DE1162814B - Stabfoermige Entladungselektrode fuer elektrostatische Staubabscheider - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B Ol d

Deutsche Kl.: 12 e - 5

Nummer: 1 162 814

Aktenzeichen: A 32133 III /12 e

Anmeldetag: 29. Mai 1959

Auslegetag: 13. Februar 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine stabförmige Entladungselektrode aus elektrisch leitendem Material mit einem gelochten Abschirmrohr für elektrostatische Staubabscheider.

Bei elektrostatischen Staubabscheidern wird ein mit Staubteilchen beladenes gasförmiges Medium durch rohrförmige Niederschlagselektroden geleitet, in denen zentrisch eine Entladungselektrode angeordnet ist, an die eine hohe Gleichspannung angelegt wird. Es entsteht so zwischen Entladungselektrode ίο und Niederschlagselektrode ein elektrisches Feld, welches bewirkt, daß die Staubteilchen aufgeladen und an der Niederschlagselektrode niedergeschlagen werden.

Dar Ionisations- oder Ladungsstrom muß während seines Durchganges zwischen Entladungselektrode und Sammelelektrode zwei verschiedene Medien durchsetzen, nämlich das staubbeladene Gas und die auf der Sammelelektrode niedergeschlagene Staubschicht. Diese beiden Medien können sich hinsichtlich ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften, der Teilchengröße und Teilchenform infolge sich ändernder Bedingungen ihrer Entstehungsquelle, z. B. durch Veränderungen in der Kohle, in der Verbrennung oder in der Beschickung einer Kesselfeuerung, beträchtlich verändern. Diese Veränderungen können dazu führen, daß die optimalen elektrischen Voraussetzungen für eine wirksame Staubabscheidung aus verschiedenen Gründen nicht erreicht werden. Folgende Gründe können maßgebend sein:

a) Elektrischer Durchschlag durch die Medien, was zu ständigen Überschlägen zwischen der Entladungselektrode und der Sammelelektrode führt, und zwar auch dann, wenn die Spannung und der Strom unterhalb der gewünschten Werte bleiben.

b) Überstrom bei einer Spannung, die niedriger ist als diejenige, die für die Staubabscheidung benötigt wird, und zwar infolge eines elektrischen Durchschlages der Staubschicht auf der Sammelelektrode, das ist eine Erscheinung, die als Rückionisation bekannt ist. '

c) Überstrom bei einer Spannung, die niedriger ist als erforderlich, und zwar durch das Anhaften bzw. Niederschlagen von Staubteilchen auf der Entladungselektrode. Dieser Zustand ist im wesentlichen eine Folge der »Rückionisation« und bewirkt eine weitere Verschlechterung des durch die Rückionisation geschaffenen Zustandes.

d) Wanderung von Staubteilchen zwischen den Elektroden, wodurch diese Staubteilchen vom Gas wieder mitgenommen werden, wodurch be-Stabförmige Entladungselektrode für elektrostatische Staubabscheider

Anmelder:

Apra Precipitator Corporation, New York, N. Y.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,

München 22, Widenmayerstr. 4

Als Erfinder benannt:

James Rodger, Paisley, Schottland

(Großbritannien) ;

Beanspruchte Priorität:: "

Großbritannien vom 30. Mai 1958 (Nr. 17 307) - -

reits niedergeschlagener Staub wieder aus dem Staubabscheider austritt.

e) Neutralisierung oder Umkehrung des normalen Niederschlagsvorganges als Folge einer oder mehrerer der erwähnten Erscheinungen, wodurch der Abscheiderwirkungsgrad in hohem Maße beeinträchtigt wird.

In elektrostatischen Staubabscheidern der erwähnten Art, bei welchen die erforderliche elektrische Energie in Form einer hohen Gleichspannung von einer einzigen Quelle geliefert wird, hängt die Strom-Spannungs-Kennlinie allein vom Zustand und den Eigenschaften des behandelten Gases und Staubes ab. Bisher konnte der optimale Arbeitspunkt bezüglich Strom und Spannung nicht allein durch Regelung der elektrischen Stromversorgung der Entladungselektrode gewählt werden, sondern es war erforderlich, äußere Hilfsmittel, beispielsweise eine chemische Vorbehandlung der zu reinigenden Gase, vorzunehmen.

Es ist eine stabförmige Entladungselektrode für Ionen-Sprührohre bekannt, an welcher Vorsprünge angeordnet sind, um eine Sprühentladung zu erleichtern. Derartige Sprührohre sind zur Staubabscheidung jedoch nicht vorgesehen und auch nicht geeignet. Sie dienten lediglich zur Beseitigung elektrostatischer Ladungen.

Es ist weiterhin eine Sprühelektrode für elektrostatische Staubabscheider bekannt, bei welcher eine stabförmige Entladungselektrode von einem geloch-

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ten Rohr umgeben ist. Diese Elektrode ist gegen Temperatureinflüsse widerstandsfähig, und sie kann leicht und schnell abgereinigt werden, indem in das Rohr Druckluft eingeblasen wird, welche durch die Durchbrechungen austritt und die auf der Außenseite des Rohres haftende Staubschicht durchbricht. Eine Verbesserung der elektrischen Eigenschaften wird durch die bekannte Elektrode nicht erzielt.

Es ist weiterhin eine Sprühelektrode für elektrostatische Staubabscheider bekannt, bei welcher auf der Entladungselektrode eine längsverschiebliche Hülse angeordnet ist, mit welcher die Elektrode den jeweiligen Betriebsverhältnissen anpaßbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entladungselektrode der eingangs genannten Art zu schaffen, welche auf die Regelung der elektrischen Stromversorgung zur Veränderung der Ionisationseigenschaft der Entladungselektrode anspricht. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise an der Entladungselektrode angeordnete Vorsprünge sich so weit in die Löcher des Abschirmrohres erstrecken, daß ihre Sprühspitzen über die Außenfläche des Abschirmrohres hinausragen. Die aufeinanderfolgenden, in Achsrichtung der Entladungselektrode voneinander in Abstand befindlichen Vorsprünge haben vorzugsweise auch in der Umfangsrichtung räumlichen Abstand. Die Vorsprünge können die Form von Stiften haben, die radial von der Oberfläche der Entladungselektrode abstehen. Vorzugsweise haben die Vorsprünge die Form von doppelt zugespitzten Stiften, die sich diametral durch die Entladungselektrode erstrecken und von dieser radial zur Sammelfläche abstehen.

Das Abschirmrohr kann aus leitendem Material bestehen und mit einer elektrischen Energiequelle verbunden sein, die die gleiche Polarität wie die an die Entladungselektrode angelegte Spannung hat.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt einer erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung,

F i g. 2 und 3 Schnittansichten nach den Linien 2-2 bzw. 3-3 in Fig. 1.

Die Entladungselektrode kann aus einem Stab bestehen, der sich durch eine Abschirmung erstreckt, während die Entladungsflächen aus zugespitzten Stiften oder Sonden bestehen können, die sich radial vom Stab erstrecken, wobei alle innerhalb eines rohrförmigen Kanals mittig angeordnet sind, durch welchen das staubbeladene Gas strömt.

Bei der in den Zeichnungen gezeigten bevorzugten Ausfuhrungsform ist eine Entladungselektrode innerhalb einer der vielen rohrförmigen Zellen oder Gaskanäle eines elektrostatischen Staubabscheiders dargestellt, die aus einem Stab 10 besteht, der sich gleichachsig durch die rohrförmige Zelle 12 erstreckt und von einem Abschirmrohr 14 umgeben ist. Der Stab 10 wird innerhalb des Abschirmrohres 14 durch Isolierbuchsen 16, vorzugsweise aus keramischem Material, so gehalten, daß er von dem Abschirmrohr isoliert ist.

Über die Länge des Abschirmrohres 14 sind voneinander in Abstand befindliche Löcher 20 vorgesehen. Die Sprühspitzen bestehen aus kurzen Vor-Sprüngen 22, die an. dem Stab 10 befestigt sind und sich von diesem radial so erstrecken, daß sie durch die Löcher 20 des Abschirmrohres herausragen, wobei die Enden 23 der Vorsprünge zugespitzt sind oder einen kleinen Krümmungsradius haben. Die Löcher 20 sind in ihrem Durchmesser so bemessen, daß zwischen den Sprühspitzen 23 und dem Abschirmrohr 14 ein Zwischenraum vorhanden ist.

Wie gezeigt, sind die Vorsprünge 22 doppelendig und durch Bohrungen des Stabes 10 hindurchgeführt, so daß sie an diametral entgegengesetzten Stellen seines Umfanges abstehen. Jeder zweite Vorsprung ist in Achsrichtung der Elektrode zu dem vorangehenden und zu dem nachfolgenden Vorsprung um 90° versetzt. Der ganze Stab 10 ist in Achsrichtung in mehrere Abschnitte unterteilt, die durch Hülsen 24 miteinander gekuppelt sind. Die Anordnung der Vorsprünge in den verschiedenen Abschnitten kann so verändert werden, daß die Vorsprünge benachbarter Abschnitte sich in Achsrichtung nicht in Ausfluchtung befinden, wie sich aus dem oberen und unteren Teil der Fig. 1 ergibt. In gleicher Weise kann der axiale Abstand der Vorsprünge 22 an verschiedenen Stellen längs des Stabes 10 verändert werden.

Die aus dem Stab 10, den Vorsprüngen 22 und dem Abschirmrohr 14 bestehende Baugruppe ist in einer Gegenelektrode mittig angeordnet, die durch ein Rohr 12 gebildet wird, das einen sechseckigen oder kreisförmigen Querschnitt haben kann, oder die erwähnte Baugruppe kann zwischen einer Gruppe von voneinander in Abstand befindlichen parallelen Platten angeordnet sein, welche die Gegenelektrode bilden.

Die Gegenelektrode 12 wird normalerweise auf Erdpotential gehalten, während an den Stab 10 eine hohe negative Spannung angelegt wird. Das Abschirmrohr 14 kann gegenüber Erde auf einer gewünschten Spannung gehalten werden. Gegebenenfalls kann sie mit der Gegenelektrode 12 über einen hohen Widerstand verbunden werden oder überhaupt keine Verbindung zu irgendeiner Stromquelle haben. Die Spannung des Abschirmrohres 14 kann nach den in den Zellen 12 bestehenden Bedingungen verändert werden, um einen hohen Wirkungsgrad des Staubabscheiders aufrechtzuerhalten.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Stabförmige Entladungselektrode aus elektrisch leitendem Material mit einem gelochten Abschiirnrobr für elektrostatische Staubabscheider, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise an der Entladungselektrode angeordnete Vorsprünge (22) sich so weit in die Löcher (20) des Abschirmrohres (14) erstrecken, daß ihre Sprühspitzen (23) über die Außenfläche des Abschirmrohres hinausragen.

2. Entladungselektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden, in Achsrichtung der Entladungselektrode voneinander in Abstand befindlichen Vorsprünge (22) auch in der Umfangsrichtung räumlichen Abstand haben.

3. Entladungselektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (22) die Form von Stiften haben, die radial von der Oberfläche der Entladungselektrode abstehen.

4. Entladungselektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (22) die Form von doppelt zugespitzten Stiften haben, die sich diametral

durch die Entladungselektrode erstrecken und von dieser radial zur Sammelfläche abstehen.

5. Entladungselektrode nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmrohr (14) aus leitendem Material besteht und mit einer elektrischen Energiequelle verbunden ist, welche die gleiche Polarität wie die an die Entladungselektrode angelegte Spannung hat.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nt. 370 079, 657525; deutsche Auslegeschriften Nr. 1 058 023, S 35121 VIIIc/21g (bekanntgemacht am 26. 7. 1956).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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