DE1457273A1 - Verfahren zur Abscheidung von Festkoerperteilchen aus einem gasfoermigen Medium - Google Patents

Description

DIPL.-ING. F.Weickmann, Dr. Ing. A.Weickmann, Dipi^-Ing. H."Weickmann

Dipl.-Phys. Dr. K. Fincee Patentanwälte 14 57273

8 MÜNCHEN 27, MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER. 483921/22

München, den 29· Januar 19&5 GTW

Dipl.-Tng. Max B e r ζ * Dipl.-Τη«. Wolf B e r s . 811Λ Koehal as See« Bavarlandatr&Ee ?

Verfahren zur Abscheidung von Festkörperteilchen aus einem

Die Erfindung bezieht ■ich auf ein Verfahren rar Abscheidung von Fettkörperteilchen au« einem gasförmigen Mediua, bei dem ein Strom des die Festkörperteilchen enthaltenden Mediues auf eine für das Medlizm durchliesiie, die Festkörpertellehen aber festhaltende Trennschicht gerichtet 1st·

Bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen dieser Art wird das alt dem Festkörperteilchen beladene Medium durch ein Rohr geschickt, in de» quer zur Stromrlehtung des Mediums ein Sieb oder ein Filter angeordnet 1st· oRIGlNAi-

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Ee elnd auch sogenannte Zyklonentstaubungsanlagen bekannt· bei denen das beladen· Medium einem Drall ausgesetzt wird, durch den die Festkörperteilchen nach außen geschleudert werden, so dafi sie auf die Innenwand des Abscheiders treffen, sich an dleaer reiben und dadurch niederfallen·

Om den Abscheidegrad von Entstaubungsanlagen su verbessern, wurde bereits vorgeschlagen« bei dem Verfahren eingangs genannter Art den Strom des beladenen Mediums In einem spitzen Winkel auf die Oberfläche der Trennschicht zu richten·

Ubj Jedoch eine gute Abscheideleistung auch für kleinste Festkörperteilchen zu erreichen« ist es notwendig, eine Trennschicht dichter Bauart zu verwenden· Solche Filterschichten haben aber den Nachteil eines groflen StrOmungswlderstandes« der während des Gebrauchs im allgemeinen linear mit der durchgesaugten Luftnenge ansteigt·

Ferner sind naturgemäd sehr dichte Trennschichten relativ schwer wieder von den eingelagerten Festkörperteilchen zu reinigen·

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde« ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Durchführung anzugeben, bei welchem die Abscheideleistung der Entstaubungsanlage verbessert wird , ohne dafl der Strömungswiderstand der

Trennschicht erhöht wird·

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Dl·· wird erfindungegeinäfi dadurch erreicht, daß la Bereich der Trennschicht ein Inhomogenes elektrisches Feld swlschen Staubaaamelelektroden und/oder den Elementen der Trennschicht erseugt wird·

Dieses elektrische Feld kann ein statisches FeU oder ein Wecheelfeld sein« Vorxugswelse wird das Potential so gewählt· das nächst den a taube anfeinden Stellen 4er Staubaaewelelektro-4· und/oder der Trennschicht die elektrisch· Feldstärke einen Wert von alndestens 2000 V/ea hat· Es hat sich als weckeäÄlg erwiesen« an Je «wet aufeinanderfolgende Elektroden eine Spannung anzulegen« die Feldstärken von atwa 6000 bla 10*000 V/ea erseugt·

Durch das elektrische Feld la Bereich 4er Trennschicht wird das sich In 4ea Feld befindlich· Material polarisiert. BeIa Durchtritt des alt Festkörpertelleben beladenen Kedluas durch 41« Trennschicht werden 41« Festkörperteilchen ebenfalls polarisiert· al« bilden Dipole· 41· In Richtung wachsender Feldstärke wandern und 41« «leb an den Etaubeaaeelelektroden und/oder den Eleaenten 4er Trennschicht abscheiden. Da 41« Ansiehungekräfte auf 41« Dipol« au 1st es daher sweckaäMg· die Feldstärke an gewissen Stellen des Feldes tu konsentrleren und daher 4la Elektroden «o aussubilden· dafl sie auf den einander angewandten Selten stark« KrUamungen oder Sp It sen aufweisen· und ferner eine Trennschicht su verwenden« die ein körniges« vorsugswelse spltzkantlgaa

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Material enthält· Tn der nähe der Spitzen welet die Feldstärke Ihre höchsten V/er te auf« somit erfolgt eine bevorzugte Abscheidung der Festkörperteilchen an diesen Stellen·

Als Trennschicht wird bevorzugt ein keramisches Material alt einer Dielektrizitätskonstanten größer als 10 verwendet· Hierfür hat sich ein Material« welches Rutil- oder Perovsklt-Struktur hat« vie Rutil oder Barlumtitanat, als besondere geeignet erwiesen· Hs können Jedoch auch Sinterkörper ale Trennschicht In die Entstaubungsanlage eingebaut werden»

Es hat sich gezeigt« daß bei Anwendung elektrischer Felder für die Entstaubung auch bei Verwendung von verhältnismäßig locker.aufgebauten Filtern eine gute Staubelnspelcherung erhalten werden kann· Solche Filteranordnungen haben den Vorteil« dad sie nur einen geringen Strömungswiderstand aufweisen« der auch nach längerer Benutzung des Filters geringer bleibt als bei Verwendung der Üblichen Filter alt etwa gleichem Abscheidegrad· Ferner ist das Spelchervermögen eines solchen Filters sehr groß·

Filteranordnungen können neben den bereite genannten Materialien aus Faeermaterlallen hergestellt sein oder ein Gewirk oder ein Gewebe enthalten.

Durch Versuche konnte festgestellt werden« dafl der Wirkungsgrad dieser Filter durch Variieren verschiedener Parameter«

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beispielsweise der Wahl der Faaerdurchaeaaer· des Faserabstandes· der Ansah! der Lagen der Gewebeschichten und dea Strömung !Widerstandes den jeweiligen Erfordernlasen angepaßt werden kann·

Wird den die Festkörperteilchen enthaltenden Medltm beim Eintritt In die Entstaubungsanlage ein Drall erteilt« der auf die Trennschicht hin gerichtet lat«ao selgt sich, daft die AbscheideIeIstung noch welter verbessert wird· Dlea hat seinen Grund darin« daß bei der Wirbelbewegung dea Medi «as die Festkörperteilchen durch Reibung elektrlach aufgeladen werden und dealt die Anaiehungakrafte gegenüber den alt eine· Potential versehenen, staubsaaswlnden Stellen vergrößert 1st.

Bine Reinigung der genannten Trennachichten läßt sich durch Ausblasen nach Absehalten des elektrischen Feldes durchfuhren ι dieser Relnigungsproiaß kann aber wesentlich erleichtert «erden» luden Mn sar Entstaubung der Trennschicht und der Elektroden ein elektrlachea Weehaelfeld »wischen den Stsiihsaa—1-elektroden erseugt und damit sin· Lösung der FeatkOrperpar~ UIwI «on den aisuha—aalndan Stallen bewirkt. DIs gelösten Feetkörperteilofce* können dam durch Abblasen naefe Absefcalten dss Wechaelfeldee ofens 8ehwUrlgkelten entfernt werden· Avf UU- VUm erreicht an, dal die Obarfllaha der Trenaachleht und auch dl· staubsaaaMlnden Elektroden praktlach frei von Staub werden·

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Einzelheiten d«r vorliegenden Erfindung ergeben eich aus nachfolgender Beschreibung anhand der Figuren.

Flg· 1 geigt eine erflndungageaaJe Vorrichtung sur Abscheidung von Festkörperteilchen·

Flg· 2 selgt eine schcaatlsche Darstellung der auf ein Staubteilchen wirkenden elektrischen XrKfte·

Die Vorrichtung iur Abscheidung von Festkörperteilchen nach des AusfUhrungsbelsplel dient sur Abscheidung von Staub aus eine« Trftgergaa· Das alt de« Staub beladen· Oas tritt durch einen εtutsen 1 tangential und leicht nach unten gen·Igt in eine Drallkaaaer 2 ein· In der Drallkaeeer 2 erhält der Stron einen nach unten gerichteten Drall und trifft unter eine« spit sen Winkel auf die Ober fluche einer Trennschicht 3. die die DrallIrwer 2 nach unten hin abechlleflt.

Trennschicht 3 ist ein »ehrschichtiges Flltergcwcbc verwendet« dessen Abscheidegrad aueh la Felnataubberetch aehr gut 1st« sieh aber durch einen geringen 8trftaung*vl4ersUnd

llektredcn k in Torrn ven 01ttern eder Drahtgevebcn sind auser-■alb «nd Innerhalb 4mr Tfenneehtaiit Über·! nand er angeordnet. Jewelle swel beaaehbarU Blektroden sind auf Potentialen verschiedener Folarltlt gehalten. 81· miaä hlersa alt 4« ent-

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sprechenden Polen einer nicht dare··teilten Hochspaimiingsquelle verbunden·

Durch da* äuöere elektrische Feld werden die Fasern der Trenn» schicht polarisiert und ein Zusatsfeld der dielektrischen Fasern gebildet· Die Staubteilchen· welche su einen Teil durch ihre Wirbelbewegung in der Drallkanner 2 eine elektrische Ladung tragen« gelangen in das lnhoaogene elektrische Feld wischen den staubsaoBMlnden Elektroden *t« werden ebenfalls polarisiert und von des Faser»·terlal der Trennschicht 3 bsv. den Elektroden k angesogen und bleiben an deren Oberfläche haften·

Teilchen« deren Gewicht aufgrund ihrer Größe die elektrischen Anziehungskräfte innerhalb der Trennschicht übersteigt« werden bei der Abbremsung der Drallbewegung des Stromes durch die Trennschicht 3 Über den Gesamtquerschnitt der Drallkammer 2 abgeschieden· Sie fallen Infolge der auf sie wirkenden Schwerkraft durch dieae Trennschicht hindurch und gelangen auf den trichterförmigen Boden einer ReInga·kammer 6 und von dort in ein am unteren Ende der trichterförmigen Reingaskammer 6 angebrachtes Staubgehäuae 7» in dem eine geeignete Vorrichtung« etwa eine Förderechnecke, vorgesehen ist. die es aus dem Bereich der Reingaskasnsr 6 hinausbefördert·

Das von den Teilchen befreite Gas wird durch eine Rohrleitung 5« die etwa die Mitte der Trennschicht 3 durchsetit« nach oben abgeführt und gelangt in einen Reingaskanal 8·

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Die Reinigung dor Trennschicht erfolgt In den AusfUhrungsbe!spiel nach FIe· 1 durch Anlagen eines Wechselfeldes an die staubsaraneIndan Elektroden k unter gleichseitiger Anwendung eines SpUlgases. Zu diesem 2!WeCTr 1st In der Leitung 5 eine TTlappe 9 vorgesehen, nlttele der der Weg zum Relngaskanal 8 gesperrt werden kann. Vor der Reinigung wird die Zufuhr von Rohgas zur Drallkammer 2 unterbrochen. Dann wird für eine gewisse Zelt elno Wechselspannung an die Elektroden *♦ angelegt, damit die durch elektrische Kräfte Innerhalb der Trennschicht 3 und den an Elektroden k haftenden Staubteilchen von deren 0borfläche abgelost werden· Gleichseitig oder nach Abschalten dieses Feldes wird durch einen nicht dargestellten Stutzen ein SpUlgasstrora In die ReIngaskammer 6 geführt« der die Trennschicht 3 von unten nach oben durchsetzt und die In der Trennschicht 3 befindlichen Teilchen nlt sich reißt und durch eine Leitung 10« die am oberen Ende der Drallkamraer P angesetzt 1st« abfuhrt· Der fpUlgass tr on kann nun für sich gereinigt werden und su den Rohgas zugegeben werden« das durch den Stutzern 1 In die PrallJcammer eingeführt wird oder er kann Ins Freie abgeführt werden·

Flg· 2 1st eine schenatlsche Darstellung der Feld β türkever teilung zwischen einer sich auf einen Potential befindenden« glt· terförmlgen Elektrode 11 und einen spltzkantlgen Dielektrikum«

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beispielsweise einen keramischen !Torn 12· Dl» Kraftlinien dee elektrischen Feldes« deren Dichte der Stärke de· wir-Venden Felde« proportional itt« häuf ι aIch In der Nähe der Spltse de« polarlaierten Xaramlkteliehen« 12. Sin durch die Wirkung de« Felds« polarisierte» Staubteilchen 13 wird in Richtung wachsender Feldstärke, alao auf das reranlVteliehen 12« hingezogen.

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Claims (1)

1. H57273 - ίο -

   Patentansprüche j

   1. Verfahren sur Abscheidung von Festkörperteilchen au» eines gasförmigen Medium, bei den ein Strom des die Festkörpertellehen enthaltenden Mediums auf eine für das Medium durchlttssige« die Festkörperteilchen aber festhaltende Trennschicht unter eine« spltsen Winkel gerichtet 1st« dadurch gekennxelehnet· daß In Bereich der Trennschicht ein inhosogenes elektrisches Feld «irischen Staubsaimaelektroden und/oder den Elementen der Trennschicht erzeugt wird.

   2· Verfahren nach Ansprach 1« dadurch gekeimselehnet· daß stir Reinigung der Trennschicht und der Elektroden von Staub ein elektrisches Veeheelfeld «wischen den StaubeanM !elektroden erseugt vird.

   3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2« dadurch gekennzeichnet· dafl ein elektrisches FoK angelegt wird» das ntehst den Staatisa—s T nt en Stellen der St siilisaseis !elektroden and/ oder 4mt Trenneehieht eine Stlrke τοη siindestens etwa 2000 Volt/a» hat.

   km Verfahren naeh «las« der Vorhergefaenden Ansprüche· dadurch iOtoiMgejiabMt· «al ies die Feetkorpertellehen enthalten· den Heilon ein DraU In Kientang raf die Trennschicht ertollt nlr*· 909810/068A BAD

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   5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrene nach einem der Ansprüche 1 bis W, dadurch gekennzeichnet, daS von den Elektroden wenige tens eine außerhalb der Trennschicht angeordnet 1st.

   6· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis *♦ oder Vorrichtung nach Anspruch 5« dadurch gekennzeichnet« defl von den Elektroden wenigstens eine Innerhalb der Trennschicht angeordnet 1st«

   7« Vorrichtung sur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis k oder Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6« dadurch gekennzeichnet« daß die Elektroden auf den einander zugewandten Selten starke Krümmungen oder Spitzen aufweisen«

   8· Vorrichtung sur Durchführung des Verfahrene nach einem der Ansprüche 1 bis *♦ oder Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7· dadurch gekennzeichnet· daft die Elektroden die Form von Gittern aufweisen·

   9· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis k oder Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8« dadurch gekennzeichnet, daft mehr ala zwei ElektrosP den hinter-« neben- oder übereinander angeordnet sind und -° Jeweils zwei benachbarte Elektroden auf Potentialen ver-

   ^ eehledener Polarität gehalten sind«

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   oo IC· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der ,

   Ansprüche 1 bis H, oder Vorrichtung-nach einem der Ansprü- _c

   ehe 5 bis 9« dadurch gekennzeichnet» daß die Icktroden die

   11. Vorrichtung zur Durchführung dee Verfahrene nach einen der Ansprüche 1 bis k oder Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht ein keramisches fiaterIaI mit einer Dielektrizitätskonstanten größer als 10 enthält·

   13· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis k oder Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11« dadurch gekennzeichnet, daß das keramische Material Rutil- oder Perovekit-StruVtur aufweist« vie Hutll oder Barturntltanat.

   13* Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einen der Ansprüche 1 bis *f oder Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12« dadurch gekennzeichnet, dafl die Trennschicht ein Körniges« vorzugsweise spltzkantlgec keramisches Material enthält·

   l*f. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis k oder Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11« dadurch gekennzeichnet« daß die Trennschicht durch einen intorkörper gebildet 1st·

   15· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis h oder Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11« dadurch gekennzeichnet« daß als Trennschicht ein F^c-prrn&terlal verwendet wird« das vorzugsweise mehrechichlic nnreordMPt 1st.. 9 0 9810/0684 ⁶^ ORIGINAL

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   16, Vorrlebttinc »ur Durchführung de· Verfahren* nach einen der Ansprüche 1 bis k oder Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis IX« dadurch gekennzeichnet· daß die Trennschicht ein Gewebe oder Gavlrk enthält·

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