DE2419265A1

DE2419265A1 - Staubladevorrichtung fuer ein elektrisches entstaubungsgeraet

Info

Publication number: DE2419265A1
Application number: DE2419265A
Authority: DE
Inventors: Yoshifumi Nitta; Akira Shibuya
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1973-04-23
Filing date: 1974-04-22
Publication date: 1974-11-07
Also published as: BR7403274D0; IT1009870B; DE2419265C3; CA1016082A; JPS49130573A; SE397049B; AU6759674A; GB1461889A; DE2419265B2; FR2226213B1; US4018577A; FR2226213A1; JPS5148903B2

Description

Sa 2855

Ishikawajima-Härima Jukogyo Kabushiki Kaisha Tokyo / Japan

Staubladevorrichtung für ein elektrisches Entstaubungsgerät

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Entstaubungsgerät und insbesondere Verbesserungen des Ladeabschnitts eines zweistufigen elektrischen Entstaubungsgerätes, das aus einem Ladeabschnitt und einem Entstaubungsabschnitt besteht. Durch die Erfindung wird eine Ladevorrichtung für Staub geschaffen, der einen hohen elektrischen Widerstand hat.

Unter den üblichen Entstaubungsgeräten ist ein sogenanntes zweistufiges elektrisches Entstaubungsgerät bekannt, das aus einem Ladeabschnitt, um hauptsächlich den Staub zu laden, und einem Entstaubungsabschnitt, um hauptsächlich den geladenen Staub zu sammel, besteht.

Bei der oben erwähnten bekannten Art des Ladungsabschnittes wird meistens eine Elektrodenanordnung verwendet, bei der eine Gruppe von Entladungselektroden,

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die aus Drähten oder mit Zacken versehenen Leiterstangen bestehen, an der Mittelebene des Luftspaltes zwischen benachbarten Elektroden einer Gruppe gegenüberliegender Elektroden angeordnet sind, die aus parallelen ebenen Platten bestehen,die parallel zueinander abstandsgleich angeordnet sind. Die Partikelladevorrichtung mit einer solchen Elektrodenanordnung kann jedoch die grundsätzlichen technischen Schwierigkeiten nicht vermeiden, die erstens darin bestehen, daß infolge der räumlichen Ungleichmäßigkeit eines Ionenstroms nicht ausreichend geladene Partikel erzeugt werden, und zweitens, wenn der elektrische Staubwiderstand extrem hoch ist und 10 -0- cm überschreitet, der Staub seine elektrische Ladung infolge der inversen Ionisation verliert, die durch eine angesammelte Staubschicht auf den gegenüberliegenden Elektroden hervorgerufen wird, so daß die Partikel stromabwärts austreten, wenn sie von dem Gasstrom transportiert werden und damit der Ladungseffekt erheblich verschlechtert und der Entstaubungswirkungsgrad praktisch, begrenzt wird. Insbesondere im Hinblick auf den zuvor erwähnten zweiten Nachteil tritt infolge der Tatsache, daß der elektrische Widerstand der Staubschicht, die sich an den gegenüberliegenden Elektroden abgelagert und angesammelt hat, bis zu einem solchen Ausmaß extrem hoch wird, daß das elektrische Feld eine Durchbruchsfeldstärke überschreitet, ein Durchbruch in der Staubschicht auf, so daß durch die so hervorgerufene inverse Ionisation Spitzen an der Staubschicht Ionen mit einer Polarität entgegengesetzt zu derjenigen der von der Entladeelektroden zugeführten Ionen erhalten und daher als Folge der Ionen entgegengesetzter Polarität, die die Partikelladung neutralisieren, auch der Nachteil auftritt, daß die Partikel, die ihre Ladung verloren haben, von dem Gas mitgeführt werden und in den Entstaubungsabschnitt gelangen. Infolge der zuvor erwähnten Nachteile des Standes der Technik wurden Versuche unter verwendung zylindrischer, stangenförmiger Elektroden als gegenüberliegende Elektroden durchgeführt, jedoch

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selbst in einem solchen Fall konnten zufriedenstellende Ergebnisse bei Verwendung als Ladevorrichtung für ein staubenthaltendes Abgas mit hohem elektrischen Widerstand nicht immer erhalten werden. Dies war darauf zurückzuführen, daß, wenn eine Staubschicht auf der Oberfläche der stangenförmigen Elektroden gebildet wurde, bei einer großen elektrischen Stromdichte eine inverse Ionisation auftrat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Partikelladevorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, in einem staubenthaltenden Gas schwebende Teilchen stark und gleichmäßig aufzuladen, und die insbesondere zur Verwendung in einem Partikelladeabschnitt eines zweistufigen elektrischen Entstaubungsgerätes geeignet ist.

Bei einer derartigen Vorrichtung soll auch der Vorgang der inversen Ionisation an der auf der Elektrodenoberfläche abgelagerten Staubschicht hohen Widerstands verhindert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist am besten eine Partikelladevorrichtung in einem elektrischen Entstaubungsgerät geeignet, das eine Ionenerzeugungszone mit Ionenerzeugungselektroden und gegenüberliegenden Elektroden zurintermittierenden Erzeugung von Ionen zwischen den Ionenerzeugungselektroden und den gegenüberliegenden Elektroden aufweist,sowie Transporte lektroden zur Erzeugung ungleichmäßiger elektrischer Felder zwischen den gegenüberliegenden Elektroden in der Ionenerzeugungszone und den Transportelektroden und auch zum Transport von Ionen, die in der Ionenerzeugungszone erzeugt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 5 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 einen Längsschnitt eines elektrischen Entstaubungsgerätes mit einer bevorzugten Ausführungs-

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form der Partikelladevorrichtung gemäß der Erfindung,

Figur 2 einen vergrößerten Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,

Figur 3 einen vergrößerten Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, aus der der Teil hervorgeht, der demjenigen in Fig. 1 entspricht,

Figur 4 einen Längsschnitt eines Teils einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und

Figur 5 einen vergrößerten Querschnitt längs der Linie V-V in Fig. 4.

In den Zeichnungen sind mit 1 Eingangsstufen-Transportelektroden bezeichnet, die in einem staubenthaltenden Gas, das durch einen Hauptkörper 10 einer elektrischen Entstaubungsvorrichtung strömt, stromaufwärts angeordnet sind, um elektrische Transportfelder zu erzeugen. 2 und 4 bezeichnen gegenüberliegende Elektroden, die in Strömungsrichtung unterhalb der Eingangsstufen-Transportelektroden 1 und vor bzw. hinter Ionenerzeugungselektroden 3 angeordnet sind, so daß sie die Elektroden einschließen, um eine intermittierende Ionenerzeugungszone b zu schaffen. Die Elektrodenanordnung ist derart, daß die gegenüberliegenden Elektroden 2 und die Eingangsstufen-Transportelektroden 1 zickzackförmig angeordnet sind, und daß die anderen gegenüberliegenden Elektroden 4 und Ausgangsstufen-Transportelektroden 5, die in dem Ladeabschnitt in Strömungsrichtung am weitesten unten angeordnet sind, eine Zickzackform bilden. 6 bezeichnet eine Gleichspannungsquelle zur Erzeugung elektrischer Transportfelder, deren positiver Pol mit den Transportelektroden 1 und 5 und deren negativer Pol mit den gegenüberliegenden Elektroden 3 und 4 verbunden

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und auch geerdet ist. Die Ionenerzeugungselektrode 3 ist mit einem Impulsgenerator 9 verbunden und die Schaltung ist derart, daß eine impulsförmige Spannung zwischen den Elektroden 3 und den geerdeten gegenüberliegenden Elektroden 2 und 4 angelegt werden kann.

Als alternative einfache Methode, um die Impulsmethode zu ersetzen, kann entweder eine Wechselspannung oder eine h'albwellengleichgerichtete Spannung negativer Polarität an die Ionenerzeugungselektroden 3 bezüglich des Erd-¹potentials angelegt werden.

In der in der oben beschriebenen Weise aufgebauten Partikel ladungs vorrichtung werden ungleichmäßige elektrische Felder a zwischen den jeweiligen Eingangs- und Ausgangsstufen-Transportelektroden 1 und 5 und den jeweiligen gegenüberliegenden Elektroden 2 und 4 erzeugt, wenn impulsförmige elektrische Ströme zwischen den Ionenerzeugungselektroden 3 und den gegenüberliegenden Elektroden 2 und 4 durchgeleitet werden, das gasförmige Medium zwischen diesen Elektroden wird ionisiert ■, die so erzeugten negativen Ionen werden in die ungleichmäßigen elektrischen Felder eingeführt, die zwischen den Transportelektroden und den gegenüberliegenden Elektroden 2 bzw. den Transportelektroden 5 und den gegenüberliegenden Elektroden erzeugt werden, um die negativen Ionen zu den Transport *- elektroden 1 in der Eingangsstufe bzw. den Transportelektroden 5 in der Ausgangsstufe zu bewegen, und der staubenthaltende Gasstrom und die negativen Ionen werden somit in parallelen und antiparallelen Strömen in Berührung gebracht, so daß die Staubpartikel geladen werden.

Die geladenen Partikel, die den Ladeabschnitt durchlaufen haben, werden in einen Entstaubungsabschnitt gebracht, der Felderzeugungselektroden 13 und Sammelelektroden 14 aufweist, die in der Ausgangsstufe des Entstaubungskörpers

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angeordnet sind, wo der Staub gesammelt und aus dem Gasstrom entfernt wird, und zwar entweder aufgrund des Raumauffangeffekts infolge einer elektrischen Kraft oder des induzierten Adsorbtionseffekts in Richtung der Kollektorelektroden, die einen Auffangbehälter bilden, oder aufgrund der Kombination beider Effekte.

Auf diese Weise wird der Gasstrom zu der nächsten Stufe des Behandlungsprozesses oder an die Atmosphäre nach Umwandlung in ein reines Gas abgegeben.

Obwohl eine Vorrichtung von der Art, bei der das staubenthaltende Gas und die negativen Ionen in parallelen und antiparallelen Strömen in Berührung kommen, anhand der obigen Ausführungsform beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf diese Art Vorrichtungen beschränkt, sondern könnte als Vorrichtung der Art mit einer einzigen Strömungsberührung unter Verwendung entweder paralleler oder antiparalleler Ströme ausgebildet sein, solange die intermittierende Ionenerzeugungszone b und die elektrischen Ionentransportfelder a erzeugt werden. Insbesondere bei einer Ausführungsform mit antiparalleler Strömungsberührung ist eine solche Anordnung, bei der die Transportelektroden in der Eingangsstufe (stromaufwärts) und die intermittierende Ionenerzeugungszone b in der Ausgangsstufe (stromabwärts) angeordnet sind, von Vorteil, und in diesem Fall sollen in der intermittierenden Ionenerzeugungszone b die Ionenerzeugungselektroden 3 und die gegenüberliegenden Elektroden 2 und 4 so angeordnet sein, daß sie rechtwinklig zu der GasStromrichtung auf einer Linie liegen.

Da die Vorrichtung gemäß der Erfindung eine Ionenerzeugungszone b mit Ionenerzeugungselektroden 3 und gegenüberliegenden Elektroden 2 und 4 zur intermittierenden Erzeugung von Ionen zwischen den Ionenerzeugungselektroden 3 und den gegenüberliegenden Elektroden 2 und 4 und

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Transportelektroden 1 und 5 zur Erzeugung ungleichmäßiger elektrischer Felder a zwischen den gegenüberliegenden Elektroden 2 und 4, die die Ionenerzeugungszone b bilden, und den Transportelektroden 1 und 5 und auch zum Transport der Ionen, die in der Ionenerzeugungszone b erzeugt werden, hat, wird kein hohes elektrisches Potential an der einen hohen Widerstand aufweisenden Staubschicht erzeugt, die an der Elektrodenoberfläche abgelagert wird, im Gegensatz zu den bekannten elektrischen Entstaubungsvorrichtungen, bei denen ein Coronaentladestrom kontinuierlich fließt. Dadurch können die Fehler vermieden werden, die durch den Vorgang der inversen Ionisation verursacht so daß der Staub leicht geladen werden kann, und selbst die Entstaubung eines Austrittsgases bei einem Anwendungsfall, wo der elektrische Widerstand des Staubes hoch ist und die Entstaubung daher als schwierig durchzuführen angesehen wurde, kann leicht durchgeführt werden, indem ein Entstaubungsabschnitt in der Stufe hinter der Vorrichtung gemäß der Erfindung angeordnet wird. In Fig. 2 bezeichnet 7 Widerstände, 8 Kondensatoren, 12 eine Energiequelle für den Impulsgenerator und 15 eine Energiequelle für den Entstaubungsabschnitt.

Obwohl bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Transportelektroden stabförmig ausgebildet sind, ist es offensichtlich auch möglich, z.B. parallele ebene Platten längs des Gasstroms anzuordnen, wobei die gleiche vorteilhafte Wirkung auftritt. Ein Beispiel dieser abgewandelten Ausführungsform ist in Fig. 3 gezeigt.

In Fig. 3 bezeichnen a und b und 2, 3, 4, 6, 13, 14 und 15 die gleichen Teile wie in Fig. 1 und 2. 16 bezeichnet einen Impulsgenerator, 17 eine Energiequelle für die gegenüberliegenden Elektroden und 18 Transportelektroden in Form paralleler Platten, die längs des Gasstroms angeordnet sind.

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Gemäß dieser abgewandelten Ausführungsform ist der positive Pol der Gleichspannungsquelle 6 zur Erzeugung elektrischer Transportfelder mit den Transportelektroden 18 in Form paralleler ebener Platten verbunden und ihr negativer Pol ist geerdet. Zusätzlich ist eine weitere Gleichspannungsquelle 17 vorgesehen, deren negativer Pol mit den gegenüberliegenden Elektroden 2 und 4 verbunden ist und deren positiver Pol geerdet ist, um an die gegenüberliegenden Elektroden 2 und 4 gegenüber dem Erdpotential eine Spannung anzulegen, so daß ein elektrostatischer Abschirmeffekt gesteuert und auch eine Coronaentladeanfangsspannung der Ionenerzeugungselektroden 3 frei gesteuert werden kann.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 4 und 5 gezeigt. In diesen Figuren sind entsprechende Teile wie in den Fig. 1 und 2 mit den gleichen Bezugszeichen und -ziffern versehen und haben die Funktion wie letztere. Der einzige Unterschied zwischen dieser abgewandelten Ausführungsform und der ersten Ausführungsform in den Fig. 1 und 2 besteht darin, daß die Partikelladevorrichtung zweistufig ausgebildet ist. Die Partikelladevorrichtung kann selbstverständlich auch drei- oder mehrstufig ausgebildet sein.

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Claims

Ansprüche

1. Partikelladevorrichtung zur Verwendung in einem elektrischen Entstaubungsgerät, bei dem Staubpartikel in einem Staub enthaltenden Gas in einem Ladeabschnitt geladen werden/ der in einem Staubsammelkörper stromauf wartig angeordnet ist, und danach von einem stromabwärticren Entstaubungsabschnitt gesammelt werden, gekennzeichnet durch gegenüberliegende Elektroden zur Erzeugung einer Ionenerzeugungszone zwischen Ionenerzeugungselektroden und den gegenüberliegenden Elektroden und auch zur Erzeugung ungleichmäßiger elektrischer Felder zwischen Transportelektroden und den gegenüberliegenden Elektroden, einen Impulsgenerator, der zwischen die Ionenerzeugungselektroden und die gegenüberliegenden Elektroden geschaltet ist, um eine impulsform!ge Spannung zwischen diesen anzulegen, und eine Gleichspannungsquelle, die zwischen die gegenüberliegenden Elektroden und die Transportelektroden zur Erzeugung ungleichmäßiger elektrischer Gleichfelder zwischen diesen geschaltet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportelektroden in Strömungsrichtung oberhalb der Ionenerzeugungszone angeordnet sind, die aus den gegenüberliegenden Elektroden und den Ionenerzeugungselektroden bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportelektroden in Strömungsrichtung unterhalb der Ionenerzeugungszone angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportelektroden in Strömungsrichtung oberhalb und unterhalb der Ionenerzeugungszone angeordnet sind.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenerzeugungselektroden und die gegenüberliegenden Elektroden so angeordnet sind, daß sie rechtwinklig zu der Strömungsrichtung des Staub-enthaltenden Gases auf einer Linie liegen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportelektroden als ebene Platten ausgebildet und parallel zueinander längs des Staub-enthaltenden Gaststroms angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelladevorrichtung in Strömungsrichtung oberhalb des Entstaubungsabschnittes in Form mehrerer Stufen angeordnet ist.

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