DE19611331A1

DE19611331A1 - Gas particle filter assembly for coal-fired power station or incinerator effluents

Info

Publication number: DE19611331A1
Application number: DE1996111331
Authority: DE
Inventors: Walter Egli; Ulrich Dr Kogelschatz
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 1996-03-22
Filing date: 1996-03-22
Publication date: 1997-09-25

Abstract

Incinerator or power station effluent gases with a particle load pass through an electrostatic filter consisting of a frame (9) supporting a helical spray electrode (4), on each side of which are separator electrodes (1, 2). The separator electrodes (1, 2) define the outer limits of the effluent gas channel (3). The gas and particle load pass vertically through the channel (3) past the spray electrodes (4). A high voltage source links one pole on the separator electrodes and one pole on the spray electrodes. The novelty is that: (a) the spray electrodes (4) have an anisotropic cross-section (5a) in the inlet zone (E); (b) the spray electrode surfaces directed at the separator electrodes have a smaller surface radius than the spray electrodes in the rest of the filter or; (c) the helical coils in the inlet zone have a different outer diameter than in the rest of the filter.

Description

Technical field

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrostatische Fil teranordnung zum Abscheiden von Verunreinigungen aus Abga sen, insbesondere aus Abgasen von Verbrennungsanlagen und Verbrennungsmaschinen, mit in einem Rahmen eingespannten, wendelförmigen Sprühelektroden und jeweils beidseitig davon angeordneten Abscheideelektroden, welche Abscheideelektro den zwischen sich einen Abgaskanal definieren, durch welche das zu reinigende Abgas im wesentlichen senkrecht zu den Sprühelektroden geführt ist, und einer Hochspannungsquelle, deren eine Pol mit den Sprühelektroden und deren anderer Pol an die Abscheideelektroden angeschlossen ist.The invention relates to an electrostatic fil Arrangement for separating contaminants from waste sen, in particular from waste gases from combustion plants and Internal combustion engines, with clamped in a frame, helical spray electrodes and on both sides thereof arranged deposition electrodes, which deposition electro define between them an exhaust duct through which the exhaust gas to be cleaned is substantially perpendicular to the Spray electrodes and a high voltage source, one pole with the spray electrodes and the other Pole is connected to the deposition electrodes.

Eine Filteranordnung dieser Gattung ist beispielsweise in dem Aufsatz von Kjell Porle et al. "Electrostatic Precipi tator Electrode Upgrade for Low sulfur Western Coal at the Nebraska City Station ", Proceedings of the American Power Conference" 1992, April 13-15, Chicago, Vol. I, Seiten 53-59, beschrieben.A filter arrangement of this type is, for example, in the article by Kjell Porle et al. "Electrostatic Precipi tator Electrode Upgrade for Low sulfur Western Coal at the Nebraska City Station ", Proceedings of the American Power Conference "1992, April 13-15, Chicago, Vol. I, pages 53-59, described.

Technological background and state of the art

Für das Abscheiden von Verunreinigungen aus Gasen, z. B. die Entstaubung von Abgasen von Verbrennungsanlagen und Ver brennungsmaschinen oder auch Zementmühlen und dergl., das Abscheiden von Tröpfchen Gasströmen, werden Elektrofilter verwendet, die eine Vielzahl Sprühelektroden aufweisen. For the separation of impurities from gases, e.g. B. the Dedusting of exhaust gases from combustion plants and ver combustion machines or cement mills and the like Separating droplets of gas flows, electrostatic precipitators used, which have a plurality of spray electrodes.

Diese bestehen aus Drähten, weitmaschigen Gitternetzen oder dergl. und sind an ein negatives Hochspannungs-Potential angeschlossen. Besonders bewährt haben sich dabei wendel förmige Sprühelektroden, die in einem Metallrahmen gespannt sind. Beidseitig einer jeden Sprühelektrode sind in defi niertem Abstand jeweils flächige Abscheideelektroden ange ordnet. Diese liegen in der Regel auf Erdpotential. Das zu entstaubende Abgas wird durch den Raum zwischen den Ab scheideelektroden, die sogenannte Filtergasse, hindurchge leitet. Die Staubteilchen werden von den (gegenüber der Sprühelektrode) positiven oder negativen Abscheideelektro den angezogen und lagern sich auf deren Oberfläche ab. Die sich auf der Abscheideelektroden und den Sprühelektroden aufbauende Staubschicht wird regelmäßig durch Klopf- oder Rütteleinrichtungen entfernt.These consist of wires, wide-meshed grids or the like. and are at a negative high voltage potential connected. Spirals have proven particularly useful shaped spray electrodes stretched in a metal frame are. Both sides of each spray electrode are in defi nated distance each flat separating electrodes arranges. These are usually at earth potential. That too dedusting exhaust gas is through the space between the exhaust cutting electrodes, the so-called filter lane, pass through directs. The dust particles are from the (opposite to the Spray electrode) positive or negative deposition electro the attracted and deposit on their surface. The itself on the deposition electrodes and the spray electrodes build-up dust layer is regularly knocked or Vibrators removed.

Die Form der Sprühelektrode beeinflußt maßgeblich die Charakteristik der Koronaentladungen, welche die Ladungs träger (Elektronen, Ionen) liefert, die dann die Staubteil chen aufladen und zum Abscheiden bringen. Bei einer Reihe von technischen Anwendungen mit großem Staub- bzw. Asche anteil im Abgas können sich insbesondere im Eingangsbereich des Elektrofilters durch geladene Staubpartikel bedingte Raumladungen aufbauen, welche die Koronaentladungen stören. Dies ist speziell bei Abgasen mit einem hohen Anteil klei ner Partikel mit Teilchendurchmessern von 1 Mikrometer oder kleiner der Fall, wie sie typischerweise bei der Abfallver wertung in der Papierindustrie oder in Tröpfchenabschei dern, oder auch Abgasen von Kohlestaub-Feuerungen (PCB) auftreten. Diese Raumladung erniedrigt bei gegebener Span nung den Koronastrom drastisch auf 10% und weniger des nor malen Wertes. Dieser in der (neueren) Literatur mit Korona unterdrückung (engl. corona suppression oder corona quen ching) bezeichnete Effekt führt letztendlich dazu, daß - bedingt durch die geringeren Abscheideraten im Eingangsbe reich - der Elektrofilter ein größeres Bauvolumen aufwei sen muß. Interessant ist in diesem Zusammenhang, daß bei Elektrofiltern mit kleiner Filtergassenweite und/oder Sprühelektroden mit ausgeprägten Spitzen die Koronaunter drückung weniger ausgeprägt ist.The shape of the spray electrode significantly influences the Characteristic of the corona discharges, which the charge carrier (electrons, ions), which then supplies the dust part charge and bring to separation. In a row of technical applications with large dust or ash Share in the exhaust gas can occur especially in the entrance area of the electrostatic filter due to charged dust particles Build up space charges that interfere with corona discharges. This is especially small for exhaust gases with a high proportion ner particles with particle diameters of 1 micrometer or smaller the case, as is typically the case with waste management evaluation in the paper industry or in droplet separation or exhaust gases from coal dust furnaces (PCB) occur. This space charge decreases for a given chip the corona current drastically to 10% and less of the nor paint value. This in the (newer) literature with corona suppression (corona suppression or corona quen ching) effect ultimately leads to - due to the lower deposition rates in the entrance area rich - the electrostatic filter has a larger construction volume must. It is interesting in this context that Electrostatic filters with a small filter width and / or Spray electrodes with pronounced tips the corona below pressure is less pronounced.

Brief description of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen aus Gasen zu schaffen, welche das Abscheiden von großen Mengen an Verunreinigun gen aus großen Abgasmengen in kürzerer Zeit erlaubt, oder bei gleichem Bauvolumen und wenig zusätzlichem Aufwand größere spezifische Abscheideleistungen ermöglicht.The invention has for its object a device to remove impurities from gases, which is the separation of large amounts of contaminants allowed from large amounts of exhaust gas in a shorter time, or with the same construction volume and little additional effort enables greater specific separation capacities.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß zum einen dadurch ge löst, daß im Eingangsbereich der Filteranordnung die Sprühelektroden bezüglich Geometrie der Sprühelektrode selbst und/oder bezüglich des Elektrodendrahts anisotropen Querschnitt aufweisen, derart, daß die den Abscheideelek troden zugewandten Oberflächen der Sprühelektroden einen kleineren Krümmungsradius aufweisen als die Sprühelektroden im restlichen Filterbereich.This object is inventively ge resolves that in the entrance area of the filter arrangement Spray electrodes with respect to the geometry of the spray electrode itself and / or anisotropic with respect to the electrode wire Have cross-section such that the Ableideelek surfaces facing the spray electrodes have a smaller radius of curvature than the spray electrodes in the rest of the filter area.

Eine andere, auf dem selben Prinzip beruhende Lösung sieht vor, daß die Außendurchmesser der Sprühelektroden im Ein gangsbereich größer sind als die Außendurchmesser der Sprühelektroden im restlichen Bereich.See another solution based on the same principle before that the outer diameter of the spray electrodes in the one are larger than the outer diameter of the Spray electrodes in the rest of the area.

Der Erfindung liegen dabei folgende Überlegungen zugrunde:
In einer typischen Filteranordnung werden alle Elektroden eines Feldes von einer einzigen Stromversorgungseinrichtung gespeist. Dies bedeutet, daß an bis zu 1000 und mehr Qua dratmeter Abscheideelektroden und an eine Vielzahl von Sprühelektroden (und mehr) dieselbe Spannung anliegt. Die Anforderungen bezüglich Aufladung der Partikel und deren Abscheidung variieren jedoch von Ort zu Ort. Die ersten Elektroden im Eingangsbereich werden mit hohen, noch nicht aufgeladenen Staubkonzentrationen konfrontiert, die stromabwärts liegenden mit immer noch hohen Staubkonzentra tionen mit jedoch bereits teilweise aufgeladenen Partikeln. Die Elektroden am Ende des Eingangsbereichs des Filters hingegen "sehen" geringere Staubkonzentrationen, die bei typisch 10 bis 20% der Konzentration am Filtereingang lie gen. Die hinter der Erfindung stehende Idee ist es nun, in dem ersten Filterfeld oder den ersten Filterfeldern Ver hältnisse zu schaffen, die praktisch gleichwirkend mit ei ner Filteranordnung ist mit kleinerer Gassenweite im Ein gangsbereich im Vergleich zum restlichen Filter oder auch mit individueller Ansteuerung der einzelnen Filterbereiche mit unterschiedlichen Spannungen, um auf diese Weise den Einfluß von Raumladungen, die zur Koronaunterdrückung füh ren, zu verhindern oder zumindest zu verkleinern.The invention is based on the following considerations:
In a typical filter arrangement, all electrodes in a field are fed by a single power supply device. This means that the same voltage is present on up to 1000 and more square meters of deposition electrodes and on a large number of spray electrodes (and more). However, the requirements for charging the particles and separating them vary from location to location. The first electrodes in the entrance area are confronted with high, not yet charged dust concentrations, the downstream electrodes with still high dust concentrations with particles that are already partially charged. The electrodes at the end of the input area of the filter, on the other hand, "see" lower dust concentrations, which are typically 10 to 20% of the concentration at the filter entrance. The idea behind the invention is now to have conditions in the first filter field or the first filter fields create, which is practically equivalent to a filter arrangement with a smaller aisle width in the input area compared to the rest of the filter or with individual control of the individual filter areas with different voltages, in order to prevent the influence of space charges that lead to corona suppression or at least downsize.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Sprühelektroden im Eingangsbereich elliptischen oder ovalen Querschnitt auf, wobei die große Achse der El lipse bzw. des Ovals senkrecht zur Längsachse der Sprüh elektrode verläuft. Im restlichen Filterbereich (stromabwärts) weisen die Sprühelektroden kreisrunden oder elliptischen Querschnitt aufweisen, wobei bei letzteren die kleine Achse der Ellipse bzw. des Ovals senkrecht zur Längsachse der Sprühelektrode verläuft. Allein durch die Art und Weise, wie der Draht, aus dem die Wendeln bzw. Schrauben der Sprühelektrode orientiert ist, läßt sich so mit die Charakterisik des Filters positiv beeinflussen, ohne die Gassenweite, Steigung der Wendeln bzw. Schrauben und deren Außendurchmesser zu verändern.In a first preferred embodiment of the invention have the spray electrodes in the entrance area elliptical or oval cross-section, with the major axis of El lipse or the oval perpendicular to the longitudinal axis of the spray electrode runs. In the rest of the filter area (downstream) the spray electrodes are circular or have elliptical cross section, the latter being the small axis of the ellipse or oval perpendicular to Longitudinal axis of the spray electrode runs. Alone through the Way, like the wire from which the coils or Screwing the spray electrode is oriented, can with have a positive influence on the characteristics of the filter, without the alley width, pitch of the spirals or screws and change their outside diameter.

Neben der Ovalform können die Sprühelektroden im Eingangs bereich auch den Querschnitt eines Vielecks, vorzugsweise Dreiecks oder Vierecks aufweisen, wobei eine Kante des Vielecks gegen die Abscheideelektroden gerichtet ist. Im im restlichen Filterbereich können Sprühelektroden mit kreis rundem Querschnitt oder mit Vieleckquerschnitt, vorzugs weise Dreiecks- oder Vierecksquerschnitt, vorgesehen sind, wobei eine Flachseite des Vielecks gegen die Abscheideelek trode gerichtet ist.In addition to the oval shape, the spray electrodes in the entrance area also the cross section of a polygon, preferably Have triangles or quadrilaterals, one edge of the Polygon is directed against the deposition electrodes. Im in remaining filter area can spray electrodes with circular round cross-section or with polygonal cross-section, preferred wise triangular or quadrangular cross-section are provided, one flat side of the polygon against the separating elec trode is directed.

Für den Fall, daß sich mit den vorstehend aufgeführten Maßnahmen allein die Koronaunterdrückung nicht vollständig beseitigt werden kann ist vorgesehen, daß der Durchmesser der wendel- oder schraubenförmigen gewundenen Sprüh elektroden im Eingangsbereich größer ist als im restlichen Filterbereich, oder es werden unter sich gleichartige wen delförmige Sprühelektroden mit elliptischem Wendelquer schnitt eingesetzt, wobei die Wendeln im Eingangsbereich mit ihrer großen Hauptachse quer zur Gassenlängsrichtung, und im restlichen Bereich die Wendeln mit ihrer kleinen Hauptachse quer zur Gassenlängsrichtung angeordnet sind. Auf diese Weise verkleinert sich der Abstand zwischen der Abscheideelektrode und dem Außendurchmesser der Wendel bzw. Schraube (der Sprühelektrode) im Eingangsbereich, was im Endeffekt dort einer Verkleinerung der Gassenweite gleichkommt.In the event that deal with the above Coronary suppression measures alone are not complete it can be eliminated that the diameter the spiral or helical spiral spray electrodes in the entrance area is larger than in the rest Filter area, or there will be like whom among themselves del-shaped spray electrodes with elliptical spiral cross cut used, the coils in the entrance area with its major axis across the alley, and in the rest of the area the coils with their small ones Main axis are arranged transversely to the longitudinal direction of the alley. In this way, the distance between the Separation electrode and the outer diameter of the coil or screw (the spray electrode) in the entrance area what in the end there a reduction in the alley width equals.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Nachrüstung bestehender Filteranlagen problemlos mög lich ist, weil nur ein Teil aller Sprühelektroden durch solche mit anderen Querschnitten und/oder Wendel- bzw. Schraubendurchmessern zu ersetzen ist.Another advantage of the invention is that retrofitting existing filter systems is no problem Lich, because only a part of all spray electrodes through those with other cross-sections and / or spiral or Screw diameters must be replaced.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie weitere damit erzielbare Vorteile werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention and others achievable advantages are shown below with reference to the drawing explained in more detail.

Brief description of the drawing

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt: Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing shown schematically, namely:

Fig. 1 einen teilweisen vereinfachten Querschnitt durch eine Filtergasse eines elektrostatischen Filter im Eingangsbereich mit wendelförmigen Sprühelek troden mit elliptischen Querschnitt, wobei die große Achse der Ellipse senkrecht zur Längsachse der Sprühelektrode gerichtet ist; Figure 1 is a partially simplified cross section through a filter lane of an electrostatic filter in the entrance area with helical Sprühelek electrodes with elliptical cross section, the major axis of the ellipse being directed perpendicular to the longitudinal axis of the spray electrode.

Fig. 2 einen teilweisen vereinfachten Querschnitt durch eine Filtergasse eines elektrostatischen Filter im Endbereich mit wendelförmigen Sprühelektroden mit elliptischen Querschnitt, wobei die kleine Achse der Ellipse senkrecht zur Längsachse der Sprühelektrode gerichtet ist; . 2 is a partial simplified cross-section through a filter lane of an electrostatic filter in the end region with helical discharge electrodes with elliptical cross-section, the minor axis of the ellipse is directed perpendicular to the longitudinal axis of the spray Fig;

Fig. 3 einen teilweisen vereinfachten Querschnitt durch eine Filtergasse eines elektrostatischen Filter im Eingangsbereich mit wendelförmigen Sprühelek troden mit dreieckigem Querschnitt, wobei eine Ecke des Dreiecks gegen die Abscheideelektrode gerichtet ist; Figure 3 is a partially simplified cross section through a filter lane of an electrostatic filter in the entrance area with helical Sprühelek electrodes with a triangular cross section, with one corner of the triangle directed against the separating electrode.

Fig. 4 einen teilweisen vereinfachten Querschnitt durch eine Filtergasse eines elektrostatischen Filter im Endbereich mit wendelförmigen Sprühelektroden mit dreieckigem Querschnitt, wobei eine Flach seite des Dreiecks gegen die Abscheideelektrode gerichtet gerichtet ist; Figure 4 is a partially simplified cross section through a filter lane of an electrostatic filter in the end region with helical spray electrodes with a triangular cross section, with a flat side of the triangle directed towards the separating electrode.

Fig. 5 einen teilweisen vereinfachten Querschnitt durch eine Filtergasse eines elektrostatischen Filter im Eingangsbereich mit wendelförmigen Sprühelek troden mit quadratischem Querschnitt, wobei eine Ecke des Vierecks gegen die Abscheideelektrode gerichtet ist; Fig. 5 is a partially simplified cross section through a filter lane of an electrostatic filter in the entrance area with helical Sprühelek electrodes with a square cross-section, with one corner of the square directed against the separating electrode;

Fig. 6 einen teilweisen vereinfachten Querschnitt durch eine Filtergasse eines elektrostatischen Filter im Endbereich mit wendelförmigen Sprühelektroden mit quadratischem Querschnitt, wobei eine Flach seite des Vierecks gegen die Abscheideelektrode gerichtet ist; Figure 6 is a partially simplified cross section through a filter lane of an electrostatic filter in the end region with helical spray electrodes with a square cross section, with a flat side of the square directed towards the separating electrode;

Fig. 7 eine vereinfachte Draufsicht auf eine Filtergasse mit wendelförmigen Sprühelektroden, wobei die Außendurchmesser der Wendeln im Eingangsbereich größer sind als die Außendurchmesser der Wen deln im restlichen Bereich; Fig. 7 is a simplified plan view of a filter lane with helical spray electrodes, the outer diameter of the helix in the entrance area being larger than the outer diameter of the helix in the remaining area;

Fig. 8 eine vereinfachte Draufsicht auf eine Filtergasse mit wendelförmigen Sprühelektroden mit ellipti schem Wendelquerschnitt, wobei die Wendeln im Eingangsbereich mit ihrer großen Hauptachse quer zur Gassenlängsrichtung, und im restlichen Be reich die Wendeln mit ihrer kleinen Hauptachse quer zur Gassenlängsrichtung angeordnet sind. Fig. 8 is a simplified plan view of a filter lane with helical spray electrodes with elliptical coil cross-section, the helixes in the entrance area with their major major axis transverse to the longitudinal direction of the aisle, and the rest of the helixes with their small major axis are arranged transversely to the longitudinal direction of the lane.

Ways of Carrying Out the Invention

Der Elektrofilter gemäß Fig. 1 und 2 weist zwei parallel zueinander verlaufende plattenförmige Abscheideelektroden 1, 2 auf, die zwischen sich einen Abgaskanal 3 definieren. Das mit Staubpartikeln (Flugasche, Rußpartikel und dergl.) beladene Abgas durchströmt den Filter in Richtung senkrecht zur Zeichenebene. Im Abgaskanal 3 sind wendel- oder schrau benförmige gewundene Sprühelektroden 4 angeordnet. Die Sprühelektroden 4 und die Abscheideelektroden 1, 2 sind mit einer Hochspannungsquelle H verbunden. Die Sprühelektroden 4 erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Höhe des Elektrofilters und verlaufen in Richtung der vertikalen Symmetrieebene M des Filters. The electric filter according to Fig. 1 and 2 has two mutually parallel plate-shaped separation electrodes 1, 2 which define an exhaust gas channel 3 between them. The exhaust gas loaded with dust particles (fly ash, soot particles and the like) flows through the filter in the direction perpendicular to the plane of the drawing. In the exhaust duct 3 helical or screw-shaped spiral spray electrodes 4 are arranged. The spray electrodes 4 and the separating electrodes 1 , 2 are connected to a high voltage source H. The spray electrodes 4 extend essentially over the entire height of the electrostatic filter and run in the direction of the vertical plane of symmetry M of the filter.

Die Sprühelektroden 4 sind als schrauben- oder wendelförmig geformte Drähte mit elliptischem oder ovalem Drahtquer schnitt ausgebildet, die große Hauptachse ist mit a, die kleine Hauptachse mit b (vgl. Detail X) bezeichnet. Vor zugsweise liegt das Maß a, 2b. Die Drahtwendeln weisen einen Außendurchmesser d von typisch 30 bis 50 mm auf, mit einer Ganghöhe S von typisch 100 bis 300 mm. Die Drahtwen deln weisen in bekannter Weise am oberen und unteren Ende weisen je eine Aufhängevorrichtung in Form eines Hakens auf, der in eine Lasche an einem Tragrahmen eingreift (in der Zeichnung nicht dargestellt, weil Stand der Technik). Dieser Tragrahmen ist im Abgaskanal 3 zwischen den beiden Abscheideelektroden 1, 2 und von letzteren elektrisch iso liert angeordnet. Der Tragrahmen dient gleichzeitig als Sammelschiene für die Spannungsversorgung der Sprühelek troden. Er ist mit dem negativen Pol einer Gleichspan nungsquelle verbunden, deren positiver Pol mit den Abschei deelektroden 1, 2 verbunden ist und (normalerweise) auf Erdpotential liegt.The spray electrodes 4 are formed as helical or helical wires with an elliptical or oval wire cross-section, the major axis is a, the minor axis b (see detail X). Before measure is a, 2 b. The wire coils have an outer diameter d of typically 30 to 50 mm, with a pitch S of typically 100 to 300 mm. The Drahtwen deln have in a known manner at the upper and lower ends each have a suspension device in the form of a hook which engages in a tab on a support frame (not shown in the drawing because the prior art). This support frame is arranged in the exhaust duct 3 between the two separating electrodes 1 , 2 and electrically isolated from the latter. The support frame also serves as a busbar for the voltage supply to the spray electrodes. It is connected to the negative pole of a DC voltage source, the positive pole of which is connected to the separating electrodes 1 , 2 and is (normally) at ground potential.

Im Eingangsbereich E des Filters (Fig. 1) ist der Draht 5a derart zu einer Wendel oder Schraube gewickelt, daß die große Hauptachse a senkrecht zur Längsachse der Wendel, die in der vertikalen Symmetrieebene M der Filtergasse liegt. Im restlichen Bereich R, also stromabwärts ist der Draht 5a derart zu einer Wendel oder Schraube gewickelt, daß die kleine Hauptachse a senkrecht zur Längsachse der Wendel, die in der vertikalen Symmetrieebene M der Filter gasse liegt. Auf diese Weise weisen den Abscheideelektroden 1, 2 zugewandten Oberflächen der Sprühelektroden 4 im Ein gangsbereich einen kleineren wirksamen Krümmungsradius auf als die Sprühelektroden im restlichen Filterbereich.In the input area E of the filter ( Fig. 1), the wire 5 a is wound into a coil or screw such that the major axis a perpendicular to the longitudinal axis of the coil, which lies in the vertical plane of symmetry M of the filter lane. In the remaining region R, that is downstream of the wire 5 is wound into a coil in such a screw, or that the minor axis of the filter is perpendicular to a longitudinal axis of the coil in the vertical plane of symmetry M alley. In this way, the separating electrodes 1 , 2 facing surfaces of the spray electrodes 4 in the input area have a smaller effective radius of curvature than the spray electrodes in the remaining filter area.

Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform bestehen die Sprühelektroden 4 aus Drahtwendeln aus einem Draht 5b mit dreiecksförmigen Querschnitt, im Beispielsfall einem Draht, dessen Querschnitt einem gleichschenkligen Dreieck gleicht. Im Eingangsbereich E des Filters zeigt da bei die Spitze (Ecke) des Dreiecks zu den Abscheideelektro den 1, 2 (Fig. 3), während im restlichen Bereich R die Basis des Dreiecks zu den Abscheideelektroden 1, 2 zeigt.In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the spray electrodes 4 consist of wire coils made of a wire 5 b with a triangular cross-section, in the example a wire whose cross-section resembles an isosceles triangle. In the input area E of the filter, the tip (corner) of the triangle to the separating electrodes shows 1 , 2 ( FIG. 3), while in the remaining area R the base of the triangle to the separating electrodes 1 , 2 shows.

Bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform bestehen die Sprühelektroden 4 aus Drahtwendeln aus einem Draht 5c mit Rechteckquerschnitt, im Beispielsfall einem Draht mit quadratischem Querschnitt. Im Eingangsbereich E des Filters zeigt dabei eine Ecke des Quadrats zu den Ab scheideelektroden 1, 2 (Fig. 3), während im restlichen Be reich R eine Flachseite des Quadrats zu den Abscheideelek troden 1, 2 zeigt.In the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the spray electrodes 4 consist of wire coils made of a wire 5 c with a rectangular cross section, in the example a wire with a square cross section. In the input area E of the filter shows a corner of the square to the separating electrodes 1 , 2 ( FIG. 3), while in the remaining area R a flat side of the square to the separating electrodes 1 , 2 shows.

Allen Ausführungsbeispielen gemeinsam ist die Gestaltung des zu den Abscheideelektroden 1, 2 weisenden Teils der Sprühelektroden in Abhängigkeit vom Einbauort der Sprüh elektrode 4.Common to all the exemplary embodiments is the design of the part of the spray electrodes facing the separating electrodes 1 , 2, depending on the installation location of the spray electrode 4 .

Anstelle von den dargestellten von der Kreisform abweichen den Drahtquerschnitten im Filter außerhalb des Eingangsbe reichs E können dort auch Drahtwendeln aus Runddraht ver wendet werden. Auch können Kombinationen von Sprühelektro den mit verschieden Drahtquerschnitten in den verschiedenen Filterbereichen verwendet werden, z. B. Wendeln nach Fig. 1 (ovaler Drahtquerschnitt) im Eingangsbereich und Wendeln nach Fig. 4 und/oder 6 im restlichen Bereich etc.Instead of the shown from the circular shape, the wire cross-sections in the filter outside the input area E can also be used from round wire ver. Combinations of Sprühelektro can be used with different wire cross-sections in the different filter areas, for. B. coils according to Fig. 1 (oval wire cross-section) in the entrance area and coils according to Fig. 4 and / or 6 in the rest of the area etc.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Fig. 7 schematisch dargestellt ist, sieht vor, daß der Durchmesser d_E der wendel- oder schraubenförmigen gewun denen Sprühelektroden 4 im Eingangsbereich E größer ist als deren Durchmesser d_R im restlichen Filterbereich R, wo bei d_E typisch um den Faktor 1,2 bis 5 größer sein sollte als d_R. Auf diese Weise verkleinert sich der Abstand zwi schen der Abscheideelektrode 1 bzw. 2 und der Wendel bzw. Schraube (Sprühelektrode 4), was im Endeffekt bezüglich der Koronaunterdrückung durch Raumladungseffekte einer Verklei nerung der Gassenweite W gleichkommt.Another embodiment of the invention, as shown schematically in Fig. 7, provides that the diameter d _{E of} the helical or helical wound spray electrodes 4 in the input area E is greater than their diameter d _R in the rest of the filter area R, where at d _{E should} typically be 1.2 to 5 times larger than d _R. In this way, the distance between the separating electrode 1 or 2 and the coil or screw (spray electrode 4 ) is reduced, which in the end is equivalent to a diminution of the alley width W with regard to corona suppression by space charge effects.

Auf der selben erfinderischen Idee beruht auch die in Fig. 8 schematisch dargestellte Anordnung. Die Sprühelektroden 4 bestehen aus unter sich gleichartigen Wendeln mit ellipti schem oder ovalem Querschnitt mit den Hauptachsen a′ und b′. Im Eingangsbereich E sind die Wendeln mit ihrer großen Hauptachse a′ quer zur Gassenlängsrichtung angeordnet. Im restlichen Bereich R sind die Wendel hingegen mit ihrer kleinen Hauptachse b′ quer zur Gassenlängsrichtung angeord net. Bezüglich der Wendelgeometrie gilt in Anlehnung an die Ausführung nach Fig. 7, daß das Maß a′ um den Faktor 1,5 bis 4, vorzugsweise um den Faktor 2, größer sein sollte als das Maß b′. Der Draht, aus dem die Wendel gefertigt ist, weist vorzugsweise Kreisquerschnitt auf, kann aber auch Querschnitt haben, wie er bei den Fig. 1 bis 6 vor gesehen ist. Damit ergeben sich analog zur Ausführung nach Fig. 7 ebenfalls unterschiedliche Abstände zwischen den Wen deln und den Abscheideelektroden in den beiden Filterab schnitten E und R. Zusätzlich weist die Ausführungsform nach Fig. 8 den Vorteil auf, daß mit einem einzigen Wendel typ sowohl der Eingangsbereich E als auch der restliche Be reich R des Filters bestückt werden kann, was die Lagerhal tung vereinfacht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß zwecks Feinanpassung im Übergangsbereich (zwischen E und R) durch bloßes Verdrehen der Wendeln 4 um 90° die "Koronaunterdrückungszone" verlängert oder verkürzt werden kann.The arrangement shown schematically in FIG. 8 is based on the same inventive idea. The spray electrodes 4 consist of coils of the same type with elliptical or oval cross-section with the main axes a 'and b'. In the entrance area E, the coils are arranged with their major main axis a 'transversely to the longitudinal direction of the alley. In the rest of the area R, however, the helix with its small major axis b 'is arranged transversely to the longitudinal direction of the alley. With respect to the coil geometry is valid in accordance with the embodiment of FIG. 7 that the measure a 'by a factor of 1.5 to 4, preferably by a factor of 2, should be greater than the dimension b'. The wire from which the helix is made preferably has a circular cross section, but can also have a cross section as seen in FIGS. 1 to 6. This results analogously to the embodiment of FIG. 7 also different distances between the Wen deln and the separating electrodes in the two Filterab sections E and R. In addition, the embodiment of FIG. 8 has the advantage that with a single coil type both the input area E as well as the rest of the area R of the filter can be fitted, which simplifies storage. Another advantage is that for the purpose of fine adjustment in the transition area (between E and R), the "corona suppression zone" can be lengthened or shortened simply by turning the helix 4 by 90 °.

Die im Zusammenhang mit den Fig. 7 und 8 geschilderten Maßnahmen können selbstverständlich auch mit den Wendel geometrien der Fig. 1 bis 6 kombiniert werden.The measures described in connection with FIGS. 7 and 8 can of course also be combined with the helix geometries of FIGS. 1 to 6.

BezugszeichenlisteReference list

1, 2 Abscheideelektroden
3 Abgaskanal
4 Sprühelektroden
5 Elektrodendraht mit Kreisquerschnitt
5a Elektrodendraht mit elliptischem Querschnitt
5b Elektrodendraht mit dreieckigem Querschnitt
5c Elektrodendraht mit quadratischem Querschnitt
a große Hauptachse
b kleine Hauptachse
d Durchmesser der Wendel
E Eingangsbereich des Filters
H Hochspannungsquelle
M vertikale Symmetrieebene des Filters
R restlicher Bereich des Filters
S Ganghöhe der Wendel
W Gassenweite 1 , 2 separation electrodes
3 exhaust duct
4 spray electrodes
5 electrode wire with circular cross-section
5 a electrode wire with elliptical cross section
5 b Triangular cross-section electrode wire
5 c square cross-section electrode wire
a major major axis
b small main axis
d diameter of the helix
E Input area of the filter
H high voltage source
M vertical plane of symmetry of the filter
R remaining area of the filter
S pitch of the helix
W aisle width

Claims

1. Electrostatic filter arrangement for separating contaminants from gases, in particular from exhaust gases from combustion systems and internal combustion engines, with spiral spray or helical spray electrodes ( 4 ) clamped in a frame and separating electrodes ( 1 , 2 ) arranged on both sides thereof, which separating electrodes between define an exhaust gas duct ( 3 ), the filter lane, through which the exhaust gas to be cleaned is guided essentially perpendicular to the spray electrodes, and a high-voltage source, one pole of which is connected to the spray electrodes and the other pole of which is connected to the separating electrodes, characterized in that in the entrance area (E) of the filter arrangement the spray electrodes ( 4 ) with respect to the geometry of the spray electrode ( 4 ) itself and / or with respect to the electrode wire ( 5 ) have an anisotropic cross-section such that the separating electrodes ( 1 , 2 ) face Spray Electr odes have a smaller radius of curvature than the spray electrodes in the remaining filter area.

2. Filter arrangement according to claim 1, characterized in that the spray electrodes in the (4) input region (E) elliptical or oval cross-section ( 5 a) sen, wherein the major axis (a) of the ellipse or oval perpendicular to the longitudinal axis of the Spray electrode ( 4 ), and that in the remaining filter area (R) the spray electrodes ( 4 ) have a circular or elliptical cross-section, the latter having the small main axis (b) of the ellipse or oval running perpendicular to the longitudinal axis of the spray electrode ( 4 ).

3. Filter arrangement according to claim 1, characterized in that the spray electrodes ( 4 ) in the input region (E) have the cross section of a polygon, preferably triangle ( 5 b) or quadrangle ( 5 c), one edge of the polygon against the separating electrodes ( 1 , 2 ) is directed ( Fig. 2).

4. Filter arrangement according to claim 3, characterized in that in the remaining filter area (R) Sprühel electrodes (R) with a circular cross-section or with a polygonal cross-section, preferably triangular or quadrangular cross-section, are provided, with a flat side of the polygon against the separating electrodes ( 1 , 2 ) is directed ( Fig. 4 and 6).

5. Filter arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the entrance area (E) and in the rest of the filter area (R) the same-like spray electrodes ( 4 ) are provided with an elliptical or oval cross section of the helix or screw, wherein the coils in the entrance area (E) with their large main axis (a ′) are arranged transversely to the longitudinal direction of the aisle, and in the remaining area (R) the coils are arranged with their small main axis (b ′) transversely to the longitudinal direction of the aisle.

6. Electrostatic filter arrangement for separating contaminants from gases, in particular from exhaust gases from combustion plants and internal combustion engines, with spiral spray or helical spray electrodes ( 4 ) clamped in a frame and separating electrodes ( 1 , 2 ) arranged on both sides thereof, which separating electrodes between define an exhaust gas duct ( 3 ), the filter lane, through which the exhaust gas to be cleaned is guided essentially perpendicular to the spray electrodes, and a high-voltage source, one pole of which is connected to the spray electrodes and the other pole of which is connected to the separating electrodes, characterized in that the outer diameter (d _E ) of the filaments in the input region (E) are larger than the outer diameter (d _R ) of the filaments in the remaining area (R).