heizungsanlage oder stationäre Dieselmotoranlage oder die Kosten für Nachrüstung einer solchen sind gering.The Size of the electrostatic precipitator is limited and takes up little space. The investment costs during installation in a heating system or stationary diesel engine system or the cost of retrofitting one are low.
Im Folgenden werden zwei beispielhafte Ausführungen des elektrostatischen Abscheiders vorgestellt und die Konstruktion anhand der Zeichnung beschrieben.in the Following are two exemplary embodiments of the electrostatic Abscheiders presented and the construction based on the drawing described.
Das
Bauprinzip, die Struktur des elektrostatischen Abscheiders ist im
Schnitt in
Die
Hochspannungselektrode
Gasstromabwärts
im unteren freien Endbereich der Hochspannungselektrode
- – die frei exponierte Hochspannungselektrode
7 bildet mit der radial gegenüber liegenden Innenwand des Rohres7 Spaltbereiche mit der größten Spaltweite und damit niedrigen elektrischen Feld im Falle angelegter Hochspannung; - – die an ihren exponierten Bereichen nicht scharfkantige
Ablenkungselektrode
8 bildet mit der radial gegenüber liegenden Innenwand des Rohres7 einen Spaltbereich mit mittlerer, noch nicht eine Korona erzeugender elektrischer Feldstärke; - – die Korona-Entladungs-Elektrode
9 bildet mit der radial gegenüber liegenden Innenwand des Rohres7 einen Spaltbereich mit hoher, koronaerzeugender elektrischer Feldstärke.
- - The exposed high voltage electrode
7 forms with the radially opposite inner wall of the tube7 Gap areas with the largest gap width and thus low electric field in the case of applied high voltage; - - The non-sharp deflection electrode at their exposed areas
8th forms with the radially opposite inner wall of the tube7 a gap region with mean, not yet a corona generating electric field strength; - - the corona discharge electrode
9 forms with the radially opposite inner wall of the tube7 a gap region with high, corona-generating electric field strength.
Der
rohrförmige Kollektor
Diese
Anordnung ermöglicht einen leichten Zugang zu dem jeweils
abgedeckten Rohr
Der
Agglomerator/Korona-Entlader
Für
Reinigungszwecke kann der Schacht
Sollen
auch größere anfallende Rauchgasvolumina prozessiert
werden, kann der einfache elektrostatische Abscheider gemäß den
Der
Prozess im elektrostatischen Abscheider läuft folgendermaßen
ab:
Das mit Partikel beladene Abgas aus einer Verbrennungsanwendung
gelangt in den elektrostatischen Abscheider
The particulate laden exhaust gas from a combustion application enters the electrostatic precipitator
Das
partikelbefreite Gas, das Reingas, strömt im Kollektor
Während
des Betriebs des elektrostatischen Abscheiders können sich
an den Innenwänden der beiden Rohre
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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