DE1160827B - Verfahren zur Vermeidung von Explosionen in zu solchen neigenden gasdurchstroemten Raeumen, insbesondere elektrostatischen Staubabscheidern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRiFT

Internat. Kl.: B Ol d

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche KL: 12e-5

1 160 827
M 46276 III/12 e
16. August 1960
9. Januar 1964

In allen gasdurchströmten Räumen, in denen Gasgemische einer Entzündung ausgesetzt sind, besteht bei Eindringen eines die Zündgefahr erhöhenden Gases, wie beispielsweise Sauerstoff, die Gefahr von Explosionen.

Aus der großen Zahl der Anordnungen, Apparaturen und Anlagen, bei denen durch Arbeiten mit leicht entzündlichen Gasgemischen Explosionsgefahr besteht, seien nur drei Beispiele genannt: Es sind dies bei hohen Temperaturen arbeitende Reaktoren, mechanische Entstaubungsvorrichtungen für heiße Gase und nicht zuletzt elektrostatische Staubabscheider.

Bei den elektrostatischen Staubabscheidern, in denen Gase oder Gasgemische gereinigt werden, die sich bei einem bestimmten Gehalt an Sauerstoff entzünden, besteht infolge der oft unvermeidlichen Überschläge in den elektrischen Entstaubem ständig die Gefahr von Explosionen. Um diese zu vermeiden, verfährt man bisher so, daß in den Rohgaszuleitungen zu den Entstaubern der Sauerstoffgehalt laufend geprüft wird. Dieses geschieht dadurch, daß man in die Rohgaszuleitunigen Sauerstoffmeßgeräte einbaut, so daß bei Zunahme des Sauerstoffgehaltes im Rohgas die elektrische Spannung unter die Überschkgsgrenze heruntergeregelt werden kann oder daß die Hochspannung abgeschaltet wird. Zwischen der Änderung des Sauerstoffgehaltes im Rohgas und dem Registrieren derselben sowie dem damit verbundenen Ingangsetzen von Regelorganen verstreicht eine endliehe Zeit, die mitunter schon ausreicht, daß ein Gasgemisch im elektrischen Entstauber entsteht, welches explosibel ist, bevor die Hochspannung heruntergeregelt oder abgeschaltet werden kann.

Es sind weiterhin Anordnungen und Verfahren bekannt zum Betrieb elektrischer Gasreiniger, wobei die Stromstärke oder Spannung in¹ elektrischen Niederschlagsvorrichtungen durch eine in die Rohgaszuleitung eingebaute, vom jeweiligen Zustand des Rohgases abhängige Vorrichtung schon vor Eintritt des veränderten Gases auf dessen Zustand selbsttätig eingestellt wird. Bei dieser Vorrichtung handelt es sich um zwei einander gegenüberliegende Platten nach Art eines Kondensators, die unter Benutzung der Leitfähigkeit des Gases einen Stromkreis schließen, der durch einen Regulierwiderstand die Primärseite des Hochspannungstransformators in Anpassung an den jeweiligen Zustand des Gases einstellt. Dies stellt jedoch keinen Weg dar, um Explosionen auf Grund zunehmenden Sauerstoffgehaltes zu verhindern, weil schon geringe Mengen Sauerstoff, die sich auf die Leitfähigkeit des Gasgemisches noch nicht auswirken, Verfahren zur Vermeidung von Explosionen
in zu solchen neigenden gasdurchströmten
Räumen, insbesondere elektrostatischen
Staubabscheidern

Anmelder:

Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,
Frankfurt/M., Reuterweg 14

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Otto Güpner, Offenbach/M.

schon genügen, ein kritisches Gemisch zu erzeugen. In diesem Fall könnten Explosionen erfolgen, ohne daß die Regelanordnung angesprochen hätte.

Geräte zur Registrierung von Druckschwankungen werden oft benutzt, um Warnsignale oder Regelanordnungen in Tätigkeit zu setzen. Diese Geräte sind jedoch nicht geeignet, speziell auf Änderungen des Sauerstoffgehaltes anzusprechen, und können deshalb zur Vermeidung von Explosionen, die durch Zunahme der Sauerstoffkonzentration in Gasgemischen verursacht werden, nicht verwendet werden.

Aus den obengenannten Darlegungen ist zu entnehmen, daß die größtmögliche Sicherheit beispielsweise für den Betrieb elektrischer Gasreiniger vorhanden ist, wenn die elektrische Spannung am Entstauber unter der Überschlagsspannung liegt. Da jedoch im Laufe des Reinigungsprozesses die Gaszusammensetzung und der Staubgehalt schwanken, also Überschläge schon bei Spannungen auftreten können, die wesentlich unter normalen Überschlagsspannungen liegen, müßte man mit der Spannung so weit heruntergehen, daß infolge des schlechten Entstaubungsgrades elektrostatische Staubabscheider unrentabel würden.

Ähnliche Vergleiche lassen die vorgenannten Reaktoren oder mechanischen Entstauber zu. Die Erfindung schlägt daher ein Verfahren vor zur Vermeidung von Explosionen in zu solchen neigenden gasdurchströmten Räumen, insbesondere elektrostatischen

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Staubabscheidern, bei denen eine bestimmte Gaszusammensetzung bei Vorhandensein einer Zündquelle zur Explosion führt, wobei eine Teilgasmenge des zu überwachenden Gases mit einer einstellbaren Menge eines die Explosionsgefahr des zu untersuchenden Gases erhöhenden Gases vermischt und fortlaufend mittels einer Zündquelle auf Explosionsfähigkeit überprüft wird und daß im Falle der Zündung dieses Gasgemisches eine die Zündung des zu überwachenden Gases verhindernde Gegenmaßnahme ausgelöst wkd.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung dient zur Durchführung des Verfahrens eine Vorrichtung nach Art einer Explosionskammer, in der eine Zündquelle und auf Druck- oder Temperaturschwankungen ansprechende Indikatoren angeordnet sind.

An Hand einer schematischen Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren an dem Beispiel eines elektrostatischen Staubabscheiders näher erläutert.

Mit 1 ist in der Abbildung das Gehäuse des elektrostatischen Entstaubers bezeichnet; mit 2 der Rohgaszuleitungskanal; mit 3 eine Niederschlagselektrode und mit 4 ein Sprühelektrodenrahmen mit Sprühelektroden, der an dem Isolator 5 abgetragen ist und über die Zuleitung 6 über eine Gleichrichteranordnung? und einem Transformator 8 mit Hochspannung versorgt wird. Der Pfeil R gibt die Strömungsrichtung des Rohgases an. In dem Rohgasrohr 2 sind über den Querschnitt verteilt düsenartige Öffnungen 9 angeordnet, die in ein Rohr 10 einmünden. Der von einem Gebläsen abgesaugte Teilgasstrom (Absaugrichtung durch Pfeil A bezeichnet) gelangt zuerst in ein beispielsweise mechanisches Filter 12 und von dort über ein Ventil 13 in der Rohrleitung 14 in eine Rückschlagsperre 15. Vor der Rückschlagsperre 15 mündet ein weiteres Rohr 16, durch das über ein Ventil 17 mit Hilfe eines Gebläses 18, beispielsweise ein sauerstoffhaltiges Gas (Luft oder reiner Sauerstoff) in die Leitung 14 eingeblasen wird. Der Pfeil L bezeichnet die Ansaug- bzw. Einblasrichtung. In der Leitung 14, auf dem Wege durch die Rückschlagsperre 15, vermischt sich die Teilrohgasmenge mit dem sauerstoffhaltigen Gas, und das Gasgemisch gelangt in die Explosionskammer 19. In der Explosionskammer 19 befindet sich die Zündvorrichtung in Form einer Funkenstrecke 20, die von einem Funkeninduktor 21 betrieben wird. In der Explosionskammer 19 ist noch ein Indikator für die Druck- und Temperaturschwankungen, ein Druckwächter oder ein Temperaturanzeiger angebracht. Findet in der Explosionskammer 19 eine Explosion des dorthin geleiteten Gasgemisches statt, so bewirkt der Indikator 22, daß ein elektrisches Regelorgan 23 anspricht, den Stromkreis zu einem Schütz 24 schließt, das an den Kontakten

25 und 25' den Primärkreis, der aus der Zuleitung

26 und 26' gespeist wird, derart unterbricht, daß der Transformator 8 stromlos und somit die Entstauberspannung abgeschaltet wird. An Stelle des Ausschaltschützes 24 können andere Regelorgane im Rahmen der Erfindung angeordnet sein, die beispielsweise primärseitig oder sekundärseitig die Spannung mit bekannten Mitteln heruaterregeln, so daß die Überschlagsgrenze im elektrostatischen Entstauber unterschritten wird. Das Explosionsgemisch wird aus der Explosionskammer 19 über die Leitung 27 mittels des Gebläses 11 abgesaugt.

Damit in der Explosionskammer 19 das Gasgemisch den gleichen Temperaturbedingungen unterworfen ist wie im Entstauber, ist die Explosionskammer mit einer Wärmeisolierung 33 umgeben, die gegebenenfalls mittels elektrischer Heizwicklungen 34 beheizt werden kann. Für gleiche Druckbedingungen in der Explosionskammer wie im Entstauber sorgt das Gebläse 11 zusammen mit den Ventilen 13 und 17. Dazu ist es auch möglich, das Gebläse 11 zwischen Rückschlagsperre 15 und Explosionskammer 19 und am Explosionskammerausgang ein weiteres Regulier-

ίο ventil (nicht gezeichnet) anzuordnen. Die düsenartigen Absaugöffnungen 9 müssen in solch einem Abstand vor dem Entstauber in der Rohgasleitung 2 angeordnet sein, daß das explosible Gasgemisch nicht in den Entstauber gelangt ist, bevor nicht die Regelung über Explosionskammer und elektrische Regelorgane stattgefunden hat, wie es schon in der deutschen Patentschrift 377 343 beschrieben ist.

Um zu verhindern, daß bei nicht einwandfreiem Funktionieren der Überwachungseinrichtung Explo-

ao sionen im elektrostatischen Entstauber auftreten können, sind in den Zuleitungen 14 und 16 zur Explosionskammer 19 Strömungswächter 28 und 29 (Organe, die anzeigen, ob die Gebläse 11 bzw. 18 arbeiten) und im Sekundärkreis des Funkeninduktors 21 ein Unterstromrelais 30 eingebaut, deren Kontakte 28', 29', 30' in den Verbindungsleitungen zwischen Regelorgan 23 und Schütz 24 liegen und den Stromkreis bei Strömungen (Ausfall einer oder beider Gebläse oder des Funkeninduktors) unterbrechen, derart, daß Schütz 24 primärseitig die Transformatorspannung abschaltet bzw. ein Einschalten derselben nicht möglich ist. Mit den Schaltorganen 23, 28, 24, 30 können gegebenenfalls Kontrollampen (nicht gezeichnet) gekoppelt sein, damit bei Auftreten einer Störung deren Ursache und Ort sofort erkennbar ist. Mit dem Bezugszeichen 31 ist eine Explosionsklappe bezeichnet, die zum zusätzlichen Schutz der Anlage dient.
In der Leitung 14 ist hinter dem Filter 12 eine weitere Rückschlagsperre 32 angeordnet, die verhindert, daß beispielsweise bei Ausfall der Gebläse 11 und/oder bei geöffneter Explosionsklappe 31 infolge eventuell vorhandenen Unterdrucks im Rohgaskanal 2 Luft rückwärts über die Leitungen 14 und 10 und die Düsen 9 in den Rohgaszuleitungskanal 2 eingesaugt wird.

Die Ventile 13 und 17, die neben einer Absperrungsmöglichkeit zur Dosierung der beiden Teilgasströme dienen, ermöglichen außerdem durch geeignete Wahl des Drosselgrades die Überwachungsvorrichtung bezüglich ihres Durchsatzes und der daraus sich ergebenden Zeitverzögerung weitgehend unabhängig von dem im Rohgaszuleitungskanal 2 eventuell auftretenden Druckschwankungen zu machen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Vermeidung von Explosionen in zu solchen neigenden gasdurchströmten Räumen, insbesondere elektrostatischen Staubabscheidern, bei denen eine bestimmte Gaszusammensetzung bei Vorhandensein einer Zündquelle zur Explosion führt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilgasmenge des zu überwachendes Gases mit einer einstellbaren Menge eines die Explosionsgefahr des zu untersuchenden Gases erhöhenden Gases vermischt und fortlaufend mittels einer Zündquelle auf Explosions-

fähigkeit überprüft wird und daß im Falle der Zündung dieses Gasgemisches ein© die Zündung des zu überwadhendeo Gases verhindernde Gegenmaßnahme ausgelöst wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Explosionskammer, in der eine Zündquelle und auf Druck- oder Tempearaturschwankungen ansprechende Indikatoren angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 377 343, 545426, 123;
USA.-Patentschrift Nr. 1909 828.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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