DE212004000041U1

DE212004000041U1 - Precipitation tube, for wet electrofilter, used to separate dust or unwanted gaseous components from gases, has plastic outer wall with conductive plastic inner layer, tube containing coaxial electrode

Info

Publication number: DE212004000041U1
Application number: DE212004000041U
Authority: DE
Original assignee: Steuler Industriewerke GmbH
Current assignee: Steuler Industriewerke GmbH
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2004-07-26
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2014-07-27

Abstract

Precipitation tube, for a wet electrofilter, used to separate dust or unwanted gaseous components from gases, has a plastic outer wall (1a) with a conductive plastic inner layer (1b). The tube contains a coaxial electrode (6). An independent claim is included for a bundle made up of several precipitation tubes as above.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Niederschlagsrohre für Nasselektrofilter zum Herausfiltern von Stäuben bzw. Aerosolen oder unerwünschten Gasen, insbesondere Abgase, aus Gasgemischen.The The present invention relates to precipitation tubes for wet electrostatic precipitators for filtering out dusts or aerosols or unwanted gases, in particular exhaust gases, from gas mixtures.

Nasselektrofilter bestehen vorzugsweise aus einem Bündel einzelner Niederschlagsrohre die an den Wänden verbundenen sind. Die Niederschlagsrohre bestehen vorzugsweise aus Kunststoff, wobei in deren Mitte in koaxialer Richtung eine Elektrode verläuft. Beim Betrieb des Filters werden zur Abscheidung aus dem im Niederschlagsrohr in Axialrichtung fließenden Gasstrom die Innenwände der Niederschlagsrohre mit einer fließend elektrisch leitfähigen Flüssigkeit benetzt, die als Strompfad dient. Zwischen der Elektrode und der Wand des Rohres wird durch Anlegen einer Hochspannung ein starkes elektrisches Feld ausgebildet. Dies bewirkt eine Ionisation der unerwünschten Gase, wie z.B. Abgase, bzw. eine Aufladung der Staubpartikel, so dass diese den elektrischen Feldlinien folgend zu den Rohrwänden wandern. Dort werden die unverwünschten Abgase durch Ionisation bzw. Flüssigkeitströpfchen oder im Gasstrom befindliche Feststoffteilchen durch Aufladung abgeschieden und über die Rohrenden nach außen abtransportiert. Wird dieser Ladungstransport unterbrochen, etwa durch Abreißen des Flüssigkeitsstroms an den Rohrenden, so kann es zu die Rohre beschädigenden, elektrischen Durch- oder Überschlägen kommen. Bekannte Nasselektrofilter weisen daher an den Rohrenden Einrichtungen zur Erdung der Rohre auf.Wet Electrostatic Precipitator preferably consist of a bundle of individual rainwater pipes the on the walls are connected. The precipitation pipes are preferably made Plastic, wherein in the middle in the coaxial direction an electrode extends. At the Operation of the filter to be separated from the precipitation tube flowing in the axial direction Gas flow the interior walls the downpipes with a flowing electrically conductive liquid wetted, which serves as a current path. Between the electrode and the Wall of the pipe becomes a strong electric by applying a high voltage Field trained. This causes ionization of the unwanted Gases, e.g. Exhaust gases, or a charge of the dust particles, so that they migrate following the electric field lines to the tube walls. There are the unwanted Exhaust gases by ionization or liquid droplets or Particles in the gas stream deposited by charging and over the pipe ends to the outside removed. If this charge transport interrupted, about by tearing off the liquid flow at the pipe ends, it may cause electrical damage to the pipes. or rollovers come. Known wet electrostatic filters therefore have facilities at the pipe ends for earthing the pipes.

Im Normalfall kann sichergestellt werden, dass die Rohre gleichmäßig mit der elektrisch leitfähigen Waschflüssigkeit benetzt sind und ein Strompfad vorhanden ist. Betriebserfahrungen haben jedoch gezeigt, dass bei Schwankungen des Gas-Stroms, der -Zusammensetzung oder -Menge die Niederschlagsrohre partiell abtrocknen können und dadurch starke Verbrennungen der Rohre auftreten können. Besonders empfindlich sind die Rohre bei einer Gaseinströmung von unten nach oben, da durch die sehr gute Abscheidung die Rohre zwangsläufig im oberen Bereich trocken werden können. Die Verwendung elektrisch gut leitfähiger Werkstoffe, wie Metalle, für die Herstellung der Niederschlagsrohre scheidet aufgrund der elektrochemischen Korrosion, die durch die Waschflüssigkeit hervorgerufen wird, aus. Die Verwendung korrosionsbeständiger Metalle, wie die Edelmetalle Gold oder Platin, ist aus wirtschaftlicher Sicht nicht sinnvoll.in the Normally, it can be ensured that the pipes are evenly with the electrically conductive washing liquid are wetted and a current path is present. operating experience have shown, however, that with variations in gas flow, the -Composition or amount partially dry the rainwater pipes can and This can cause severe burns of the pipes. Especially sensitive are the pipes at a gas inflow from bottom to top, as by the very good deposition of the pipes inevitably dry in the upper area can be. The use of electrically highly conductive materials, such as metals, for the Production of the precipitation pipes separates due to the electrochemical Corrosion caused by the washing liquid is caused. The use of corrosion resistant metals, such as the precious metals gold or platinum, is from an economic point of view not useful.

Schwermetalle, wie Blei, sind neben der Herstellung vor allem bei der Entsorgung von Altlasten problematisch. Die Verwendung von Kunststoffrohren mit elektrisch leitenden Eigenschaften ist ebenfalls problematisch, da diese Rohre sehr stark verminderte mechanische Eigenschaften aufweisen, die eine selbsttragende Konstruktion nur in sehr begrenztem Umfang gestatten.Heavy metals, Like lead, in addition to manufacturing, especially in disposal of contaminated sites problematic. The use of plastic pipes with electrically conductive properties is also problematic because these tubes greatly reduced mechanical properties have a self-supporting construction only in very limited Allow scope.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei den oben beschriebenen Betriebszuständen, d.h. wenn der Strompfad der Waschflüssigkeit temporär abbricht, die Rohre vor Verbrennungen zu schützen und einen störungsfreien Betrieb des Filters, insbesondere bei der kritischen Anströmung von unten nach oben zu ermöglichen.Of the present invention is now the object of the above described operating conditions, i.e. if the flow path of the washing liquid breaks off temporarily, to protect the pipes from burns and trouble-free Operation of the filter, especially in the critical flow of to allow down to the top.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.The The object is solved by the features of the claims.

Bei der Lösung geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, den temporär abgebrochenen Flüssigkeits-Strompfad durch eine leitende Oberfläche im Rohrinneren aufrecht zu erhalten. Hierzu werden die Rohrinnen-flächen mit einer elektrisch leitfähigen Kunststoffschicht versehen, die im Fall eines Abtrocknens der Oberfläche temporär die Aufgabe des Strompfades übernimmt. Da auch leitfähiger Kunststoff einen relativ hohen Flächenwiderstand (10⁴ bis 10⁶ Ohm) aufweist, kann auf die bereits bekannte gut leitende Graphit- oder Platin-Erdung zur Stromableitung nicht verzichtet werden. Die Niederschlagsrohre weisen vorzugsweise einen symmetrischen Querschnitt auf, wodurch sich ein annähernd symmetrisches elektrisches Feld um die koaxial im Rohr angebrachten Elektrode ausbilden kann. Der Querschnitt ist vorzugsweise n-eckig oder rund.In the solution of the invention is based on the idea of maintaining the temporarily broken liquid flow path through a conductive surface in the tube interior upright. For this purpose, the pipe inner surfaces are provided with an electrically conductive plastic layer, which temporarily takes over the task of the current path in the event of a drying of the surface. Since conductive plastic also has a relatively high sheet resistance (10 ⁴ to 10 ⁶ ohms), it is not possible to dispense with the already well-known graphite or platinum grounding for current dissipation. The precipitation tubes preferably have a symmetrical cross-section, whereby an approximately symmetrical electric field can form around the electrode mounted coaxially in the tube. The cross section is preferably octagonal or round.

Die Rohraußenwandung der Niederschlagsrohre kann beispielsweise im Extrusionsverfahren hergestellt werden und mit einer elektrisch leitenden Rohrinnenschicht beschichtet werden. Vorzugsweise werden die Rohraußenwandung und die elektrisch leitenden Rohrinnenschicht im kostengünstigen und effizienten Co-Extrusionsverfahren, d.h. die Fertigung zweier Rohren in einem Arbeitsgang hergestellt, wobei die Außenseite des leitenden mit der Innenseite des nichtleidenden Rohres flächig miteinander verschweißt ist und so im Verbund ein Niederschlagsrohr bilden. Die äußere tragende Schicht wird aus nicht-leitendem Kunststoff (z.B. Polypropylen) hergestellt, welcher sehr gute mechanische Eigenschaften aufweist. Die dünne Rohrinnenschicht aus leitendem Kunststoff (z.B. Polypropylen mit leitenden Verunreinigungszusätzen) weist einen Flächenwiderstand im Bereich von 10³ bis 10⁶ Ohm auf.The Rohraußenwandung the precipitation tubes can be prepared for example by extrusion and coated with an electrically conductive tube inner layer. Preferably, the tube outer wall and the electrically conductive tube inner layer in a cost and efficient co-extrusion process, ie the production of two tubes produced in one operation, the outside of the conductive with the inside of the non-lined tube is welded together flat and so form a precipitation tube in the composite. The outer supporting layer is made of non-conductive plastic (eg polypropylene), which has very good mechanical properties. The thin tube inner layer of conductive plastic (eg polypropylene with conductive impurity additives) has a sheet resistance in the range of 10 ³ to 10 ⁶ ohms.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Erfindung soll jedoch durch die nachfolgenden Beispiele nicht beschränkt werden, und zahlreiche Modifikationen sind innerhalb des Umfangs der Erfindung denkbar.in the Below, the invention with reference to the illustrated in the drawings embodiments explained in more detail. The However, the invention should not be limited by the following examples. and numerous modifications are within the scope of the invention conceivable.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen Längsschnitt zweier benachbarter Niederschlagsrohre, die mit einer Graphitbrücke verbunden sind; gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform; 1 a longitudinal section of two adjacent downpipes, which are connected to a graphite bridge; according to a first embodiment of the invention;

2 einen Längsschnitt ähnlich 1, jedoch eine Verbindung benachbarter Rohre mittels Graphitklemmstück, an den Rohrenden, gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform; und 2 similar to a longitudinal section 1 but a connection of adjacent tubes by means of graphite clamping piece, at the tube ends, according to a second embodiment of the invention; and

3a die Aufsicht bzw. 3a the supervision or

3b die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Erdungsplatte mit Klemmringen. 3b the side view of a grounding plate according to the invention with clamping rings.

Gemäß 1 weisen die Niederschlagsrohre 1 eine Rohrwandung 1a, aus nicht bzw. schlecht leitendem Kunststoff wie z.B. Polypropylen und eine leitende Rohrinnenschicht 1b, auf. In die Rohrwandungen 1a der einzelnen Niederschlagsrohre sind an mindestens einem vorzugsweise in der Nähe der beiden Rohrenden, mindestens eine vorzugsweise mehrere Graphitscheiben 2 formschlüssig eingebettet, die mit der Rohrinnenschicht 1b und somit mit dem Flüssigkeitsfilm in elektrisch leitenden Kontakt kommen. Durch die formschlüssige Einbettung sind die Graphitscheiben gegen mechanische Beschädigungen weitgehend geschützt. Um jedes Niederschlagsrohr sind mindestens eine, vorzugsweise zwei umlaufende Graphitfolien 3a in der Rohrhöhe, in der die Graphitscheiben sich befinden, angebracht, um mehrere eingelegte Graphitscheiben 2 elektrisch leitend zu verbinden. Die elektrisch leitende Verbindung zweier benachbarter Rohre erfolgt mittels der zwischen den Graphitfolien benachbarter Rohre angebrachter Verbindungsscheiben 4a. Zur Ausbildung des elektrischen Feldes im Inneren der Niederschlagsrohre, wird eine Hochspannung HV an eine im wesentlichen koaxial zum Rohr verlaufende Elektrode 6 angelegt, während die Rohrinnenseiten über die Verbindungsscheiben 4a gemeinsam über eine Stromableitung 5 geerdet sind.According to 1 have the precipitation pipes 1 a pipe wall 1a , made of non or poorly conductive plastic such as polypropylene and a conductive inner tube layer 1b , on. In the pipe walls 1a the individual rainwater pipes are at least one, preferably in the vicinity of the two pipe ends, at least one preferably a plurality of graphite disks 2 embedded in a form-fitting manner with the inner tube layer 1b and thus come in electrically conductive contact with the liquid film. Due to the positive embedding the graphite disks are largely protected against mechanical damage. Around each precipitation tube are at least one, preferably two circumferential graphite foils 3a in the tube height, in which the graphite discs are located, attached to several inserted graphite discs 2 electrically conductive to connect. The electrically conductive connection of two adjacent tubes takes place by means of the attached between the graphite foils of adjacent tubes connecting discs 4a , In order to form the electric field in the interior of the precipitation tubes, a high voltage HV is applied to an electrode extending substantially coaxially with the tube 6 created while the pipe inside over the connecting disks 4a together via a current drain 5 are grounded.

2 zeigt einen Querschnitt entsprechend der 1, jedoch eine andere Ausführungsform der elektrisch leitenden Verbindung benachbarter Rohre. Die leitenden Rohrinnenschichten 1b benachbarter Rohre sind über elektrisch leitende Klemmstücke 4b, die an den Rohrenden angebracht sind, verbunden. Eine gemeinsame Stromableitung zur Erdung 5 erfolgt über die Rohrplatten 3b, die elektrisch leitend mit den Klemmstücken 4b verbunden sind. Weiterhin ist eine Verbindung benachbarter Klemmstücke mit leitenden Verbindungselementen möglich. 2 shows a cross section corresponding to the 1 but another embodiment of the electrically conductive connection of adjacent tubes. The conductive tube inner layers 1b adjacent tubes are over electrically conductive clamping pieces 4b , which are attached to the pipe ends, connected. A common current drain for grounding 5 takes place via the tube plates 3b electrically conductive with the clamping pieces 4b are connected. Furthermore, a connection of adjacent clamping pieces with conductive connecting elements is possible.

3a bzw. 3b zeigt eine Variante der vorstehend beschriebenen Ausführungsform bei der die Klemmstücke 4b durch Klemmringe ersetzt sind. Die Aufsicht 3a und dazugehörige Seitenansicht 3b zeigt die elektrisch leitenden Klemmringe 7 die einen Außendurchmesser aufweisen, der dem Innendurchmesser der Niederschlagsrohre entspricht. Die Klemmringe 7 sind auf einer gelochten Erdungsplatte 8 elektrisch leitend angebracht. Der Durchmesser der Löcher bzw. Bohrungen der Erdungsplatte 8 entspricht im wesentlichen dem Innendurchmesser der Niederschlagsrohre. Die Niederschlagsrohre werden an mindesten einem Rohrende, vorzugsweise an beiden Rohrenden mit jeweils einer gemeinsamen Erdungsplatte verbunden. Die Niederschlagsrohre werden hierzu über die entsprechenden Klemmringe gesteckt, die elektrisch leitend mit den Rohrinnenseiten verbunden sind. Eine gemeinsame Erdung aller Innenseiten der Niederschlagsrohre erfolgt über die gemeinsame gelochte Erdungsplatte 8. 3a respectively. 3b shows a variant of the embodiment described above in which the clamping pieces 4b replaced by clamping rings. The supervision 3a and associated side view 3b shows the electrically conductive clamping rings 7 having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the precipitation tubes. The clamping rings 7 are on a perforated grounding plate 8th electrically conductive attached. The diameter of the holes or holes of the ground plate 8th corresponds essentially to the inner diameter of the precipitation tubes. The precipitation pipes are connected to at least one pipe end, preferably at both pipe ends, each with a common grounding plate. For this purpose, the precipitation tubes are placed over the corresponding clamping rings, which are electrically conductively connected to the inner sides of the tubes. A common grounding of all inner sides of the precipitation tubes via the common perforated grounding plate 8th ,

Claims

Precipitation pipe ( 1 ) for wet electrostatic precipitators, in particular for the separation of dusts or gases from gas mixtures, with an electrode extending substantially coaxially within the precipitation tube ( 6 ), whereby the precipitation tube ( 1 ) a plastic pipe wall ( 1a ) and a pipe made of conductive plastic inner layer ( 1b ) having.

Precipitation pipe according to claim 1, wherein the pipe wall ( 1a ) preferably consists of poorly conductive or non-conductive plastic.

A precipitation tube according to claim 1 or 2, wherein the Cross-section of the tube axially symmetrical and preferably round or is n-angular.

Precipitation pipe according to claim 1, 2 or 3, wherein the pipe wall ( 1a ) is made by extrusion.

Precipitation pipe according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the pipe wall ( 1a ) and the inner tube layer ( 1b ) are manufactured in the co-extrusion process.

Precipitation tube according to one of the preceding claims, wherein the mechanical stability of the plastic of the conductive inner tube layer ( 1b ) is less than that of the plastic of the pipe wall ( 1a ).

Precipitation pipe according to one of the preceding claims, with a) at least one, preferably a plurality of graphite disks ( 2 ) in the vicinity of at least one pipe end, preferably at both pipe ends, in the pipe wall ( 1a ) are positively inserted and electrically conductive contact with the inner tube layer ( 1b ), and b) one or two circumferential graphite foil (s) (FIG. 3a ) which is preferably mounted in the pipe height in which the graphite disks are applied, wherein the graphite foils ( 3a ) are electrically conductively connected to a plurality of graphite disks.

Precipitation tube bundle consisting of several Rainwater pipes according to one of claims 1 to 7.

A precipitation tube bundle according to claim 8, wherein the conductive inner tube layers ( 1b ) of several, preferably all precipitation pipes ( 1 ) are conductively connected to each other.

A precipitation tube bundle according to claim 8 or 9, wherein the conductive inner tube layer ( 1b ) of the precipitation pipes ( 1 ) is grounded at least at one end of the precipitation tube.

A precipitation tube bundle according to claim 8, 9 or 10, as far as directly or indirectly dependent on claim 7, wherein at least one connecting disc ( 4a ) the graphite foils ( 3a ) connects two adjacent tubes electrically conductive with each other.

A precipitation tube bundle according to claim 8, 9, 10 or 11, as far as directly or indirectly dependent on claim 7, wherein the connecting discs ( 4a ) via a current drain ( 5 ) are grounded.

A precipitation tube bundle according to claim 8, 9 or 10, wherein at least one conductive clamping piece ( 4b ) which at at least one, preferably at both pipe ends of the rainwater pipes ( 1 ), the conductive inner tubes ( 1b ) connects at least two adjacent tubes electrically conductive.

A precipitation tube bundle according to claim 8, 9, 10 or 13, wherein a conductive tube plate ( 3b ) electrically conductive with a clamping piece ( 4b ) and via a current drain ( 5 ) is grounded.

A precipitation tube bundle according to claim 8, 9 or 10, comprising a) clamping rings ( 7 ), the outer diameter of the inner diameter of the precipitation tubes ( 1 ), and b) at least one perforated, earthed grounding plate ( 8th ), on which the clamping rings ( 7 ) are conductively mounted, wherein the inner tube layers ( 1b ) of the precipitation pipes ( 1 ) via the clamping rings ( 7 ) are electrically connected to each other.