DE1557192A1

DE1557192A1 - Elektrofilter

Info

Publication number: DE1557192A1
Application number: DE19661557192
Authority: DE
Inventors: Malmstrom Lennart Hugo; Malmstrom Carl Olof
Original assignee: SVENSKA CARBON BLACK AKTIEBOLA
Current assignee: SVENSKA CARBON BLACK AKTIEBOLA
Priority date: 1965-03-15
Filing date: 1966-03-10
Publication date: 1970-04-02
Also published as: NL6603175A; BE677723A; GB1123743A; CH467214A; NO118268B

Description

Svenska Carbon Black Aktiebolag,
Sjotullsgatan, Norrkoping, Schweden.

Elektrofilter

Die Erfindung betrifft Elektrofilter, die zum Abtrennen von festen Teilchen, insbesondere Ruß, aus einem Gemisch von Gas und festen Teilchen geeignet sind.

Elektrofilter werden gewöhnlich beim Abscheiden von Ruß verwendet. Für einen wirksamen Betrieb ist es wichtig, daß die Isolatoren für die Elektroden von Rußablagerungen freigehalten werden und die Erfindung bezieht sich auf eine besondere Art der Ausführung dieses Vorganges.

Ein Elektrofilter zum Trennen eines Gemische von Gas und festen Teilchen, insbesondere Ruß, ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch einen Behälter für die Elektroden mit einem Einlaß für ein Gemisch aus Gas und festen Teilchen, sowie mit getrennten Auslässen für das Gas und die festen Teilchen, durch eine Isolatorkammer oberhalb einer Öffnung im Deckel des Behälters, durch welche ein mit den Elektroden verbundener Leiter hindurchgeht, durch eine vom Gasauslaß in die Isolatorkammer führende Leitung und durch eine Pumpe in dieser Leitung, welche einen Teil des Gases, welcher

-2-0098U-/1-74S

frei von festen Teilchen ist, der Isolatorkammer unter einem Druck zuführt, der oberhalb deB Drucks im Behälter liegt.

Die Isolatorkammer ist ein bekannter Bestandteil von Elektrofiltern und umgibt die Stange oder einen anderen Leiter, der den Elektroden Strom zuführt. Dieser Leiter muß durch eine öffnung im Deckel des Behälters hindurchgehen und auf der Außenseite des Behälters befestigt sein, dabei aber von demselben vollständig isoliert bleiben. Das von festen Teilchen freie Gas wird der Isolatorkammer unter einem erhöhten Druck zu dem Zweck zugeführt, um zu verhindern, daß im Behälter befindliche feste Teilchen in die öffnung gelangen und durch dieselbe hindurchgehen, so daß dieselben durch Ablagerung auf der Innenseite des Isolierzylinders einen Kurzschluß verursachen können.

Um zu gewährleisten, daß das in die Isolatorkammer gepumpte Gas frei von festen Teilchen ist, ist in der Leitung, welche den Gasauslaß mit der Kammer verbindet, vorzugsweise ein Filter angeordnet, um jede restliche Menge von festen Teilchen zu entfernen, die sich auf der Innenseite des Isolierzylinders ablagern könnte.

Die Isolatorkammer ist vorzugsweise mit Düsen versehen, welche die Strömung des von festen Teilchen freien Gases auf die Innenseite des Isolierzylinders lenken. Die öffnung im Deckel des Behälters, durch welche der Leiter hindurchgeht; kann* auf verschiedene Weise ausgebildet werden, um die Gefahr eines Kurzschlusses an der öffnung zu vermindern. Der Deckel des Behälters kann nach unten gebogen werden, um einen Hals zu bilden. Dieser Hals kann gewUnschtenfalls aus Isoliermaterial bestehen und konisch ausgebildet sein, so daß die öffnung am unteren Ende breiter ist. Zusätzlich zu dem durch eine Verlängerung des Deckels des Behälters gebildeten Hals kann der Leiter selbst mit einer Hülse aus

009814/1745

Isoliermaterial versehen sein, die denselben umgibt und die erforderlichenfalls durch AbstandsstUcke im Abstand von demselben gehalten wird. Diese Hülse kann konisch ausgebildet sein, so daß dieselbe am oberen Ende breitet ist.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Trennen eines Gemische von Gas und festen Teilchen, -insbesondere Ruß, mittels eines Elektrofliters, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Gemisch einem Behälter zugeführt wird, der die Filterelektroden enthält, daß die abgetrennten festen Filfce»teilchen und das Gas durch getrennte Auslässe entfernt werden und daß ein Teil des Gases, welcher frei von festen Teilchen ist, einer Isolatorkammer oberhalb einer öffnung im Deckel des Behälters, durch welche e^n mit den Elektroden verbundener Leiter hindurchgeht, unter einem Druck zugeführt wird, der oberhalb des Drucks im Behälter liegt, unfzu verhindern, daß die festen Teilchen aus dem Behälter in die Isolatorkammer gelangen.

Das Elektrofilter und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sind besonders geeignet für die Verwendung in Kombination mit der Erfindung, die in der gleichzeitig

eingereichten Patentanmeldung .beschrieben

ist. Dabei findet ein mit hin und her beweglichen Kratzeisen versehener RohrkUhler Verwendung, der zum Abkühlen eines Gemlschs von Oas und festen Teilchen auf eine Temperatur geeignet ist, bei welcher dieselben beispielsweise mittels eines Elektrofliters abgetrennt werden können. In der gleichseitig eingereichten Patentanmeldung wird ein Ofen zum Erzeugen von Ruß beschrieben, der in Kombination mit dem RohrkUhler verwendet werden kann, üblicherweise werden die Produkte von öfen zum Erzeugen von Ruß durch direktes Einspritzen von Wasser abgekühlt, was ein Gemisch ergibt, welches beträchtliche Mengen Wasserdampf enthält, während bei Verwendung eines Rohrkühlers ein Produkt erhalten wird,

0098U/1745

in welchem die Menge des vorhandenen Wasserdampfes viel geringer ist. Das Vorhandensein großer Mengen von Wasserdampf in dem der Isolatorkammer zugeführten Gas ist unerwünscht und vorzugsweise enthält das Gas weniger als JO Vol.% Wasserdampf. Erforderlichenfalls kann das der Isolatorkammer zugeführte Gas behandelt werden, um das Wasser zu entfernen, beispielsweise indem das Gas· über oder durch einj£ Trockenmittel geleitet wird oder indem das Gas abgekühlt wird, um das Wasser zu kondensieren. Wenn eine solche Behandlung angewendet wird, kann die vorliegende Erfindung auch für Produkte des Verfahrens zum Erzeugen von Ruß Verwendung finden, die mit Wasser abgelöscht worden sind.

In der Zeichnung sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Elektrofilter gemäß der Erfindung und

Fig. 2 iß größereH Maßstab einen Längsschnitt durch die Isolatorkammer des Elektrofliters gemäß Fig. 1.

Die Fig. 5 bis 5 zeigen abgeänderte Ausführungsformen der Isolatorkammer.

Gemäß den Fig. 1 und 2 besteht das Elektrofilter aus Elektroden 25 innerhalb eines Behälters 16. Dieser weist eine Einlaßleitung 15 für ein Gemisch von Gas und festen Teilchen, eine Auslaßleitung 17 für das von den festen Teilchen befreite Gas und einen Auslaß .42 mit einem Ventil 43 und einem Trichter 44 für die festen Teilchen auf. Gewünschtenfalls kann das Gemisch vor dem Eintritt in den Behälter 16 durch einen Zyklon 22 hindurchgehen.

Die Elektroden 25 sind an einem Metalljoch 28 aufgehängt, das mit. einer Metallstange 29 verbunden ist, die durch eine Öffnung 56 im Deckel 31 des Behälters l6 hindurchgeht.

009814/1745

_ 5* —

Die Stange 29 wird von einem Einführungsisolator 27 getragen, der in einer Öffnung im Deckel einer Isolator-' kammer 21 angeordnet ist. Der Einführungsisolator 27 stützt sich auf einer festen Platte 30 ab, die ihrerseits -auf einem Zylinder 24 aus Isoliermaterial, vorzugsweise Porzellan, auf ruht, der gegen den Deckel 31 des Behälters anliegt.

Unmittelbar angrenzend an den Zylinder 24 ist die Platte mit einer Anzahl von Bohrungen 32' versehen. In diesen Bohrungen sind Düsen 33 angeordnet, die an ihren oberen Enden trichterförmige Erweiterungen 34 aufweisen.. Die Düsen sind tangential und schräg nach unten gegen die Innenseite des Isolierzylinders 24 gerichtet.

Wie Fig. 1 zeigt, kann das den Behälter 16 durch die Leitung 17 verlassende Gas zu einer Gasflamme 18 geleitet werden. Bei der Rußerzeugung hat dieses Gas einen sehr hohen Gehalt an Wasserstoff und Kohlenmonoxyd. Es kann auch als Synthesegas oder zur Erzeugung von Dampf verwendet werden.

Aus der Auslaßleitung 17 wird ein Teil des austretenden Gases durch eine Zweigleitung 19 zu einer Pumpe 23 geleitet, welche dasselbe durch ein Filter 20 drückt, in welchem die letzten Spuren fester Teilchen entfernt werden. Aus dem Filter 20 wird das Gas durch die Leitung 26 und über das Ventil 46 in die Isolatorkammer 21 geleitet, so daß in derselben ein höherer Druck erzeugt wird als innerhalb des .^Ιη-ίΐϊβ³¹^. Das reine Gas strömt durch die in den Bohrungen 32 angeordneten Düsen 33 in die Kammer 35, wobei dasselbe insbesondere auf die Innenseite des Zylinders gerichtet ist.

An der Stelle, an der die Stange 29 durch den Deckel 31 hindurchgeht, ist die Stange 29 von einer ringförmigen

009814/17.46

öffnung 56 umgeben. Diese soll so klein als möglich gehalten werden, damit in der Kammer 35 ein Überdruck aufrechterhalten werden kann. Damit ein zwischen dem Deckel 31 und der Stange 29 gebildeter Flammenbogen rasch erstickt werden kann, ist der Deckel 351 zweckmäßig mit einem nach unten divergierenden Hals 37 aus Metall versehen, wie die rechte Seite der Fig. 2 zeigt. Für diese Ausbildung muß die öffnung 36 verhältnismäßig groß gemacht werden, da sowohl der Hals 37 als auch die Stange 29 aus leitendem Material bestehen.

Wenn die öffnung 36 von Isoliermaterial umgeben ist, kann dieselbe viel kleiner gemacht werden. Die linke Seite der Fig. 2 und die Fig. 3 bis 5 zeigen verschiedene Ausbildungen der öffnung 36 unter Verwendung von Isoliermaterial.

Wie die linke Seite der Fig. 2 zeigt, besteht der Hals 38 aus Isoliermaterial und die Stange 29 ist mit einem nach oben divergierenden Hals 39 aus Isoliermaterial versehen, der unten als eine die Stange 29 umgebende Hülse 40 ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die öffnung 36 äußerst eng gemacht werden, ohne daß die Gefahr eines Kurzschlusses besteht.

Die in Fig. 3 gezeigte Anordnung unterscheidet sich nur dadurch, daß der Hals 37 aus Metall besteht und daß die Isälierhülse 40 im Abstand von der Stange 29 angeordnet ist, so daß das reine Gas beide Seiten der Hülse 40 bespülen kann.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 4 besteht der Hals 38 aus Isoliermaterial und ist wie ein Rohr geformt, das die Stange 29 in einem bestimmten Abstand umgibt, wobei eine trichterförmige öffnung nach unten gerichtet ist.

Fig. 5 zeigt eine gegenüber Fig. 4 abgeänderte AusfUhrungsform, bei welcher der Hals 38 mit einer nach oben gerichteten

0098U/1745

rohrförmigen Verlängerung 41 versehen ist, die eine trichterförmig erweiterte öffnung aufweist.

Alle in.den Fig. 2 bis 5 gezeigten Anordnungen verhindern, daß feste Teilchen enthaltendes Gas in die Kammer 35 gelangt, Auf diese Weise wird verhindert, daß die Innenseite des Zylinders 24 mit Ruß bedeckt wird, da eine solche Ablagerung rasch einen Kurzschluß oder eine Betriebsstörung bewirkt.

0098 U/1745

Claims

Ansprüche

1. Elektrofilter zum Trennen eines Gemischs von Gas und festen Teilchen, insbesondere Ruß, gekennzeichnet durch einen Behälter für die Elektroden mit einem Einlaß für ein Gemisch aus Gas und festen Teilchen, sowie mit getrennten Auslassen für das Gas und die festen Teilchen, durch eine Isolatorkammer oberhalb einer öffnung im Deckel des Behälters, durch welche ein mit den Elektroden verbundener Leiter hindurchgeht, du,rch eine vom Gasauslaß in die Isolatorkammer führende Leitung und durch eine Pumpe in dieser Leitung, welche einen Teil des Gases, welcher frei von festen Teilchen ist, der Isolatorkammer unter einem Druck zuführt, der oberhalb des Drucks im Behälter liegt.

2· Elektrofilter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Filter für festepeilehen, das in der vom Gasauslaß in die Isolatorkammer führenden Leitung angeordnet ist.

J>. Elektrofilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolatorkammer mit Düsen versehen ist, welche das Gas auf die Innenseite des Isolierzylinders lenken,

H. Elektrofilter nach Anspruch 1, 2 oder J>, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel des Behälters nach unten gebogen ist, um einen Hals zu bilden, der den Leiter umgibt, aber im Abstand von demselben liegt.

5. Elektrofilter nach Anspruch H, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals aus Isoliermaterial besteht.

6. Elektrofilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter mit einer aus Isoliermaterial bestehenden Hülse versehen ist, welche denselben an der Stelle umgibt, an welcher dieser durch den Deckel des Behälters hindurchgeht.

0098U/1745

7. Elektrofilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse im Abstand vom Leiter liegt,

8. Elektrofilter nach Anspruch 6 oder 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse konisch ausgebildet ist, so daß dieselbe am oberen Ende bfceiter ist.

9» Verfahren zum Trennen eines Gemische von Gas und festen Teilchen, insbesondere Ruß, mittels eines Elektrofilter, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch einem Behälter zugeführt wird, der die Pilerelektroden enthält, daß die ftW^teilchen und das Gas durch getrennte

Auslässe entfernt werden und daß ein Teil des Gases, welcher frei von festen Teilchen ist, einer Isolatorkammer oberhalb einer öffnung im Deckel des Behälters, durch welche ein mit? den Elektroden verbundener Leiter hindurchgeht, unter einem Druck zugeführt wird, der oberhalb des Drucks im Behälter liegt, um zu verhindern, daß die festen Teilchen aus dem Behälter in die Isolatorkammer gelangen.

10. Verfahren nach Anspruch 9a dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch von Gas und Rußteilchen aus einem Verfahren zum Erzeugen von Ruß abgeleitet ist, bei welchem keine direkte Einspritzung von Kühlwasser verwendet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das der Isolatorkammer zugeführte Gas einen Masserdampfgehalt von weniger als 50 VoI „$ aufweist,

98U/174S