DE1632415B2 - Vorrichtung zum elektrischen reinigen von gasstroemen mit hoher relativer dichte - Google Patents

Description

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gern des Strömungsquerschnittes der Hauptkammer nungsanschlüsse 30 und 32 gespeist, welche durch angeordnet. Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad druckdichte Manschetten 34 in den als Nebenkammer des elektrostatischen Abscheiders verbessert werden, 28 ausgebildeten Druckbehälter geführt sind, wobei denn der statische Druck des zu behandelnden Gases die Eingangsspannung und dementsprechend der wird im elektrostatischen Abscheider verringert, wo- 5 Wert der Hochspannung durch einen Spannungsdurch die Spannung sinkt, bei der die Korona- oder regler 36 gesteuert werden. Sowohl die Druckminder-Sprühentladung beginnt, welche für eine wirksame einrichtung 16 als auch der Spannungsregler 36 sind elektrische Reinigung von Gasströmen notwendig ist. von einem Steuergerät 38 zu betätigen, welches Die besondere Anordnung der Einrichtungen zum — falls erwünscht — gleichzeitig die Spannung und Verringern des Strömungsquerschnittes der Haupt- io den Druck im Druckgehäuse 10 regeln kann. Eine kammer und damit zum Erhöhen der Strömungsge- elektrische Energie mit hoher Stromstärke und niedschwindigkeit des Gases im Abscheider hat den Vor- riger Spannung abgebende Energiequelle 24 a ist teil, daß im Bereich der Verbindung zwischen den — falls erwünscht — vorgesehen, um die Entladungsbeiden Kammern der erfindungsgemäßen Vorrichtung drähte zu heizen. Diese Energiequelle 24 α ist ebenkeine starken Turbulenzerscheinungen des zu behan- 15 falls im Druckbehälter 28 untergebracht und an die delnden Druckgases auftreten, die sich bis in die Ne- Drahtelektroden 20 des Abscheiders über Drähte benkammer fortsetzen könnnten und den Nachteil 20 α und 20 b angeschlossen. Der den Heizstrom abhätten, daß verhältnismäßig viel Verunreinigungen in gebenden Energiequelle 24 a wird über Leitungen die Nebenkammer gelangen und sich dort auf den 34 b elektrische Energie zugeführt, welche durch Transformatorwicklungen absetzen. ao druckdichte Stopfbüchsen 34 α in den Druckbehälter

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der führen. Die den Drahtelektroden zugeführte Heizerfindungsgemäßen Vorrichtung zum elektrischen energie wird durch einen Regler 34 c gesteuert.
Reinigen von Gasströmen schematisch dargestellt, Außerdem ist eine Heizung 16 α vorgesehen, um

und zwar zeigt die Temperatur des Gasvolumens — falls erforder-

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht 25 lieh — zu erhöhen. Durch druckdichte Stopfbüchsen einer Ausführungsform der in einer Druckgasleitung 16 δ führen Leitungen 16 c in das Drucksystem, untergebrachten Vorrichtung, welche unter einer verhältnismäßig geringen, zum Er-

F i g. 2 eine ähnliche Ansicht wie in F i g. 1 einer hitzen des Gases dienenden Spannung stehen. Die gegenüber F i g. 1 etwas abgewandelten Ausführungs- zum Auflösen des Gases dienende Energie wird von form der Vorrichtung, 30 einem Regler 16 d gesteuert, der außerhalb des

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Teil des bei Drucksystems angeordnet ist.

der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verwenden- Ein Verringern des statischen Gasdruckes im Ab-

den elektrostatischen Abscheiders mit einer Einrich- scheider zum Senken der Koronabildungsspannung tung zum Verringern des Strömungsquerschnittes der und Erhöhen des Koronastromes bei einer bestimmvom Druckgas direkt durchströmten Hauptkammer 35 ten Spannung, kann durch die in F i g. 2 dargestellder Abscheidevorrichtung, ten Abänderungen des Abscheiders erreicht werden.

F i g. 4 einen Längsschnitt ähnlich wie in F i g. 3 Gemäß F i g. 2 liegen die Drahtelektroden 20' des einer abgewandelten Ausführungsform des elektro- Abscheiders in einem rohrförmigen Druckgehäuse, statischen Abscheiders und das einen geringeren Querschnitt als die Gaszuf uhr-

F i g. 5 einen Längsschnitt durch noch eine andere 40 leitung 12' und die Gasabfuhrleitung 14' aufweist, abgewandelte Ausführungsform des in Verbindung Beim Eintritt des Gases in das den Abscheider 18' mit der erfindungsgemäßen elektrischen Abscheide- enthaltende Druckgehäuse 10' erhöht sich die Strövorrichtung verwendeten elektrostatischen Abschei- mungsgeschwindigkeit des Gases und verringert sich ders. dementsprechend der statische Gasdruck. Dabei ver-

Aus F i g. 1 ist der allgemeine Aufbau einer erfin- 45 ringert sich die relative Dichte des Gases beim Durchdungsgemäßen Vorrichtung zum elektrischen Reini- strom durch den Bereich der Koronaentladung. Sogen von Gasströmen mit hoher relativer Dichte zu mit wird die Koronabildungsspannung gesenkt und ersehen. Diese Vorrichtung besitzt ein Druckgehäuse liegt in einer leichter erzielbaren Größenordnung.
10, das in eine Gasleitung eingebaut ist, von der F i g. 3 zeigt einen Längsschnitt eines rohrförmigen

Rohre 12 und 14 zu erkennen sind. Die Menge des 5° Abscheiders. Dieser Abscheider besitzt ein Druckdurch das Rohr 12 zuströmenden Gases wird durch gehäuse 110, welches eine Vielzahl von einer Koronaeine verstellbare Druckmindereinrichtung 16 gesteu- entladung hervorrufenden Drahtelektroden 120 umert, die am Einlaßende des Druckgehäuses 10 ange- schließt, die zwischen im Abstand voneinander angeordnet ist. ordneten Sammelplatten 122 verlaufen. Die Sammel-

Innerhalb des Druckgehäuses 10 befindet sich ein 55 platten sind an ihren Vorderkanten mit vergrößerten elektrostatischer Abscheider 18, der eine Vielzahl zylinderförmigen Elementen 123 versehen, welche im von Koronaentladungen ermöglichenden Drahtelek- Abstand voneinander liegen und so ausgebildet sind, troden 20 besitzt, die zwischen einer entsprechenden daß zwischen ihnen nur Durchlaßöffnungen mit redu-Anzahl von im Abstand voneinander angeordneten ziertem Querschnitt frei bleiben, so daß die Strö-Sammelplatten 22 oder rohrförmigen Sammelelektro- 60 mungsgeschwindigkeit des entsprechend den dargeden angeordnet sind. Eine Hochspannungsquelle mit stellten Pfeilen zwischen ihnen hindurchtretenden einem Transformator 24, einem Gleichrichter 26 und Gases erhöht wird. Gemäß des bekannten Lehrsatzes anderen nicht dargestellten elektrischen Bauelemen- von Bernoulli ruft die Erhöhung der Strömungsten ist in einer als Druckbehälter ausgebildeten Ne- geschwindigkeit eine Verringerung des statischen benkammer 28 angeordnet, die unmittelbar neben 65 Gasdruckes an der Stelle der erhöhten Geschwindigdem Druckgehäuse 10 liegt, und mit demselben über keit hervor. Eine Koronaentladung kann deshalb an einen Strömungsmitteldurchlaß verbunden ist. den Verengungsstellen bei einer Spannung erzielt

Der Transformator 24 wird durch Niederspan- werden, die bedeutend niedriger liegt als für Korona-

entladungen entweder vor oder hinter den Verengungen notwendig ist. Tatsächlich führt die auf diese Weise erzielte Verringerung der relativen Gasdichte zu einer Koronaentladung, die bei der vor und hinter den Verengungen herrschenden relativen Gasdichte nicht möglich wäre.

Die Form der Elemente 123 kann auch von der in F i g. 3 dargestellten Zylinderform abweichen, ohne daß sich die beschriebene erfindungsgemäße Wirkung verändert.

In F i g. 4 ist ein anderer rohrförmiger Abscheider im Längsschnitt dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel mit dem Druckgehäuse 210 wird die gewünschte Verringerung des für den Gasdurchstrom zur Verfügung stehenden Querschnittes dadurch erreicht, daß man als Sammelelemente dienende Röhrchen 222 im Bereich von der Entladung dienenden Drahtelektroden 220 mit gewölbten Verdickungen 223 versieht.

Wenn flüssige Verunreinigungen abgeschieden werden sollen, werden die rohrförmigen Abscheider aus F i g. 3 und 4 vorzugsweise so angeordnet, daß deren Längsachsen senkrecht verlaufen, so daß die abgeschiedenen Tröpfchen wirkungsvoller von der Innenwand der rohrförmigen Gehäuse entfernt werden können, ohne das ein Funkenüberschlag hervorgerufen wird oder die bereits gesammelte Flüssigkeit wieder vom Gas mitgenommen wird.

In F i g. 5 ist das oben beschriebene Prinzip der Druckverringerung auf einen zweistufigen elektrostatischen Abscheider angewandt dargestellt. Diese Ausführungsform besitzt ein Druckgehäuse 310, welches einen die erste Stufe bildenden Aufladeabschnitt mit einer zur Entladung dienenden Drahtelektrode 320 aufweist, die in eine Venturi-Düse ragt, welche aus nach innen vorstehenden Wänden 323 gebildet ist. Der die zweite Stufe des Abscheiders bildende Sammelabschnitt enthält eine Vielzahl von im Abstand voneinander angeordneten Sammelplatten 322, welche die Sammelflächen des Abscheiders bilden. Bei dem dargestellten zweistufigen Abscheider erfolgt die Koronaentladung an der Drahtelektrode 320 in der Venturi-Düse an einer Stelle maximaler Gasgeschwindigkeit und minimalen Gasdruckes. Die Partikeln oder sonstigen Verunreinigungen werden beim Durchtritt durch die Venturi-Düse elektrisch geladen und beim Durchtritt durch den Sammelabschnitt von den Sammelplatten 322 angezogen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Sammelplatten 322 geerdet, während zwischen denselben abwechselnd angeordnete Sammelplatten 322' an eine Hochspannungsquelle angeschlossen sind.

Wie bereits oben gesagt, werden durch die Erflndung zahlreiche Möglichkeiten geschaffen, um das Prinzip der elektrostatischen Abscheidung auf Gase mit hoher relativer Dichte anzuwenden, wobei man den die Hochspannung liefernden Transformator in einer an das den Abscheider aufnehmende Druckgehäuse angeschlossenen Nebenkammer unterbringt, in welcher derselbe Gasdruck wie im Druckgehäuse herrscht, so daß die Isolations- und Dichtungsprobleme vermindert sind. Zusätzlich kann man am Eingangsende des Abscheiders und im Abstand vor dem zur Nebenkammer führenden Durchlaß eine Einrichtung vorsehen, in deren Bereich die Gasdichte des durchströmenden Gases erhöht wird, um die Koronaentladung zu erleichtern, ohne das Turbulenzerscheinungen in der Nebenkammer auftreten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

sondere Gasströme mit hoher relativer Dichte elek- Patentansprüche: irisch zu reinigen. Bei einer hierfür bekannten Vorrichtung (USA.-

1. Vorrichtung zum elektrischen Reinigen von Patentschrift 2705 744) sind die Wicklungen des in Gasströmen mit hoher relativer Dichte in einem 5 der Nebenkammer untergebrachten Transformators Druckgehäuse, das in zwei über einen verengten mit Hilfe eines Ölbades isoliert. Hierzu ist es jedoch Durchlaß miteinander verbundene Kammern un- erforderlich, den Transformator und auch den verterteilt ist, wobei in der vom Gasstrom direkt wendeten Gleichrichter in einem Ölbehälter unterzudurchströmten Hauptkammer ein Entlade- und bringen, wobei wegen der hohen Gasdrücke eine er-Sammelelektroden aufweisender elektrostatischer io hebliche Druckdifferenz zwischen der Abscheide-Abscheider angeordnet und in der Nebenkammer kammer und der den Hochspannungstransformator ein mit seinem Niederspannungsteil an eine außen- enthaltenden Kammer auftritt. Dieser Nachteil wird liegende Stromquelle und mit seinem Hochspan- bei der bekannten Vorrichtung dadurch Rechnung nungsteil über einen Gleichrichter durch den getragen, daß man den Transformator in der Neben-Druckgehäusedurchlaß mit dem Abscheider ver- 15 kammer in einem besonderen Behälter unterbringt bundener Transformator untergebracht ist, da- und außerdem in der Verbindung zwischen der Nedurch gekennzeichnet, daß der verengte benkammer und der Hauptkammer eine Dichtung anDurchlaß zwischen der Hauptkammer und der ordnet. Eine derartige Anordnung ist nicht nur Nebenkammer (28) offen und der Transformator aufwendig und kostspielig, sondern auch im Unter-(24) derart in der Nebenkammer angeordnet ist, daß 20 halt teuer, denn für eine sichere Funktion dieser Vorsieh dessen Wicklungen im Bereich des die richtung ist ein erheblicher Isolations- und Dich-Hauptkammer durchströmenden Druckgases be- tungsaufwand erforderlich. Es ist weiterhin bekannt findet, welches als Isolationsmittel für die Trans- (deutsche Patentschrift 565 063), für die elektrische formatorwicklungen dient. Reinigung von unter erhöhtem Druck stehenden Ga-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 25 sen eine Vorrichtung zu verwenden, die in einer kennzeichnet, daß in Strömungsrichtung des Gas- Reinigungskammer eine Sprühelektrode und außerstromes vor den Elektroden (20, 120, 220, 320) dem den die elektrische Energie liefernden Transfor- und vor dem zur Nebenkammer (28) führenden mator enthält. Bei einer derartigen Vorrichtung ist Durchlaß Einrichtungen zum Verringern des Strö- aber nicht zu vermeiden, daß verhältnismäßig viele mungsquerschnittes der Hauptkammer angeord- 30 vom Gas mitgeführte Verunreinigungen in den Benet sind. , reich des Transformators gelangen und sich auf demselben absetzen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Her-

— stellungs- und Wartungsaufwand bei einer mit hohem

35 Wirkungsgrad arbeitenden Vorrichtung zum elektrischen Reinigen von unter hohem Druck stehenden Gasen insbesondere durch Verringerung der Iso-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elek- lations- und Dichtungsprobleme zu vermindern,
trischen Reinigen von Gasströmen mit hoher relativer Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Vor-

Dichte in einem Druckgehäuse, das in zwei über 40 richtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, einen verengten Durchlaß miteinander verbundene daß der verengte Durchlaß zwischen den beiden Kammern unterteilt ist, wobei in der vom Gasstrom Kammern offen und der Transformator derart in der direkt durchströmten Hauptkammer ein Entlade- und Nebenkammer angeordnet ist, daß sich dessen Wick-Sammelelektroden aufweisender elektrostatischer Ab- lungen im Bereich des die Hauptkammer durchströscheider angeordnet und in der Nebenkammer ein 45 menden Druckgases befindet, welches als Isolationsmit seinem Niederspannungsteil an eine außen- mittel für die Transformatorwicklungen dient,
liegende Stromquelle und mit seinem Hochspan» Das Druckgas kommt also wenigstens teilweise in

nungsteil über einen Gleichrichter durch den Drück- Kontakt mit den Wicklungen des Transformators, jegehäusedurchlaß mit dem Abscheider verbundener doch in einer Weise, daß sich hier nur wenig oder Transformator untergebracht ist. 50 überhaupt keine Verunreinigungen ablagern können,

In den vergangenen Jahren erlangte das Reinigen denn der Transformator befindet sich in einer Nevon Gasströmen von partikelförmigen Verunreini- benkammer, während der elektrostatische Abscheider gungen für zahlreiche chemische und physikalische in der in die Druckgasleitung eingebauten Hauptkam-Verfahren eine immer größer werdende Bedeutung. mer angeordnet ist. Da das Druckgas jedoch die Körnige Verunreinigungen von Gasen verschmutzen 55 Transformatorwicklungen baufschlagen kann und so-Wärmetauscher und bei chemischen Verfahren ver- gar beaufschlagen soll, ist es nicht erforderlich, zwiwendete Katalysatorbetten fressen Turbomaschinen sehen der Hauptkammer und der Nebenkammer eine an, vergrößern die Explosionsgefahr bei Vorrichtun- Dichtung vorzusehen und den Transformator in einem gen zum Durchführen bestimmter Verfahren und ver- gekapselten zusätzlichen Gehäuse unterzubringen, ringern den Wirkungsgrad und erhöhen die Unter- 60 Hierdurch ergeben sich bedeutende Konstruktionshaltungskosten von Gasfördersystemen. Bei der Vereinfachungen, ohne daß die Gefahr besteht, daß »Superreinigung«, die beispielsweise für die Raum- die Transformatorwicklung schnell verunreinigt werfahrt oder andere technische Anwendungszwecke er- den kann.

forderlich ist, müssen auch feinste Partikeln aus Ga- Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfin-

sen entfernt werden, was bisher nur unvollkommen 65 dung sind in Strömungsrichtung des Gasstromes vor erreicht werden konnte. den Elektroden des elektrostatischen Abscheiders

Allgemein kann man jedoch sagen, daß es sich be- und vor dem die beiden Kammern der Vorrichtung sonders günstig erwiesen hat, Gasströme und insbe- verbindenden Durchlaß Einrichtungen zum Verrin-