DE2340432A1

DE2340432A1 - Gasreiniger

Info

Publication number: DE2340432A1
Application number: DE19732340432
Authority: DE
Inventors: Olle Lennart Siwersson; Karl Gunnar Tell
Original assignee: S T Miljoteknik AB
Current assignee: S T Miljoteknik AB
Priority date: 1972-08-10
Filing date: 1973-08-09
Publication date: 1974-02-28
Also published as: US3831349A; DK140205C; CA998944A; NL7310992A; BE803420A; SE365948B; IT1009033B; JPS5116671B2; DE2340432B2; FR2195482A1; FR2195482B1; DE2340432C3; JPS49124676A; NL178657C; GB1391885A; DK140205B

Description

Patentanwalt»

Dipl.-Ing. A. Orunecker Λ. Auglist 1973

Dr.-/:,ς. H r.inkelfoy ρ g

AB S.T. MILJÖTEKNIK, Industrigatan 37, 252 29 HELSINGBORG,

Schweden

Gasreiniger

Die Erfindung betrifft einen Gasreiniger der Elektrofilterbauart mit voneinander elektrisch isolierten Ausström- und Niederschlagselektroden, denen eine Spannung aufgedrückt ist, damit Teilchen, und zwar sowohl trockene Staubteilchen als auch Flüssigkeitsteilchen, in einem zwischen ihnen fliessenden Gasstrom dazu gebracht werden, sich gegen die Niederschlagselektroden zu bewegen und daran abzusetzen.

Die in einem Gas schwebenden Teilchen, von denen das Gas befreit werden soll, werden in einem Elektrofilter durch elektrische Kräfte abgeschieden, wobei die Teilchen zuerst aufgeladen werden müssen. Die Aufladung und die Abtrennung der Teilchen können gleichzeitig in einem einzigen Feld erfolgen, oder auch können die Teilchen in einem ersten Feld aufgeladen und in einem zweiten Feld abgeschieden werden. Der Mechanismus und die Durchführung der Aufladung der Teilchen durch den Korona-Effekt sind beispielsweise in dem Artikel "Elektrofilter" von Bengt Berg, Teknisk Tidskrift 1959, Seiten 701-703, beschrieben.

Die an den Niederschlagselektroden abgeschiedenen Teilchen bauen allmählich eine mehr oder weniger gut isolierende Staubschicht an den Elektroden auf, wobei ein immer grösserer Teil des Spannungsabfalls zwischen den Ausström- und Niederschlagselektroden über die Staubschicht liegen wird und die zum Abtrennen der Teilchen wirksame Feldstärke in dem freien Raum zwischen den Elektroden immer kleiner wird. Die elektrostatische Anziehungskraft auf die geladenen Teilchen nimmt somit ab, weshalb die Bewegungsgeschwindigkeit der Teilchen quer zur Richtung des Gasstromes und gegen die Niederschlagselektroden abnimmt und für einen unveränderten Abtrennungsgrad ein längerer Niederschlagsweg erforderlich ist.

Die Niederschlagselektroden müssen somit von abgeschiedenem Staub befreit werden, was bei bekannten Elektrofiltern RB/wdh

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intermittierend oder kontinuierlich erfolgt, indem die Niederschlagselektroden geschüttelt, vibriert, mechanisch gekratzt (Trockenfilter), in irgendeiner geeigneten Flüssigkeit, gewöhn— lieh Wasser (Nassfilter) gewaschen oder mit einer solchen Flüssigkeit gespült werden. Diese bekannten Verfahren geben indessen nicht die erwünschte, vollständige Reinigung der Niederschlagselektroden, weshalb Verluste infolge u.a. der oben beschriebenen Wirkungen auftreten. Der Abscheidungsgrad der Elektrofilter .wird sorait im Vergleich zu dem bei völlig reinen Niederschlagselektroden erzielten Wert herabgesetzt. Kurz ausgedrückt, umfassen die Verluste sog. Agglomerationsverluste, die dadurch entstehen, dass zusammengeballte Teilchen die kiederschlagselektroden als eine Staubschicht von hoher Resistivität abdecken, sog. Turbulenzverluste, die davon abhängen, dass an den Niederschlagselektroden bereits abgeschiedener Staub bei kleinen elektrostatischen Kräften sich von diesen ablöst und eine erneute Aufladung erfordert, sowie sog. Rückstrahlungsverluste, die dann auftreten, wenn in der genannten hochresistiven Staubschicht Durchschläge vorkommen, wobei ein Teil der bereits abgetrennten Teilchen mit zu den Ausströmelektroden entgego.ngeHet.z-er Polarität aufgeladen und in den Gasstrom zurückgeitossen werden.

Auf Grund dieser 7er3.uste wird die Bewegungsgeschwindigkeit der geladenen Teilchen niedriger und somit wird der Niederschlagsweg länger, was gewissarmassen unter erhöhtem Kraftaufwand durch eine Erhöhung der Stromdichte zwischen den Ausström- und Niederschlagselektroden ausgeglichen werden kann. Die Stromdichte kann für diesen Zweck jedoch nicht unbegrenzt erhöht werden, da bei einer gewissen Grenze eine Rückstrahlung eintritt und der Abscheidungsgrad des Filters dabei kräftig verschlechtert wird.

Die vorliegende Erfindung bazweckt deshalb, die obigen Nachteile bei den bereits bekannten Elektrofiltern zu beseitigen oder wenigstens beträchtlich herabzusetzen, einen verbesserten Elektrofilter zu schaffen, der nicht so sperrig oder teuer ist wie die gegenwärtig üblichen !"liter, und schliesslich einen verbesserten Elektrofilter zu schaffen, in den sich Nassabscheider und dynamische Abscheider einbauen lassen, ' Erfindungsgemäss zeichnet rieh der El«.^.t.rofilter hier-

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zu dadurch aus, dass die Niederschlagselektroden rund um die Ausströmelektroden zum schnellen Umlauf um diese montiert sind und auf ihrer von den Ausströmelektroden abgekehrten Seite einen durch ein ausserhalbliegendes Gehäuse im übrigen gasdicht abgeschlossenen Raum abgrenzen, wodurch den an den Niederschlagselektroden abgeschiedenen Teilchen eine solche kinetische Energie beigebracht wird, dass sie durch die Fliehkraft in den ausserhalbliegenden Raum hinausgeschleudert werden.

Die Ausström- und die Niederschlagselektroden sind längs konzentrischer Zylinderflächen montiert.

Spülglieder sind im Gehäuse montiert, um die aus dem Gasstrom abgeschiedenen Teilchen wegzuleiten.

Radial lach aussen gerichtete Flüssigkeitszerstäuber sind vorgesehen, um im Zwischenraum zwischen den Ausström- und Niederschlagselektroden einen Vorhang aus feinverteilter Flüssigkeit herzustellen, welcher den Gasstrom kreuzt.

Der Gasstrom wird dem Zwischenraum zwischen den Ausström- und den Niederschlagselektroden durch die Ausströmelektroden hindurch zugeführt.

Auch die Ausströmelektroden sind so angebracht, dass sie umlaufen können.

Die Ausströmelektroden sind auf ihrer von den Niederschlagselektroden abgekehrten Seite von einem Dielektrikum Überzogen.

Glieder sind vorgesehen, um dem Gasstrom eine solche Bewegung beizubringen, dass eine Fliehkraftsabscheidung von Teilchen in den ausserhalb der Niederschlagselektroden liegenden Raum erhalten wird.

Durch diese Massnahmen können die Niederschlagselektroden kontinuierlich von Teilchen völlig rein gehalten werden, wodurch das Abscheidvermögen des Filters beträchtlich erhöht wird im Vergleich zu dem bereits bekannter Filter und unter der Voraussetzung, dass die übrigen, das Abscheidvermögen beeinflussenden Faktoren unverändert sind.

Erfindungsgemässe Gasreiniger vermeiden somit Turbulenzverluste, Agglomerationsverluste und Rückstrahlungsverluste. Somit wird eine höhere Bewegungsgeschwindigkeit der Teilchen erhalten, was bei konstantem Abscheidungsgrad kürzere Niederschlags-

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wege ermöglicht, d.h. kleinere Flächen der Niederschlagselektroden und somit kleinere Abmessungen des Filters, oder höhere Strömungsgeschwindigkeit des Gases durch den Filter, d.h. eine erhöhte Leistung des Filters. Weiterhin kann die Stromdichte ohne Gefahr einer Rückstrahlung erhöht werden, was einen besseren Wirkungsgrad des zugeführten Stromes ergibt.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben, welche einen schematischen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt.

Der in der Zeichnung dargestellte Gasreiniger besteht aus mehreren längs einer Zylinderfläche angeordneten Ausströmelektroden 1, mehreren längs einer anderen Zylinderfläche konzentrisch um die Ausströmelektroden 1 angebrachten und von ihnen elektrisch isolierten Niederschlagselektroden 2, einem die letzteren Elektroden umschliessenden, ringförmigen Gehäuse 3 und einem an den Zwischenraum zwischen den Elektroden 1 und 2 sich anschliessenden, zylindrischen Gaseintritt 4, welcher mit dem Gehäuse 3 vereinigt ist.

Die Ausströmelektroden 1 können aus dünnen Drähten oder aus einem Gitter bestehen, das elektrisch leitend ist und zwischen zwei kreisförmigen, geschlossenen Haltern 5,6 befestigt ist, von denen der untere Halter 6 auf einer Achse 7 fest montiert ist und konische Form hat, um den von unten durch den Eintritt 4 kommenden Gasstrom gegen einen zwischen den Elektroden und 2 gebildeten Spalt 8 zu leiten. Die Ausströmelektroden 1 sind ferner an einen auf der Achse 7 montierten Stromabnehmer 9 angeschlossen, über welchen den Ausströmelektroden 1 eine zweck- »ässigerweise negative Spannung im Verhältnis zu den üblicherweise geerdeten Niederschlagselektroden 2 aufgedrückt wird.

Die Niederschlagselektroden 2 können aus axial verlaufenden Drähten, die einen Teil eines Gitters bilden, oder aus Schaufeln bestehen, die elektrisch leitend sind und zwischen einem unteren Ring 10 und einem oberen, kreisförmigen Halter befestigt sind, welcher an einer mittels eines nicht gezeigten Motors in Lagern 12 drehbaren Welle 13 fest montiert ist. In dem Halter 11 sind öffnungen vorgesehen, um das nach dem Lauf durch den Spalt 8, in hohem Grade von Teilchen gereinigte Gas hinauszulassen. Die Niederschlagselektroden 2 sind ferner elektrisch an

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einen Stromabnehmer 14 angeschlossen, mittels welchen sie Üblicherweise geerdet sind.

Das die Niederschlagselektroden 2 umschliessende, ringförmige Gehäuse 3 ist durch Dichtungsringe 15, 16 gegen den Ring 10 und den Halter 11 abgedichtet und im übrigen ganz gasdicht geschlossen, damit nicht der Raum im Inneren des Gehäuses 3 vom Gasstrom im Spalt 8 berührt wird. Im oberen Teil des Gehäuses 3 sind Spülglieder 17 montiert, um die axialen Flächen des Gehäuses beispielsweise mit Wasser zu spülen, und im Boden des Gehäuses 3 ist ferner ein gasdichter Flüssigkeitsaustritt 18 vorgesehen.

Im Betrieb des Filters wird das von den darin schwebenden Teilchen zu reinigende Gas mit Hilfe z.B. eines nicht gezeigten Axialgebläses von dem Eintritt 4 in den Spalt 8 getrieben und Spannung wird zwischen den Ausströmelektroden 1 und den Niederschlagselektroden 2 angelegt, welche mit Hilfe des Motors in schnellen Umlauf versetzt worden sind. Wenn das Gas durch den Spalt 8 passiert, wird es wegen Korona-Effekt an den Ausströme lektroden 1 jonisiert und die im Gas schwebenden Teilchen werden aufgeladen, so dass sie von den Niederschlagselektroden 2 angezogen werden und sich an diesen absetzen. Als Folge des schnellen Umlaufs der Niederschlagselektroden 2 wird den abgeschiedenen Teilchen kinetische Energie erteilt, und sie werden durch die Fliehkraft von den Niederschlagselektroden 2 weg in den Innenraum des Gehäuses 3 geschleudert, wo sie von der SpUlflüssigkeit mitgerissen werden und ihr durch den Austritt 18 heraus folgen. Das von den Teilchen gereinigte Gas strömt durch den Halter 11 hinaus und wird in erwünschter Weise abgeleitet.

Mehrere Abänderungen der oben beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform sind im Rahmen der Erfindung möglich. Die beschriebene, a.ls Trockenfilter arbeitende Ausführungsform kann-somit ebenso gut als Nassfilter arbeiten, wobei radial nach aussen gerichtete Flüssigkeitszerstäuber in einer axialen Reihe in der von den Ausströmelektroden 1 gebildeten Zylinderfläche montiert werden. Der gegen die vorbeilaufenden Niederschlagselektroden gerichtete Flüssigkeitsvorhang aus diesen Zerstäubern erleichtert weiterhin das Entfernen der Teilchen von den Niederschlagselektroden 2. Ausserdem kann dieser Flüssigkeitsvorhang

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als Nassabscheider (Skrubber) arbeiten, indem er die Agglomeration der Teilchen im Gas und deren Absetzung an den Niederschlagselektroden erleichtert. Hierbei wird das Gas mit Hilfe des Axialgebläses und der Niederschlagselektroden in einer schraubenlinienförmigen Bahn durch den Spalt 8 hochgeleitet, so dass der Gasstrom zweckmässigerweise den Flüssigkeitsvorhang wenigstens zweimal passiert.

Durch den zustandegebrachten Umlauf des Gasstromes im Spalt 8 kann auch eine dynamische Abscheidung (Zentrifugalabscheidung) der Teilchen erreicht werden. Um diese Abscheidung zu verstärken, können zwischen dem unteren Teil des Gehäuses und dem Eintritt 4 auf der Saugseite des Gebläses Rückströmkanäle für das Gas angeordnet werden und gegebenenfalls kann ein unterer Teil der Niederschlagselektroden ortsfest gemacht werden.

Als Modifikation können die Ausströmelektroden auswendig mit einem Dielektrikum belegt werden, wobei das Gas ohne Korona-Effekt jonisiert wird. Das jor.isierte Feld kann hierbei als Katalysator fih: el. .^v ii^;che Reaktionen des Typs SO₂ ■* SO^ wirken, weXoIi le-stercs in Wasser löslich ist. Als Alternative kann Kalkwasser dem Fassahscheider zugeführt werden um SC>2 in CaSO^ umzuwandeln, das seinerseits abgetrennt und industriell ausgenützt werden kann.

Als weitere Alternative kann das Gas aus dem Raum innerhalb der AusStrömelektroden in den Spalt 8 eingeführt werden. Hierbei können die Ausströmeiektroden z.B. in demselben Sinne wie die Niederschlagselektroden umlaufen, wobei die im Gas schwebenden Teilchen aufgeladen werden können und ihnen beim Lauf durch die Niederschlagselektroden kinetische Energie zugeführt: werden kann.

Schliesslich sei erwähnt, dass durch zweckmässige Ausbildung der Niederschlagselektroden eine laminare Strömung des Gases in unmittelbare! Nähe der Elektroden erzielbar sein dürfte, wodurch die Turbulentverluavr; noch mehr herabgesetzt werden.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

Patentansprüche

Gasreiniger der Elektrofilterbauart mit voneinander elektrisch isolierten Ausström- und Niederschlagselektroden, denen eine Spannung aufgedrückt ist, damit Teilchen in einem zwischen ihnen fliessenden Gasstrom dazu gebracht werden, sich gegen die Niederschlagselektroden zu bewegen und daran abzusetzen , dadurch gekennzeichnet, dass die Niederschlagselektroden

(2) rund um die Ausströmelektroden (1) zum schnellen Umlauf

um diese montiert sind und auf ihrer von den Ausströmelektroden abgekehrten Seite einen durch ein ausserhalbliegendes Gehäuse

(3) im übrigen gasdicht abgeschlossenen Raum abgrenzen, wodurch den an den Niederschlagselektroden abgeschiedenen Teilchen eine solche kinetische Energie beigebracht wird, dass sie durch die Fliehkraft in den ausserhalbliegenden Raum hinausgeschleudert werden.
2. Gasreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausström- und die Niederschlagselektroden (1,2) längs konzentrischer Zylinderflächen montiert sind.
3. Gasreiniger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Spülglieder (17) im Gehäuse (3) montiert sind um die aus dem Gasstrom abgeschiedenen Teilchen wegzuleiten.
4. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch radial nach aussen gerichtete Flüssigkeitszerstäuber, die im Zwischenraum zwischen den Ausström- und Niederschlagselektroden (1,2) einen Vorhang aus feinverteilter Flüssigkeit herstellen, welcher den Gasstrom kreuzt.
5. Gasreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom dem Zwischenraum zwischen den Ausström- und den Niederschlagselektroden (1,2) durch die Ausströmelektroden hindurch zugeführt wird.
■ 6. Gasreiniger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Ausströmelektroden so angebracht sind, dass sie umlaufen können.
7. Gasreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmelektroden auf ihrer von den Niederschlagselektroden (2) abgekehrten Seite von einem Dielektrikum überzogen sind.

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8. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1-7, gekennzeichnet durch Glieder, die dem Gasstrom eine solche Bewegung beibringen, dass eine Fliehkraftsabscheidung von Teilchen in den ausserhalb der Niederschlagselektroden (2) liegenden Raum erhalten wird.

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