DE2300875A1

DE2300875A1 - Elektrostatischer nasspraezipitator

Info

Publication number: DE2300875A1
Application number: DE19732300875
Authority: DE
Inventors: Alexander Procofief Deseversky
Original assignee: DESEVERSKY
Current assignee: DESEVERSKY
Priority date: 1972-01-31
Filing date: 1973-01-09
Publication date: 1973-08-09
Also published as: FR2169804A1; JPS5533384B2; FR2169804B1; CA994252A; IT974744B; SE379940B; JPS4887478A

Description

Elektrostatischer Naßpräzipitator

Die Erfindung betrifft einen elektrostatischen Naßpräzipitator zum Entfernen von festen oder halbfesten Teilchen oder toxischen Gaskomponenten aus Luft oder anderen verunreinigten gasförmigen Medien mit einer Elektrodeneinrichtung mit einer Entladungselektrode, die in den Durchgang zwischen einem Paar konzentrisch angeordneter Kollektorelektroden angeordnet ist, einer Zuführungseinrichtung an dem unteren Ende der Elektrodeneinrichtung zur Einführung eines verunreinigten Gasstromes nach oben in den Durchgang zwischen den Kollektorelektroden und einer Spüleinrichtung am oberen Ende der Kollektorelektroden zur Erzeugung von über die einander gegenüberliegenden Oberflächen der Kollektorelektroden nach unten fließenden Flüssigkeitsfilmen. Sie betrifft insbesondere einen multikonzentrischen, elektrostatischen Naßpräzipitator mit einem flexiblen Aufbau, aus dem Einheiten mit großen Arbeitskapazitäten für die Verwendung beispielsweise in Kraftwerken, Hüttenwerken, chemischen Werken, städtischen Verbrennungsanlagen und dergleichen hergestellt werden können. Die Art dieser Einheiten erlaubt auch, daß sie verkleinert werden können zur Kontrolle der Luftverschmutzung für kleine Emissionsvolumina für kleine Anlagen, z.B. für Verbrennungsanlagen von Mehr-familienhäusern und einzelne Kamine.

Es ist bekannt, zur Herabsetzung der Luftverschmutzung elektrostatische Präzipitatoren zu verwenden, in denen mit Verunreinigungen beladene Gase, wie sie beispielsweise von einem Heizofen, einer Verbrennungsanlage oder einem Industrieschornstein abgegeben werden, durch einen elektrisch geladenen Raum geführt werden, in dem sie einem elektrostatischen Feld ausgesetzt sind, das die Teilchen ionisiert und bewirkt, daß sie von einer Entladungselektrode zu einer Kollektorelektrode (Sammelelektrode) wandern, die flach oder rohrförmig sein kann, wodurch die Teilchen aus

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dem 'Gasstrom entfernt werden.

In den US-Patentschriften 2 937 709, 3 053 029, 3 238 702 und 3 315 444 sind elektrostatische Naßpräzipitatoren beschrieben, in denen die Kollektoroberflächen von gleichförmigen Flüssigkeitsfilmen gebildet werden, welche die Teilchen wegtragen. Präzipitatoren des in diesen Patentschriften beschriebenen Typs sind weitgehend selbstreinigend im Gegensatz zu den Trockenpräzipitatoren, die abgeschaltet werden müssen, damit die agglomerierten Teilchen von den trockenen Kollektorwänden abgekratzt werden können. In Trockenpräzipitatoren muß eine Abklopfvibratoreinrichtung oder eine Einrichtung zum anderweitigen Schütteln der Anordnung vorgesehei/sein, um die angehäuften Teilchen von den Elektroden abzulösen. Dies führt unvermeidlich dazu, daß die Teilchen in den Gasstrom wieder eingeschleppt werden. Andererseits sind Naßpräzipitatoren, die wartungsfrei sind, besonders gut geeignet für das Präzipitieren von komplexem und klebendem teilchenförmigem Material des Typs, wie er in einigen chemischen und Industrieanlagen sowie in Verbrennungsanlagen für Mehrfamilienhäuser und in städtischen Verbrennungsanlagen anfällt.

In den oben genannten Patentschriften ist ein Naßpräzipitator, beschrieben, der aus konzentrisch angeordneten inneren und äusseren Rohren besteht, die einen vertikal angeordneten ringförmigen Gasdurchgang bilden, wobei auf den Oberflächen der Rohre, die den Durchgang bilden (begrenzen), nach unten fließende Flüssigkeitsfilme gebildet werden. Zwischen einer Entladungselektrodenanordnung, die in dem Durchgang befestigt ist, und die Flüssigkeitsfilme, die als wirksame Kollektoren fungieren, wird eine hohe Spannung angelegt, wodurch die Verunreinigungen in fester oder halbfester Teilchenform, wie z.B. die Aerosole in einem

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Gasstrom, durch den Durchgang befördert, ionisiert und dazu ge-

sie
bracht werden, daß/in Richtung der Kollektorfilme wandern und von diesen nach unten getragen und entfernt werden. Auf diese Weise ist das aus dem oberen Ende des Durchganges austretende Gas sauber und kann gefahrlos in die Atmosphäre abgelassen werden.

Wenn man nun die Arbeitskapazität eines Naßpräzipitators des konzentrischen Zylindertyps vergrößern will, so kann dies nicht einfach dadurch geschehen, daß man die Durchmesser der inneren und äußeren Rohre vergrößert, weil durch eine Vergrößerung der radialen Querschnittsdimension des ringförmigen Durchganges das Gesamtvolumen desselben vergrößert wird und dadurch die Betriebsanforderungen jenseits der optimalen Werte liegen. Die zur Erzielung der elektrostatischen Präzipitation erforderliche Spannung hängt ab von dem Abstand oder dem Luftspalt zwischen der Entladungselektrode und den Kollektorfilmen und wenn dieser Abstand, bei dem es sich um die radialen Dimensionen des ringförmigen Durchganges handelt, zur Vergrößerung der Kapazität des Systems vergrößert wird, können die Spannungsanforderungen gleichzeitig über praktikable Werte hinaus ansteigen.

Ein Präzipitator mit einer vergrößerten Kapazität kann auch durch ringförmige Durchgänge erzeugt werden, die für die gleiche Arbeitsspannung die gleichen radialen Dimensionen haben. Diese ringförmigen Durchgänge werden von einer Reihe von vertikal und konzentrisch angeordneten Rohren mit allmählich zunehmendem Durchmesser begrenzt, wobei die inneren und äußeren Oberflächen von benachbarten Rohren in diesen Reihen die Auskleidungen der ringförmigen Strömungsdurchgänge bilden, auf denen nach unten fliessende, gleichförmige Flüssigkeitsfilme erzeugt werden.

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Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten elektrostatischen Naßpräzipitator anzugeben, in dem die ringförmigen Durchgänge nicht auf gleiche radiale Dimensionen beschränkt sind und dessen Arbeitskapazität nach Belieben variiert werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist ein elektrostatischer Naßpräzipitator mit einer Elektrodeneinrichtung mit einer Entladungselektrode, die in dem Durchgang zwischen einem Paar konzentrisch angeordneter Kollektorelektroden angeordnet ist, einer Zuführungseinrichtung an dem unteren Ende der Elektrodeneinrichtung zur Einführung eines verunreinigten Gasstromes nach oben in den Durchgang zwischen den Kollektorelektroden und einer Spüleinrichtung am oberen Ende der Kollektorelektroden zur Erzeugung von über die einander gegenüberliegenden Oberflächen der Kollektorelektroden nach unten fließenden Flüssigkeitsfilmen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Zuführungseinrichtung für das verunreinigte Gas eine Venturiöffnung (ein Venturirohr) zur Einführung des verunreinigten Gasstromes zwischen die einander gegenüberliegenden Oberflächen der Kollektorelektroden, in der die Querschnittsfläche des Venturihalses (der Venturiverengung) kleiner ist als die QuerSchnittsfläche des Durchgangs zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen der Kollektorelektroden, so daß sich das Gas ausdehnt, wenn es in die Elektrodeneinrichtung eintritt, und die Flüssigkeätsfilme gegen die jeweiligen Kollektorelektrodenoberflächen gedrückt werden, und ausserdem eine Reaktionskammer aufweist, in der Reagentien in dem Strom des verunreinigten Gases dispergiert werden unter Bildung von teilchenförmigen Reaktionsprodukten in dem Gasstrom.

Der erfindungsgemäße elektrostatische Naßpräzipitator hat gegenüber den bisher bekannten Präzipitatoren den Vorteil, daß er

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hinsichtlich seines Aufbaus nicht auf ringförmige Durchgänge mit den gleichen radialen Dimensionen beschränkt ist. Die radialen Dimensionen können gewünschtenfalls erfindungsgemäß variiert werden, in diesem Falle müssen jedoch die zur Abscheidung angelegte elektrische Spannung und die entsprechenden Entladungselektroden ebenfalls variiert werden. Weil die Verunreinigungen durch dünne gleichförmige Flüssigkeitsfilme weggetragen werden, kann eine solche Präzipitator-Vorrichtung gleichzeitig auch als chemischer Reaktor fungieren, in dem wertvolle Verbindungen erzeugt werden können, die als Nebenprodukte der Luftverunreinigungskontrolle gewonnen werden können. Die Flüssigkeiten können sauer, alkalisch sein oder irgendeine andere chemische Eigenschaft besitzen, so daß das abgetrennte teilchenförmige Material, das auf den Flüssigkeitsfilm auftrifft, eine erwünschte Verbindung bilden kann. Da die Gase sich durch den Präzipitator mit vergleichsweise hohen Geschwindigkeiten bewegen, können außerdem die Dämpfe, Nebel, Aerosole oder in anderer Form vorliegenden Reagentien, ob sie nun naß oder trocken sind, an dem Venturi-Hals in den Gasstrom eingeführt werden, wodurch sich die Natur der Gase ändert und diese in einigen Fällen in ein teilchenförmiges Material umgewandelt werden, das präzipitiert werden kann unter Bildung der erwünschten chemischen Verbindungen, wenn sie einmal auf die Flüssigkeitsfilme der Kollektoren auftreffen. So kann sich beispielsweise in Submikroyform durch die Düsen geblasenes Magnesiumoxydpulver mit SO₂ verbinden unter Bildung von Magnesiumsulfid.

In einem Präzipitator dieses Typs, in den Reagentien eingeführt werden, um gasförmige oder chemische Verunreinigungen in dem zu behandelnden Strom in Reaktionsprodukte in einer solchen Form zu überführen, die niedergeschlagen werden kann, ist es für einen

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wirkungsvollen Betrieb des Systems wichtig,, daß die Reagentien so eingeführt werden, daß sie sich praktisch mit sämtlichen Verunreinigungen indem Strom vermischen und damit reagieren, da sonst die Verunreinigungen in die Atmosphäre abgeführt werden, was zu einer Verschmutzung führt.

Es ist nicht nur wichtig, daß die Reagentien in einem geeigneten Volumen und in einer solchen Weise eingeführt werden, die zu einer vollständigen Behandlung sämtlicher Verunreinigungen führt, sondern es ist auch erforderlich, daß das Volumen des in das Präzipitatorsystem eingeführten Reagens nicht das erforderliche Volumen übersteigt, da sonst das überschüssige Reagens durch das System geführt und in die Atmosphäre abgelassen wird. Dies führt nicht nur zu einer Verschwendung des Reagens, sondern auch zu einer Luftverschmutzung durch das Reagens.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor. Dabei bedeuten:

Fig. 1 eine Ansicht im Aufriß einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrostatischen Naßpräzipitators, welche diesen im Schnitt und teilweise schematisch zeigtj

Fig. IA eine modifizierte Form eines erfindungsgemäßen Präzipitatorsj

Fig. 2 eine ebene Draufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Präzipitator;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Einlaßeinrichtung in dem erfindungsgemäßen Präzipitator mit einer Reaktionskammer und einem Venturi-Einlaß zur Einführung des zu

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behandelnden verunreinigten Gases in einen erfindungsgemäßen elektrostatischen Naßpräzipitator;

Fig. 4 eine ebene Draufsicht auf die Einlaßeinrichtungj

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Einlaßeinrichtung in Richtung der Ebene 5-5 der Fig. 4;

Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Ebene 6-6 in der Fig. 4; Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Ebene 7-7 der Fig. 4;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht, welche die Betriebsweise des Verteilerringeinstellungsmechanismus erläutert;

Fig. 9 eine Ansicht der Einlaßeinrichtung im Aufriß j Fig. 10 ein Blockdiagramm einer elektronischen Steuerung zur automatischen Einstellung der in die Zuführungseinrichtung (Einlaßeinrichtung) des Präzipitators eingeführten Reagensmenge j

Fig. 11 einen Querschnitt durch eine bevorzugte Form eines Wasserverteilers j

Fig. 12 eine ebene Draufsicht auf einen Teil des unteren Rings des Verteilers;

Fig. 13 eine ebene Draufsicht auf eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Naßpräzipitators und

Fig. 14 einen Querschnitt durch einen solchen Naßpräzipitator.

In den Fig. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausfuhrungsform eines erfindungsgemäßen Kaßpräzipitators mit einem multikonzentrischen Aufbau dargestellt, der aus fünf konzentrisdi angeordneten Rohren 10, 11, 12, 13 und 14 mit allmählich zunehmendem Durchmesser besteht, die vier konzentrische ringförmige Gaskanäle oder Durchgänge A, B, C Und D mit gleichen radialen Dimensionen oder Querschnittsbreiten begrenzen.

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Die .Rohre sind vertikal angeordnet, der Einlaß für den zu reinigenden Gasstrom befindet sich an dem unteren Ende und der Gasauslaß befindet sich an dem oberen Ende der Rohre. In den beiliegenden Zeichnungen ist zwar ein System mit vier konzentrischen Kanälen dargestellt, es sei jedoch darauf hingewiesen, daß das System auch vergrößert werden kann, so daß es eine beliebige Anzahl von konzentrischen Kanal en umfaßt.

In dar Praxis kann die Anordnung so erfolgen, daß konzentrische Kanäle erhalten werden, die, wie in Fig. 1 dargestellt, alle die gleichen radialen Dimensionen aufweisen, wobei in diesem Falle die Betriebsspannung für alle Kanäle die gleiche ist, oder das System kann aus konzentrischen Kanälen bestehen, von denen einige eine bestimmte radiale Dimension und die anderen eine andere radiale Dimension haben, wie es in Fig. IA dargestellt ist, wobei in diesem Falle die Kanäle A¹ und B' mit einer ersten radialen Dimension alle die für die Kanaldimension geeignete gleiche Betriebsspannung haben, während die Kanäle C¹ und D¹ mit einer zweiten radialen Dimension eine andere Betriebsspannung einer für sie geeigneten Höhe haben; daraus folgt, daß die Kanäle mit einer größeren radialen Dimension bei einer höheren Spannung betrieben werden.

DurchÜie konzentrische Anordnung und die verhältnismäßig hohe Geschwindigkeit, mit der das Gas behandelt wird, kann die Arbeitskapazität des Systems ohne PlatzVerschwendung enorm gesteigert werden. Es ist daher möglich, die Einheit im Vergleich zu einem üblichen Präzipitator der gleichen Kapazität viel kompakter zu gestalten, die einen geringeren Raumbedarf hat. Die kompakte Einheit, welche die gleiche Funktion wie die konventionelle Einheit ausübt, ist auch wesentlich billiger.

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Die folgender. Faktoren in einem erf indungs gemäß en Naßpräzipitator erlauben zusammen genommen den Betrieb des Präzipitators bei außergewöhnlich hohen Geschwindigkeiten, so daß eine vergleichsweise kleine Einheit eine sehr hohe Arbeitskapazität besitzt.

A) Der Gasstrom bewegt sich in einer glatten Säule parallel zu den Entladungselektroden in die Strömungsdurchgänge anstatt rechtwinklig dazu wie in den Standard-Präzipitatoren, wodurch das Entstehen von Wirbeln und einer Turbulenz in dem Strom vermiede! wird.

B) Das Mithinüberreißen der Flüssigkeitsfilme auf die Kollektoroberflächen wird in den unteren Abschnitten durch die Ausdehnung des Gases als Folge der Venturi-Wirkung und in den oberen Abschnitten durch spezielle Flüssigkeitsverteiler, die nachfolgend näher beschrieben werden, verhindert.

In der Praxis kann die Strömungsgeschwindigkeit je nach Aufbau 6 bis 15 m (20 bis 50 feet) pro Sekunden und mehr betragen. Diese Geschwindigkeit ist viel höher als das, was bisher erzielbar war. Es sei auch darauf hingewiesen, daß in dem erfindungsgemässen System zur Erzielung einer wirksamen Venturi-Wirkung eine hohe Strömungsgeschwindigkeit wesentlich ist, da dann, wenn die Geschwindigkeit niedrig ist, der Venturi-Effekt und· die Gasausdehnung an dem Venturi-Ausgang nicht auftreten, wobei die Gasausdehnung erforderlich ist, um die Flüssigkeitsfilme gegen die Kollektorwände zu drücken.

Die Rohre 10, 11, 12, 13 und 14 weisen vorzugsweise einen doppel· wandigen oder hohlen Aufbau auf zur Erzielung einer Einrichtung

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zur Einführung der Flüssigkeit in die Rohre. EinSatzleitungen FE führt frisches Wasser oder irgendeine andere in dem System verwendete Flüssigkeit durch das Innere der Rohre bis zu dem oberen Ende derselben zu den Verteilern 1OA, HA, 12A, 13A und 14A, die etwas oberhalb der oberen Enden der Kollektorrohre angeordnet sind und bewirken, daß die eingeführte Flüssigkeit an den Wänden der Rohre hinabströmt, wodurch die ringförmigen Durchgänge mit den Flüssigkeitsfilmen bedeckt werden.

In der Praxis können die Flüssigkeitsverteiler durch die Zuführungsleitungen j die nicht durch das Innere der Kollektorrohre verlaufen, sondern von oberhalb der Wasservertei r herkommen, gespeist werden, wobei in diesem Falle die Kollektorrohre nicht hohl sein müssen. Die auf diesen Kollektoroberflächen nach unten fließende Flüssigkeit strömt in eine Leitung DW, welche die verunreinigte Flüssigkeit durch die Rohrleitung 15 in einen Abfluß oder in einen geeigneten Behälter befördert, wenn sie wertvolle Nebenprodukte enthält. Die Rohroberflächen, welche die Durchgänge A, B, C und D bilden (begrenzen), weisen somit Flüssigkeitsfilme (Fluid—Filme) auf, die darauf erzeugt werden und die als Kollektorelektroden wirken.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Leitungen FW für die frische FlüssigMt in die Leitung DW für die verunreinigte Flüssigkeit fühian. Durch die Leitung (Kanal) DW erstreckt sich auch eine Leitung FA, die gefilterte Luft der Eingangsklemme 16 der Spüleinrichtung 17 des Entladungselektrodenträgers 18 zuführt, um dessen Verunreinigung durch Schmutz oder andere Fremdstoffe zu verhindern. Diese Spüleinrichtung kann die Verwendung von aerodynamischen Flügeln des in der US-Patentschrift 3 238 702 beschriebenen und insbesondere in den Fig. 4, 5 und 6 dieser Pa-

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tentschrift dargestellten Typs erforderlich machen. Die Anordnung ist so, daß die Luft zyklonal eingeführt und gegen die gesamte Schlacke und den gesamten Schmutz gedrückt wird, um deren Isoliereigenschaften aufrechtzuerhalten.

Auf der Oberseite des Elektrodenträgers 18 ist ein durch drei
horizontale Auslegearme 19A, 19B und 19G gebildetes, elektrisch leitfähiges Armkreuz befestigt, von dem zwei zylindrische Entladungselektrodeneinrichtungen herunter-hängen. Die Entladungselektrodeneinrichtung 20 ist in dem Kanal A angeordnet und die Entladungselektrodeneinrichtung 21 ist in dem Kanal B angeordnet.

Mittels einer Glebhstromenergiequelle PS, wird eine hohe Spannung einer geeigneten Größe angelegt. Eine Seite der Energiequelle ist über ein Kabel mit der Eingangsklemme 16 verbunden, die mit dem elektrisch leitfähigen Armkreuz 19 und damit mit
den Entladungselektroden elektrisch gekoppelt ist. Die andere
Seite der Energiequelle PS, ist geerdet wie die in die Kollektorrohre eingeführte Flüssigkeit. Dann wird zwischen den die
ringförmigen Durchgänge A und B bedeckenden Flüssigkeitsfilmen und den damit verbundenen Entladungselektrodeneinrichtungen 20 und 21 ein elektrostatisches Feld erzeugt. Die Durchgänge G und D sind mit Entladungselektrodenkäfigen 24 und 25 versehen, die von Radialarmen 26A, 26B und 26C getragen werden und über eine Leitung 27 mit einer Hochspannungsquelle PS« verbunden sind.

Das durch das untere Ende der Durchgänge A, B, C und D durch
die Venturi-Schlitze 29A, 29B, 29G bzw. 29D eingeführte verunreinigte Gas wird dem elektrostatischen Hochspannungsfeld ausgesetzt, das bewirkt, daß die festen und halbfesten Teilchen
in dem Gasstrom ionisiert werden und zu den Flüssigkeitskollektorfilmen auf den Oberflächen der die Durchgänge bildenden

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Rohre wandern. Diese Fliissigkeitsfilme befördern das entfernte (extrahierte) Material durch die Leitung DW nach unten in einen Abfluß oder in einen Behälter.

Wegen der verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit des Gasstromes bewirken die Venturi-Schlitze 29A bis D, daß sich das in die Durchgänge eintretende Gas ausdehnt, wobei das sich ausdehnende Gas nach oben im Gegenstrom zu der nach unten fließenden Flüssigkeit, strömt und die Flüssigkeit gegen die Oberfläche der Rohre drückt, so daß auf diesen ein glatter, gleichförmiger Film entsteht, wodurch die Bildung von trockenen Flecken auf den Oberflächen vermieden und verhindert wird, daß Flüssigkeitströpfchen in die GasStrömungsdurchgänge mitgerissen werden, die zu einer Lichtbogenbildung und anderen nachteiligen Effekten führen wurden. Das an dem oberen Ende des Naßpräzipitators austretende saubere Gas wird durch eine Abzugshaube H abgezogen, auf deren Oberfläche Feuchtigkeit kondensiert, wobei die resultierende Flüssigkeit durch einen Auslaß an dem unteren Rand der Abzugshaube abgeführt wird. Die Haube H weist vorzugsweise eine parabolische Krümmung auf, die dazu dient, die Feuchtigkeit zu sammeln, ohne den Gasdurchfluß übermäßig zu behindern.

Zur Verbesserung und Erweiterung der Vielseitigkeit der erfindungsgemäßen Präzipitatoreinheit für die Produktgewinnung ist der Präzipitator mit konzentrischen Verteilerringen 30 versehen, von denen jeder mit einer Anordnung von Steigrohren oder Düsen 31 in Verbindung steht, die auf die Venturi-Einlässe ausgerichtet sind. Es ist ein Vorratsbehälter SV vorgesehen, der eine chemische Verbindung oder ein Gas für die Einführung der gewünschten Aerosole oder eine Pulverdispergiereinrichtung enthält. Die chemischen Verbindungen, die Aerosole oder das Pulver werden

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mittels einer geeigneten Luftgas- oder Flüssigkeitspumpe 32 in den Ring 30 gepumpt und durch die Steigrohre an den Venturi-Schlitzeingängen in den Gasstrom eingesprüht. Erforderlichenfalls können die flüssigen Verbindungen durch geeignete Düsen an dem oberen Ende der Steigrohre 31 zerstäubt werden.

Die zerstäubten chemischen Substanzen oder Aerosole sollen sich mit den Abstromgasen vermischen, um eine vorher festgelegte chemische Reaktion in Gang zu setzen. Dieses Nebenprodukt wird seinerseits in einen Flüssigkeitsfilm mit vorher festgelegten chemischen Eigenschaften auf den Kollektorelektroden niedergeschlagen, um eine erwünschte sekundäre chemische Reaktion zu bewirken. So kann beispielsweise Ammoniakgas nicht niedergeschlagen werden, wenn jedoch ein Chlorwasserstoffsäurenebel durch die Steigrohre 31 in ein mit Ammoniak beladenes Gas, das die Durchgänge passiert, eingesprüht wird, dann reagiert die zerstäubte Chlorwasserstoffsäure mit dem Ammoniak unter Bildung von Ammoniumhydrochlorid, das eine feste Substanz ist und daher niedergeschlagen (präzipitiert) werden kann.

Das in Wasser lösliche Ammoniumhydrochlorid wird dann durch die Leitung 15 in ein geeignetes Gefäß abgelassen, in dem es auf den Markt gebracht wird. Es ist auch möglich, die Chlorwasserstoff säuremenge so zu dosieren, daß die Gerüche von Ammoniak und Chlor neutralisiert werden. Auf diese Weise kann dieser Präzipitator mit Erfolg in Düngemittelanlagen verwendet werden, von denen einige dafür bekannt sind, daß sie Ammoniakdämpfe mit schädlichen Wirkungen auf tierisches und pflanzliches Leben abgeben. Auf diese Weise kann unter Verwendung von verschiedenen chemischen Zusammensetzungen in der Flüssigkeit, welche die Kollektorelektroden wäscht, und durch Einsprühen von verschiedenen

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chemi selenverbindungen und Aerosolen der Präzipitator als chemische Anlap (chemische Fabrik) verwendet werden, in der diese chemischen Verbindungen und Aerosole mit dem präzipitierten Material vereinigt werden unter Bildung von wertvollen Substanzen, die leicht gewonnen und auf den Markt gebracht werden können. Gewünschtenfalls kann die Flüssigkeit in dem Präzipitator bis zu dem Sättigungspunkt im Kreislauf geführt werden, wodurch die zum Dehydratisieren des im festen Zustand zu entfernenden Materials erforderliche Energie verringert wird.

Wenn der zu behandelnde verunreinigte Strom nicht-präzipitierbare chemische Komponenten, wie z.B. Schwefeldioxyd, Chlorwasserstoff, Fluorwasserstoff oder irgendwelche anderen gasförmigen Verunreinigungen,enthält, so können diese nicht-präzipitierbaren Verunreinigungen dadurch entfernt werden, daß man sie in präzipitierbare Komponenten überführt. Dies wird dadurch erreicht, daß man beispielsweise Ammoniakgas in den elektrostatischen Durchgang einsprüht, wobei das Gas mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit eingeführt wird.

Das Ammoniak reagiert mit den gasförmigen Verunreinigungen unter Bildung eines Ammoniumsalzes, das fest ist und deshalb wie jedes andere feste Material eine elektrische Ladung tragen kann. Die Reaktionsprodukte können dann elektrostatisch präzipitiert (niedergeschlagen) und durch die Flüssigkeitsfilme mit der Flugasche oder einem anderen in dem zu behandelnden Gasstrom enthaltenen teilchenförmigen Material wegtransportiert werden. Das gelöste Ammoniumsalz kann später dann durch Filtrieren oder durch Absitzenlassen in einem Absitzbecken von der Flugasche abgetrennt werden. Dann kann das Ammoniak für die Wiederverwendung als Reagens in dem Präzipitator aus der Salzlösung chemisch abge-

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streift werden.

Auf diese Weise kann in einem großtechnischen chemischen Verfahren, bei dem Schwefeldioxyd als Verunreinigung abgegeben wird, eine Luftverschmutzung dadurch vermieden werden, daß man Ammoniak in das Abgas (Rauchgas) mit einer Schwefeldioxydkomponente einsprüht, wobei bei der dann stattfindenden Reaktion Anmoniumsulfit gebildet wird, das dann ebenso wie die anderen teilchenförmigen Materialien in dem Abgas elektrostatisch präzipitiert wird.

In einem System, in dem ein chemisches Reagens in das Beschickungsmaterial eines elektrostatischen Präzipitators eingesprüht wird, um mit einer gasförmigen oder chemischen Verunreinigung in dem zu behandelnden Strom zu reagieren, ist es wichtig, daß das Reagens in dem Strom gleichförmig dispergiert wixd und daß es mit der nicht-präzipitierbaren Komponente in den richtigen Mengenverhältnissen gemischt wird, so daß praktisch die gesamte nichtpräzipitierbare Komponente in das präzipitierbare Material überführt wird. Es ist auch wichtig, daß die zu diesem Zweck verwendete Reagensmenge nicht höher als erforderlich ist.

Wenqfeine solche Anordnung verwendet wird, bei der das Reagens ungleichmäßig dispergiert wird, so daß ein Teil der nicht-präzipitierbaren Verunreinigungen in dem sich bewegenden Strom unbehandelt bleibt., gelangen die unbehandelten Verunreinigungen, da sie nicht präzipitiert (niedergeschlagen) werden, in de Atmosphäre. Wenn andererseits das Reagens zwar gleichförmig dispergiert wird, sein Volumen aber nicht ausreicht, um mit allen nicht-präzipitierbaren Verunreinigungen zu reagieren, erhält man den gleichen nachteiligen Effekt.- Sollte jedoch das Volumen des Reagens größer als&ur vollständigen Behandlung der nicht-präzipitierbaren Komponente in dem Strom erforderlich sein, dann wird

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diese Komponente zwar aus dem Strom entfernt (extrahiert), das überschüssige Reagens gelangt jedoch in die Atmosphäre und wird verschwendet. Wenn es sich bei dem Reagens um Ammoniak oder um ein anderes schädliches Gas handelt, so kann es keinesfalls in die Atmosphäre abgelassen werden.

In einigen Fällen ist es erforderlich, mehr als ein Reagens in den verunreinigten Fluidstrom einzuführen, um alle nicht-präzipitierbaren Komponenten daraus zu entfernen. In der in den Figuren 3, 4 und 5 dargestellten Zuführungseinrichtung werden mittels dreier getrennter Verteilerringe 34, 35 und 36 mit praktisch dem gleichen Durchmesser drei Reagentien eingeführt. Die Ringe sind in einer Reaktionskammer 43 übereinander angeordnet und stehen mit einem ringförmigen Venturi-Einlaß 37 in Verbindung, der durch eine zentrale Schale 38, die von einem äußeren Gehäuse 39 umgeben ist, begrenzt ist, wobei die Querschnitte der Schale und des Gehäuses so sind, daß ein Venturi-Hals entsteht. Die Schale 38 wird innerhalb des Gehäuses 39 von einem Armkreuz mit den Armen 38A, 38B und 38G getragen. Jeder Verteilerring ist mit einer kreisförmigen Anordnung von Düsen (34A, 35A und 36a) zum gleichmäßigen Dispergieren des Reagens in der Reaktionskammer versehen.

Wenn die chemische Reaktion die direkte Einführung von sekundären Reagentien in den Venturi-Hals erforderlich macht, können die Düsen 34A und 35A mit einem Anschlußstück (Schwanenhals) versehen werden, so daß die sekundären Reagentien in der gewünschten Höhe in den Venturi-Hals eingeführt werden können.

Der in Aufwärtsrichtung durch die Reaktionskammer 43 und den Venturi-Einlaß 37 strömende verunreinigte Strom gelangt in den ringförmigen Durchgang 42 in einem elektrostatischen Naßpräzipi-

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tator. Dieser Durchgang wird von konzentrischen Kollektorrohren 40 und 41 begrenzt, die auf Vorsprüngen im Oberteil des Gehäuses 39 und der Schale 38 befestigt sind, innerhalb des ringförmigen Durchganges ist eine Entladungselektrode 44 angebracht, die ein elektrostatisches Feld erzeugt, das bewirkt, daß die Teilchen ionisiert werden, wodurch sie auf die Wasserfilme auf den Wänden, welche den Durchgang auskleiden, wandern.

In der Reaktionskammer 43 ist unterhalb des untersten Ringes

34 ein Filter 45 mit vielen Rippen (Flügeln) angeordnet, welches die Aufgabe hat, die Turbulenz minimal zu halten und das eintretende verunreinigte Gas innerhalb der Reaktionskammer gleichförmig zu verteilen. Das eintretende Gas gelangt direkt durch den Kanal 46 an einem Punkt unterhalb des Filters 45 in die Reaktionskammer oder es kann seitlich durch eine Spirale oder einen Kanal eingeführt werden. Die axiale Position jedes der Ringe 34,

35 und 36 im Verhältnis zu dem Venturi-Einlaß 37 ist manuell einstellbar, so daß der Effekt des mittels des Verteilers auf die nicht-präzipitierbare Verunreinigung aufgebrachten Reagens variiert werden kann, um eine optimale Wirkung zu erzielen. Die Einstellung der Verteilerringe und die richtige Anordnung der Düsen kann auf verschieden Weise erfolgen. Hier ist zur Erläuterung eine mögliche Anordnung dargestellt. Die Art und Weise, in der die Ringe vertikal einjustiert werden^ ist am besten aus den Fig. 6, 7, 8 und 9 zu ersehen. Jeder Verteilerring passiert die geneigten Schlitze eines Nockenscheibensatzes (-set of cams), wobei der Ring 34 mit dem Nockenscheibensatz 46, der Ring 35 mit dem Nockenscheibensatz 47 und der Ring 36 mit dem Nockenscheibensatz 48 kooperiert. Die Nockenscheiben in jedem Satz sind entlang des Weges eines Bettes, das auf dem Gehäuse 39 der Reaktionskammer befestigt ist, verschiebbar. Die Nockenscheibe 46 ist auf dem Bett 49, die Nockenscheiben 47 auf dem Bett 50 und die Nockenscheibe 48 auf dem Bett 51 verschiebbar. Jede

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Nockenscheibe ist in dem Satz mit einem Ende einer mit einem Gewinde versehenen (aufgeschraubten) Welle verbunden, die benachbart zu dem anderen Ende ein Zahnrad aufweist, das in die Zähne einer kreisförmigen Zahnstange eingreift, die zur Bewegung im Innern eines zylindrischen Gehäuses 52, welches das Gehäuse 39 der Zuführungseinrichtung umgibt, befestigt ist (aufliegt). Auf diese Weise ist die Nockenscheibe 46 an einem Ende einer Welle 53 angeschraubt, die ein Zahnrad 54 aufweist, das in eine Zahnstange 55 eingreift, die auf dem Gehäuse 52 aufliegt. Entsprechend kann die Nockenscheibe 47 mit einer Welle 56 kooperieren, die ein Zahnrad 57 aufweist, das in die Zahnstange 58 eingreiftjund die Nockenscheibe 48 kooperiert mit der Welle 59, die ein Zahnrad 60 aufweist, das in die Zahnstange 61 eingreift.

Wie am besten aus den Fig. 7 und 8 in Verbindung mit der Nockenscheibe 48 auf ihrem oberen Satz zu ersehen ist, ist das Ende der Welle 59 mit einem innengeschraubten Kupplungskopf 48A auf der Nockenscheibe 48 verschraubt. Je nach Drehrichtung wird die Nockenscheibe 48 auf dem Bett 51 entweder zu dem Gehäuse 39 hin öder von diesem weg bewegt. Der Verteilerring 36 passiert den geschlossenen Schlitz 48B der Nockenscheibe 48 und ist auch in einem vertikalen Sdiitz 48B auf einer auf dem Bett 51 befestigten Platte eingeschlossen, so daß der Ring sich nur nach oben und unten in dem durch den geneigten Nockenscheibenschlitz 48B festgelegten Ausmaß frei bewegen läßt. Wenn nun die Nockenscheibe 48 sich von dem Gehäuse 39 wegbewegt, wird der Verteilerring 36 nach oben gedrückt, während er in dem Schlitz 48C nach unten gedrückt wird, wenn sich die Nockenscheibe 48 auf das Gehäuse zu-bewegt.

Eine der Wellen in jeder Gruppe ist mit einer Handkurbel versehen, wie es in den Fig. 6 und 9 dargestellt ist, aus denen zu

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ersehen ist, daß die untere Gruppe eine Handkurbel 62, die mittlere Gruppe (Satz) eine Handkurbel 63 und die obere Gruppe eine Handkurbel 64 aufweisen. Wenn die Handkurbel gedreht wird, bewirkt das daran befestigte Zahnrad, daß die Zahnstange sich dreht, wodurch ihrerseits alle anderen Zahnräder in der daran hängenden Gruppe gedreht werden, was dazu führt, daß alle miteinander verbundenen Nockenscheiben gleichzeitig auf ihrem Bett verschoben werden, um die Position des Verteilerringes einzustellen.

Eine Welle in jedem Satz, bei der es sich nicht um die mit der Handkurbel versehene Welle handelt, ist mit einem aufgeschraubten (mit einem Gewinde versehenen) Mitnehmer mit einem Zeiger daran versehen, der entlang einer festen Skala verschiebbar ist, und das Ausmaß, in dem der Ring axial einjustiert worden ist, anzeigt. Der untere Satz weist einen Mitnehmer 65 auf, der mit einer Skala 66 kooperiert, der mittlere Satz weist einen Mitnehmer 67 auf, der mit einer Skala 68 kooperiert und der obere Satz weist einen Mitnehmer 69 auf, der mit einer Skala 70 kooperiert.

Jedes Reagens wird in den jeweiligen Verteilerring eingeführt, um es mit dem durch die Zuführungseinrichtung eintretenden Strom zu vermischen und eine spezielle, nicht-präzipitierbare Verunreinigungskomponente in dem Strom damit umzusetzen. Damit nicht mehr Reagens zugeführt wird als für die vollständige Reaktion mit der vorhandenen Konzentration an der Verunreinigungskomponente erforderlich, muß die eingeführte Reagensmenge so groß sein, daß ein reiner Präzipitatorabstrom erhalten wird,, der keine wesentliche Menge an nicht-präzipitierbarer Komponente oder Reagens enthält. Wenn nicht genügend Reagens zugeführt wird, dann enthält der Präzipitatorabstrom unbehandelte Mengen an nicht-präzi-

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pitierbarer Komponente, wenn die Reagenszufuhr zu groß ist, dann taucht das überschüssige Reagens in dem Abstrom auf. Optimale Bedingungen können durch manuelle Einstellung der in die Zuführungseinrichtung eingeführten Reagensmenge und durch Einjustieren der Position des zur Einführung des Reagens verwendeten Verteilerringes erzielt werden.

In einigen Fällen, insbesondere dann, wenn sich die Menge der nicht-präzipitierbaren Komponente in dem Strom im Verlaufe des !Betriebs ändert, ist es jedoch zweckmäßig, die Reagenszufuhr automatisch zu steuern, so daß jederzeit das richtige Verhältnis von Reagens zu nicht-präzipitierbarer Komponente vorliegt. Dies kann mittels eines elektronischen Prozesskontrollsystems, wie es in Fig. 10 dargestellt ist, erfolgenj bei dem die Konzentration des Reagens in der Zuführungseinrichtung mittels eines Reagens-Sensors (Messfühlers)/und diejenige der nicht-präzipitierbaren Komponente mittels eines Sensors 72 bestimmt wird. Die Art dieser Sensoren hängt von der chemischen Zusammensetzung der zu bestimmenden Gase ab, da dann, wenn es sich bei dem Reagens um Ammoniak und bei der Verunreinigung um Schwefeldioxyd handelt, zur Erzielung eines elektrisch analogen Signals proportional zu dem bestimmten Gas Sensoren verwendet werden müssen, die speziell zur Bestimmung (Messung) dieser Gase geeignet sind. Derartige Sensoren (Messfühler) sind in chemischen Prozessüberwachungs· systemen bekannt und im Handel erhältlich.

Die Signale der Sensoren 71 und 72 werden auf einen Verhältnisdetektor 73 aufgegeben, wobei je nach den relativen Mengen der beiden gemessenen Variablen ein Verhältnissignal erhalten wird. Das Verhältnissignal wird in einem elektronischen Regler 74 mit einem vorher festgelegten Sollwertsignal verglichen, wobei ein Steuersignal erhalten wird, das auf ein Ventil 75 in der Reagens-

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zuführungsleitung aufgegeben wird, das die Menge des in die Zuführungseinrichtung eingeführten Reagens i,n dem zur Erzielung des gewünschten Verhältnisses erforderlichen Maße reguliert. D.h. mit anderen Worten, wenn die Reagensmenge relativ zur Menge der nicht-präzipitierbaren Komponente in irgendeiner Richtung von dem optimalen Wert abweicht, bei dem die gesamte Komponente präzipitierbar gemacht wird, dann ändert sich die Reagensmenge so, daß die optimalen Bedingungen wieder hergestellt werden. In der Praxis kann man auch Katalysatoren in die Reaktionskammer einführen, wenn zur Durchführung der chemischen Umsetzung ein Katalysator erforderlich ist.

Die richtige chemische Umsetzung in dem Venturi kann auch von der Geschwindigkeit des letzteren passierenden Gases abhängen, ebenso von der relativen Anordnung der Düsenzueinander und zu dem Venturi. Um diese Funktion zu erfüllen, kann ein anderes elektronisches Prozesskontrollsystem eingeführt werden, das durch das Pitotsehe Rohr (Staurohr) oder das Velometer, das in dem Gasstrom angeordnet ist, betätigt wird. Elektrische Motoren können die manuellen Kurbeln 62, 63 und 64 ersetzen. Die Gasgeschwindigkeitswerte, die in ein Prozesskontrollsystem eingegeben werden, stellen die Düsen in dem Venturi automatisch ein. Auf diese Weise wird das System automatisch und konstant nicht nur in bezug auf das Volumen und den Zeitpunkt der erforderlichen Reagentien, sondern auch in bezug auf die Geschwindigkeit der den Venturi passierenden Gase eingestellt.

In einem Naßpräzipitator hängt sein Wirkungsgrad in großem Umfange von der Gleichförmigkeit der auf den Wänden der Kollektorrohre erzeugten Wasserfilme ab, weil dann, wenn die oben auf den Kollektorrohren befestigten Flüssigkeitsverteiler keinen auf den

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ORiGlNAt iNSPECTEÖ

Wänden gleichmäßig verteilten Flüssigkeitsfilm ergeben, an irgendeinem Punkte ein Verspritzen auftreten kann, das zu einem Hochspannungskurzschluß und dem nachfolgenden Zusammenbruch des elektrostatischen Feldes führen kann. An anderen Punkten können trockene Flecken auf der Oberfläche der Kollektorelektroden auftreten, welche die Wirksamkeit des Präzipitatörs beeinträchtigen.

In dem in der Fig. 1 dargestellten multikonzentrischen Präzipitator sind die Kollektorrohre 10 und 11 so angeordnet, daß im Falle des Kollektorrohrs 10 nur auf der äußeren Oberfläche des Rohres ein Wasserfilm gebildet wird, während im Falle des Rohres 11, das sowohl mit dem Kollektorrohr 10 als auch mit dem Kollektorrohr 12 kooperiert und konzentrische ringförmige Durchgänge begrenzt, auf beiden Wänden Wasserfilme vorhanden sein müssen»

In den Fig. 11 und 12 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Wasserverteilers dargestellt, der in der Lage ist, auf beiden Wänden eines hohlen Kallektorrohres mit einem Innenzylinder 76 und einem Außenzylinder 77 Wasserfilme zu bilden. Auf dem Kollektorrohr und auf den Zylindern 76 und 77 sitzend befindet sich ein Wasserverteiler einschließlich eines hohlen Ringes 78 mit einem halbkreisförmigen Querschnitt, der mit Nocken 79 und 80 versehen ist, die sich in den Hohlraum zwischen den Zylindern und 77 erstrecken und daran anliegen. Das Innere des Wasserverteilerringes 78 ist durch Zwischenwände 81 und 82 in einen ringförmigen Hauptbehälter 83 und einen darunter liegenden Nebenbehälter 84 unterteilt. Der Nebenbehälter 84 steht durch die Rohrleitung 85 zwischen den Zylindern 76 und 77 des Kollektor rohre s mit einer geeigneten Wasserzuführungsquelle in Verbindung. Der

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Nebenbehälter steht durch eine kreisförmige Reihe von geneigten Öffnungen 86 mit dem Hauptbehälter in Verbindung, wodurch der Hauptbehälter durch geneigte Wassersprays gefüllt wird, wodurch bewirkt wird, daß das Wasser in dem Hauptbehälter Wirbel bildet.

Die Flüssigkeit aus dem Hauptbehälter 83 wird mittels einer kreisförmigen Anordnung von geneigten Düsenöffnungen 87, die in einer um das Oberteil des Verteilers umlaufenden kreisförmigen Rille 88 enden, in den äußeren Teil des Verteilerringes 78 eingeführt. Innerhalb dieser Rille sind in die Hohlräume zwischen den Öffnungen 87 Blöcke 89 eingepaßt. Diese Blöcke dienen dazu, einen Deflektorring 90 oberhalb des Verteilerringes zu tragen; der Deflektorring hat die Funktion, daä Flussigkeitsspray aus den Düsenöffnungen in zwei praktisch gleiche Flüssigkeitsströme aufzuteilen, von denen einer die äußere Oberfläche des Kollektorrohres 76 nach unten fließt, während der andere die äußere Oberfläche des Kollektorrohres 77 hinunterfließt. Der Deflektorring 90 ist auf seiner Unterseite mit einem konkaven Kanal 91 versehen, der der abgerundeten oberen Oberfläche des Verteilerrings 78 gegenüberliegt. Der Kanal 91 ist von einer inneren Wand (bank) 92 und einer äußeren Wand (bank) 93 begrenzt. Die Wand 92, die sich über der linken Seite des Flüssigkeitsverteilers 78 erhebt, begrenzt damit einen Flüssigkeitsauslaß LO.^ gegenüber der äußeren Oberfläche des Kollektorrohres 78. Die Wand 93, die sich über der rechten Seite des Flüssigkeitsverteilers 78 erhebt, begrenzt damit einen Flüssigkeitsauslaß LO₂ gegenüber der äußeren Oberfläche des Kollektorrohres 77.

Die durch die Düsen 87 des Wasserverteilers nach oben gerichteten Flüssigkeitsströme treffen auf die gekrümmte Oberfläche des Kanals 91 auf und werden dadurch in Richtung der beiden Wände

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abgelenkt, so daß sie auf den Kollektorrohroberflächen nach unten fließen.

Wegen der kreisförmigen Bewegung der Flüssigkeit in dem Hauptbehälter 83 des Wasserverteilers und der Neigung der Düsen 87, welche die Flüssigkeit emittieren, rotieren die resultierenden Flüssigkeitsströme auf dem konkaven Kanal 91 in sich überlappenden Mustern unter Bildung eines gleichförmigen Filmes. Die durch die kreisförmige Bewegung der Flüssigkeit erzeugte Zentrifugalkraft lenkt jedoch die Flüssigkeit nach außen in Richtung auf die Wand 93 und weg von der Wand 92 des Kanals.

die Wirkung der Zentrifugalkraft zu korrigieren und die an Oberflächen der Kollektorrohre 76 und 77 nach unten, flies-

Flüssigkeit zu glätten, sind die Düsen 87 so wie in Fig. 7 angegeben geneigt, um den Strom etwas vom Zentrum weg in Richtung der Wand 92 zu lenken. Der Auslaß LO, wird auch etwas größer gemacht als der Auslaß LO₂, indem man die Wand (Böschung) 92 höher macht als die Wand (Böschung) 93 ₉ so daß der zuletst genannte Auslaß enger ist, um so die Tendenz der Flüssigkeit, sieli in Richtung dieses Auslasses zu bewegen, zu kompensieren, Auf diese Weise wird der Strom aus den Auslässen praktisch ausgeglichen*

In den Fig. 13 und 14 ist eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Naßpräzipitators dargestellt. Diese Anordnung funktioniert im wesentlichen auf die gleiche Weise wie die in Fig. 1 darg«»t*llte Anordnung, der Unterschied liegt jedoch darin, daß die Kanäle zwischen den Kollektoren (Sammlern) keinen ringförmigen, sondern einen rechteckigen Querschnitt haben, so die Kollektoren planar a^i-a'vt- voi^c^,'i::su,g siacL

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3 G 9 8 ? 2 / 0 S £ I

Der in den Fig. 13 und 14 gezeigte Aufbau ist in W.rklichkeit eine rechtwinklige Projektion der in den vorhergehenden Figuren gezeigten rohrförmigen Anordnung, wobei diese Projektion durch einen Längsschnitt in den Rohren entwickelt wurde, wodurch es möglich ist, die zylindrischen Oberflächen abzuflachen, so daß anstelle der innen und außen doppelwandigen Rohre (10 und 14) nun Endplatten 95 und 96 vorliegen, deren innere Oberflächen durch geeignete Wasserverteiler, die durch zwischen den Händen der Platten verlaufende Rohrleitungen gespeist werden können, mit Flüssigkeitsfilmen versehen sind. Anstelle der konzentrischen Zwischenrohre (11, 12 und 13) sind Zwischenplatten 97, 98 und 99 vorgesehen, die parallel zu den Endplatten 95 und 96 angeordnet sind und so rechtwinklige Kanäle I, II, III und IV begrenzen, in denen Entladungselektroden 100, 101, 102 bzw. 103 angeordnet sind. Das verunreinigte Gas wird, wie in Fig. 14 dargestellt, durch die Venturi-Einlässe 104 in diese Kanäle eingeführt.

Wenn es nun in der Praxis erwünscht ist, das teilchenförmige Material oder die Gase zu oxydieren unter Bildung eines Reaktionsproduktes, das in dem elektrostatischen Präzipitator niedergeschlagen (präzipitiert) wird, so kann dies durch Erzeugung von Ozon durchgeführt werden. Ozon wird am besten durch eine Coronaentladung erzeugt, die durch Vorionisatiais-Nadeln oder scharfe Spitzen, die an den unteren Enden der Entladungselektroden befestigt sind, erzielt wird. Bei der daraus resultierenden Coronaentladung in der Vorionisierungszone wird Ozon gebildet, das beispielsweise mit einer Stickstoffoxyd-Verunreinigung umgesetzt wird unter Bildung eines Salpetersäurenebels, der leicht elektrostatisch präzipitiert wird.

Das erfindungsgemäße Einsprühen von Chemikalien dient nicht nur

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dazu, eine chemische Umsetzung zu bewirken, sondern kann auch zur Geruchsbeseitigung verwendet werden. In einigen Fällen kann die Art der Verunreinigung so sein, daß selbst dann, wenn die Verunreinigung nahezu vollständig in dem Präzipitator entfernt wird, der kleine Rest, der in die Atmosphäre abgelassen wird, einen höchst unangenehmen Geruch haben kann· Die Geruchsbeseitigung kann dadurch bewirkt werden, daß man Aktivkohlepulver oder ein anderes Geruchs inhibierungsmaterial in die Reaktionskammer einsprüht oder einen Katalysatorring in der Nähe des Venturi anbringt, um die erforderliche Umsetzung zu bewirken. Dieser Katalysatorring CR, wie er in der Fig. 5 dargestellt ist, kann aus porösem oder gesintertem Aluminium oder aus Platin oder aus irgendeinem anderen bekannten katalytischen Material bestehen.

Die Erfindung wurde zwar vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen eines elektrostatischen Naßpräzipitators zur Entfernung von gasförmigen und teilchenförmigen Verunreinigungen aus Luft oder anderen verunreinigten gasförmigen Medien näher beschrieben, es ist für den Fachmann jedoch klar, daß diese in vielerlei Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

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Claims

Patentansprüche

1. Elektrostatischer Naßpräzipitator mit einer Elektrodeneinrichtung mit einer Entladungselektrode, die in dem Durchgang zwischen einem Paar konzentrisch angeordneter Kollektorelektroden angeordnet ist, einer Zuführungseinrichtung an dem unteren Ende der Elektrodeneinrichtung zur Einführung eines verunreinigten Gasstromes nach oben in den Durchgang zwischen den Kollektorelektroden und einer Spüleinrichtung am oberen Ende der Kollektorelektroden zur Erzeugung von über die einander gegenüberliegenden Oberflächen der Kollektorelektroden nach unten fliessenden Flüssigkeitsfilmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungseinrichtung für das verunreinigte Gas eine Venturiöffnung zur Einführung des verunreinigten Gasstromes zwischen die einander gegenüberliegenden Oberflächen der Kollektorelektroden, in der die Querschnittsfläche des Venturi-Halses kleiner ist als die Querschnittsfläche des Durchganges zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen der Kollektorelektroden, so daß sich das Gas ausdehnt, wenn es in die Elektrodeneinrichtung eintritt, und die Flüssigkeitsfilme gegen die jeweiligen Kollektorelektrodenoberflächen gedrückt werden, und außerdem eine Reaktionskammer aufweist, in der Reagentien in dem Strom des verunreinigten Gases dispergiert werden unter Bildung von teilchenförmigen Reaktionsprodukten in dem Gasstrom.

2. Naßpräzipitator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodeneinrichtung aus einer Vielzahl von konzentrisch angeordneten Kollektorelektroden besteht, die eine Vielzahl von Paaren von einander gegenüberliegenden Kollektorelektrodenoberflächen ergeben, wobei jedes Oberflächenpaar einen ringförmigen

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Gasdurchgang (A,B,C,D) begrenzt, daß zwischen jedem der Paare der einander gegenüberliegenden Kollektorelektrodenoberflächen konzentrisch eine Entladungselektrode (20,21,24,25) angeordnet ist und daß an dem oberen Ende jeder der Kollektorelektroden eine Spüleinrichtung angeordnet ist, die bewirkt, daß an jedem der einander gegenüberliegenden Oberflächenpaare ein Flüssigkeitsfilm hinabfließt.

3. Naßpräzipitator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdurchgänge (A,B,C,D) alle die gleichen radialen Dimensionen aufweisen und daß die an jede der Entladungselektroden (20,21, 24,25) angelegte Hochspannung für jede Anordnung den gleichen Wert hat.

4. Naßpräzipitator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Entladungselektroden (20,21,24,25) von einem gemeinsamen Armkreuz (19) getragen werden.

5. Naßpräzipitator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Gasdurchgänge die gleiche vorher festgelegte radiale Dimension (A¹,B¹) und andere der Gasdurchgänge eine größere radiale Dimension (C¹,D') aufweisen, wobei der Wert der an jede der Entladungselektroden angelegten Hochspannung durch die radialen Dimensionen desselben bestimmt wird.

6. Naßpräzipitator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungselektroden, die innerhalb der Gasdurchgänge mit der gleichen radialen Dimension angeordnet sind, von einem gemeinsamen Armkreuz getragen werden, während die Entladungselektroden, die innerhalb der Gasdurchgänge mit anderen radialen Dimensionen angeordnet sind, von gegenüber dem Armkreuz elektrisch

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isolierten Einrichtungen getragen werden.

7. Naßpräzipitator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorelektroden (10,11,12,13, 14) einen rohrförmigen, doppelwandigen Aufbau haben unter Ausbildung eines Innenraumes, durch welchen eine Flüssigkeit geführt wird au dem oberen Ende der Elektroden im Verteiler (1OA, HA,12A,13A,14A), d*r dazu dient , die Flüssigkeit auf den Oberflächen der Elektroden nach unten fließen zu lassen.

8. Naßpräzipitator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er an oberen Ende der Elektrodenanordnung eine Abzugshaube (H) aufweist, deren Oberfläche, auf die das gereinigte Gas auftrifft, parabolisch gekrümmt ist.

9. Naßpräzipitator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammer (43) einen oder mehrere Verteilerringe (30) mit einer Reihe von Düsen (31) zum Einsprühen geeigneter Reagentien in die Kammer (43) aufweist.

10. Naßpräzipitator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung zur Einstellung der axialen Position der Ringe (34,35,36) relativ, zu- Venturi-Öffnung (37) aufweist zur Optimierung der Reaktion der Reagentien mit den gasförmigen oder chemischen Verunreinigungen in dem eingeführten Strom von verunreinigter Luft.

11. Naßpräzipitator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Prozess-Steuereinrichtung (71,72) zur Messung der Konzentration des Reagens in der Reaktionskammer (43) und zur Messung der Menge der nicht-präzipitierbaren Ver-

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unreinigung in der Reaktionskammer (43) aufweist, deren Signale auf einen Verhältnisdetektor (73) aufgegeben werden zur Erzeugung eines Verhältnissignals entsprechend der relativen Menge der gemessenen Variablen, das in einer elektronischen Kontrolleinrichtung (74) mit einem Sollwert verglichen wird zur Erzeugung eines Steuersignals, das auf ein Endsteuerungselement (75) in der Reagenszuführungs leitung aufgegeben wird, um so die Menge des in die Kammer (43) eingeführten Reagens entsprechend dem gewünschten Verhältnis zu regulieren.

12. Naß-präzipitator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Einrichtung zum Dispergieren eines Katalysators in der Reaktionskammer aufweist, der die Umsetzung zwischen dem Reagens und der Verunreinigung fördert.

13ο Naßpräzipitator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Einrichtung zum Dispergieren von Aktivkohlepulver in der Reaktionskammer aufweist, um dadurch Gerüche der Verunreinigung zu beseitigen.

14. Naßpräzipitator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungselektroden an ihren unteren Enden mit VorionisieröngSi^iadeln versehen sind zur Erzeugung von Coronaentladungen, die Ozon für die Oxydation der Verunreinigungen liefern.

15. Naßpräzipitator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spüleinrichtung einen Wasserverteilerring (78), der oben auf jeder Kollektorelektrode befestigt ist und eine Reihe von Düsenöffnungen (86) aufweist, welche die Flüssigkeit nach oben versprühen, und einen Deflektorring (90)

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aufweist, der oberhalb des Verteilerrings (78) liegt, der die nach oben gesprühte Flüssigkeit aufnimmt und sie auf die Oberflächen der damit verbundenen Elektroden nach unten lenkt, wobei die Düsen (87) in dem Deflektor eine Wirbelbewegung in der Flüssigkeit erzeugen.

16. Naßpräzipitator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Def lektorring (90) mit einem konkaven Kanal (91) versehen ist, der durch Innen- und Außenwände (92,93) begrenzt ist, wodurch im Hinblick auf den Verteiler (78) ein innerer Auslaß (LO-,) zum Hinabführen der Flüssigkeit entlang der radialen inneren Oberfläche der Kollektorelektrode und ein äußerer Auslaß (LO₂) zum Hinabführen der Flüssigkeit entlang der radialen äußeren Oberfläche der Kollektorelektrode gebildet wird, wobei der äußere Auslaß (1Ό™) zur Kompensation der Zentrifugalkräfte verhältnismäßig klein ist.

17. Naßpräzipitator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Reaktionskatnmer (43) «in Ring (CR) aus einem katalytischen Material vorgesehen ist.

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