DE102018222504B4

DE102018222504B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von Partikeln aus einem Luftstrom

Info

Publication number: DE102018222504B4
Application number: DE102018222504.4A
Authority: DE
Inventors: Osman Akyildiz; Lukas Siebler
Original assignee: Universitaet Stuttgart
Current assignee: Universitaet Stuttgart
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2022-11-03
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: DE102018222504A1

Abstract

Verfahren zum Abscheiden von Partikeln (16, 116, 216, 316) aus einem Luftstrom, mit den aufeinanderfolgenden Schritten:- Bereitstellen eines bewegten Luftstroms, der aus dem Luftstrom abzuscheidende Partikel (16, 116, 216, 316) enthält, und Einleiten des Luftstroms in einen Strömungskanal (27, 127, 227, 327),- Beschleunigen des Luftstroms mit gleichzeitigem Absenken eines Drucks und einer Temperatur des Luftstroms derart, dass im Luftstrom ein Sättigungsdampfdruck schneller abnimmt als ein Partialdampfdruck,- Eintreten von Übersättigung im Luftstrom, sobald der Sättigungsdampfdruck den Partialdampfdruck unterschreitet,- Erzeugen einer Kondensation von Wasser (43, 143, 243, 343) aus dem Luftstrom auf zumindest einigen der Partikel (16, 116, 216, 316),- Erzeugen eines elektrischen Feldes, das inhomogen ist und/oder einen starken Feldstärkegradienten aufweist,- Hindurchführen des Luftstroms durch das elektrische Feld zum Ablenken von Partikeln (16, 116, 216, 316) in dem elektrischen Feld mittels dielektrophoretischer Kraft, auf deren Oberfläche Wasser (43, 143, 243, 343) kondensiert ist,- Sammeln und/oder Abführen der durch das elektrische Feld abgelenkten Partikel (16, 116, 216, 316), auf deren Oberfläche Wasser (43, 143, 243, 343) kondensiert ist, zum Abscheiden der Partikel, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Feld zwischen einer Außenwand des Strömungskanals (27, 127, 227, 327) und mindestens einer im Strömungskanal (27, 127, 227, 327) befindlichen Gegen-Elektrode (42, 142, 242, 342) erzeugt wird, wobei die dielektrophoretische Kraft die Partikel (16, 116, 216, 316) in der Richtung bewegt, in der das elektrische Feld stärker wird.

Description

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abscheiden von Partikeln aus einem Luftstrom, wobei vorzugsweise die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, dieses Verfahren durchzuführen.
Partikel werden häufig mittels Filtern aus einem Luftstrom herausgefiltert, beispielsweise Rauchgas von einem Biomassekraftwerk. Dabei besteht in der Regel das Problem, dass die Filter regelmäßig gereinigt werden müssen, was Aufwand und Ausfall bedeutet. Das Problem der zunehmenden Luftverschmutzung ist jedoch bereits jetzt gravierend und wird zunehmend als eine der größte Bedrohungen des täglichen Lebens wahrgenommen.
Aus der JP S63- 221 822 A sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt zum Abscheiden von Partikeln aus einem Luftstrom. In einen Strömungskanal mit wechselnden Querschnitten wird Wasser eingesprüht, das in einer Kammer verdampft wird. Dieser Wasserdampf wird mit Luft vermischt, in der abzuscheidende Partikel wie Ruß, Staub odgl. enthalten sind. Dann wird das Gemisch adiabatisch ausgedehnt durch Einleiten in einen erweiterten Querschnitt des Strömungskanals, wodurch sich kleine Tröpfchen an den in der Luft befindlichen Partikeln bilden, die als Koagulations-Kern dienen. Zusammen mit den Wassertröpfchen können die Partikel durch Anlegen eines elektrischen Feldes entfernt werden.
Aus der WO 2008/ 038 348 A1 ist ein ähnlich ausgebildeter Strömungskanal bekannt, mithilfe dessen vorgenannte Partikel aus Luft bzw. Abluft abgeschieden werden können sollen. Dazu wird Wasserdampf oder Wasser direkt als eine Art Nebel in die Luft eingebracht. Auf ähnliche Art und Weise wie zuvor beschrieben lagert sich Wasser aus dem Wasserdampf an Partikeln in der Luft an, um anschließend mittels eines elektrischen Feldes entfernt zu werden.
Aus der US 3 363 403 A ist ein weiterer ähnlich ausgebildeter Strömungskanal bekannt, in dem Gas, welches Staub oder kleine Partikel enthält, gereinigt werden soll. Dieses Gas wird in einen verjüngten Strömungskanal eingebracht, und dabei wird Dampf mittels Sprühvorrichtungen in einer Vorkammer eingebracht zur Übersättigung des Luftstroms. Dann wird der Luftstrom in einem Venturi-Rohr mittels einer mittigen lonisierungs-Elektrode ionisiert. So wird eine elektrostatisches Feld mit Hochspannung erzeugt, welches das Niederschlagen der von einem Wasserfilm überzogenen Partikel innen am Strömungskanal bewirkt.
AUFGABE UND LÖSUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren sowie eine eingangs genannte Vorrichtung zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik gelöst werden können und es insbesondere möglich ist, einen Luftstrom, der Partikel enthält, beispielsweise einen Abgasstrom, sicher mit einfachen und zuverlässigen Mitteln zu reinigen bzw. die Partikel daraus auszuscheiden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der Merkmale nur für das Verfahren oder nur für die Vorrichtung beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für das Verfahren als auch für die Vorrichtung selbständig und unabhängig voneinander gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Das Verfahren zum Abscheiden von Partikeln aus einem Luftstrom weist die folgenden aufeinanderfolgenden Schritte auf.
Zuerst wird ein bewegter Luftstrom bereitgestellt oder erzeugt, der Aerosole bzw. Partikel enthält, die aus dem Luftstrom abzuscheiden sind bzw. abgeschieden oder abgetrennt werden sollen. Dies kann beispielsweise Abgas sein von Kraftwerken oder Verbrennungsprozessen allgemein. Der Luftstrom kann von sich aus bewegt sein bzw. strömen, alternativ oder zusätzlich kann er mittels eines allgemeinen Lüfters bewegt oder beschleunigt werden. Eine weitere Alternative ist eine Venturi-Düse. Dann erfolgt das Einleiten des bewegten Luftstroms in einen Strömungskanal, der vorteilhaft rohrartig und länglich ist. In ihm kann ggf. ein weiterer Lüfter angeordnet sein.
In einem folgenden Schritt wird der Luftstrom beschleunigt und dabei werden gleichzeitig Druck und Temperatur des Luftstroms derart abgesenkt, dass ein Sättigungsdampfdruck im Luftstrom schneller abnimmt als ein Partialdampfdruck. Für das Beschleunigen auf diese Art gibt es mehrere Möglichkeiten, näheres hierzu folgt später. Dadurch tritt Übersättigung im Luftstrom ein, sobald der Sättigungsdampfdruck den Partialdampfdruck unterschreitet. Dies ist an sich ja bekannt. Nach Möglichkeit erfolgt diese Expansion adiabatisch.
Dann wird eine Kondensation von Wasser aus dem Luftstrom auf zumindest einigen der Partikeln erzeugt bzw. aufgrund der erzeugten Übersättigung kondensiert Wasser auf der Oberfläche einiger Partikel, vorteilhaft möglichst vieler Partikel. Dadurch kann der Druck im Luftstrom noch weiter abnehmen. Möglichst viele Partikel weisen also an ihrer Oberfläche einen Wasserfilm auf bzw. sind damit überzogen. Dieses Kondensieren erfolgt auch üblicherweise schlagartig, die Partikel sind dabei nicht nur teilweise mit Wasser überzogen, sondern vollständig. Es erfolgt also eine heterogene Kondensation.
Dann wird ein elektrisches Feldes erzeugt, das inhomogen ist und/oder einen starken Feldstärkegradienten aufweist. Insbesondere wird es zwischen einer Außenwand des Strömungskanals und einer Innenwand innerhalb des Strömungskanals erzeugt, also sozusagen zwischen außen und innen und nicht zwischen zwei gegenüberliegenden Wandungen des Strömungskanals. Das elektrische Feld wird bevorzugt mit Hochspannung erzeugt, besonders bevorzugt mit mindestens 1 kV. Die Hochspannung kann auch bis zu 10 kV betragen. Die Feldstärke kann zwischen 500.000 V/m und 2.500.000 V/m gewählt werden, vorteilhaft zwischen 1.500.000 V/m und 2.000.000 V/m.
Der Luftstrom wird durch das elektrische Feld hindurchgeführt, um Partikel, auf deren Oberfläche Wasser kondensiert ist bzw. die mit Wasser überzogen sind, in dem elektrischen Feld abzulenken. Dieses Ablenken erfolgt nämlich aufgrund der Dipol-Eigenschaften des Wassers. Für die Möglichkeit der Ablenkung wurden die Partikel zuvor mit Wasser überzogen durch die heterogene Kondensation. Diese durch das elektrische Feld abgelenkten Partikel werden dann gesammelt und/oder abgeführt, so dass sie abgeschieden werden können. Der Luftstrom oder ein Abgas sind dann zumindest teilweise gereinigt. Möglicherweise kann ein erneuter Reinigungsschritt auf dieselbe Weise erfolgen. Der Vorteil gegenüber einer üblichen Reinigung mittels Filtern besteht erkennbar darin, dass keine Filter zusetzen können durch herausgefilterte Partikel, die Effizienz ist also besser, es wird weniger Energie benötigt. Auch das Anlegen des elektrischen Feldes benötigt nicht viel Energie, da ja keine Ströme fließen.
In Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass nach bzw. hinter dem Sammeln und/oder Abführen der durch das elektrische Feld abgelenkten Partikel zu deren Abscheiden der Luftstrom erneut verdichtet wird. Dabei wird der Druck wieder erhöht und der Luftstrom verlangsamt. Vorteilhaft ist hierzu ein Diffusors vorgesehen, in einfacher Ausgestaltung der Erfindung wird der Strömungskanal wieder weiter bzw. sein Querschnitt erhöht. So kann vorgesehen sein, dass der Luftstrom vor Beginn des Reinigens und danach mit derselben Geschwindigkeit und demselben Druck strömt wie danach.
Zum Beschleunigen des Luftstroms kann ein Strömungsquerschnitt in dem Strömungskanal verringert werden, um dessen Strömungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Dies kann vorteilhaft durch Anordnen eines Strömungskörpers in dem Strömungskanal bewirkt werden, vorteilhaft mittig angeordnet, wobei der Strömungskörper eine Verringerung des Strömungsquerschnitts bewirkt. Der Strömungskörper kann in oder nahe einem Bereich beginnen, in dem der Luftstrom beschleunigt wird. Er kann zusätzlich oder alternativ in oder nahe einem vorgenannten Bereich enden, in dem der Luftstrom wieder verlangsamt wird bzw. in dem der Druck im Luftstrom wieder erhöht wird. Somit verläuft ein genannter Strömungskörper weitgehend dort, wo der Strömungskanal verringert ist bzw. kleiner ist.
In Ausgestaltung der Erfindung kann der Strömungsquerschnitt in dem Strömungskanal monoton bzw. sogar streng monoton oder gleichmäßig bzw. kontinuierlich verringert und/oder erweitert werden bei einer Änderung. So kann ein Luftstrom möglichst gut und verlustfrei hindurchgeführt werden. Besondere Verwirbelungen sind nicht notwendig bzw. unterstützen das Verfahren zum Abscheiden der Partikel auch nicht.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Strömungskanal für den Luftstrom im Durchmesser verringert werden, um den Strömungsquerschnitt zu verringern. Er kann um 5 % bis 25 % seines Durchmessers verringert werden. Insbesondere bei einem runden Strömungskanal ist dies von Vorteil. Vorteilhaft sind der Durchmesser und/oder der Querschnitt des Strömungskanals an seinem Ende, also nach dem Verlangsamen des Luftstroms und erneuten Erhöhen seines Drucks, jeweils wieder wie vor dem Beschleunigen des Luftstroms. Ein Bereich des Strömungskanals nach dem Beschleunigen des Luftstroms kann dann etwa gleichbleibenden Strömungsquerschnitt aufweisen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Strecke zum Beschleunigen des Luftstroms kürzer als die Länge der Strecke zu seinem Verlangsamen, nachdem die Kondensation erfolgt ist. Dabei kann die Strecke zum Beschleunigen des Luftstroms 10 % bis 90 % der Länge der Strecke zum Verlangsamen des Luftstroms betragen, also kürzer sein, möglicherweise 25 % bis 75 % 75% betragen.
Das elektrische Feld wird zwischen einer Außenwand des Strömungskanals bzw. deren Innenseite und mindestens einer im Strömungskanal befindlichen Gegen-Elektrode erzeugt, wobei die eine Gegen-Elektrode vorteilhaft mittig bzw. zentriert im Strömungskanal angeordnet ist. Sind es mehrere Gegen-Elektroden, so können sie vorteilhaft jeweils gleichen Abstand zur Außenwand des Strömungskanals aufweisen. Die Feldstärke ist besonders vorteilhaft gleichmäßig oder regelmäßig wiederholend gleich verteilt vorgesehen im Strömungskanal. Insbesondere ist die Außenwand des Strömungskanals positiv geladen und die mindestens eine Gegen-Elektrode bzw. der Innenkörper sind negativ geladen.
Dabei kann vorgesehen sein, dass das elektrische Feld im Bereich hinter dem Beschleunigen des Luftstroms und vor dem erneuten Verdichten des Luftstroms erzeugt wird. Vorteilhaft weist der Luftstrom durchgehend in etwa gleichbleibende Geschwindigkeit auf im Bereich des elektrischen Felds.
Die Gegen-Elektrode kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung zumindest teilweise von dem vorgenannten Strömungskörper gebildet werden, indem dieser elektrisch leitfähig gemacht ist und elektrisch angeschlossen wird, beispielsweise geerdet wird. Auch andere Ausgestaltungen der Gegen-Elektroden sind möglich, unabhängig bzw. separat von dem Strömungskörper.
Es ist möglich, die Außenwand bzw. die Innenseite der Außenwand des Strömungskanals positiv und die mindestens eine Gegen-Elektrode bzw. den Strömungskörper negativ zu laden. Die sogenannte dielektrophoretische Kraft bewegt dann die Partikel in der Richtung, in der das elektrische Feld stärker wird. Da dieses sozusagen von außen nach innen in die Mitte des Strömungskanals hinein bzw. hin zur Gegen-Elektrode verläuft, wird es zwingend stärker, da die Feldlinien im geringer werdenden Volumen näher beieinander liegen. Ein Ablenken der Partikel nach innen erleichtert deren Sammeln und Abführen auch stark.
Vorteilhaft wird das elektrische Feld durch eine örtliche Änderung bzw. Variation inhomogen gemacht, um die Partikel, auf deren Oberfläche Wasser kondensiert ist, besser ablenken zu können. Dies kann durch eine sich ändernde Geometrie der beiden sich gegenüberliegenden Flächen erreicht werden, die als Elektroden dienen. Alternativ kann es durch entsprechende elektrische Ansteuerung bewirkt werden.
Das elektrische Feld ist bevorzugt ein statisches Feld, ändert sich also zwar örtlich, aber an jeweils ein und derselben Stelle nicht im zeitlichen Verlauf bzw. vorteilhaft insgesamt nicht im zeitlichen Verlauf.
Vorteilhaft werden dem Luftstrom kein Wasser bzw. keine Feuchtigkeit mehr zugeführt, was das Verfahren einfacher macht. Rauchgasabgase und die meisten sonstigen Abgase enthalten auch genügend Wasser zur ausreichenden Kondensation auf abzuscheidende Partikel. Besonders vorteilhaft wird dem zu reinigenden Luftstrom nichts beigemischt. Dann gibt es allgemein auch weniger Stoffe, die nachher wieder daraus entfernt werden müssen. Alternativ kann dem Luftstrom aber auch etwas Wasser zugeführt werden.
Bevorzugt wird das auf der Oberfläche der Partikel kondensierte Wasser an einer Sammelfläche gesammelt und von dort aus abgeführt oder abgeleitet bzw. abgesaugt, also entfernt. Dies kann auf der Außenseite des vorgenannten Strömungskörpers als Gegen-Elektrode erfolgen, da die Partikel ohnehin zur Gegen-Elektrode bewegt werden. An einem Endbereich der Gegen-Elektrode bzw. des Strömungskörpers, der in Richtung des Luftstroms weist, werden die Partikel gesammelt, vorteilhaft als Flüssigkeit. Durch den Luftstrom können sie an der Oberfläche entlang geführt werden bis an eine Verjüngung oder Spitze, so dass dies entlang der Oberfläche der Gegen-Elektrode bzw. des Strömungskörpers wie von alleine erfolgt. Von dem Endbereich können sie dann mit Leitungsmitteln abgeführt werden.
Ein vorgenannter Lüfter oder Ventilator kann vorzugsweise auch hinter dem Bereich zum Verlangsamen des Luftstroms vorgesehen sein, also eher zum Ende des Strömungskanals hin. Dann ist ein Entfernen der Partikel schon durchgeführt worden, was die Zwangslüftung erleichtert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abscheiden von Partikeln aus einem Luftstrom weist die vorgenannten Mittel und Funktionseinheiten auf. Sie ist insbesondere dazu ausgebildet, das vorbeschriebene Verfahren durchzuführen. Der längliche Strömungskanal weist einen Einlassbereich und einen Auslassbereich auf. Zwischen diesen beiden Bereichen verläuft der Strömungskanal mit sich veränderndem Strömungsquerschnitt. Hinter dem Einlassbereich ist der Strömungsquerschnitt in einem Beschleunigungsbereich verringert, was zum Beschleunigen des Luftstroms dient. Hinter dem Beschleunigungsbereich ist ein Bereich mit Änderung des Strömungsquerschnitts angeordnet zum Kondensieren von Wasser aus dem Luftstrom auf die Oberfläche von zumindest einigen der Partikel, wie dies zuvor erläutert worden ist.
Es ist ein inhomogenes elektrisches Feld vorgesehen, vorzugsweise mit einem starken Feldstärkegradienten, durch das der Luftstrom geführt ist. Damit können Partikel, auf deren Oberfläche Wasser kondensiert ist, in dem elektrischen Feld abgelenkt werden. Es sind Sammelmittel vorgesehen im Bereich des elektrischen Felds zum Sammeln und/oder Abführen der durch das elektrische Feld abgelenkten Partikel mit Wasser der Oberfläche. Die Sammelmittel führen von der Vorrichtung weg.
Vorteilhaft ist der Strömungskanal geschlossen bis auf den Einlassbereich und den Auslassbereich. Er kann also als eine Art Rohr ausgebildet sein mit variierendem Außendurchmesser und dem beschriebenen funktionellen Innenleben. Der Bereich nach dem Beschleunigen des Luftstroms kann etwa gleichbleibenden Strömungsquerschnitt aufweisen. Der Strömungskanal kann etwa 1 m bis 10 m lang sein, vorzugsweise 2,5 m bis 7,5 m. Ein Durchmesser kann etwa 0,1 m bis 0,8 m betragen. Der Strömungsquerschnitt ist vorteilhaft rund, vorzugsweise ist er rundsymmetrisch.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
Figurenliste
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind. Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Ablaufs des Betriebs eines Biomassekraftwerks samt anschließender Abgasreinigung,
2 einen schematisierten Seitenschnitt durch einen Strömungskanal einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abscheiden von Partikeln aus einem Luftstrom und
3 bis 5 Abwandlungen einer Vorrichtung entsprechend 2.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In der 1 ist prinzipiell eine an sich bekannte Abgasreinigung in einem Biomassekraftwerk 11 dargestellt, welches mit Stroh 10 befeuert wird. Im Biomassekraftwerk 11 werden Strom 12 und Wärme 13 produziert, wobei Rauchgas 15 als Abgas entsteht. Dieses Rauchgas 15 enthält später dargestellte Partikel, die als in der Abluft dispergierte kondensierte Schwebstoffe vorliegen können, also als Aerosol, wobei sie fest und/oder flüssig sein können. Die im Rauchgas 15 enthaltenen Partikel können unterschiedlich sein, beispielsweise Ruß, Feinstaub odgl.. Sie können einen Durchmesser zwischen 0,1 µm und 1 µm sowie auch größer aufweisen und sind aber allgemein schwer aus dem Abgas zu entfernen, wenn nicht Filter odgl. verwendet werden sollen.
In dem Rauchgas sind hier Aerosole enthalten, die hauptsächlich aus leicht löslichen Salzen bestehen. Dabei machen Kaliumchlorid KCl und Kaliumsulfat K₂SO₄ 80 % bis 90 % der Partikelmasse aus. Es zeigt sich, dass insbesondere submikrone Partikel nur aus diesen häufig vertretenen Salzen aus den Elementen Kalium, Chlor, Schwefel und Phosphor bestehen. Seltener in den Aerosolen auftretende Elemente wie Silizium, Calcium und Magnesium sind eher in größeren Partikeln größer als 1 µm zu finden. Dies spiegelt sich auch in der Partikelmorphologie wieder. Kleine Partikel im Bereich von 0,1 µm bis 0,3 µm sind nahezu kugelförmig, während größere Partikel von fast kugelförmig bis aggeregatförmig variieren, bestehend aus 5 bis 10 verschiedenen Primäraggregaten. Es handelt sich hauptsächlich um anorganische Salze wie KCl und K₂SO₄, welche durch Nukleation, Koagulation und heterogene Kondensation Partikel bilden.
Das Rauchgas 15 durchläuft erst eine Vorkonditionierung 17, in der die Temperatur von ca. 180 °C stark abgesenkt wird auf 40 °C bis 50 °C. Während im Rauchgas 15 hinter dem Biomassekraftwerk 11 die relative Luftfeuchtigkeit noch 1 % beträgt, beträgt sie nach der Vorkonditionierung 17 schon 100 %. Dies kann durch Befeuchtung und/oder Abkühlung erfolgen, vorteilhaft hauptsächlich durch Abkühlung.
Nach der Vorkonditionierung 17 erfolgt die heterogene Kondensation 19 in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Geschwindigkeit des Rauchgases 15 kann bei etwa 12 m/s liegen. Nachgeschaltet ist ein Ventilator 21, um eine Luftströmung zu verstärken, falls sie noch nicht ausreicht. Anschließend wird die gereinigte Abluft 24 durch einen Kamin 23 ausgelassen.
In 2 ist als Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Strömungskanal 27 für die heterogene Kondensation 19 dargestellt, der eine Einlass-Querschnittsfläche von etwa 1 m² aufweisen kann und rundzylindrisch ist. Hinter dem Einlassbereich geht der Strömungskanal 27 in eine Verengung 28 über als Abschnitt (1), die gleichmäßig erfolgt bzw. ausgebildet ist. An sie schließt ein verengter Querschnitt 29 an, der über eine bestimmte Länge gleich bleibt als Abschnitt (2) und (3). Daran schließt wiederum eine Aufweitung 31 als Abschnitt (4) an, vorteilhaft wieder gleichmäßig, die in einen Auslassbereich 32 übergeht, der wiederum gleichbleibenden Querschnitt aufweist. Der Querschnitt von Einlassbereich des Strömungskanals 27 und Auslassbereich 32 ist hier gleich, dies muss jedoch nicht zwingend so sein. Somit sind Strömungsgeschwindigkeit und Druck in diesen beiden Bereichen in etwa gleich.
Die Länge der Verengung 28 kann zwischen 0,2 m und 2 m liegen, vorteilhaft zwischen 0,5 m und 1 m. Die Länge des verengten Querschnitts 29 kann zwischen 2 m und 4 m liegen, vorteilhaft zwischen 3 m und 3,5 m. Ein Durchmesser im verengten Querschnitt 29 kann zwischen 0,3 m und 1 m liegen, vorteilhaft zwischen 0,4 m und 0,7 m. Die Länge der Aufweitung 31 kann zwar ähnlich sein wie diejenige der Verengung 28, vorteilhaft ist sie aber deutlich länger, beispielsweise 2 m bis 4 m. Der Auslassbereich 32 kann relativ kurz sein.
Eine Strömungsgeschwindigkeit des eintretenden Rauchgases 15 kann wie vorgenannt bei etwa 12 m/s liegen. Eine Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des verengten Querschnitts 29 kann deutlich höher liegen, beispielsweise zwischen 150 m/s und 250 m/s betragen. Im Bereich der Aufweitung 31 nimmt die Strömungsgeschwindigkeit wieder entsprechend ab, so dass sie im Auslassbereich 32 ähnlich ist wie im Einlassbereich. Eine Leistung des Ventilators 21 kann bei über 5 kW liegen, beispielsweise bei etwa 14 kW.
In der 2 ist deutlich zu erkennen, dass im Strömungskanal 27 ein eingangs beschriebener Strömungskörper 34 angeordnet ist, und zwar mittig angeordnet. Der Strömungskörper 34 ist auch rundsymmetrisch ausgebildet und ist am vorderen Ende 35 sowie am hinteren Ende 36 verjüngt bzw. zugespitzt. Der Strömungskörper 34 dient dazu, den Strömungsquerschnitt im Bereich des verengten Querschnitts 29 stark zu reduzieren, um die Strömungsgeschwindigkeit zu erhöhen bzw. den Luftstrom oder den Strom von Rauchgas 15 stark zu beschleunigen. Dann nimmt nämlich hier der Druck ab, gleichzeitig auch die Temperatur. Dabei sollten eine hohe Turbulenz bzw. ein hoher Turbulenzgrad im Luftstrom bewirkt werden. Zusätzlich sollte der Vorgang adiabatisch stattfinden, also kein Wärmeaustausch mit der Umgebung stattfinden. Dies spart Energie.
Durch das Absenken des Drucks und der Temperatur nimmt im Luftstrom ein Sättigungsdampfdruck schneller ab als ein Partialdampfdruck. Dies bewirkt, dass eine Übersättigung eintritt, sobald der Sättigungsdampfdruck den Partialdampfdruck unterschreitet, wodurch Wasser beginnt, auf den Partikeln 16 im Rauchgas 15 zu kondensieren. Dieses Kondensieren erfolgt sehr schnell bzw. nahezu schlagartig. In der 2 ist dies dargestellt, kurz vor Beginn des verengten Querschnitts 29 beginnt sich bereits ein Wasserfilm 34 auf den Partikeln 16 zu bilden. Dieser ist anfangs sehr dünn und kann dann noch anwachsen im Abschnitt (1). Im Abschnitt (2) kann der Wasserfilm 43 noch weiter anwachsen, solange eine genügend hohe Übersättigung besteht.
Nun wird zumindest im Bereich des verengten Querschnitts 29 ein elektrisches Feld angelegt, welches von dem Luftstrom durchströmt wird, vor allem erst im Abschnitt (3). Dabei wird an eine Außenwandung des Strömungskanals 27 im Bereich des verengten Querschnitts 29 sowie an den inneren Strömungskörper 34 ein elektrisches Feld angelegt, wobei beide elektrisch leitfähig sein sollten. Sie wirken also als Elektroden. Dieses elektrische Feld sollte, wie eingangs erläutert worden ist, ziemlich stark sein mit einer Feldstärke von etwa 2 MV/m. Der Abstand zwischen den beiden Elektroden bzw. zwischen der Außenwandung im verengten Querschnitt 29 und dem Strömungskörper 34 kann zwischen 0,1 m und 0,2 m liegen. Die elektrische Feldstärke wird stärker zum Strömungskörper 34 hin, weil die Feldlinien hier näher beieinander verlaufen, wodurch die mit dem Wasserfilm 43 überzogenen Partikel 16 zum Strömungskörper 34 hin bewegt werden. Teilweise treffen sie auch bereits durch die vorgenannte turbulente Verwirbelung des hindurchströmenden Luftstroms darauf auf und bleiben dann daran haften. Gleichzeitig werden sie, was rechts im Bereich des verengten Querschnitts 29 dargestellt ist, dann an der Außenseite oder Oberfläche des Strömungskörpers 34 entlang transportiert. Im Bereich des hinteren Endes 36 laufen sie an der Verjüngung entlang bis zur Spitze hin. Dort ist dann eine Art trichterförmig aufgeweitete Auffangvorrichtung als Leitungsmittel 38 angeordnet, das in eine Leitung 39 übergeht, um das Wasser mit den Partikeln 16 darin abzuführen bzw. aus dem Strömungskanal 27 herauszubringen. Der Abstand der Leitungsmittel 38 zur Oberfläche des hinteren Endes 36 kann relativ gering sein und beispielsweise wenige Zentimeter oder sogar weniger als 1 cm betragen. Schließlich wird hier ein relativ dünner Wasserfilm entstehen, der leicht abgeführt werden kann. Ein geringerer Abstand der Leitungsmittel 38 zur Oberfläche bedeutet eine geringere Beeinträchtigung des Luftstroms. Das Wasser mit den Partikeln 16 darin kann dann in einem separaten Schritt gereinigt bzw. wiederaufbereitet werden. Die gereinigte Abluft 24 wird dann im Bereich der Aufweitung 31 wieder verlangsamt, gleichzeitig wird in diesem Abschnitt (4) wieder Druck darin aufgebaut. Die Abluft 24 kann dann am Auslassbereich 32 so austreten wie sie links in den Strömungskanal 27 eingetreten ist.
Bei den vorgenannten geometrischen Abmessungen für den Strömungskanal 27 kann nach einer Strecke von ca. 1 m nach Beginn der Kondensation, also im Bereich der Verengung 28, erreicht werden, dass der Wasserfilm 43 auf den Partikeln 16 seine maximale Dicke erreicht hat. Durch dieses sozusagen viele Wasser kann der Partikel 16 dann gut durch das elektrische Feld hin zum Strömungskörper 34 als Gegenelektrode gelenkt werden.
Eine alternative Ausgestaltung einer Vorrichtung für eine heterogene Kondensation 119 ist in 3 dargestellt. Hier ist der Strömungskanal 127 ohne Strömungskörper im Inneren ausgebildet, der eine nochmalige Verringerung des Strömungsquerschnitts bewirkt. Deswegen ist der Strömungskanal 127 durch eine sehr starke Verengung 128 in einen verengten Querschnitt 129 geführt, der im Durchmesser deutlich reduziert ist, beispielsweise nur noch 15 % bis 25 % des ursprünglichen Durchmessers im Einlassbereich betragen kann. Durch die Verengung beginnt wiederum die Kondensation von Wasser als anfangs sehr dünner Wasserfilm 143 auf Partikeln 116.
Im rechten Endbereich des verengten Querschnitts 129 ist eine innere Gegenelektrode 142 vorgesehen, beispielsweise nur als dünner zentrisch angeordneter Stab. Die Polung des angelegten elektrischen Felds ist hier entgegengesetzt zu derjenigen der 2, was aber nicht stört bzw. keinen Unterschied macht. Mit einem Wasserfilm 143 beladene Partikel 116 des Rauchgases 115 werden dennoch entsprechend der zunehmenden Feldstärke zu der Gegenelektrode 142 gezogen, liegen dann daran an und werden von der Luftströmung zum rechten Ende der Gegenelektrode 142 transportiert. Dieses rechte Ende wird wiederum von Leitungsmitteln 138 übergriffen, die in eine Leitung 139 übergehen zum Abführen des Wassers mit den darin gebundenen Partikeln 116.
Dahinter ist wiederum eine Aufweitung 131 vorgesehen, die entsprechend stark ausfällt, und an die sich ein Auslassbereich 132 anschließt. Hier erfolgt wiederum ein Verlangsamen des Luftstroms mit Erhöhen des Drucks, so dass gereinigte Abluft 124 so austreten kann wie das Rauchgas eingetreten ist.
In der 4 ist aufbauend auf der 3 eine Vorrichtung für eine heterogene Kondensation 219 dargestellt mit einem Strömungskanal 227, der mit Verengung 228, einem verengten Querschnitt 229 und Aufweitung 231 samt Auslassbereich 232 ausgebildet ist wie in 3. Auch hier ist eine stabförmige Gegenelektrode 242 mittig im rechten Endbereich des verengten Querschnitts 229 vorgesehen. Ein elektrisches Feld ist auf dieselbe Art und Weise angelegt, um mit einem Wasserfilm 243 überzogene Partikel 216 an der Gegenelektrode 242 anzulagern. An deren Ende kann das mit den Partikeln 216 versehene Wasser mittels Leitungsmitteln 238 und einer Leitung 239 abgeführt werden. Im Unterschied zur 3 ist hier im Bereich von Aufweitung 231 und Auslassbereich 232 ein Diffusorkörper 240 angeordnet, und zwar zentrisch. Der Diffusorkörper 240 ist kegelig und rundsymmetrisch ausgebildet, ähnlich wie der Strömungskörper 34 in 2. Er dient dazu, im Auslassbereich 232 die Strömungsgeschwindigkeit nicht ganz so stark abzusenken und den Druck nicht ganz so stark zu erhöhen. Dies kann aus Gründen der Luftführung vorgesehen sein.
In 5 ist eine nochmals weitere Ausgestaltung einer Vorrichtung für eine heterogene Kondensation 319 dargestellt. Ein Strömungskanal 327 ist hier sehr einfach ausgebildet, er verläuft nämlich rundzylindrisch mit gleichbleibender Form ohne Verengungen oder Aufweitungen. An einem linken Einlassbereich wird Rauchgas 315 mit Partikeln 316 darin eingelassen. Dann folgt ein sehr großer Strömungskörper 334 mit einem linken vorderen Ende 335 und einem rechten hinteren Ende 336, beide Enden sind ähnlich spitz wie in 2. Der Strömungskörper 334 an sich kann ähnlich wie in 2 ausgebildet sein, nämlich rundsymmetrisch. Er reduziert allerdings den Abstand zum Strömungskanal 327 deutlich stärker als zuvor, beispielsweise auf zwischen 0,5 m und 0,2 m, so dass sich ein relativ geringer Strömungsquerschnitt ergibt. Dieser kann aber immer noch in etwa demjenigen entsprechen wie bei 2 im verengten Querschnitt 29.
Auch hier wird ein elektrisches Feld angelegt zwischen der Außenwandung des Strömungskanals 27 und dem Strömungskörper 334, der eine Gegenelektrode 342 bildet, diesmal wiederum mit einer Polung entsprechend 2. Eine Feldstärke kann vorgesehen sein wie zuvor, und durch die dadurch entstehende dielektrophoretische Kraft werden die mit einem Wasserfilm 343 überzogenen Partikel 316 zum Strömungskörper 334 als Gegenelektrode 342 hingezogen. Auch hier kann eine turbulente Luftströmung im Bereich des Strömungskörpers 334 unterstützend wirken.
Am rechten hinteren Ende 336 des Strömungskörpers 334 sind wiederum Leitungsmittel 338 vorgesehen, die das hintere Ende 336 übergreifen zum Aufnehmen und Abführen von mit den Partikeln 16 beladenem Wasser. Hinter dem Strömungskörper 334 kann dann die gereinigte Abluft 324 austreten. Da der Querschnitt des Strömungskanals 327 in diesem Auslassbereich 332 wieder gleich ist, werden auch die Strömungsverhältnisse und die Druckverhältnisse in etwa gleich sein.

Claims

Verfahren zum Abscheiden von Partikeln (16, 116, 216, 316) aus einem Luftstrom, mit den aufeinanderfolgenden Schritten: - Bereitstellen eines bewegten Luftstroms, der aus dem Luftstrom abzuscheidende Partikel (16, 116, 216, 316) enthält, und Einleiten des Luftstroms in einen Strömungskanal (27, 127, 227, 327), - Beschleunigen des Luftstroms mit gleichzeitigem Absenken eines Drucks und einer Temperatur des Luftstroms derart, dass im Luftstrom ein Sättigungsdampfdruck schneller abnimmt als ein Partialdampfdruck, - Eintreten von Übersättigung im Luftstrom, sobald der Sättigungsdampfdruck den Partialdampfdruck unterschreitet, - Erzeugen einer Kondensation von Wasser (43, 143, 243, 343) aus dem Luftstrom auf zumindest einigen der Partikel (16, 116, 216, 316), - Erzeugen eines elektrischen Feldes, das inhomogen ist und/oder einen starken Feldstärkegradienten aufweist, - Hindurchführen des Luftstroms durch das elektrische Feld zum Ablenken von Partikeln (16, 116, 216, 316) in dem elektrischen Feld mittels dielektrophoretischer Kraft, auf deren Oberfläche Wasser (43, 143, 243, 343) kondensiert ist, - Sammeln und/oder Abführen der durch das elektrische Feld abgelenkten Partikel (16, 116, 216, 316), auf deren Oberfläche Wasser (43, 143, 243, 343) kondensiert ist, zum Abscheiden der Partikel, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Feld zwischen einer Außenwand des Strömungskanals (27, 127, 227, 327) und mindestens einer im Strömungskanal (27, 127, 227, 327) befindlichen Gegen-Elektrode (42, 142, 242, 342) erzeugt wird, wobei die dielektrophoretische Kraft die Partikel (16, 116, 216, 316) in der Richtung bewegt, in der das elektrische Feld stärker wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach oder hinter dem Sammeln und/oder Abführen der durch das elektrische Feld abgelenkten Partikel (16, 116, 216, 316) zu deren Abscheiden der Luftstrom erneut verdichtet wird mit Erhöhen des Drucks samt Verlangsamen des Luftstroms, vorzugsweise mittels eines Diffusors (240).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungsquerschnitt in dem Strömungskanal (27, 127, 227, 327) verringert wird zum Beschleunigen des Luftstroms zur Erhöhung von dessen Strömungsgeschwindigkeit, insbesondere durch Anordnen eines mittigen Strömungskörpers (34, 334) in dem Strömungskanal (27, 127, 227, 327), der eine Verringerung des Strömungsquerschnitts bewirkt, wobei der Strömungskörper (34, 334) in oder nahe einem Bereich (28) beginnt, in dem der Luftstrom beschleunigt wird, und/oder in oder nahe einem Bereich (31) endet, in dem der Luftstrom wieder verlangsamt wird und der Druck im Luftstrom wieder erhöht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (27, 127, 227) für den Luftstrom im Durchmesser verringert wird zur Verringerung des Strömungsquerschnitts, insbesondere um 5 % bis 25 % seines Durchmessers, wobei vorzugsweise der Durchmesser und/oder Querschnitt des Strömungskanals (27, 127, 227) am Ende des Strömungskanals nach dem Verlangsamen des Luftstroms und erneuten Erhöhen des Drucks derselbe ist wie vor dem Beschleunigen des Luftstroms.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strecke zum Beschleunigen des Luftstroms kürzer ist als die Länge der Strecke zum Verlangsamen des Luftstroms nach der Kondensation, wobei vorzugsweise die Strecke zum Beschleunigen des Luftstroms 10 % bis 90 % der Länge der Strecke zum Verlangsamen des Luftstroms beträgt, insbesondere 25 % bis 75 %.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gegen-Elektrode (42, 142, 242, 342) mittig oder zentriert im Strömungskanal (27, 127, 227, 327) angeordnet ist oder mehrere Gegen-Elektroden jeweils gleichen Abstand zur Außenwand des Strömungskanals (27, 127, 227, 327) aufweisen, wobei insbesondere das elektrische Feld im Bereich (29, 129, 229) hinter oder nach dem Beschleunigen des Luftstroms und vor dem erneuten Verdichten des Luftstroms erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegen-Elektrode (42, 142, 242, 342) zumindest teilweise von dem Strömungskörper (34, 334) gebildet wird durch dessen elektrischen Anschluss.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Feld durch eine örtliche Änderung oder Variation inhomogen gemacht wird zur besseren Ablenkung der Partikel (16, 116, 216, 316), auf deren Oberfläche Wasser (43, 143, 243, 343) kondensiert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Luftstrom kein Wasser und keine Feuchtigkeit mehr zugeführt wird, vorzugsweise dem Luftstrom nichts beigemischt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das auf der Oberfläche der Partikel (16, 116, 216, 316) kondensierte Wasser (43, 143, 243, 343) an einer Sammelfläche, insbesondere auf der Außenseite des Strömungskörpers (34, 334) nach Anspruch 3 oder 7, gesammelt wird und an einem Endbereich (36, 336) des Strömungskörpers (34, 334) in Richtung des Luftstroms weisend gesammelt wird, vorzugsweise an einer Verjüngung (36, 336) oder Spitze, und von dort mit Leitungsmitteln (38, 39, 138, 139, 238, 239, 338, 339) abgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom durch Zwangsventilation erzeugt oder verstärkt wird, insbesondere mittels mindestens eines Lüfters oder Ventilators (21), vorzugsweise hinter dem Bereich (31, 131, 231) zum Verlangsamen des Luftstroms.
Vorrichtung zum Abscheiden von Partikeln (16, 116, 216, 316) aus einem Luftstrom, die insbesondere dazu ausgebildet ist, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen, wobei die Vorrichtung aufweist: - einen länglichen Strömungskanal (27, 127, 227, 327) mit einem Einlassbereich und einem Auslassbereich (32, 132, 232, 332), wobei dazwischen der Strömungskanal (27, 127, 227, 327) mit sich veränderndem Strömungsquerschnitt verläuft, - wobei hinter dem Einlassbereich der Strömungsquerschnitt verringert ist in einem Beschleunigungsbereich (28, 128, 228, 328) zum Beschleunigen des Luftstroms, - wobei hinter dem Beschleunigungsbereich (28, 128, 228, 328) ein Bereich mit Änderung des Strömungsquerschnitts angeordnet ist zum Kondensieren von Wasser (43, 143, 243, 343) aus dem Luftstrom auf die Oberfläche von zumindest einigen der Partikel (16, 116, 216, 316), - ein inhomogenes elektrisches Feld, welches zwischen einer Außenwand des Strömungskanals (27, 127, 227, 327) und mindestens einer im Strömungskanal befindlichen Gegen-Elektrode (42, 142, 242, 342) erzeugt ist, durch das der Luftstrom geführt ist, um Partikel (16, 116, 216, 316), auf deren Oberfläche Wasser (43, 143, 243, 343) kondensiert ist, mittels dielektrophoretischer Kraft in dem elektrischen Feld abzulenken, - Sammelmittel (38, 39, 138, 139, 238, 239, 338, 339), die im Bereich des elektrischen Felds vorgesehen sind zum Sammeln und/oder Abführen der durch das elektrische Feld mittels dielektrophoretischer Kraft abgelenkten Partikel (16, 116, 216, 316), auf deren Oberfläche Wasser (43, 143, 243, 343) kondensiert ist, wobei die Sammelmittel wegführen von der Vorrichtung zum Abscheiden der Partikel (16, 116, 216, 316).
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem Bereich des elektrischen Felds der Strömungsquerschnitt erweitert ist zum Verlangsamen des Luftstroms samt Erhöhen des Drucks im Luftstrom, wobei vorzugsweise dafür ein Diffusor (240) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (27, 127, 227, 327) geschlossen ist bis auf den Einlassbereich und den Auslassbereich (32, 132, 232, 332).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungsquerschnitt in dem Strömungskanal (27, 127, 227) verringert ist zum Beschleunigen des Luftstroms zur Erhöhung von dessen Strömungsgeschwindigkeit, insbesondere durch Anordnen eines Strömungskörpers (34, 334) in dem Strömungskanal (27, 127, 227), wobei vorzugsweise der Strömungskörper in oder nahe einem Bereich (28, 128, 228) beginnt, in dem der Luftstrom beschleunigt wird, und/oder in oder nahe einem Bereich (31, 131, 231) endet, in dem der Luftstrom wieder verlangsamt wird und der Druck im Luftstrom wieder erhöht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskörper (34, 334) an einem entgegen dem Luftstrom weisenden Ende (35, 335) verjüngt ist, vorzugsweise spitz zulaufend ist, wobei insbesondere der Strömungskörper an dem in Richtung des Luftstroms weisenden Ende (36, 336) ebenfalls verjüngt oder spitz zulaufend ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (27, 127, 227) für den Luftstrom im Durchmesser verringert ist, insbesondere bei einem runden Strömungskanal um 5 % bis 25 % seines Durchmessers, wobei vorzugsweise der Durchmesser und/oder Querschnitt des Strömungskanals (27, 127, 227) am Ende des Strömungkanals nach dem Verlangsamen des Luftstroms und erneuten Erhöhen des Drucks derselbe ist wie vor dem Beschleunigen des Luftstroms.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Strecke zum Beschleunigen des Luftstroms kürzer ist als die Länge der Strecke zum Verlangsamen des Luftstroms nach der Kondensation, wobei vorzugsweise die Strecke zum Beschleunigen des Luftstroms 10 % bis 90 % der Länge der Strecke zum Verlangsamen des Luftstroms beträgt, insbesondere 25 % bis 75 %.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gegen-Elektrode (42, 142, 242, 342) mittig oder zentriert im Strömungskanal (27, 127, 227, 327) angeordnet ist oder mehrere Gegen-Elektroden jeweils gleichen Abstand zur Außenwand des Strömungskanals (27, 127, 227, 327) aufweisen, wobei vorzugsweise das elektrische Feld im Bereich (29, 129, 229) hinter dem Beschleunigen des Luftstroms vorgesehen ist, insbesondere vor einem Bereich (31, 131, 231) zum erneuten Verdichten des Luftstroms.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16 und nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegen-Elektrode (42, 342) zumindest teilweise von dem Strömungskörper (34, 334) gebildet ist durch dessen elektrischen Anschluss, wobei dazu der Strömungskörper (34, 334) elektrisch leitfähig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (29, 129, 229) nach dem Beschleunigen des Luftstroms etwa gleichbleibenden Strömungsquerschnitt aufweist und 1 m bis 10 m lang ist, vorzugsweise 2,5 m bis 7,5 m, und/oder einen Durchmesser von etwa 0,1 m bis 0,8 m aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt rund ist, vorzugsweise rund symmetrisch ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 22, gekennzeichnet durch eine Sammelfläche für das auf die Oberfläche der Partikel (16, 116, 216, 316) kondensierte Wasser (43, 143, 243, 343), wobei insbesondere die Sammelfläche auf der Außenseite des Strömungskörpers (34, 334) nach Anspruch 15 oder 16 vorgesehen ist, wobei die Sammelfläche an einem in Richtung des Luftstroms weisenden Endbereich (36, 336) des Strömungskörpers (34, 334) vorgesehen ist, vorzugsweise an einer Verjüngung oder Spitze (36, 335), wobei an der Sammelfläche Leitungsmittel (30, 39, 138, 139, 238, 239, 338, 339) vorgesehen sind zum Abführen des Wassers aus dem Strömungskanal (27, 127, 227, 327) heraus.