DE19823342C2 - Elektrofilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektrofilter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die elektrische Staubabscheidung mit Elektrofiltern beruht darauf, daß die durch ein Hochspannungsfeld strömenden Staubpartikel durch Gasionen aufgeladen werden, die an den negativen Sprühelektroden erzeugt werden. Die aufgeladenen Teilchen wandern im elektrischen Feld zu den Niederschlagselektroden, von denen der niedergeschlagene Staub durch Klopf- oder Schüttelvorrichtungen entfernt wird. Diese Methode wird bei trockenen Stäuben mit Erfolg eingesetzt.

In der Industrie entstehen jedoch häufig Abgase, die nicht nur Staub sondern auch Flüssigkeitsteilchen oder klebrige Substanzen in geringeren oder größeren Mengen enthalten. Um diese Abgase zu reinigen, werden vor den Elektrofiltern zusätzliche Reinigungseinrichtungen eingesetzt. In vielen Fällen wird jedoch auch dann eine vollständige Reinigung der Abgase erreicht. ein nicht unerheblicher Teil der zu entfernenden, insbesondere klebrige Substanzen, gelangt in den Elektrofilter und schlägt sich dort an den Elektroden nieder. Hierdurch wird die Wirksamkeit des Elektrofilters herabgesetzt und die Elektroden müssen von Zeit zu Zeit gereinigt werden. Hierfür werden die mit den Filterstoffen geladenen Elektroden dem Elektrofilter entnommen und einer aufwendigen Reinigungsprozedur unterworfen, was erhebliche Betriebskosten verursacht.

In der DE 11 08 667 B ist ein mechanischer Abstreifer für Staubteilchen vorgesehen, der in Art eines Scheibenwischers über die Niederschlags­ elektrode hinwegstreift. Dabei wird naturgemäß nur ein Teil der Elektrode erfaßt, da das Reinigungselement einen Kreisbogen beschreibt. In den vom Abstreifer nicht erfaßten Ecken des Elektrofilters verbleiben die Staubteilchen und sind in einem gesonderten Reinigungsprozeß zu entfernen. Die Sprühelektroden werden in der Entgegenhaltung zusätzlich durch federartige Ansätze überstrichen und dabei angezupft, so daß die Staubteilchen abfallen. Dieses Vorgehen ist vergleichbar mit Klopf- oder Schüttelvorrichtungen. Es hat jedoch den Nachteil, daß die einzelnen Sprühelektroden nicht gleichmäßig von den Ansätzen angezupft werden. Je nach Lage der einzelnen Ansätze werden die Sprühelektroden an ihren Endbereichen oder in ihren Mittelbereichen angezupft, was unterschiedliche Schwingungen hervorruft und folglich auch eine unterschiedliche Reinigungswirkung ergibt.

Die Reinigungsvorrichtung nach der DE 38 32 879 A1 mit einer beweglichen Abscheideelektrode bedingt einen hohen mechanischen Aufwand und benötigt einen hohen Energieeinsatz. Die bandförmige Abscheideelektrode selbst benötigt fertigungstechnisch erhebliche Mittel. Sie muß dauernd angetrieben werden, was auch für die Reinigungsbürsten gilt. An den ständig bewegten Teilen entsteht beachtlicher Verschleiß, so daß sie des öfteren ausgewechselt werden müssen. Die Vorrichtung ist deshalb aus den genannten Gründen nur in Sonderfällen einsetzbar.

Durch die DE 37 07 938 A1 ist schließlich eine Vorrichtung zur Reinigung der Raumluft bekannt geworden, bei der für die Entfernung von Staubteilchen von einer zylindrischen Kollektorfläche ein Abstreifer in Form einer Flachbürste benutzt wird, die in einem Ringraum geführt ist und an dem Kollektor entlangstreicht. Durch die Flachbürste wird die gesamte Höhe des Kollektors erfaßt. Die Anwendung einer solchen Vorrichtung bei Aerosolen ist jedoch problematisch.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Elektrofilter zu schaffen, mit dem auch bei schwierigen Abgasen eine wirksame Reinigung erreicht werden kann. Vor allem bei Aerosolen, die geringste Schwebeteilchen enthalten, welche sich auf den Elektroden sich als klebrige Substanz niederschlagen, soll ein Betrieb des Elektrofilters mit möglichst geringen Betriebskosten durchführbar sein.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Mit Hilfe der dort genannten Abstreifeinrichtung werden die Filterstoffe von den Elektroden entfernt ohne daß die Elektroden aus dem Elektrofilter herausgenommen werden müssen. Darüber hinaus werden nicht nur trockene Staubpartikel von den Elektroden abgestreift, sondern auch Filterstoffe, die mit pastenartigen oder klebrigen Substanzen durchsetzt sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Abstreifeinrichtung wird so angeordnet, daß sie über die gesamte Höhe oder Breite der Elektroden verfahrbar ist. Die gesamte Fläche der Elektroden wird gereinigt.

Bei Plattenelektrofiltern ist es möglich, die Abstreifeinrichtung so auszubilden, daß sie mit zwei benachbarten einen Spalt begrenzenden Elektroden gleichzeitig in Eingriff gebracht werden kann. Die Abstreifeinrichtung ist dann beidseitig mit Abstreifern versehen.

In einer sehr einfachen Ausgestaltung wird die Abstreifeinrichtung mit einem mechanisch wirkenden Abstreifer versehen. Dieses kann ein Metallblech oder auch eine Bürste sein. Möglich ist auch, die Abstreifeinrichtung als Düsensystem auszubilden, durch das Luft geblasen wird und damit die Filterstoffe von den Elektroden zu entfernen. Dieses Düsensystem kann auch zusätzlich zu den mechanisch wirkenden Abstreifern eingesetzt werden, wobei der Strahl hauptsächlich auf die Abstreifer gerichtet ist.

Die Abstreifeinrichtung kann durch ein hydraulisch beaufschlagbares Kolben- Zylindersystem betätigt werden. Möglich ist natürlich auch ein elektrischer Antrieb und schließlich eine manuelle Betätigung.

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann die Abstreifeinrichtung dazu verwendet werden, daß sie in ihrer Ruhelage die oberen Enden der Spalte bei Plattenelektrofiltern abschließen. Die unteren Enden der Spalte dagegen können durch seitwärts verschiebbare Verschlüsse abgeschottet werden. Diese Abschlüsse sind eingesetzt, wenn der Abgasstrom in waagerechter Richtung verläuft. Bei einem Abgasstrom in senkrechter Richtung sind die Spaltenden natürlich an ihren seitlichen Enden abzuschließen.

Bei Elektrofiltern mit mehreren plattenförmigen Niederschlagselektroden, die aufeinanderfolgend vorgesehen und durch Spalte voneinander getrennt sind, kann jedem Spalt eine Abstreifeinrichtung zugeordnet sein. Hier können alle Abstreifeinrichtungen eines Filters in einem Arbeitsgang über die Elektroden verfahren werden. Das elektrische Potential kann hierfür kurzzeitig abgeschaltet sein. Es ist aber auch möglich, jedem der Spalte eine Abstreifeinrichtung zuzuordnen und die einzelnen Abstreifeinrichtungen zeitversetzt zu betätigen. Dadurch kann eine aufeinanderfolgende Reinigung der Elektroden erreicht werden, ohne daß der Filtervorgang bemerkbar beeinträchtigt wird.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines Plattenelektrofilters;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Plattenelektrofilter;

Fig. 3 in der Draufsicht einen Plattenelektrofilter mit Ionisator- und Kollektor- Stufe;

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Kollektor-Stufe eines Elektrofilters bei Betriebsbeginn;

Fig. 5 den Elektrofilter nach Fig. 4 mit Niederschlag an den Elektroden und

Fig. 6 den Elektrofilter nach Fig. 4 nach einer durchgeführten Reinigung.

In der Fig. 1 ist schematisch der Aufbau eines Plattenelektrofilters 1 gezeigt. Mit der Länge bzw. Breite L und der Höhe H. Die Niederschlagselektroden 3 sind aus Platten gebildet. Die Sprühelektroden 4 bestehen aus einem Rahmen 5 in den Sprühdrähte 6 eingespannt sind. Der Elektrofilter 1 wird wie durch die Pfeile 7 angedeutet, in horizontaler Richtung durchströmt. Die Platten 8 sind aus Stahlblech; die Sprühdrähte 6 aus Runddrähten.

Die sich an den Platten 8 niederschlagenden Filterstoffe 39 werden gemäß der Erfindung durch Abstreifeinrichtung 10 entfernt.

In der Fig. 2 ist ein Plattenelektrofilter in der Draufsicht schematisch dargestellt. Zwischen den Platten 8, welche die Niederschlagselektroden 3 darstellen, befinden sich die Sprühdrähte 6 als Sprühelektroden. Die Sprühdrähte 6 und die Platten 8 sind über entsprechende elektrische Leiter 12 und 13 an eine elektrische Spannung angelegt.

In der oberen Hälfte der Fig. 2 ist zwischen zwei Platten 8 eine Abstreifeinrichtung 10 eingezeichnet, die zwei mechanische Abstreifer 14 hat. Die Abstreifer 14 sind durch die Sprossen 15 leiterartig miteinander verbunden und können gleichzeitig betätigt werden. Die Abstreifeinrichtung 10 mit den Abstreifern 14 liegt folglich zwischen zwei benachbarten Platten 8 und beide Platten können gleichzeitig durch ein Verfahren der Abstreifeinrichtung von oben nach unten gereinigt werden. Der zwischen den Platten 8 befindliche Spalt 16 ist gleichmäßig, da die Niederschlagselektroden 8 einen gleichmäßigen Abstand zueinander haben.

In der unteren Hälfte der Figur ist eine Abstreifeinrichtung 10 gezeigt, die ebenfalls mit zwei Abstreifern 14 für die plattenförmigen Niederschlagselektroden 8 ausgestattet ist. Jedoch ist diese Abstreifeinrichtung 10 mit den Bürsten 17 versehen, welche eine Reinigung der Sprühdrähte 6 ermöglichen, in dem sie die Sprühdrähte 6 rundherum einfassen. Die Bürsten 17 sind von den Rundbögen 18 gehalten, welche gleichzeitig die Abstreifer 14 miteinander verbinden.

Die Betätigungsvorrichtung für die Abstreifeinrichtungen 10 werden nicht näher gezeigt, da sie von unterschiedlicher Ausbildung sein können.

In der Fig. 3 ist ein Elektrofilter gezeigt, der mit einer Ionisatorstufe 20 und einer Kollektorstufe 21 versehen ist. Bei diesem Elektrofilter findet die Ionisation in der Ionisatorstufe und die Abscheidung in der Kollektorstufe 21 statt. Die Abgase durchströmen den Elektrofilter, wie mit den Pfeilen 22 und 23 angedeutet, in horizontaler Richtung. In der Ionisatorstufe finden sich die Sprühelektroden 6 und in der Kollektorstufe 21 die Niederschlagselektroden 3. Die hier eingesetzte Abstreifeinrichtung 30 wird nur in der Kollektorstufe 21 verwendet. Die Abstreifeinrichtung 30 besteht aus Abstreifern 31, welche die gesamte Breite der Spalte 32 einnehmen. An ihren Enden sind die Abstreifer 31 mit Querträgern 34 verbunden. Der Erfindungsgedanke schließt natürlich nicht aus, daß auch in der Ionisatorstufe in besonderen Fällen Abstreifer eingesetzt werden können. Die Abstreifer könnten dann beispielsweise in ihrer Ausbildung an die in Fig. 2 auf der unteren Hälfte gezeigte Abstreifeinrichtungen angelehnt sein. Die elektrische Spannung wird bei dieser Ausbildungsform des Elektrofilters gesondert an die Ionisatorstufe und Kollektorstufe angelegt. Dabei ist das Differenzpotential der Ionisatorstufe höher als das der Kollektorstufe. Außerdem ist, wie durch das Pluszeichen hervorgehoben, die Polung umgekehrt als bei dem Elektrofilter nach Fig. 2.

In den Fig. 4 bis 6 ist die Kollektorstufe 21 nach Fig. 3 im Querschnitt gezeigt. Zwischen die plattenförmigen Elektroden 33 sind die Spalte 32 positioniert. Die Abstreifer 31 sind oben zwischen den Spalten 32 in der Form von Dreiecken eingezeichnet. Die Abstreifer 31 werden für Zwecke der Reinigung über die gesamte Höhe der Elektroden 33 von oben nach unten verfahren. Dieses ist durch den Pfeil 35 angezeigt. Am unteren Ende der Spalte 32 sind die verschiebbaren Verschlüsse 36 vorgesehen. Diese Verschlüsse können, wie durch den Pfeil 37 gezeigt, zur Seite verschoben werden. Unterhalb des Elektrofilters ist der Auffangkasten 38 vorgesehen, der die herunterfallenden Filterstoffe 39 aufnimmt.

In der Fig. 5 ist schematisch angezeigt, wie sich die Filterstoffe 39 während des Filtervorgangs an den Elektroden 33 ablagern. Um die Reinigung der Elektroden 33 durchzuführen, werden zunächst die Verschlüsse 36 zur Seite verschoben und die unteren Enden der Spalte 32 geöffnet. Sodann wird die Abstreifeinrichtung 31 betätigt und die Filterstoffe 39 von den Elektroden 33 abgestreift. Der Abstreifvorgang ist beendet, wenn die Abstreifeinrichtung 31 ihren unteren in der Fig. 6 gezeigten Wendepunkt erreicht hat. Die Filterstoffe 39 liegen dann auf dem Boden des Kastens 38.

Claims (9)

1. Elektrofilter, mit wenigstens zwei ortsfesten Elektroden, die an ein elektrostatisches Differenzpotential angelegt sind, sowie mit Mitteln zur Entfernung von an den Elektroden zur Ablagerung gelangenden Filterstoffen, die durch mindestens eine mechanisch wirkende Abstreifeinrichtung gebildet sind, die über die gesamte Höhe oder Breite der Niederschlags- und/oder Sprühelektroden verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifeinrichtung (10, 30) mit zwei benachbarten, einen Spalt begrenzende Elektroden (3) gleichzeitig in Eingriff bringbar sind.

2. Elektrofilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanisch wirkende Abstreifer durch ein Blech und/oder eine Bürste gebildet ist.

3. Elektrofilter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifeinrichtung (10, 30) zumindest ein Düsensystem zum Anblasen der Elektroden (3, 6) und/oder des mechanisch wirkenden Abstreifers umfaßt.

4. Elektrofilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifeinrichtung (10, 30) durch ein hydraulisch beaufschlagbares Kolben-Zylindersystem betätigbar sind.

5. Elektrofilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifeinrichtung (10, 30) manuell betätigbar ist.

6. Elektrofilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifeinrichtungen (10, 30) in ihrer Ruhelage die oberen oder seitlichen Enden der Spalte (16, 32) abschließen.

7. Elektrofilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren oder seitlichen Enden der Spalte (16. 32) durch seitwärts verschiebbare Verschlüsse (36) abschottbar sind.

8. Elektrofilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7; bei dem mehrere plattenförmige Niederschlagselektroden aufeinanderfolgend vorgesehen und durch Spalte voneinander getrennt sind, wobei in jedem Spalt eine Abstreifeinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifeinrichtungen (10) zeitversetzt betätigbar sind.

9. Elektrofilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Ionisatorstufe und eine Kollektorstufe hat, wobei die Kollektorstufe 21 mit der Abstreifeinrichtung 30 versehen ist.