DE1302085B - Elektrostatischer Abscheider - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrostatischen Ab- sitzen zwar eine höhere Abscheideleistung, die sich scheider für nichtgasförmige Partikeln aus Gasen, im wesentlichen aus der praktisch keiner Begrenzung insbesondere Rauchgasen, mit einem in einem Strö- unterworfenen, zugeführten elektrischen Energie ermungskanal im wesentlichen gleichachsig sowie elek- gibt, jedoch sind andererseits die Kosten derartiger irisch isoliert angeordneten Einsatz, welcher in dem 5 Abscheider größenordnungsmäßig wesentlich höher Strömungskanal vor einer Abscheidevorrichtung zu- als solche gemäß dem Gattungsbegriff der vorliegenmindest eine Drosselstelle bildet. den Erfindung. Wegen der Notwendigkeit der Ener-

Nach der USA.-Patentschrift 2114 682 sind be- giezufuhr sind derartige Abscheider fast ausschließreits Abscheider der erwähnten Art bekannt, bei lieh auf eine Anwendung bei ortsfesten Anlagen, denen ein einen Bestandteil des Strömungskanals io beispielsweise Kraftwerken, beschränkt,
selbstbildender rohrförmiger Einsatz einlaßseitig mit Gemäß einem besonderen Ausführungsbeispiel

einem durch einen vertikalen äußeren Mantel ge- eines erfindungsgemäßen Abscheiders ist vor dem führten Knie versehen und koaxial in dem äußeren Kopf des Einsatzes ein Flügelrad nebst einem damit Mantel gehalten ist. Das Auslaßende des rohrförmi- verbundenen gabelförmigen Abstreifer gelagert, gen Einsatzes ist gegen eine als Abscheidevorrich- 15 welcher gegen den Kopf anliegt, diesen teilweise tung dienende, vorzugsweise kalottenförmige Ab,- umgibt und an der dem Kopf zugewendeten Fläche schlußfläche des äußeren Mantels gerichtet, an der mit Reibungselektrizität erzeugenden Stoffen überdas Gas umgelenkt wird, so daß es zwischen einem zogen ist. Hierbei wird die mechanische Energie des durch den äußeren Mantel und den Einsatz begrenz- zuströmenden Gases in besonders wirkungsvoller ten Ringraum im Gegenstrom zu dem den Einsatz 20 Weise zur Erzeugung eines zur Abscheidung der durchströmenden Gas abgeführt wird. Die einen Partikeln dienenden elektrischen Feldes umgesetzt. Bestandteil der Abscheidevorrichtung bildende ka- Insbesondere aus der deutschen Patentschrift

lottenförmige Abschlußfläche des Außenmantels ist 589 198 ist es bereits bei Staubsaugern bekannt, vor nach unten zu öffnen, so daß an der Außenfläche einem Staubsaugerbeutel eine motorisch angetriebene des rohrförmigen Einsatzes sowie der Innenfläche 25 Ringbürste in Berührung mit einer Hartgummiplatte des äußeren Mantels angelagerte Partikeln gesam- rotieren zu lassen, wobei an der Hartgummiplatte melt und von Zeit zu Zeit abgeführt werden können. sowie mit dieser verbundenen Rippen eine Staub-Wegen der besonderen Ausbildung des Abscheiders ablagerung erfolgt. Wesentlich bei dem erfindungsist eine Gegenströmung des zu behandelnden Gases gemäßen Filter ist demgegenüber die völlige Unabzwangläufig notwendig und ergibt einen dementspre- 30 hängigkeit von einer äußeren elektrischen Energiechend erhöhten Strömungswiderstand. Die hohle Versorgung, da das umlaufende Flügelrad bzw. der Ausbildung des Einsatzes nebst dem zugeordneten, mit diesem verbundene Abstreifer die zum Betrieb eine koaxiale Lagerung innerhalb des äußeren Man- notwendige Energie aus der kinetischen Energie des tels bewirkenden Knie ist technisch aufwendig. zu reinigenden Gases aufnehmen.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist demgegen- 35 Die Erfindung ist nachstehend an Hand derZeichüber die Schaffung eines Abscheiders mit geradlinig nung näher erläutert. Es zeigt
erfolgendem Gasdurchsatz sowie dementsprechend F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Abscheiders

geringem Strömungswiderstand, welcher sehr einfach im Axialschnitt,

aufgebaut und damit billig herstellbar ist. Erreicht Fig. 2 ein gegenüber Fig. 1 abgewandeltes Auswird dies im wesentlichen dadurch, daß der Einsatz 40 führungsbeispiel eines Abscheiders im Axialschnitt, aus einem schaftartigen Kern nebst einem in Strö- · F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III von mungsrichtung davor angesetzten Kopf von dem- F i g. 2.

gegenüber vergrößertem, die Drosselstelle bildenden Der Abscheider nach Fig. 1 umfaßt einen in

Querschnitt besteht und mit einer als Abscheide- einem Strömungskanal 8 mittels (nicht gezeigter) iisattjfchtung dienenden leitenden Oberfläche ver- 45 Zentrierstege im wesentlichen gleichachsig sowie sehen ist. Bekanntlich läßt sich eine elektrostatische elektrisch isoliert angeordneten Einsatz, bestehend Aufladung des Einsatzes in jedem Fall erzielen, aus einem schaftartigen Kern 1 nebst einem in Strögleichgültig, ob der Einsatz ein Metall oder Isolator mungsrichtung davor angesetzten Kopf 2 von demist, (vgl. Pohl, Elektrizitätslehre, 18. Auflage, 1961, gegenüber vergrößertem, eine Drosselstelle bildenden S. 297 und 298). Durch Metallisierung des Einsatzes 50 Querschnitt. Der Einsatz 1, 2 kann entweder massiv nebst dadurch bewirkter Steigerung der Kapazität aus leitendem Material, vorzugsweise Metall, oder läßt sich zumindest bei intermittierendem Betrieb auch aus dielektrischem bzw. isolierendem Material, jedoch, er erhältnismäßig lange Zeitintervalle der z. B. Bleiglasstäben, bestehen und mit einer Metall-Einsatz selbst als Abscheidevorrichtung verwenden. schicht überzogen sein. Bei dem vorliegenden Aus-Der erfindungsgemäße Abscheider ist beispielsweise 55 führungsbeispiel ist der Einsatz 1, 2 mehrfach mit zur Reinigung, jygin aus Zigaretten, Zigarren oder Metallfolie unter Zwischenlage einer Isolierfolie umPfeifen abgesaugtem Tabakrauch geeignet, wobei wickelt, wobei eine Umhüllung 9 gebildet wird. Die insbesondere Teer, Benzopyren, Pyridin, Phenol und Anzahl der Windungen der Metallfolie richtet sich Nikotin abgeschieden werden können. Der erfin- indessen nach der notwendigen Kapazität des Eindungsgemäße Abscheider ist auch zur Reinigung der 60 satzes 1, 2. Reicht die Kapazität aus, so ist lediglich Abgase von miäöteaSieimkraftmaschinen angetriebe- eine Oberflächenmetallisierung ohne Zwischenlage nen Kraftfahrzeugen, Kraftwerken und sonstigen einer Isolierfolie möglich.

Industrieanlagen geeignet, in denen insbesondere In Strömungsrichtung unmittelbar vor dem Kopf 2

Kohlenmonoxid und Benzopyren enthalten sind. des Einsatzes 1, 2 ist eine im wesentlichen den ge-

Der erfindungsgemäße Abscheider unterscheidet 65 samten Strömungskanalquerschnitt ausfüllende Filtersich grundsätzlich von bereits seit langer Zeit be- platte 4 aus isolierendem Material, vorzugsweise kannten Abscheidern mit an Hochspannung liegen- Schaumstoff, angeordnet. Die Filterplatte 4 dient zur den Elektroden. Derartige bekannte Abscheider be- zusätzlichen Verwirbelung und Aufladung der in

dem zu reinigenden Gas enthaltenen Partikeln, damit sich diese um so leichter an dem Einsatz 1, 2 niederschlagen. Das zuströmende zu reinigende Gas ist in den Zeichnungen durch eine schwarze Pfeilspitze 6, das abströmende gereinigte Gas durch eine weiße Pfeilspitze 7 dargestellt.

An dem in Strömungsrichtung rückwärtigen Ende des Schaftes 1 ist eine lediglich einen Teil des Strömungskanalquerschnittes ausfüllende Filterplatte 5 aus isolierendem Material, vorzugsweise Schaumstoff, angeordnet. Die Filterplatte 5 verhindert insbesondere, daß auf dem Schaft 1 abgelagerte Partikeln durch die Strömung des Gases abgestreift werden, so daß grundsätzlich eine Reinigung des Einsatzes 1, 2 erst dann erforderlich ist, wenn die Dicke der auf dem Schaft 1 abgelagerten Teilchen etwa der Radiendifferenz zwischen dem Schaft 1 und der Filterplatte 5 entspricht.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 und 3 entsprechen die Bezugsziffern 1, 2, 6, 7, 8 entsprechenden Teilen von Fig. 1.

Vor dem Kopf 2 des Abscheiders nach F i g. 2, 3 ist ein Flügelrad 3 mit einem damit verbundenen gabelförmigen Abstreifer 10 gelagert, welcher gegen den Kopf 2 anliegt, diesen teilweise umgibt und an der dem Kopf 2 zugewendeten Fläche mit einem Reibungselektrizität erzeugenden Stoff 11, beispielsweise Wolle, Seide oder Pelz, überzogen ist. Der die Reibungselektrizität erzeugende Stoff 11 ist gegen Wärmeeinwirkung auf drei Seiten durch eine (nicht gezeigte) Wärmeisolierung, vorzugsweise Asbest, abgedeckt. Der Einsatz 1, 2 besteht aus dielektrischem bzw. isolierendem Material und ist auf seiner gesamten Oberfläche mit einem Metallniederschlag, vorzugsweise aus Silber, versehen. Schellen 12 umgeben den Schaft 1 und sind mittels isolierender Stege 13 gegen die Ummantelung 8 abgestützt. Das Flügelrad ist durch Stege 14 gegen die Ummantelung 8 abgestützt.

Beim Betrieb des Abscheiders nach F i g. 2, 3 wird das Flügelrad 3 durch das zu reinigende Gas in Drehung versetzt, wobei der Abstreifer 10 umläuft und den Einsatz 1, 2 durch Reibung positiv auflädt. Dies ermöglicht die Anziehung negativ geladener Partikeln auf Festkörpereinsatz 1, 2, welche nach Agglomeration auf dem Boden des Strömungskanals 8 gesammelt und abgeführt werden können, wobei eine erneute feine Verteilung in der Luft weitgehend vermieden wird.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Elektrostatischer Abscheider für nichtgasförmige Partikeln aus Gasen, insbesondere Rauchgasen, mit einem in einem Strömungskanal im wesentlichen gleichachsig sowie elektrisch isoliert angeordneten Einsatz, der in dem Strömungskanal vor einer Abscheidevorrichtung zumindest eine Drosselstelle bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (1, 2) aus einem schaftartigen Kern (1) nebst einem in Strömungsrichtung davor angesetzten Kopf (2) von demgegenüber vergrößertem, die Drosselstelle bildenden leitenden Oberfläche versehen ist.

2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (1, 2) aus leitendem Material, vorzugsweise Metall, besteht.

3. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (1, 2) aus dielektrischem bzw. isolierendem Material besteht und mit einer Metallschicht überzogen ist.

4. Abscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dielektrischem bzw. isolierendem Material bestehende Einsatz (1, 2) mehrfach mit Metallfolie unter Zwischenlage einer Isolierfolie umwickelt ist.

5. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung unmittelbar vor dem Kopf (2) des Einsatzes (1, 2) eine im wesentlichen den gesamten Strömungskanalquerschnitt ausfüllende Filterplatte (4) aus isolierendem Material angeordnet ist.

6. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem in Strömungsrichtung rückwärtigen Ende des Schaftes (1) eine lediglich einen Teil des Strömungskanalquerschnitts ausfüllende Filterplatte (5) aus isolierendem Material angeordnet ist.

7. Abscheider nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die am Kopf (2) und/ oder Schaftende des Einsatzes (1, 2) angeordneten Filterplatten (4, 5) aus Schaumstoff bestehen.

8. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein vor dem Kopf (2) gelagertes Flügelrad (3) mit einem damit verbundenen gabelförmigen Abstreifer (10), der gegen den Kopf (2) anliegt, diesen teilweise umgibt und an der dem Kopf zugewendeten Fläche mit Reibungselektrizität erzeugenden Stoffen (11) überzogen ist.

9. Abscheider nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibungselektrizität erzeugende Stoff (11) an dem gabelförmigen Abstreifer (10) gegen Wärmeeinwirkung durch eine Wärmeisolierung abgedeckt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen