DE1557008A1

DE1557008A1 - Elektrofilter mit Beipassablenkung

Info

Publication number: DE1557008A1
Application number: DE19671557008
Authority: DE
Inventors: Brandt Dr-Ing Herbert
Original assignee: APPBAU ROTHEMUEHLE BRANDT
Current assignee: APPBAU ROTHEMUEHLE BRANDT
Priority date: 1967-05-16
Filing date: 1967-05-16
Publication date: 1970-03-19

Description

APPARATEBAU ROTHEMÖHLE Pat. 613/69/Br/Et/Ka

Brandt & KrItzier 25. April 1967

5961 Rothemühle über Olpe

Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung "Elektrofilter mit Beipaßablenkung"

Die Erfindung betrifft insbesondere horizontal durchströmte Elektrofilter zur Reinigung von Gasen auf einen besonders kleinen Reststaubgehalt.

Sie geht davon aus, daß die elektrische Gasreinigung mit der Vergrößerung der staubsammelnden Niederschlagsflächen nach einer Exponentialfunktion erfolgt, die zwar theoretisch asymptotisch einem Grenzwert des Entstaubungsgrades von 100 %, praktisch jedoch nur einem geringeren Grenzwert als 100 % zustrebt, da bisher ein gewisser Reststaubgehalt nicht abzuscheiden ist.

In dem Streben nach Erreichung höchster Entstaubungsgrade sucht der Erfinder systematisch nach den Quellen der Herkunft dieses Reststaubgehaltes, um Maßnahmen zu entwickeln, die dessen weitgehende Verminderung und damit die Annäherung der Grenze des erreichbaren Entstaubungsgrades an 100 % ermöglichen (siehe H. Brandt: Rauchgas-Elektrofilter für höchste Entstaubungsgrade, Technische Mitteilungen HdT, Essen_r Bd. 58, 1965, Heft 1, S. 9/13, siehe besonders Absatz 4.¹I,und Dr. Herbert Brandt, 'Forderungen an die Entwicklung der Entstaubungstechnik¹, Staub, Bd. 25 (1965) Nr. 10, S. 392/402, siehe besonders Absatz 3.5, sowie Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 897 937). ,

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Es ist bekannt, daß der bisher vom Elektrofilternicht erfaßbare Reststaubgehalt vor allem gebildet wird durch den geringen Staubanteil, der beim Abreini^en der Elektroden aufgewirbelt und von der Gasströmung wieder mitgenommen wird. Es sind bereits Einrichtungen entwickelt worden, die diesen Anteil besonders erfassen. Hierzu wurden bei einer bekannten 3auweise des vertikal durchströmten Elektrofilter getrennte elektrische Felder in absperrbaren Kammern angeordnet, die während und nach der Elektrodenklopfung so lange abgesperrt bleiben, bis der wieder aufgewirbelte Staubanteil nochmals ausgeschieden oder in einem Sekundär-Entstauber ab^esau^t worden ist.

In horizontal durchströmten Elektrofiltern hat man in ähnlicher V/eise versucht, die einzelnen Elektrodennassen während und nach der Elektrodenklopfung von der Hauptgasströmung abzusperren. Die hierbei verwendeten Absperreinrichtungen haben sich jedoch nicht als ausreichend erwiesen.

Es sind weitere Einrichtungen bekannt, mit denen man versucht, die Gasströmung von den 3unkern und dem untersten Teil des letzten Feldes fernzuhalten, damit von dort aus kein Staub direkt zum Reingaskanal ausgetragen wird. Hierzu werden unter anderem senkrecht Schikanenbleche in den Bunkern quer zur Gasströmung angeordnet. Diese müssen jedoch wegen der Gefahr elektrischer Oberschläge einen genügenden Abstand (b) von den Unterkanten der Hochspannung führenden Sprühelektroden haben und es muß auch eine freie Durchtrittshöhe (c) über den geneigten 3unkerwänden (7) offen bleiben, durch die der Staub in die unteren Bunkeraustragsöffnungen gelangen kann. Dabei können aber auch durch diese freien Spalträume (b und c) unter den Elektroden ebenso wie durch den freien Zwischenraum zwischen der Filterdecke und den Oberkanten der Elektroden (a) noch geringe Anteile der Gase hindurchströmen, d±ß flüchtige Staubteilchen ins Reingas mitführen. Hierbei ist

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vor allem der Teil der Uragehun^sströmung unter den Elektroden, der durch die Spalthöhe Cb)- hindurchtritt, besonders stark mit Staub angereichert. Systematische -Messungen an in Betrieb befindlichen sehr f,ro3en: Elektrof iltern ■ für höchste Entstau-" bun <?s grade haben "Margestellt, dafi der Reststaubgehalt über den größten mittleren Bereich der Austrittsfläche des elektrischen Feldes den sehr .niedrigen Mininalwert von nur 1 mg in m Rauchgas erreichte j. während'der Staubgehalt der Umsehungsströmung unterhalb der Filterdecke und unter den Elektroden in den freien Spalträumen zwischen den senkrechten Schikanenblechen der Bunker und den Elektroden auf das'vieltausendfache anstieg.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, vor allem die staubhaltigen Umgehungsströnünaen über und unter den Elektroden der ersten, an der Gaseintrittsseite angeordneten elektrischen Felder ausreichend zu entstauben, und somit den Entstaubung^grad der gesamten Elektrofilteranlane wesentlich zu verbessern»

Diese Aufgabe wird erfindungsgemä^ dadurch gelöst, daß vor allem vor dem letzten elektrischen Feld senkrechte Abweisflächen für die mit Staub angereicherten Unmehunqsströmunqen aus den feldfreien Spaltöffnungen (a und b) über und unter den Elektroden der vor-'"^ergehenden elektrisieren Felder derart angeordnet werden, daß sie in Verbindung mit'der QuerschnittsVerengung der Reingasaustrittsöffnung des Elektrof i-iters Toträume; für die Haupt gas Strömung bilden, womit die Ausbildung^feeiner Umgehungsströmung über und unter dem letzten elektrischen Feld praktisch fast vollständig verhindert wird, .-._;i

Die erfinderische Überlegung geht hierbei von der Tatsache aus, daß im ersten elektrischen Feld eines Elektrofilters, beispielsweise nach Figur 1, schon etwa 90 % des Rohgasstaubgehaltes ausgeschieden werden. Praktisch gilt dies aber nur für den

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Hauptanteil der Gase, der durch die wirksame Feldhöhe des ersten Feldes hindurchströmt. Die Umgehungsströmung unterhalb dieses Feldes ist infolge der stetigen Elektrodenabreinigung noch mit fallendem Staub angereichert. Ihr Staubgehalt ist demnach wesentlich höher als der mittlere Rohgasstaubgehalt vor dem Eintritt der Gase in das Elektrofilter.

Die senkrecht verlaufenden Ablenkflächen (10 und 11), die zur Verengung des Strömungsquerschnittes der Hauptströmung im feldfreien Zwischenraum vor dem letzten elektrischen Feld angeordnet sind, bewirken eine entsprechende Beschleunigung der Gasströmung vor ihrem Eintritt in das letzte elektrische Feld und somit ein Absaugen der hoch staubhaltigen Umgehungsströmung des ersten Feldes vorwiegend in die mittlere wirksame Feldzone des letzten elektrischen Feldes.

VJie aus Figur 1 ersichtlich ist, bildet z. B. die untere Ablenkfläche (11), die gasdicht mit den Oberkanten der mittleren geneigten Bunkerwände (8) verbunden ist, in Verbindung mit dem Bunker des letzten Feldes, dem senkrechten Wandteil(8') und der geneigten Wandung (8") des Rexngasaustrxttskanals einen geschlossenen Totraum, durch den praktisch kein Anteil der Hauptgasströmung noch hindurchtreten kann. In ähnlicher Weise umschließt auch die obere Ablenkfläche (10) an der Filterdecke in Verbindung mit dem oberen verengten Teil des Rexngasaustrxttskanals einen entsprechenden Strömungs-Totraum.

Erfindungsgemäß werden die oberen und unteren Abweisflächen für die Umgehungsströmungen in den Zwischenräumen zwischen den zur Gasströmung hintereinandergeschalteten elektrischen Feldern angeordnet. Sie werden so hoch bemessen, daß sie noch um die einbis mehrfache Höhe des Abstandes des Sprühfeldes von den geerdeten Filterteilen vor das Sprühfeld ragen. Dabei genügt etwa die einfache Höhe, wenn die Abweisbleche vor weiteren als dem letzten elektrischen Feld angeordnet werden und es ist etwa die

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. zwei- bis dreifache Höhe erforderlich, wenn nur vor dem letzten elektrischen Feld je ein Abweisblech angeordnet wird. In diesem Falle ist die zweifache Höhe jedenfalls erforderlich, während sie bis zur dreifachen erforderlich wird für größere Feldlängen von 3 bis 6 nu

Die Abweisbleche brauchen meist nur vor dem letzten elektrischen Feld angeordnet zu werden, weil dieses bis zu einem weitgehenden Grade"■/genügt-.* Gassträhnen aus den Beipassagen der davorliegenden , Felder die erforderliche Restreinigung zuteil werden zu lassen.

Die Tatsache, daß es ein Optimum für die Höhe der Abweisbleche gibt, ist zu erklären aus dem Gegerieinanderwirken der Entstaubungsbeeinträchtigung durch den Türbulenzaustausch zwischen der Feld- und der Beipaßdurchströmung bei zu niedrigen Abweisblechen und der mehr oder minder starken Unwirksammaehung ,von Staubsammelflachen, die man bei höheren Abweisblechen der intensiven /Berührung durch das staubbeladene Gas entziehte

In Figur 2 ist ein dreifeldriges Elektrofilter mit den erfindungsgemäßen Abweisbiechen vor dem letzten Feld dargestellt. ·

Figur 3 zeigt ein dreifeldriges Elektrofilter mit Abweisblechen vor alleri Feldern, außer dem ersten. .

In den Figuren sind die Höhen (a_Bb) der Beipässe und die Höhen der Abw^isbleehe (10» 11) zur Verdeutlichung maßstäblich größer gezeichnet als die übrigen 'Abmessungen der Figuren.

Es bedeuten jeweils (1) die öffnung im Filtergehäuse für den Eintritt des staubiseladenen Gases, des Rohgases ₉ und (2) die für den Austritt des gereinigten Gases, des Reingases. Die Gehäuse werden also von Ci) nach (Z)- vom Gas durchströmt.

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Gasverteilungsbleche (3), die in bekannter Weise als Lochbleche ausgebildet sind, besorgen die gleichmäßige Verteilung des aus dem Gehäuseeintritt (1) ankommenden Gasstromes auf den Filterquerschnitt, (f) bedeutet die Hochspannungssysteme, die mit Sprühdrähten (5) ausgestattet sind. Die Hochspannungssysteme Cf) sind über nicht dargestellte isolierende Einrichtungen an den Dachträgern (6) aufgehängt, zwischen denen sich die Gehäusedecke (7) erstreckt. Zwischen den Rahmen Cf) der Hochspannungssysteme sind parallel zu ihnen die nicht dargestellten Staubniederschlagsplatten angeordnet, die als fest geschlossene Wände vom Gas durchströmte Gassen bilden.

Das Gehäusedach (6 und 7) ist geerdet und hat von den sprühenden, an Hochspannung liegenden Drähten (5) einen eingezeichneten Abstand Ca).

Der Gehäuseboden ist mit Staubsammelbunkern (8) versehen, in denen sich senkrechte Schikanenbleche (9) befinden, die einen Gasstrom durch die Bunker abdrosseln sollen, ohne das Abrutschen des Staubes im Bunker zu behindern. Der Gehäuseboden (8 und 9) ist geerdet und hat von den nächsten Sprühdrähten (5) einen eingezeichneten Abstand (b).

Die erfindungsgemäßen oberen Abweisbleche (10) sind an der Decke (6 oder 7) aufgehängt, die unteren (11) auf den Bunkerwandungen (8) abgestützt. Alle Abweisbleche verdecken erfindungsgemäß die oberhalb und unterhalb des letzten Sprühfeldes (4 und 5) bestehenden Beipaßquerschnitte von der Höhe (a und b) und überdecken darüber hinaus noch den Gasstromquerschnitt vor dem letzten Feld um die Höhen 2a und 2b.

In Figur 1 und 2 verringern die Abweisbleche (10 und 11) den freien Gasdurchtrittsquerschnxtt vor dem letzten elektrischen Feld um die MaBe 2a und 2b*

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Im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 werden die Strömungsquerschnitte verschieden hoch abgedeckt, und zwar vor dem zweiten Feld um a und b und vor dem letzten Feld um 1.5a und 1.5b,

Es ist nicht zweckmäßig, vor dem ersten Feld Abweisbleche anzuordnen, da in diesem die Ausschaltung eines Teiles der Staubniederschlags flächen von der intensiven Berührung mit dem Gasstrom einen größeren Verlust an Staubabscheidung mit sich bringt$ als sich dort durch die Strömungsabweisuiig \?on den Beipässen gewinnen läßt. Vielmehr liegt der Nutzen der Abweisbleche darin, daß sie Gase, die durch das Passieren der Beipässe ungenügend entstaubt sind, in das nächstfolgende Sprühfeld ableiten, dort intensiv entstauben lassen und damit das Auftreten staubreicher Gassträhnen am Filterende unterbinden.

Dadurch ist auch erklärbar, daß der Mutzen.der Abweisbleche um so mehr steigt₉ je näher das von ihnen beeinflußte Feld dem Filterende steht, und es entsteht daraus die Lehre₉ den ■ hinteren Feldern höhere Äbweisbleclie zuzuordnen als vorderen und dem ersten Feld kein Abweisblech vorzuschalten ₀

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Abweisbleche ist gen an einem großen Zweifeld-ElektxOfilter nach Figur 2

mit Abweisblechen vor dem zweiten.Feld durch sorgsame Messungen mit wissenschaftlichem Aufwand geprüft und bestätigt worden«

Figur 4 zeigt Im Schäubild das Ergebnis der Prüfung,,

Die Abszisse gibt die Höhe, des Sprühfeldes wieder_β Der Nullpunkt stellt das untere Ende, der Abszisseapumkt 7,5 das obere Ende -cues 7,5 m hohen Sprühsystems dar. Auf der Ordinate ist die Strom ansseig© eines Gerätes zur kontinuierlichen Messung der Staubdichte im Gas aufgetragene. In einer genügenden Annäherung ·

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mm R ·»

kann" die Stromanzeiqe dem Staubgehalt des Gases proportional gesetzt werden, so daß man die Zahlenwerte auch auf die Dimension mg/m beziehen kann. .?■,..-. ?^:~-

Die Messung erfolgt auf senkrechten Linien in einer Meßebene etwa 1 m hinter dem Gasaustritt aus dem letzten Feld.

Die gestrichelte Kurve gibt die Staubverteilung im Reingas vor dem Einbau der Abweisbleche wieder* Während hinter dem

größten Teil des Feldes der Staubgehalt mit 1 mg/m außerordentlich gering ist, steigt er oben und unten auf Spitzenwerte

über 6.000 m^/m an. Der Übergang von dem Spitzenwert zum Minimalwert breitet sich durch die Gasturbulenz über eine vielfache Höhe der Beipässe, die etwa 0,2 bis 0,25 m hoch sind, aus.

Die ausgezogene Kurve gibt die Staubverteilung im Reingas nach dem Einbau der Abweisbleche wieder. Die Abweisbleche ragen um 0,5 bis 0,55 m, also um etwa 2a und 2b vor das Sprühfeld. Der Erfolg der erfxndungsgemäßen Einrichtung bestätigte sich durch das Ergebnis dieser Staubmessungen, wonach die

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Spitzenwerte des Staubgehaltes auf 360 mg/m bzw. 84 mg/m zurückgegangen sind.

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Claims

Ansprüche

!.Elektrofilter, bestehend aus senkrecht aufgehängten Staubniederschlagsplatten und Hochspannungs-Sprühsystemen, die aus zwei oder mehr hintereinander angeordneten Feldern bestehen, die durch Zwischenräume voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zwischenraum-vor demletzten Feld oben und unten Abweisbleche für die Gasströmung angeordnet sind, die den Gaseintrittsquerschnitt in das Sprühfeld um die doppelte Höhe der Strömungsbeipässe unter und Über dem Sprühfeld Überdecken.

2Y Elektrofilter¹nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zwischenräumen vor mehreren Feldern, die dem ersten Feld folgen, oben und unten Abweisbleche für die Gasströmung angeordnet sind, die den Gaseintrittsquerschnitt in das Sprühfeld mindestens um die Höhe der Strömungsbeipässe unter und über dem Sprühfeld überdecken.

3. Elektrofilter nach Anspruch 1 oder 2* dadurch gekennzeichnet, daß die Höhes mit der die Abweisbleche für die Gasströmung den Gaseintrittsquerschnitt in das Sprühfeld überdecken, so mit der Zahl der hintereinanderliegenden Zwischenräume zunimmt, daß das letzte Abweisblech die doppelte Oberdeckungshöhe hat wie das erste.

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