DE2151220A1 - Verfahren und vorrichtung zur elektrostatischen aufladung und abscheidung von masseteilchen, insbesondere zur luftund abgasreinigung mittels metastabiler ionen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur elektrostatischen aufladung und abscheidung von masseteilchen, insbesondere zur luftund abgasreinigung mittels metastabiler ionen

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DE2151220A1 DE19712151220 DE2151220A DE2151220A1 DE 2151220 A1 DE2151220 A1 DE 2151220A1 DE 19712151220 DE19712151220 DE 19712151220 DE 2151220 A DE2151220 A DE 2151220A DE 2151220 A1 DE2151220 A1 DE 2151220A1
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    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/38Particle charging or ionising stations, e.g. using electric discharge, radioactive radiation or flames

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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischen Aufladung und Abscheidung von Masseteilchen, insbesondere zur Luft und Abgasreinigung mittels metastabiler Ionen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrostatischen Aufladung und Abscheidung von Masseteilchen, insbesondere zur Luft bzw. Abgasreinigung mittels metastabiler Ionen, wobei die abzuscheidenden blasse teilchen elektrostatisch aufgeladen und in einer Abscheide.*ammer abgeschieden werden.
  • Zur Entstaubung von Gasen ist bekannt, sogenannte Elektrofilter zu benutzen, die dem Prinzip nach einen Zylinder- oder Plattenkondensator darstellen, wobei zwischen den Feldelektroden eine möglichst dicht unter der Durchschlaggrenze liegende Gleichspannung von etwa 30 - 70 kV und mehr liegt, die aus dem Wechsel- bzw. Drehstromnetz durch Hochspannungstransformatoren und Gleichrichter erzeugt wird. Die negative Seite des Gleichrichterausgangs ist mit der Sprühelektrode (Ausströmer) verbunden, während der positive, an der Sammel- oder Niederschlagselektrode liegende Pol der Gleichspannungsquelle geerdet ist.
  • Der Rohgasstrom wird zwischen den Elektroden hindurchgeleitet; die mitgeführten Staubteilchen laden sich dabei zum weitaus überwiegenden Teil negativ auf und wandern zur positiven Sammelelektrode. Dort geben sie ihre Ladung ab und werden abgeschieden. In der Praxis stehen jedoch der Erreichbarkeit höchster Abscheidegrade erhebliche Schwierigkeiten der verschiedensten Art entgegen. Einerseits wird die Feldstärke durch die Durchschlagsspannung zwischen den Elektroden begrenzt. Die Feldstärke und die Durchschlagsspannung sind in komplexer Weise auch noch von der Beschaffenheit der ElektrodenoberEläche abhängig, ferner von der Raumladung der Rohgaszusammensetzung und dem Rohgaszustand, sowie der Rohgasfeuchte der Staubladung des Rohgases, der Art, Größe und Form der Staubteilchen und von verschiedenen weiteren nur schwer erfaßbaren Einflußgrößen.
  • Die dynamische Viskosität, eine Funktion von Rohgaszusammensetzung und Temperatur ist praktisch nicht zu beeinflussen, sondern z.B. in Kraftwerken durch den Brennstoff, den Luft überschuß und die Abgastemperatur festgelegt.
  • Es hat sich gezeigt, daß sich mit dieser bekannten Methode der Gasreinigung, auch wenn hochfrequent pulsierender Gleichstrom zur Anwendung kommt, nur ein Abscheide- bzw. Reinigungseffekt erzielen läßt, der relativ niedrig ist.
  • Wenn die Abgase zudem stark mit S02 beladen sind, was insbesondere der Fall ist, wenn Heizkessel mit Öl betrieben werden, so zeigt sich, daß mit den heute bekannten Einrichtungen und Methoden nur ca. 8 - 15Só des S02 abgeschieden werden können, während der größere Rest in die Atmosphäre gelangt und wesentlich zur Luftverschmutzung beiträgt.
  • Hier Abhilfe zu schaffen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, d.h. es sollen ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen werden mit denen sich wesentlich bessere Reinigungsgrade erzielen lassen und bei deren Weiterbildung sich auch Verschmutzungsanteile, wie N20, NO, N02, insbesondere aber auch S02 angenähert bis auf 1002; entfernen lassen.
  • Diese Aufgabe ist mit einem Verfahren der genannten Art gelöst, das nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen zwei Hochspannungselektroden ein Plasma aus metastabilen Ionen erzeugt und dieses Plasma zusammen mit dem zu reinigenden unpolarisierten bzw. gegenüber den metastabilen Zonen niedriger polarisierten Gas- bzw.
  • Luftstrom in eine elektrostatisch polarisierte Abscheidekammer geleitet wird, in der die durch die Polarisationsunterschiede zwischen den metastabilen Zonen und den abzuscheidenden Teilchen verursachte Longitudinaloscillation der metastabilen Ionen polarisierten Masseteilchen niederschlagen und ausgetragen werden, wobei die Luft bzw. das Gas in der Abscheidekammer auf einer Temperatur gehalten werden, bei der kein sichtbares Licht ausgestrahlt wird.
  • Diese metastabilen Ionen werden dabei von einem sogenannten Plasmagenerator erzeugt, und es können für die Erzeugung derartiger metastabiler Ionen folgende Plasmen verwendet werden: Kalte Plasmen Hybride Plasmen und Thermale Plasmen, wobei das Kaltplasma bei Glühentladungen, das Ilybridplasma durch Koronaentladungen und das Thermoplasma durch Lichtbogen mit Temperaturen von 5000 bis 50 000 °K entsteht.
  • Dem erfindungsgemäßen Vorschlag liegen folgende Prinzipien zugrunde: Wenn man zu den Plasmen im Plasma generator elektrische Spanmlngen gegen Erde gibt und wenn dann das Plasma aus dem Generator geblasen wird, bildet sich hinter dem Generator eine Konzentration von unpolaren metastabilen Ionen, deren Existenz nicht nur durch die elektrische spannung gegen Erde bedingt ist sondern auch durch die absolute Temperatur der metastabilen Ionen. Es spielt dabei keine Rolle, welche Temperatur im Plasmagenerator herrscht, jedoch ist die Temperatur hinter dem Generator ein wesentlicher Parameter.
  • Die absolute Temperatur hinter dem Generator, d.h. in der Abscheidekammer muß nämlich derart sein, daß die elektrische Leitfähigkeit des Gases minimal bzw. der elektrische Widerstand im Gas maximal,+d.h. allgemein, die Temperatur hinter dem Plasmagenerator muß auf einer derartigen llöhe gehalten werden, daß das Gas kein sichtbares Licht ausstrahlt. Die erzeugten metastabilen Ionen sind unipolar, und die Polarität dieser metastabilen Ionen entspricht der elektrischen Spannung, unter der das Plasma erzeugt wurde.
  • Wenn sich diese metastabilen Ionen nicht oder niedriger polarisierter Teilchen nähern, dann führen die metastabilen Ionen eine Longitudinaloscillation aus, welche zu einer Ubertragung der elektrischen Ladung von den metastabilen Ionen auf die Staubteilchen führt, die dadurch ebenfalls eine höhere elektrische Spannung gegen Erde erhalten, welche genau so hoch steigt, wie die elektrische Spannung der metastabilen Ionen.
  • Die elektrostatische, longitudinale Oscillation zwischen den metastabilen Ionen und ihrer Umgebung hat eine sehr holme frequenz. Sie beträgt 1012 bis 1018 filz. Theoretisch kann sie bis zu 1023 Hz betragen. Das elektrische Potential der metastabilen Ionen gegen Erde ist das gleiche, + ist wie das der Stromzufuhr und kann bis zum theoretisch maximal möglichen Wert gegen Erde beliebig erhöht werden.
  • FiLr die eigentliche Abscheidung, d.h., für die Abscheidekammer kann jeder Typ der bekannten elektrostatischen Luftreiniger benutzt werden.
  • Das gleiche erfindungsgemäße Prinzip der Erzeugung eines Plasmas aus metastabilen Ionen kann unter Ausnutzung der Longitudinaloscillation auch beispielsweise zur Beschleunigung chemischer Reaktionen zwischen Gasphasen, zwischen Gas- und Festphase und Gas- Flüssigphase ausgenutzt werden, d.h. zur Plasmasynthese, aber beispielsweise auch zur Farbauftragung.
  • Für die hier insbesondere angesprochene Gas- bzw. Luftreinigung besteht der Vorteil der Erfindung darin, daß die Leistungsfähigkeit der elektrostatischen Abscheidung auf bzw. nahezu auf 100% gebracht werden kann. Ein anderer Vorteil besteht darin, daß die Eingangsenergie für den ganzen Reinigungsvorgang zwei- bis dreimal niedriger ist als für die bekannten Reinigungsverfahren und ihre Einrichtungen.
  • Vorteilhaft wird bei der Erzeugung des Plasmas so vorjeganzen, daß es in einem Nebenluftstrom erzeugt und dieser in den zu reinigenden Gas- bzw. Luftstrom eingeleitet wird.
  • Um gegf. der Beladung des zu reinigenden Gas- bzw. Luft stromes insbesondere mit SO2 Rechnung zu tragen, d.h., auch diese Teilchen 100%ig oder nahezu 100%ig ausscheiden zu können, wird das Verfahren dahingehend weiter ausgebildet, daß die in diesem Fall mit einem Dielektikum, wie PVC, Keramik od. dgl. überzogenen, nicht geerdeten Abscheideelektroden der Abscheidekammer kontinuierlich mit einem Wasserfilm abgespUlt und die aufgenommenen und gegen.
  • chemisch gebundenen Masseteilchen aus dem Wasser abgetrennt werden, wobei ferner vorteilhaft so vorgegangen werden kann, daß das Spülwasser im Kreislauf unter Zwischenschaltung eines Masseteilchenabscheiders der Abscheidekammer zu- und abgeführt wird.
  • Die Abspülung von Elektroden mit Wasser ist an sich bekannt, wobei bisher jedoch immer nur die geerdeten Elektroden gewaschen worden sind.
  • Der Vorteil, der durch ein Dielektikunl isolierten Elektroden ist folgender: Es kann eine sehr hohe elektrische Spannung zwischen den Elektroden im Abscheider verwendet werden (ca. 100 KV und mehr).
  • Das elektrische Feld durchgreift den Wasserfilm, die Lücke zwischen den Elektroden und dem (cerdeten wasser hat keinen Einfluß auf das elektrische Feld.
  • Die Entfernung der Masseteifchen im elektrischen Feld ist besser als bei bekannten Abscheidemethoden.
  • Das SO2 wird durch das bei der Erzeugung der metastabilen Ionen entstehende 09 zu SO3 oxydiert, um zu vermeiden, daß sich im Abscheiden Schwefelsäure bildet , wird das Wassr vorteilhaft beispiTsweise mit Ca (OH)2 basisch gehalten, wodurch das SO3 zu CaSO4 gebunden wird, das dann ohne Schwierigkeiten dem Wasser entzogen werden kann.
  • Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens istrach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß n einem geerdeten, metallischen Strömungskanal eine unipolare Hochspannungs -Elektrode, die gegn den Strömungskanal mit einem der Kanalwandung angepaßten Dieelektrikum abgeschirmt ist, angeordnet ist welcher Elektrode eine Gegenelektrce auf der Innenseiten des Dielektrikums zugeordnet ist, wobei die eine Elektrode unter Zwischenschaltung eines Gleichrichters und die andere Elektrode mit den Ausgängen der Sekundärspule eines Hochspannungsisolations-Transformators in Verbindung stehen und wobei ferner zur Erzeugung eines Potentiales für das Plasma gegen Erde ein weiterer Hochspannungs-Transformator vorgesehen ist und daß schlielich der Strömungskanal mit einer an sich bekannten elektrostatisch polarisierten Abscheidekammer verbunden ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der zeichnerischen Darstellung von Ausfiihrungsbeispielen näher erläutert.
  • In dieser Darstellung zeigt schematisch Fig. 1 eine Versuchsanordnung zur Verdeutlichung des Prinzips der Erzeugung metastabiler Ionen und der Aufladung der abzuscheidenden Masseteilchen, Fig. 2 teilweise in Schnitt und Ansicht den lonengenerator zur Erzeugung der metastabilen Ionen, Fig. 3 teilweise in Schnitt und Ansicht den Ionengenerator in Verbindung mit einer Abscheidekammer und Fig. 4 teilweise in Schnitt und Ansicht eine besondere Ausführungsform einer Abscheidekammer.
  • In Fig. 1 ist bezeichnet mit 1 = Gasstrom zum Plasmagenerator 1'= Plasma 2 = unipolare Hochspannungselektrode 3 = Dielektrikum mit hoher dielektrischer Konstante 4 = metallischer Strömungskanal 5 = Durchführungsisolator für Kabel 6 6 = Hochspannungskabel 7 = Hochspannungsstromversorgung 8 = Erdungsleitung der Stromversorgung 8'= Erdungsleitung des Strömungskanales 4 9 = Kalter Raum hinter dem Plasmagenerator 10= Unipolare metastabile Ionen 11= Elektrostatische longitudinale Oscillation zwischen den metastabilen Ionen 10 und einer Metallkugel 12 12 = Metallkugel 13 = Schalter zu einem elektrischen Voltmeter und zu einem elektrischen Widerstand 14 = Voltmeter 15 , Widerstand 16 = Oszillograph 17 = Erdungsleitung.
  • Das Rohgas oder die Luft 1 gelangt durch den Strömungskanal 4 zum Plasma l'. Die Hochspannungselektrode 2 ist mit der Stromversorgung 7 verbunden und hat eine unipolare elektrische Spannung gegen Erde. Zwischem dem Plasma 1' und dem Strömungskanal 4 befindet sich ein gutes Dielektrikum 3, das die hohe elektrische Spannung zwischen der Elektrode 2 und dem geerdeten Strömungskanal 4 aufrechterhält. Der Raum 9 hinter dem Plasmagenerator muß kalt genug sein, um die Temperatur beispielsweise unter 70C-bei Atmosphärendruck zu halten. Bei niedrigerem Gasdruck muß di Temperatur entsprechend niedriger gehalten werden. Unter diesen Bedingungen formieren sich die metastabilen Ionen 10 im Raum 9.
  • Zu Anfang hat die Metallkugel 12 keine elektrische Spannung gegen Erde. Wenn sich aber die metastabilen Ionen 10 der Metallkugel 12 nähern, dann tritt die elektrostatische, longitudinale Oszillation ein, die mit 11 angedeutet ist, und die zwischen den metastabilen Ionen 10 und der Kugel 12 erfolgt. Wenn die Kugel 12 durch einen Schalter 13 mit einem elektrostatischen Voltmeter n verbunden wird, dann zeigt das Voltmeter die gleiche elektrische Spannung an, wie sie die Hochspannungselektrode 2 gegen Erde hat.
  • Wenn die Kugel 12 durch den Schalter 13 mit dem elektrischen Widerstand 15 verbunden ist, dann geht die elektrostatische Oszillation durch den Widerstand 15 zur Erde. Wenn ein Oszillograph 16 an den Widerstand 15 angeschlossen ist, kann die elektrostatische Oszillation auf dem Oszillographen sichtbar werden, der natürlich für eine minimale Frequenzaufnahme von 10¹²Hz ausgelegt sein muß.
  • Wenn sich nun an Stelle der Kugel 12 Staubteilchen befinden, dann geht die elektrische Aufladung von den metastabilen Ionen in gleiter Weise zu den Staubteilchen wie zur Kugel 12.
  • In Fig. 2 sind entsprechende Teile mit entsprechenden Zahlen bezeichnet. Zusätzlich sind bezeichnet mit 18 = Gebläse 19 = Einlaß der Luft oder des Gases 20 = Transformator 21 = Sekundär-Spule gegen das Transformatorblech isoliert 22 = Primärspule 23 = Hochspannungskabel von der Anode zur Spule 21 24 = Gleichrichter 25 = Hochspannungs-Transformator 26 = Gleichrichter für den Hochspannungs-Transformator 27 = Hochspannungskabel Die durch den Kanal 4 strömende Luft wird zwischen der Elektrode 2 und der Anode 6 zu vielen ambipolaren Ionen ionisiert, d.h. mit zwei Polaritäten, plus und minus. Der Hochspannungstransformator 25 gibt dem Plasma 11 1 1 aber eine elektrische Spannung gegen Erde. Wenn zum Beispiel die Polarität der Quelle des Hochspannungs-Transformators eine positive ist, dann werden alle negativen Ionen im Plasma 71 gegen Erde "neutralisiert", jedoch relativ zu den positiven Ionen im Plasma 7 sind sie noch negativ geblieben, aber es steigt die elektrische Spannung gegen Erde aller positiven Ionen absolut. Wenn in diesem Moment die absolute Temperasur des gesamten Wertes fällt, werden die positiven Ionen des Plasmas metastabil. Wenn solche metastabilen Ionen der Luft zur ersten Stufe eines elektrosatischen Abscheides strömen, dann werden die Masseteilchen (Staub) nach der Formel (E = Spannung der Elektrode 2) (a = Durchmesser der Staubteilchen) vermittels der beschriebenen longitudinalen Oscillation der metastabilen Ionen aufgeladen.
  • In Fig. 3, die den Plasmagenerator in Verbindung mit einer Abscheidekammer 28 zeigt, der eine Kammer 29 vorgeschaltet ist, sind wieder die entsprechenden Zahlen benutzt. Durch den Einlaß 19 wird reine Luft angesaugt, die in Form hochelektrisch geladener metastabiler Ionen in die Kammer 29 gelangt, die beispielsweise als Rauchgasabzug an einen Heizkessel angeschlossen wird, von dem aus die zu reinigenden Rauchgase 30 mit StaubpartikeZn 31 od. dgl. in die Kammer 29 gelangen, in der die Aufladung der Staubteile vermittels der longitudinalen Oscillation 11 erfolgt.
  • In der eigentlichen und geerdeten Abscheidekammer 28, deren Elektroden 32 über ein Kabel 33 und einen Gleichrichter 34 mit einer Stromversorgung 35 in Verbindung stehen, erfolgt dann die Abscheidung der geladenen Staubteile, und das gereinigte Gas strömt aus dem Stutzen 36 ab.
  • In Fig. 4 ist eine besondere Ausführungsform der Abscheidekammer verdeutlicht, die ihre spezielle Ausbildung in Rücksicht auf eine zufriedenstellende Abscheidung von insbesondere SO2 erhalten hat. Dieser Kammer 37 ist natürlich auch ein Plasmagenerator und eine Kammer 29 im Sinne der Fig. 3 vorgeschaltet, wobei die Einströmrichtung senkrecht zur Darstellungsebene liegt. In dieser Figur sind bezeichnet mit 38 = Metallplatten-Elektroden 39 = Isolator als Dielektrikum aus PVC, Keramik, od. dgl um die Elektroden 38 40 = Rohre für die Wasserzirkulation 41 = Wasserpumpe 42 = Filter für die Staubentfernung aus dem Wasser 43 = der Wasserfilm an den Oberflächen der isolierten Elektroden 38 44 = Transformator 45 = gegen das Transformatorblech isolierte Sekundärspule des Trans£ormators 46 , Primärspule 47 = Silikon-Gleichrichter 48 - Erdungsleitung Bei diesem Abscheider werden die isolierten Elektroden 38 mit einem Wasserfilm 43 besprüht, wodurch die Abscheidung von S02 bei leicht basischem Wasser (pH ca. 8) etwa 96 -99,5% betrug. Bei höheren pH-Werten (ca. 10 bis i1) ergibt sich eine S02 EntEernung von praktisch 100%, In Rücksicht auf die S02 und die 03 Komponente wird das Wasser vorzugsweise mit Ca (OH2) basisch gehalten, so daß sich keine Schwefelsäure bilden kann und das S02 sofort vom Ca zu Ca S04 gebunden wird, das dann ohne Schwierigkeiten im Filter 42 ausgeschieden werden kann.
  • Um den Unterschied in der Wirksamkeit zwischen herkömmlichen Abscheidern und den im Rahmen der Erfindung betriebenen Abscheidern zu ermitteln, wurden zunächst gemäß der beiliegenden Tabelle I zwei Versuche mit einem herkömmlichen elektrostatischen Abscheider durchgeführt, d.h., ohne den Plasma-Generator bzw. ohl.e die Erzeugung metastabiler Ionen.
  • Die Resultate in Tabelle I zeigen die Beziehung zwischen der Eingangsenergie (KW) in den Abscheider und den absoluten Prozentsatz der Staubabscheidung aus der verschmutzten Luft, die aus einem mit Kohle beheizten Dampfkessel für eine Kraftanlage kam. Dem Dampfkessel wurde für die Dampfturbine eine Temperaturenergie von 47 MW + 0.3 MW zugeführt.
  • Spalte 1 in Tabelle I enthält die Eingangsenergie zum Abscheider in KW. Diese elektrische Energie wurde für die Koronaentladung zwischen der Entlader-Elektrode und der Sammelelektrode benutzt, und sie wurde in der Primärspule des Transformators 35 (Fig. 3) gemessen.
  • Da bekannt ist, daß die Leistungsfähigkeit eines elektrostatischen Abscheiders steigt, wenn Hochfrequenz-Spannung verwendet wird, wurde für Versuch 2 deshalb eine Hochfrequenz-Spannung mit negativer Polarität benutzt. Die Pulsfrequenz betrug 2 KHz und war sägezahnförmig. Die Resultate der Staubentfernung sind aus der zweiten Spalte (Versuch 2) ersichtlich. Die erste Spalte zeigt die Spannung der Hochfrequenz-Pulse.
  • Die Ergebnisse aus Tabelle I zeigen, daß bei bekannten elektrostatischen Abscheidern eine 100ige Staubentfernung unmöglich ist.
  • Tabelle II zeigt die Ergebnisse bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Der eleletrWatische Abscheider war der gleiche wie bei den Versuchen 1 und 2. Für die Versuche 3, 4 und 5 wurde zwischen den Elektroden keine Korona verwendet. Die Spannung betrug immer 30 KV, und wurde dem Transformator 35 (Fig. 3) entnommen.
  • Am Einlaß des Abscheiders wurden drei Plasma-Generatoren angeordnet. Das Verhältnis von Zufluß der reinen Luft durch die Generatoren zum Gasstrom vom Dampfkessel betrug 1;25.
  • Zur Erzeugung des Plasmas im Generator wurde eine elektrische Spannung zwischen 25-33 KV benutzt. Die elektrische Spannung zur Hochspannungselektrode wurde dem Hochspannungs-Transformator 25 (Fig. 3) entnommen.
  • Die Werte in Tabelle II zeigen, daß bei der absoluten Spannung von 180 KV die Staubentfernung nahe bei 100% liegt.
  • Die gesamte Eingangsenergie in KW jedoch nur 6 KW. In der bekannten Art könnte eine 10O%ige Staubentfernung unter den beschriebenen Bedingungen noch nicht einmal bei einer Eingangsenergie von 12 KW erzielt werden.
  • Ferner zeigen die Resultate in Tabelle II, daß bei zunehmender absoluter Spannung die Eingangsenergie für die 100°; Leistungsfähigkeit abnimmt.
  • Die Versuche 1 bis 5 wurden in einem Kraftwerk durchgeführt, das Elektrizität durch Verbrennung von Kohle erzeugt. Die Bedingungen für die Versuche 1 bis 5 wurden so gleich wie möglich gehalten: 1) Mit Kohle geheizter Dampfkessel 47 MW + 0.3 MW; 2) Konzentration der Asche: 17% - 19,5%; 3) Temperatur des Gases: 114°C - 143°C; 4) Gasdruck: 744 - 760 Torr; 5) Strömungsquerschnitt: 7,6 m2; 6) Gasgeschwindigkeit im elektrostatischen Abscheider: 3,5 - 4 m/Sek.
  • 7) Konzentrationen: CO2 : 9,9 - 10,1% " CO : 0,0% " O2 : 9,2 - 11,9% " N2 : 80,9 - 81,3% H20 : 4,4 - 5,15% " SO2 : 500 ppm - 1.500 ppm Daten zum Plasmagenerator: 1) Der Querschnitt des Generators war kreisförmig.
  • 2) Die Anode befand sich im Zentrum und war ein bürstenartiger Kolben mit vielen Nadeln aus rostfreiem Stahl an der Oberfläche.
  • 3) Die Kathode war ein Sieb aus rostfreiem Stahl auf der Oberfläche des Dielektrikums.
  • 4) Das Dielektrikum bestand aus einem PVC-Rohr mit einer Wandstärke von 2,5 cm.
  • 5) Die radiale Distanz zwischen den Nadeln der Anode und dem Sieb der Kathode betrug 4 cm.
  • 6) Die relative elektrische Spannung (zwischen Anode und Kathode) betrug 25-33 KV.
  • 7) Die Polarität der absoluten Spannung war immer positiv gegen Erde.
  • 8) De Länge der Anode betrug zwischen 0,8 - 1,7 m.
  • 9) Der Durchmesser der Kathode betrug 90 cm.
  • 10) Die Geschwindigkeit der reinen Luft durch den Plasma-Generator betrug zwischen 45 - 120 km/Std.
  • 11) Die Temperatur hinter der Anode im Generator betrug 14 - 230C (bei Verwendung eines Hybrid Plasma ist keine besondere Kühlung erforderlich).
  • 12) Anmerkung zum Isolationstransformator: Der Isolationstransformator ist ein Hochspannungstransformator mit Ölbad üblicher Bauart. Der einzige Unterschied bestand jedoch darin, daß die Sekundar-Spule einen größeren Durchmesser hat als das Transformator-Blech. Zwischen dem Transformator-3lech und der Sekundärspule befand sich also ebenfalls Transformatoröl. Dieses Öl muß die elektrische Hochspannung vom Hochspannungs-Transformator schützen (s. Fig. 2).

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    Verfahren zur elektrostatischen Aufladung und Abscheidung von Masseteilchen, insbesondere zur Luft und Abgasreinigung, wobei die abzuscheidenden Masseteilchen elektrostatisch aufgeladen und in einer Abscheidekammer abgeschieden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen zwei Hochspannungselektroden (2, 6) ein Plasma (1') aus metastabilen Ionen (10) erzeugt und dieses Plasma zusammen mit dem zu reinigenden unpolarisierten bzw. gegenüber den metastabilen Ionen niedriger polarisiirten Gas- bzw. Luftstrom in eine elektrostatisch polarisierte Abscheidekammer (28, 37) geleitet wird, in der die durch die Polarisationsunterschiede zwischen den metastabilen Ionen und den abzuscheidenden Teilchen verursachte Longitudinaloscillation (11) der erzeugten metastabilen Ionen polari -sierten Teilchen niedergeschlagen und ausgetragen werden, wobei die Luft bzw. das Gas in der Abscheidekammer auf einer Temperatur gehalten wird, bei der kein sichtbares Licht aus -gestrahlt wird.
    9. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n-n -z e i c h n e t, daß das Plasma (1') in einem Nebenluftstrom erzeugt und dieser in den zu reinigenden Gas- bzw. Luftstrom eingeleitet wird.
    3, Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, insbesondere zur Reinigung von mit S02 beladenen Gas- bzw. Luftströmen, d a du r ch g e k e n n z e i c h n e t , daß die in diesem Pall mit einem Dielektrikum (39), wie PVC, Keramik oder dergl., überzogenen nicht geerdeten Abscheideelektroden (38) der Abscheidekammer kontinuierlich mit einem Wasserfilm (43) abgespült und die auf genommenen Masseteilghen aus dem Wasser abgetrennt werden.
    4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -e e i c h n e t , daß das Spülwasser im Kreislauf unter Zwi -schenschaltung eines Masseteilchenabscheiders, wie Filter (42) oder dergl., der Abscheidekammer (37) zu- und abgeführt wird 5. Verfahren nach Anspruch 3 und/oder 4, d a d u r c h g e -k e n n 9 e i c h n e t , daß das Wasser für die Ausbildung des Wasserfilmes (43) basisch gehalten wird. (pH-Wert ca.
    8 ^ 6. Vorrichtung zur lurchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in einem geerdeten, metallischen Strömungskanal (4) eine unipolare Hochspannungselektrode (2) die gegen den Strömungskanal (4) mit einem der Kanalwandung angepaßten Dielektrikum (3) abgeschirmt ist, angeordnet ist, welcher Elektrode (2) eine Gegenelektrode (6) auf der Innenseite des Dielektrikums(3) zugeordnet ist, wobei die eine Elektrode (2) unter Zwischen -schaltung eines Gleichrichters (24) und die andere Elektrode (6) mit den Ausgängen der Sekundärspule (21) eines Hochspan -nungstransformators (20) in Verbindung stehen und wobei ferner zur Erzeugung eines Potentiales für das Plasma (11) gegen Brde ein weiterer Hochspannungs-Transformator (25) vorgesehen ist und daß schließlich der Strömungskanal (4) mit einer an sich bekannten elektrostatisch polarisierten Abscheidekammer (28) verbunden ist.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Strömungskanal (4) als druckseitig an ein Gebläse (18) angeschlossener, in eine geerdete Vorkammer (29) mündender Kanal ausgebildet ist, der einerseits mit der Zuführung für das Rohgas (30) und andererseits und andererseits mit der Abscheidekammer (28) in Verbindung steht, wobei in der Vorkammer ebenfalls ein Dielektrikum (3) angeord -net ist.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 6, und zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die geerdete Abscheidekammer 37 mit erdungsfreien und mit einem flielektrikwa (39) beschichteten Elektroden (58) und Einrichtung zur Ausbildung eines Wasserfilmes (43) auf dem Dielektrikum (39) versehen ist.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Einrichtung zur Ausbildung des Wasserfilmes (45) aus einer Wasserirkulations1eitung (40) mit Wasserpumpe (41) und Pilter (42) gebildet ist.
    iO.Vorrichtung nach Ansprüchen 8 und/oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Elektroden (98, 38') mit einem Isolationstransformator (44) verbunden sind.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9003762U1 (de) * 1990-03-31 1990-07-05 Bio Klion Bruno Wertz GmbH, 5168 Nideggen Gerät zur Behandlung von Raumluft
DE202008008801U1 (de) 2008-07-25 2008-10-16 Ambros Schmelzer & Sohn Gmbh & Co. Kg Sprühelektrode für Elektrofilter
DE202017100688U1 (de) 2017-02-09 2017-02-24 Ambros Schmelzer & Sohn Gmbh & Co. Kg Elektroabscheider zum Abscheiden von Masseteilchen in einem Luft- und/oder Gasstrom
DE202017100686U1 (de) 2017-02-09 2017-03-02 Ambros Schmelzer & Sohn Gmbh & Co. Kg Sprühelektrode für Elektroabscheider
DE102016012309A1 (de) * 2016-10-15 2018-05-09 Stefan Herbert Reczio Elektromagnetischer Abgasfilter

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9003762U1 (de) * 1990-03-31 1990-07-05 Bio Klion Bruno Wertz GmbH, 5168 Nideggen Gerät zur Behandlung von Raumluft
DE202008008801U1 (de) 2008-07-25 2008-10-16 Ambros Schmelzer & Sohn Gmbh & Co. Kg Sprühelektrode für Elektrofilter
DE102016012309A1 (de) * 2016-10-15 2018-05-09 Stefan Herbert Reczio Elektromagnetischer Abgasfilter
DE202017100688U1 (de) 2017-02-09 2017-02-24 Ambros Schmelzer & Sohn Gmbh & Co. Kg Elektroabscheider zum Abscheiden von Masseteilchen in einem Luft- und/oder Gasstrom
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