DE1457350A1

DE1457350A1 - Verfahren und Vorrichtung (Elektrofilter) zum Reinigen eines Schwebeteilchen mitfuehrenden Gases

Info

Publication number: DE1457350A1
Application number: DE19661457350
Authority: DE
Inventors: Glaeser Melvin L
Original assignee: Koppers Co Inc
Current assignee: Beazer East Inc
Priority date: 1965-04-20
Filing date: 1966-04-16
Publication date: 1969-04-17
Also published as: GB1091398A; CH448029A; US3360902A

Description

dr. w. Schalk · dipl-ing: peter Wirth

DIPL.-ING. G. E. M. DANNENBERG · DR. V. SCHMIED-KOWARZIK

FRANKFURT AM MAIN IA 57 3 50

OR. ESCHENHEIMER STR. »9

PW/Lu/li \\8§&'ί 65:205

Koppers Company, Inc. Pittsburgh 19, PA, USA

Verfahren und Vorrichtung (Elektrofilter) zum Reinigen eines Schwebeteilchen mitführenden Gases.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf elektrostatische Abscheider bzw. Elektrofilter und betrifft insbesondere eine Regelung bzw. Regulierung des periodischen Abschütteins der Elektroden in dem Elektrofilter.

Bei herkömmlichen Elektrofilter^ die eine Einrichtung aufweisen, mittels der ein Stoffteilchen mitführender Gasstrom an einer Vielzahl von Elektroden vorbeigeführt werden kann, wird sogenannten Sprühelektroden (Ausströmelektroden) ein Gleichstrom hoher Spannung zugeführt, der dann in Form einer Koronaentladung zu den Niederschlagselektroden (Samme 1 elektroden) fließt. Infolge der Koronaentladung werden die Stoffteilchen, die in dem an den Elektroden vorbeiströmenden Gas mitgeführt werden, aufgeladen und von den Sammelelektroden angezogen, auf denen sie sich ansammeln bzw. niederschlagen. Die Teilchen werden periodisch von den Elektroden entfernt und gesammelt. Es ist üblich, die

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•Teilchen durch sogen. Abschütteln "bzw. Abklopfen der Elektroden, d.h. durch Vibrieren der Elektroden von diesen zu entfernen.

Durch Abklopfen bzw. Abschütteln der Elektroden fallen die auf den Sammelelektroden (Niederschlagselektroden) angesammelten Teilchen von diesen Elektroden ab und gelangen in einen Behälter oder dergleichen. Dabei werden die Teilchen in geringem Maße erneut von dem Gas mitgeführt, d.h. wieder in diesem suspendiert. Solange die an die Sprühelektroden angelegte Spannung sehr hoch ist, schlagen sich alle Teilchen, die evtl. wieder vom Gasstrom "mitgeführt werden könnten, an einem Punkt unterhalb der Stelle, an der sie ursprünglich von den Elektroden entfernt worden waren, wieder auf den Sammelelektroden nieder· Dieser Vorgang kann sich wiederholen, bis die Teilchen schließlich in einen Sammelbehälter oder dergleichen gelangen·

Das vorstehend erläuterte Verfahren arbeitet einwandfrei, solange in dem Elektrofilter gleichbleibende bzw. stationäre Betriebsbedingungen herrschen. Jedoch können sich die Bedingungen in einem Elektrofilter stark und plötzlich ändern· Infolge der hohen Spannung, die an den Sprühelektroden liegt, sowie infolge der Staubkonzentrationen in dem Gas, der Gaszusammensetzung₈ des Wasser« dampfgehaltes und dergleichen, bricht der Widerstand des Gases zwischen den Elektroden gelegentlich völlig zusammen· Dieser Zustand äußert sich als Funke· Die Folge ist, daß die Spannung der Sprühelektroden abfällt und in dieser Zeit kein Staub gesammelt

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wird· Es wurde gefunden* daß .eine Funkenbildung in einer Größenordnung von etwa 1oo Funken pro Minute tragbar ist, daß jedoch eine darüber hinausgehende Funkenzahl eine Verringerung der Leistung bzw· dee Wirkungsgrades des Elektrofilter zur Folge hat. Darum wurden Regel- bzw. Steuereinrichtungen entwickelt, die die an die Sprühelektroden angelegte Spannung automatisch verringern» um die Funkenzahl in annehmbaren Grenzen zu halten· Derartige Regel- bzw. Steuereinrichtungen sind in dem USA-Patent Hr. 2 961 577 von J.B. Thomas u.a.t das auch auf den Anmelder dieser Erfindung übertragen worden ist, beschrieben·

Die Verhinderung der Funkenbildung, beispielsweise durch eine Verringerung der Spannung, hat zur Folge, daß die Teilchen in geringerem Maße aufgeladen werden. Geschieht das Abschütteln der Elektroden in einem Zeitraum, in dem die Spannung verringert wurde, dann neigen die während dieses Zeitraums verminderter Spannung von den Elektroden entfernten Teilchen dazu, wieder von dem Gas mitgeführt zu werden, so daß die Sammelleistung bzw· der Wirkungsgrad der Biitstaubung verringert wird. Außerdem können die erneut mitgeführten Teilchen eine verstärkte Funkenbildung verursachen und so die Schwierigkeiten nur noch vergrößern.

Es ist üblich, das Abschütteln der Elektroden unabhängig von der Regelung bzw. Regulierung der Elektrodenspannung durchzuführen· Das ist teilweise darauf zurückzuführen, daß in vielen Anwendungsfällen die Betriebsbedingungen in dem Elektrofilter einigermaßen

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konstant bleiben, so daß aus der herkömmlichen Betriebsweise keine großen Probleme entstehen· Die Verwendung von Elektro·- filtern zur Gasbehandlung unter stark weohselnden Betriebsbe- ·.· dingungen, beispielsweise bei der Behandlung von Gasen aus Siemens-Martinöfen oder basischen, mit Sauerstoff arbeitenden Öfen und ähnlichen Anwendungsgebieten, hat das Problem jedoch dringlicher gemacht· Bisher war es üblich, einen Elektrofilter solcher Größe bzw. Leistung zu verwenden, dass das Gas unter den ungünstigsten Bedingungen noch wirksam gereinigt wurde· Dazu mußte der Elektrofilter selbstverständlich unverhältnismäßig groß und teuer sein·

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein System zum Unterbrechen des Abschütteins der Elektroden in Zeiten einer starken Funkenbildung und folglich verminderter Spannung an'den Sprühelektroden zu schaffen.

Weiterhin bezweokt die Erfindung» Einrichtungen zum Regeln bzw. Regulieren für das Abschütteln zu schaffen, um die Leistungsfähigkeit bzw. Wirksamkeit des Elektrofilter unter ungünstigen Betriebsbedingungen zu steigern, so daß der erfindungsgemäße Elektrofilter die unter ungünstigen Betriebsbedingungen auftretenden Anforderungen besser erfüllt·

Gemäß der Erfindung wird eine Einrichtung vorgesehen, die beim Absinken der Erregung bzw. Spannung einer Elektrode unter einen vorbestimmten Wert, beispielsweise im Falle verstärkter Funken-

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bildung, betätigt wird, um die Einrichtungen zum Abschütteln, beispielsweise durch. Abschaltung der Energiezufuhr zu den Elektrodenabschüttlern, außer Betrieb zu setzen, falls die Erregung bzw. Spannung unerwünscht lange gering bleiben sollte. Steigt die Erregung'während der Unterbrechungs- bzw. Verzögerungszeit, dann bleiben die Abschütteleinrichtungen in Betriebe Wenn die Abschütteleinrichtungen einmal außer Betrieb gesetzt worden sind, werden sie erst dann wieder in Betrieb gesetzt, wenn die Leistung des Elektrofilter wieder ihre normalen Bedingungen erreicht und für eine gewünschte Zeitspanne eingehalten hat.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert _t und zwar zeigen :

Fig. 1 eine, schematische Ansicht einer allgemeinen Elektrodenanordnung ©ines Elektrofilters in Richtung des Gass"trOMBf Fig. 2 schematisoh die Erregung und Regelung bzw» Steuerung des Elektrofilter» aus Fig.ij

Fig. 5 eine schematische Blockzeiohnung eines erfindungsgeia&ßen elektrischen Stromkreises zur Regelung bzw. Steuerung dey Häufigkeit des Abschütteins bei starker Funkenbildung in dem Elektrofilter der Fig.1, und

Fig. 4· eine Ausführungsform der Erfindung anhand eines Einzelheiten enthaltenden Schaltbildes,

In Fig» 1 let ein als Ganzes mit dem Bezugszeichen 2o elektrostatischer Abscheider (Elektrofilter) dargestellt. Ia einea Außengehäu&e 28 wird ein Gasstrom an Sprühelektroden 31 und an

.Sammelelektroden (Niederschlagselektröden) 35 vorbeigeführt· Die Sprühelektroden werden von Bauteilen 37 getragen:» die ihrerseits wieder von duroh Iaolatoren 41 hindurchgehenden Aufhänge— stäben 39 getragen werden· Die Isolatoren 41 isolieren die Elektroden 31 gegen das Gehäuse 28 und die Sammelelektroden 35·

In Fig. 2 ist das Elektrofilter schematisch dargestellt und weist folgende Teile auf: eine Energiequelle 4o zur Versorgung mit Wechselstrom, einen Transformator 42 zur Erhöhung der Wechselstromspannung ι einen Gleichrichter 43 zur Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom, eine Sprühelektrode 31 zum Aufladen der Teilchen, eine Samuel- bzw_e Niederschlagselektrode 35 zum Sammeln der Teilchen, einen Stromregel- bzw· steuerkreis, der als Ganzes mit 44 bezeichnet ist und einen konstanten Stromfluß zur Sprühelektrode aufrechterhält, sowie ein Regel- bzw· Steuersystem für die Punkenzahl, das als Ganzes mit 45 bezeichnet ist und zum Regeln bzw» Steuern der Spannung in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten JEPunkenzahl dient.

Wenn das suspendierte Materieteilchen mitführende Gas das Gehäuse 28 durchströmt, werden die Teilchen durch die Elektrode 31 aufgeladen und hauptsächlich an der Oberfläche der Elektrode 35 abgelagert· Das auf der Elektrode 35 angesammelte Material wird in bestimmten Zeit abständen durch Abschütteln bzw. Vibration entfernt-*·

Die Eigenschaften der Koronaentladung können sich bei Änderungen der Gaskonzentration und Gaszusammensetzung ebenfalls ändern· Diese Veränderungen können einen großen Einfluß auf die dem

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ORIGINAL INSPECTED

I *♦

Elektrofilter zugeführte Energiemenge haben· Zur Erreichung einer höchstmöglichen Wirksamkeit wird die zugeführte Energiemenge mittels des Stromregelkreises44 sowie mittels des Funkenzahl-Regelkreises 45 geregelt bzw· reguliert· Der Kreis 44 soll den Stromfluß, wenn keine Funkenbildung auftritt, auf einem bestimmten bzw. vorher eingestellten Wert halten und der Funkenzahl-Eegelkreis 45 hat die Aufgabe, die Spannung bei Funkenbildung zu regeln bzw· zu regulieren·

Die Veränderungen bei nbrmalem Strömfluß und bei überschlagen eines Funkens werden von einem Stromfühler 49 erfaßt· Die durch normale Veränderung der Eoronaentladungen bewirkten Veränderungen des Stromflusses äußern sich in allmählichen Abweichungen des Stromflusses von dem vorgegebenen bzw. vorher eingestellten Wert· Diese allmählichen Abweichungen stehen in deutlichem Gegensatz zu den schnell vorübergehenden Stromstößen, die bei Überschlagen eines Funkens entstehen und die einen im wesentlichen augenblicklich ansteigenden Stromfluß/zur Folge, haben, und zwar einen größeren Anstieg des Stromes als die Stromflußabweiohung während der Koronaentladung· Der vorstehend beschriebene Teil des Elektrofilters ist bekannt und in dem früher erwähnten USA-Patent Nr. 2 961 577 eingehend beschrieben.

Eine Abschütteleinrichtung 56 ist derart mit dem Aufhängestab 39 verbunden, daß von ihr ausgehende Schwingbewegungen über das Bauteil 37 an die Elektrode bzw. Elektroden 31 übertragen werden·

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Eine geeignete Absehütteleinrichtung ist in dem USA-Patent Nr· 5 o3o 753-von John W· Pennington offenbart· Die Bammeletektroden 35 werden von Bauteilen 38 getragen, die einstückig mit -dem Gehäuse 26 verbunden sind· Die Sammelelektroden Vj .«erden ferner mittels einer geeigneten Schwingungseinrichtung 59 abgeschüttelt, die der Abschütteleinrichtung 56 ähnlich und mit den Elektroden mittels eines Stabes bzw. einer Stange 6o verbunden ist. Wenn die Abschütteleinrichtungen in Betrieb gesetzt werden, werden die Elektroden derart in Schwingung versetzt, daß der angelagerte Staub entfernt wird und in einen (nicht dargestellten) Behälter fällt oder auf andere Weise aus dem Filter abgeführt wird.

In Fig· 3 weist eine automatische Energieregel- bzw· -Steuereinheit 61 die Elemente 44 und 45 aus Fig. 2 auf und enthält ι eine einen Primärspannungskreis 62 j einen Primärstromkreie 63, einen Sekundärspannungskreis 64 und" einen Sekundärstromkreis 65« Diese Kreise haben Spannungen und Ströme, die bei Auftreten verstärkter Funkenbildung zwischen den Elektroden entsprechend vermindert werden· Jede dieser Spannungs- bzw· Stromstärken kann erfindungsgemäS zur Erzeugung eines Fühlsignale verwendet werden· Dieses Signal betätigt dann einen Zeitverzögerungskrei· 66, der zwischen der Signalquelle und einem Regel— bzw· Steuerkreie 67 für den Zeitpunkt und die Zeitdauer des Abschütteins (rapper timer control) -angeordnet istv Der Abschüttelregel bzw.-steuerkrei* 67 ist bekannt und setzt die Abschütteleinrichtungen 56, 59. in vor be stimmt er Zeitfolge für einen vorbestimmten Zeitraum in Betrieb« Solohe Hegelbzw· Steuereinrichtungen können normalerweise ao eingestellt werden»

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daß sie die Zeitfolge und den Zeitabstand zwischen den Absohüttel-Perioden sowie &%ss Zeitdauer einer Absohiittelperiode verändern können« Weil die Regel- bzw. Steuereinrichtung 67 bekannt ist, ist keine weitere Beschreibung für das Verständnis der Erfindung erforderlich.

Wie bereits weiter oben erwähnt, erfolgte bisher das Abschütteln der Elektroden in zeitlich feststehender Folge und periodisch. Der Nachteil bestand darin, daß die Abschüttelperioden nicht immer mit einer Zeitspanne zusammenfallen, in der der Elektrofilter wirksam bzw. einwandfrei arbeitete Demzufolge neigen die mitgeführten Teilchen sehr stark dazu, den Elektrofilter zusammen mit dem Gras zu verlassen, wenn die Betriebsbedingungen während des Abschütteins-so ungünstig sind, daß Funkenbildung auftritt oder die Spannung oder die Stromstärke so vermindert worden sind, daß der Elektrofilter nicht mit höchster Wirksamkeit arbeitet. Nach der Erfindung erfolgt das Abschütteln des Elektrofilter wie bisher, während im Elektrofilter normale, stationäre Betriebsbedingungen herrschen, d.h. während eines Betriebszyklus, der eine vorbestimmte Zeitspanne andauert} aber wenn irgendwann einmal ungünstige Bedingungen auftreten, wird das Abschüttelsystem während derjenigen Zeitspanne außer Betrieb gesetzt, in der der Elektrofilter mit geringer Wirksamkeit arbeitet· Weil der Zustand geringer leistung bzw. Wirksamkeit bei dem Elektrofilter lediglich vorübergehend bzw. kurzzeitig andauern kann, wird das Abschüttelsystem erst außer Betrieb gesetzt, wenn dieser Zustand bereits eine Weile angedauert

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hat« Wenn das Abschüttelsystem außer Betrieb gesetzt und der Abschüttelzyklus unterbrochen worden ist und der Elektrofilter danach seine normale Arbeitsleistung bzw. Wirksamkeit wieder erreicht, bleibt das Abschüttelsystem in analoger Weise noch außer Betrieb, bis der Elektrofilter eine vorbestimmte Zeitspanne mit normaler leistung bzw. Wirksamkeit gearbeitet hat. Dadurch wird jegliche Möglichkeit einer "Pendel"-Wirkung ("hunting" effect), bei der sich das Abschüttelsystem während einer kurzen Zeitspanne schnell aus- und einschaltet, verringert oder ausgeschaltet. Die Gesamtleistung bzw. der G-esamtwirkungsgrad des Elektrofilter wird auf diese Weise aufrechterhalten oder sogar erhöht, weil die Teilchen, die in den bisher bekannten Vorrichtungen während des Abschüttelvorgangs und bei geringer Leistung bzw. Wirksamkeit des Elektrofilters zusammen mit dem Gas entweichen, in dem erfindungsgemäßen Filter zurückgehalten werden· Das Zurückhalten der angesammelten Teilchen während der Zeit, in der in dem Elektrofilter ungünstige. Bedingungen herrschen und die Elektroden nicht abgeschüttelt werden, hat keinen nachteiligen Einfluß auf den Gesamtbetrieb} die Teilchen verbleiben lediglich solange auf den Sammelelektrode», bis eich wieder normale Betriebsbedingungen eingestellt haben und die Teilchen durch Abschütteln in dem Behälter gesammelt werden.

In Fig. 5 ist schematisch ein Überwachungskreis 66 (monitoring oirouit) dargestellt, der die Tätigkeit der Abschütteleinrichtungen der Elektroden während einer Zeit starker Funkenbildung in dem Elektrofilter unterbricht· Ein solcher ungünstiger Zustand spiegelt

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sich in Parametern wie der Größe der Spannung und des Stromes der obengenannten Kreise 63» 64- und 65 in der Energie- bzw· Leistungsregeleinheit 61 wieder« In dieser Zeit ungünstiger Arbeitsbedingungen ändert sioh die Größe eine» Parameters von einem normalen Wert auf einen davon verschiedenen Wert·

In Fig. 4 ist das Erfassen eines Parameters erläutert· Zu diesem Zweck ist eine Einrichtung vorgesehen, die auf einen während einer vorbestimmten Zeitspanne vorhandenen niedrigen Strom anspricht und die Abschütteleinrichtungen außer Betrieb setzt· Ist beispielsweise der Parameter während eines die vorher eingestellte bzw· vorgegebene Zeit überschreitenden Zeitraums unter einem vorgegebenen bzw· vorher eingestellten Wert, dann wird die Energiezufuhr zu der Abschüttelregel bzw· -steuereinrichtung 67 abgeschaltet·

Aus Gründen der Vereinfachung ist das erfindungsgemäße Überwachungesystern in Fig. 4 so dargestellt, daß es auf die der Elektrode zugeführte Stromstärke anspricht« Zu diesem Zweck ist ein stromempfindlicher Transformator 7o vorgesehen, der den zum Elektrofilter fließenden Strom erfaßt· Der in dem Kreis 7ο induzierte Signalstrom fließt zu einer Arbeitsepu-le 71 einer herkömmlichen stromempfindlichen Zeitverzögerungsvorrichtung 75·

Zweckmäßigerweise kann die Zeitverzögerungsvorrichtung 75 ein stromempfindliches Relais sein, z.B. ein Relais des Type 0OD der Firma Westinghouse, das beispielsweise in den USA-Patenten Nr. 2 697 187 und 2 488 443 und in dem Bulletin 41-1oo B der Firma Westinghouse vom September 1961 beschrieben ist·

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BAD OBlQINAL

Kurz gesagt ι besitzt das Relais eine Induktionseoheibeneinheit, die einen «E"-för L^a₉ aus Blechen bew· lamellen aufgebauten Magneten aufweist· Eine Hauptatromspule (mit Abgriff versehen' ·■ bzw. angezapft oder auoh ohne Abgriff) wird auf dem mittleren Schenkel des Magneten angeordnet· Der von dieser Spule hervorgerufene Fluß fließt durch die beiden äußeren Schenkel dee Elektromagneten zurück· Eine auf einem der äußeren Schenkel angeordnete Spule (shading coil) schafft einen nicht in Phase liegenden Fluß, der sich mit dem Fluß der Hauptspule derart überlagert, daß eine Drehung der Scheibe in dem luftspalt des Elektromagneten bewirkt wird, der eine Spiralfeder an der Welle der Scheibe entgegenwirkt· Die Welle trägt auoh-den beweglichen Kontakt· Das durch den Elektro· magneten hervorgerufene Drehmoment wird durch das entgegenwirkende Drehmoment der Spiralfeder ausgeglichen, und die Scheibenwelleneinheit mit dem beweglichen Eontakt nimmt eine Lage ein, die dem auf den Elektromagneten wirkenden Strom entspricht, falle die Bewegungsmöglichkeit nicht durch die Einstellung der feststehenden Kontakte begrenzt wird· Die Drehung der Scheibe wird duroh einen hufeisenförmigen Dauermagneten gedämpft·

Wenn im Betrieb der Vorrichtung die Größe des angewandten Stroms kleiner ist als Ißyder Einstellung des feststehenden Kontakts entsprechende Strommindestwert, liegt der bewegliche Kontakt an .diesem feststehenden Kontakt an. Liegen die angewandten Stromwerte zwischen den Einstellungen für hohen und für. niedrigen Strom, dann werden die Soheibe und der bewegliche Kontakt EWieohen den feststehenden Kontakten für hohen und für niedrigen Strom "sohwimmen"

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(float)« Wenn die Stromwerte über der Einstellung für hohen Strom liegen, dann wird.'der Kreis, in dem große Ströme fließen, durch den beweglichen Kontakt geschlossen· Eine kleine Veränderung der Stromsterke bewirkt» daß die Scheibe sioh langsam aus ihrer ursprünglichen Lage in die neue lage bewegt. Eine große Veränderung des angewandten Stroms bewirkt, daß die Scheibe sich mit höherer Geschwindigkeit bewegt· Die Lage der feststehenden Eontakte beeinflußt selbstverständlich die Anspreehgeschwindigkeite Eine enge Einstellung dieser Eontakte ruft bei gleicher Stromänderung eih^ schnelleres Ansprechen der Kontakte hervor als ein großer Abstand zwischen den Kontakten, da der bewegliche Kontakt einen weiteren Weg zurückzulegen hat, um mit den in großem Abstand voneinander eingestellten feststehenden Kontakten in Kontakt zu kommen.

Q-emäß der Erfindung wird das Signal des Stromumformers 7o der Arbeitsspule des Relais zugeführt und die einstellbaren Schließkontakte für große und kleine Ströme werden auf die gewünschte Zeit und Stromänderung eingestellt, um die Abschütteleinriohtungen solange in ihrer normalen periodischen und zeitlich abgestimmten Betriebsweise zu halten, bis der Elektrofilter solange mit verminderter Leistung bzw· Wirksamkeit gearbeitet hat, daß ea zweckmäßig ist, die Absohüttel&inriohtungen außer Betrieb zu setzen·

Wenn die Abschütteleinrichtungen einmal außer Betrieb gesetzt worden sind, werden sie erfindungsgemäß erst wieder in Betrieb gesetzt, bzw. eingeschaltet, wenn der Elektrofilte einen bestimmten

Leistungs- bzw· Wirksamkeitsbereioh erreicht und eine gewünschte Zeit lang in diesem Bereich gearbeitet hat. Die Kontakte des Verzögerungaschaltera sind dementsprechend mit Kreisen versehen, die das Abschüttelsystem entweder in Betrieb oder außer Betrieb halten· Zu diesem Zweck sind feststehende Kontakte 84 und 89 in parallelen Kreisen zwischen einer Zuführungsleitung 80 und einer Erdleitung 78 verbunden» um entsprechende Relais 86 und 87 zu erregen. Für jedes Relais ist ein Haltekreis vorgesehen, so daß ein einmal erregtes Relais erregt bleibt, auch wenn der feststehende Kontakt, der das Relais ursprüngliche erregte, sich öffnet· Somit wird der Kontakt 84 mittels einer Leitung 9o, eines normalerweise geöffneten Kontakts 91, einer Leitung 92, eine« normalerweise geschlossenen Kontakte 93 und einer Leitung 94 überbrückt. Der Kontakt 89 wird mittels einer Leitung 95, eines normalerweise geschlossenen Kontakts 96, einer Leitung 97» eines normalerweise geöffneten Kontakts 98 und einer Leitung 99 überbrückt.

Y/ird das System an Energie gelegt, dann wird durch die Leitung 80 und den normalerweise geschlossenen Kontakt 89 dem Relais 87 und der Erde 78 Energie zugeführt. Das dabei erregte Relais 87 schließt den normalerweise geöffneten Kontakt 98 und bildet dadurch einen Stromkreis, der das Relais 75 erregt hält, auch wenn die Kontakte 89 später getrennt werden. Durch die Erregung des Relais 87 ,wird auch der normalerweise geschlossene Kontakt 93 geöffnet,; so daß; ;_s das Relais 86 nur durch das Schließen der Kontakte 84 ausgeschaltet werden kann, soKLange das Relais 87 unter Strom steht· Das

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Regel- "bzw. Steuersystem für den Elektrofilter ist bestrebt, den Elektrofilter so sohneil wie möglich auf einen optimalen Spannunga- bzw· Btromzustand zu bringen· Folglich bewegt sioh die Scheibe der Verzögerungevorrichtung zu den auf hohe Werte eingestellten Kontakten· Wenn die Scheibe die auf hohe Werte eingestellten Kontakte erreicht, werden die Kontakte 84 eingeschaltet, wodurch dae Relais 86 erregt wird. Bei Erregung des Relais €6 wird der normalerweise geschlossene Kontakt 96 geöffnet· Dadurch wird der Haltestromkreis für das Relais 87 geöffnet und dieses von der Spannung getrennt· Daraufhin kehrt der Kontakt 93» wie dargestellt, in seine normale, geschlossene Lage zurück« Die Erregung des Relais 86 hat den normalerweise geöffneten Kontakt 91 geschlossen, wodurch der Haltestromkreis für das Relais 86 in Tätigkeit gesetzt wird, so daß . das Relais 86 erregt bleibt, obwohl der Kontakt 84 durch nachfolgende weniger wirksame Tätigkeit des Elektrofilter geöffnet werden kann· Infolge dieses Haltestromkreises bleibt das Relais 84 solange erregt, bis die Induktionsscheibe die auf einen niedrigen Wert eingestellte Anschlußklemme erreicht· Zu diesem Zeitpunkt werden die Kontakte 89 geschlossen und der Haltestromkreis für das Relais 84 durch das Ausschalten des Kontaktes 93 unterbrochen·

Die Relais 86 und 87 regeln bzw, regulieren die AbschÜtteleinriohtungen mittels der Kontakte Viο und 111, und zwar betätigt der Relaismagnet 86 den Kontakt 11o und der Relaismagnet 87 den Kon·- takt 111. Diese Kontakte sind, wie in Mg. 4 dargestellt, zwischen der Energiezuleitung 113 und der VerblnduiigBlLeitung 115 zu dem

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Regel- "bzw. Steuerkreis, der die Abschütteleinrichtungen 56 und 59 "betätigtι parallel geschaltet. Wird der Relaismagnet 87 erregt, ist der Kontakt 111 geöffnet,und wird der Relaismagnet 84 erregt, ist der Kontakt 11o geschlossen·

Ist die Größe des von dem Fühler 7o ermittelten Signalstroms geringer als erwünscht, wird die Induktionsscheibe der Vorrichtung 75 in Drehung versetzt, bis die Kontakte 89 geschlossen sind, wodurch der Kreis für den niedrigen Stromwert an Energie gelegt wird. Ist die Größe des Signalstroms gleich dem gewünschten Wert oder darüber, dreht sich die Induktionsscheibe, bis der Kontakt sich schließt, um den Kreis für den hohen Stromwert zu schließen· Signalstromventile zwischen den auf einen hohen und den auf einen niedrigen Wert eingestellten Ventilen bewirken, daß die beweglichen Kontakte zwischen den auf einen hohen und den auf einen niedrigen Wert eingestellten Kontakten 84 und 89 schwimmen· Die Ralais 86 und 87 schalten entweder den Kreis für den hohen Stromwert oder den Kreis für den niedrigen Stromwert ein, wenn die Kontakte 84 bzw. 89 geschlossen worden sind, so daß beispielsweise» wenn der Kreis für den hohen Stromwert eingeschaltet und das Signalstromventil verringert worden ist, der Kreis für den hohen Stromwert sich nicht öffnet, bis der beweglich^Contakt den Kreis für den niedrigen Stromwert geschlossen hat· Da die feststehenden Kontakte '84, 89 relativ zueinander eingestellt werden können, kann die Zeit_f die die beweglichen Kontakte benötigen, um sich vom einen zum

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anderen feststehenden Eontakt zu "bewegen, verändert werden. Somit "bleibt der Kreis für den hohen Stromwert eingeschaltet, es sei denn der Signalstrom sinkt für die Dauer einer vorgegebenen Zeitspanne bis unter die Einstellung des Kontakts für den niedrigen Wer"* ab* Umgekehrt bleibt der Kreis für den niedrigen Stromwert eingeschaltet, bis der Signalstrom für die Dauer einer vorgegebenen Zeitspanne die Einstellung des Kontakts für den oheren Wert übersteigt.

Über den Kontakt 11o ist der Kreis für den hohen Stjjomwert in die Versorgungsleitung eingeschaltet, über die Strom in den Stromkreis 67 fließt, um die Abaohütteleinriohtungen in ihrer vorgesehenen Folge zu betätigen. Sollte der von dem Fühler 7o kommende Signalstrom über einen vorher festgelegten Zeitraum hinaus durch Ansprechen auf Betriebsbedingungen in dem Elektrofilter abnehmen, dann öffnet der Kreis für den hohen Stromwert den Kontakt 11o, so daß kein Strom zu der Regeleinrichtung für die Abschütteleinrichtungen fließen kann· Dieser Zustand bleibt erhalten, bis der Signalstrom wieder eine ausreichende Höhe erreicht hat.

Im Betrieb ist die Vorrichtung 75 so eingestellt, daß sie auf ein Ftihlsignal anspricht, das einem Spannungswert der Entladungselektroden entspricht, unterhalb dessen die Elektroden nicht mehr abgeschüttelt wsrdtn sollen· Das Relais ist weiterhin für denjenigen Zeitraum eingestellt, der verstreichen soll, bis die Absohütteleinrichtungen naoh dem Absinken des Pühlsignals auf die vorgegebene Höhe abgeschaltet werden· Wenn sich somit die Betriebsbedingungen des in herkömmlicher Weise betriebenen Elektrofilter so ändern,

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auftritt
•daß starke Funkenbildung/und die Spannung durch die automatische leistungsregelung, bzw. -regulierung über den vorgegebenen Zeitraum hinaus verringert wird, werden die Abschütteleinrichtungen außer Betrieb gesetzt. Infolgedessen hört das Abschütteln der Elektroden auf, so daß der angesammelte Staub während der Zeit starker Funkenbildung nicht entfernt und wieder in dem Gas mitgeführt wird.

Auch wenn die Spannung an den Elektroden nicht soweit erhöht wird, daß die Abschütteleinrichtungen wieder in Betrieb gesetzt werden müssen, erhöht sich die leistung bzw. der Y/irkungsgrad des Elektrofilters, da weniger Staub wieder mit^eführt wird· Sind die ungünstigen Betriebsbedingungen vorüber, wird die Spannung wieder erhöht, und wenn das Abfühlsignal einen geeigneten Wert erreicht und während eines erwünschten Zeitraums auf diesem Wert bleibt, werden die Abschütteleinrichtungen wieder eingeschaltet bzw· in Betrieb gesetzt und der Elektrofilter arbeitet wieder in der üblichen Art und Weise. Auf diese Weise bleibt die Gesamtleistung des Elektrofilters trotz zeitweiliger ungünstiger Arbeitsbedingungen erhalten.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Heinigen eines Schwebeteilchen mitfahrenden Gases mittels eines elektrostatischen Abscheiders (Elektrofilter) »an dessen Sprühelektroden eine einer Energiequelle entnommene, den jeweiligen im Elektrofilter herrschenden Betriebsbedingungen entsprechende, gegebenenfalls selbsttätig geregelte hohe Spannung solcher Grü^e angelegt wird, daß die aufgeladenen Teilchen sich an den Samnelelektroden niederschlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ga'mmelelektroden (35) zum Entfernen der darauf niedergeschlagenen Teilchen in einem zeitlich abgestimmten Arbeitszyklus oder periodisch geschüttelt werden, daß die dabei entfernten Teilchen aufgefangen werden,und daß das Abschütteln bei Auftreten ungünstiger Betriebsbedingungen (z_oL. Überschlagen von j?unken) in dem Elektrofilter unterbrochen wird, um das V/iedereintreten von bereits niedergeschlagenen Schwebeteilchen in den Gasstrom weitgehend zu verhindern.

2ο Verfahren naoh Anspruch 1 dadurch gekenzeichnet, daß zum Unterbrechen des Abschütteins der Sammelelektroden (35) der zu den Sprühelektroden fließende Strom überwacht und das

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Abschütteln unterbrochen wird, wenn der Strom unter einen vorgegebenen oder vorher eingestellten \7ert abfällt₀

3ο Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Abschütteln erst dann unterbrochen wird, wenn der Strom für die Dauer einer vorgegebenen oder vorher eingestellten Zeitspanne auf einen niedrigen Wert bzw. in einem Bereich solcher niedrigen Werte geblieben ist.

4ο Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Abschütteln erst wieder begonnen wird, wenn der Strom wieder angestiegen und seit dem Ansteigen eine vorgegebene" oder vorher eingestellte Zeitspanne verflossen ist.

Elektrostatischer Abscheider (Elektrofilter) mit Abschütteleinrichtungen für die Sammelelektroden, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche»dadurch gekennzeichnet, daß die Abschütteleinrichtungen (56,39,59,60) Steuereinrichtungen (67) aufweisen, mittels deren die Abschütteleinrichtungen in einem zeitlich abgestimmten Arbeitszyklus oder periodisch betätigbar sind, und daß mit diesen Steuereinrichtungen (67) weitere Steuer- bzw. Regeleinrichtungen (61,66,70) in Wirkverbindung stehen, die auf in dem . Elektrofilter (20) auftretende ungünstige Betriebsbedingungen ansprechende Einrichtungen (61,70) aufweisen, und daß von diesen Einrichtungen (61,70) betätigbare Unterbreoherein-

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richtungen (66) vorgesehen sind, die derart auf die Steuereinrichtungen (67) der Abschütteleinrichtungen (56,39»59»60) einwirken, daß das Abschütteln der Sammelelektroden (35) während der Dauer der ungünstigen Betriebsbedingungen unterbrochen wird. ($ig. 3 und 4o)

6„ Elektrofilter naoh Anspruch■5»dadurch gekenzeichnet, daß die auf die ungünstigen Betriebsbedingungen ansprechenden Einrichtungen (61,70) so ausgebildet sind, daß sie auf Änderungen des den Sprühelektroden (31) zugeführten Stroms anspreohen.

7β Elektrofilter naoh Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unterbrechereinrichtungen (66) derart ausgebildet sind, daß die Steuereinrichtungen (67) der Abschütteleinrichtungen (56,39»59,60) beim Abfallen des Stroms abgesohaltet v/erden.

8. Elektrofilter naoh einem der vorstehenden Ansprüche,dadurch

die

gekennzeichnet, daß/ünterbreohereinrichtungen (66) ein Verzögerungsglied (75) aufweisen, da,e naoh Abfallen des Stroms die Unterbrechung des Abschütteins für eine vorgegebene oder vorher eingestellte Zeitspanne aufrechterhält»

9. Elektrofilter nach einem der vorstehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinrichtungen (61,66,70) für die Abgohütteleinriohtungen (56,39,59,60)

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so ausgebildet sind, daß das Abschütteln nach Ansteigen des Stroms erst nach Ablauf einer vorgegebenen oder vorher eingestellten Zeitspanne wieder begonnen wird»

10. Elektrofilter nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinrichtungen (61, 66,70) derart ausgebildet sind, daß die Dauer derjenigen Zeitspanne, während der die Abschütteleinrichtungen (56,39» 59»60) außer Betrieb gesetzt sind, veränderlich einstellbar ist ο

11. Elektrofilter nach Anspruch 9»dadurch gekenzeichnet, daß die Steuer- bzw. Regeleinrichtungen (61,66,70) derart ausgebildet sind, daß die Dauer der Zeitspanne im Anschluß an ein Ansteigen des Stroms, nach deren Ablauf die Abschütteleinrichtungen (56,39»59,6O) wieder einschaltbar sind, veränderlich einstellbar ist₀

12. Elektrofilter nach einem der vorstehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw« Regeleinrichtungen (61,66,70) derart ausgebildet sind, daß sie wahlweise auf verschiedene Ansprechstromwerte bzw« Ansprechstrombereiche einstellbar sind.

13. Elektrofilter nach einem der vorstehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw« Regeleinrichtungen (61,66,70) ein stromempfindliches Relais (66) mit einem

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bewegbaren Kontakt und Kontakten (84,89) für einen oberen und einen unteren Stromwert aufweisen, wobei der bewegbare Kontakt sich in eine dem jeweils fließenden Strom entsprechende Lage einstellt und die Kontakte für den unteren und den oberen Stromwert derart unabhängig voneinander einstellbar sind, daß die Zeit, die der bewegbare Kontakt bei Abfallen des Stroms benötigt, um aus der Stellung für den hohen Stromwert zu der Stellung für den niedrigen Stromwert zu gelangen, wahlweise veränderbar ist.

Elektrofilter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das lielais (66) derart ausgebildet ist, daß einer der beiden Kontakte (84,89) für den oberen und den unteren Stromwert so lange geschlossen bleibt bis der bewegliche Kontakt den anderen, jeweils nicht geschlossenen Kontakt schließt.

Der Patentanwalt

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