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Elektrostatischer Staubabscheider Die Erfindung betrifft einen elektrostatischen
Staubabscheider mit parallelen, gasgassenbildenden Niederschlagselektrodenwänden
aus einzelnen profilierten Niederschlagselektrodenstreifen mit Vorrichtungen zum
Abreinigen der Niederschlagselektrodenstreifen, mit zwischen den Niederschlagselektrodenwänden
angeordneten Ionisierungselektroden sowie Abschälvorrichtungen für konzentrierte
Staubströme.
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Elektrostatische Staubabscheider mit nachgeschalteten Ab schälvorrichtungen
sind aus der DT-OS 1 457 095 bekannt.
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Nach diesem Stand der Technik wird ein höher konzentrierter Teilstrom
im unteren Teil des Gasaustrittes eines elektrostatischen Abscheiders abgeschält
und entweder in den r Abscheid 4 intritt zurückgeführt oder über einen separaten
Staubabscheider in einen nachfolgenden Abschnitt des Reingaskanales.
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Nachteilig hierbei ist, daß der auf den Niederschlagselektroden abgeschiedene
Staub bei einem Klopfschlag wieder aufgewirbelt wird und zwar über die gesamte Höhe
der Niederschlagselektrode.
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Man hat versucht, den Reststaubgehalt hinter dem elektrostatischen
Staubabscheider durch Jalousieartige mechanische Staubabscheider, beispielsweise
nach der GB-PS 727 123 abzutrennen. Dieser Staubabscheider erstreckt sich zwar über
die gesamte Höhe des Gaskanales, er hat jedoch den Nachteil, daß insbesondere die
feinsten
Staubfraktionen, wie sie im Reingas hinter einem elektrostatischen
Staubabscheider mit hohem Abscheidegrad auftreten, mit nur geringem Effekt abgeschieden
werden, weil die feinen Staubteilchen im wesentlichen der Gasströmung folgen und
die Trägheitskräfte zu gering sind, um die Staubteilchen in diesem Abscheider zurückzuhalten.
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Solche Abscheider hinter einem elektrostatischen Staubabscheider neigen
auch leicht zu Verstopfungen, weil die äußerst feinen und aufgeladenen Staubteilchen
besonders fest an den Abscheideflächen haften und die Verstopfungen von Gaskanälen
begünstigen.
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Es ist ferner bekannt, agglomerierte Staubteilchen aus einem elektrostatischen
Abscheider durch am Ende des Abscheiders angeordnete Fangtaschen aus dem Gasstrom
zu entfernen (DT-AS 1 091 540). Auch hier muß mit einer Verstopfung der vielen Elemente
gerechnet werden.
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Während in elektrostatischen Staubabscheidern die Niederschlagung
der Staubteilchen im allgemeinen kein Problem mehr darstellt, denn unter Berücksichtigung
des elektrischen Staubwiderstandes kann jeder Staub durch Konditionierung in einen
elektrisch gut abscheidefähigen Zustand gebracht werden (Zement - Kalk - Gips, Nr.
5/1968, Seiten 199 - 208), ist die Staubabführung von den Elektroden ein besonderes
Problem, insbesondere bei trocken arbeitenden Elektrofiltern.
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Aus diesem Grunde hat man versucht, das Problem durch die besondere
Gestaltung der Niederschlagselektroden zu lösen.
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Beispielsweise durch Hohlkastenelektroden mit Fangscblitzen, durch
die der Staub dem Gasstrom entzogen wird oder durch profilierte Niederschlagselektrodenstreifen
mit strömungstoten oder strömungsschwachen Bereichen auf der Elektrode, in denen
der abgeschiedene Staub nach unten in die Bunker rieseln soll. Dies gelingt jedoch
nicht vollständig, weil
bei jedem Klopfschlag zum Ablösen des Staubes
von seiner Unterlage ein gewisser Teil des abgelösten Staubes von der vorbeifließenden
Gasströmung erfaßt, wieder aufgewirbelt und mitgerissen wird; er muß wieder abgeschieden
werden, worauf sich evtl. der Vorgang mehrmals wiederholt.
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Durch dieses Mitreißen des aufgewirbelten abgeschiedenen Staubes wird
der Abscheidegrad herabgesetzt. Der eindeutige Beweis für die Wirkung einer solchen
Klopfung auf den Reingasstaubgehalt ergibt sich, wenn man eine optische Staubdichtemessung
im Reingas hinter dem elektrostatischen Abscheider anordnet. Die Schreibstreifen
zeigen deutlich teilweise erhebliche Staubspitzen, die sich mit dem Rhythmus der
Klopfung innerhalb eines elektrostatischen Abscheiders ohne weiteres in Verbindung
bringen lassen.
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Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, diese Nachteile zu
vermeiden und insbesondere den in plattennähe wieder aufgewirbelten Staub zu fangen-und
dem Gasraum zu entziehen, um so die nachteiligen Wirkungen eines Klopfschlages in
bezug auf den Abscheidegrad zu verhindern.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die in Gasströmungsrichtung jeweils
letzte Niederschlagselektrode mindestens des letzten elektrischen Feldes als Hohlkastenelektrode
ausgebildet ist, daß am hinteren Ende dieser Hohlkastenelektrode längs ihrer Schmalseite,
sich mindestens teilweise über die Höhe der Hohlkastenelektrode erstreckende Absaugeschlitze
angeordnet sind und eine das hintere Ende der Hohlkastenelektrode in einem Abstand
umgebendes entgegen der Gasströmung offenes Abschälblech angeordnet ist und daß
in bekannter Weise Mittel zum Abführen, Abscheiden und Zurückführen des in die Hohlkastenelektrode
abgesaugten Staubes angeordnet sind.
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Es wurde überraschend gefunden, daß sich diese wiederaufgewirbelten
Staub ströme sehr stark in der Nähe der Niederschlagselektrodenwände konzentrieren
und dort längs der
Wände entlangströmen bzw. wieder abgeschieden
werden, so daß eine Abschälung bzw. Umlenkung und Absaugung durch Absaugeschlitze
in das Innere einer Hohlkastenelektrode vollständig ausreicht, um dieses Problem
zu lösen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Abschälblech
am hinteren Ende der Hohlkastenelektrode, diese U-förmig bzw. halbkreisförmig umgebend,
angeordnet.
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Die Erfindung ist nicht auf diese bevorzugte Ausgestaltung beschränkt.
Natürlich kann die Abschälelektrode U-förmig, rechteckig oder dreieckig ausgebildet
sein, wesentlich ist nur, daß der Abstand der vorderen Kanten des Abschälbleches
von der Hohlkastenelektrode in einem solchen Abstand angeordnet sind, daß die Masse
der in Wandnähe konzentrierten Staubströmung von dem Hauptgasstrom abgetrennt wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Wandabstand
der vorderen Kanten der der Gasströmung entgegenstehenden Abschälbleche zu der Hohlkastenelektrode
ttwa 1/8 bis 1/4 des Abstandes zwischen den sich gegenüberliegenden Hohlkastenplatten.
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Im allgemeinen genügt es, den Abstand der Kanten des Abschälbleches
so zu wählen, daß er etwa 1/8 des Wandabstandes beträgt, d.h. bei einem Abstand
der Hohlkastenplatten voneinander von 260 mm ca. 32 mm und bei einem 1/4 Abstand
ca. 65 mm. Welchen Abstand man wählt ist weitgehend von der Gasgeschwindigkeit und
der Anordnung der Klopfvorrichtung abhängig. Findet die Klopfschlageinleitung in
einer Plattenwand in Gasrichtung gesehen am Ende. eines Feldes statt, dann wird
man den größeren Abstand wählen und findet sie am Anfang der Plattenwand statt,
wird man den kleineren Abstand wählen. Die Begründung liegt darin, daß beim Einleiten
des Klopfschlages die höchsten Beschleunigungskräfte in der Umgebung der Einleitestelle
auftreten, d.h. daß hier
der Staub am stärksten dispergiert und
aufgewirbelt wird, während die Beschleunigungskräfte über die gesamte Platte gesehen
sich mit zunehmender Entfernung von der Eialeitestelle immer stärker verringern,
wie es beispielsweise aus "Staub, Band 23, 1963, Nr. 11, Seiten 478 bis 485, insbesondere
Bild 9, bekannt ist.
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Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist am unteren
Ende der Abschälbleche ein mit der Hohlkastenelektrode verbundener wannenförmiger
Boden angeordnet.
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Dadurch wird verhindert, daß der Staub nach unten in den Bunker rieselt
und dabei von der Gasströmung mitgerissen wird. Er wird vielmehr in die Absaugeschlitze
geleitet, falls er in erhöhter Konzentration am unteren Ende abgesaugt werden muß.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Hohlkastenelektrode
am unteren Ende über einen Kompensator in eine Absaugeleitung übergehend angeordnet.
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Zur Abführung des Staubes ist es zweckmäßig, daß sich die Hohlkastenelektrode
nach unten verjüngend in eine Absaugeleitung übergeht. Zweckmäßigerweise wird dabei
ein Kompensator zwischengeschaltet, um die Erschütterungen der Hohlkastenelektrode
bei einem Klopfschlag und Wårmedehnungen auffangen zu können. Dadurch, daß die Hohlkastenelektrode
mit den anderen Elektrodenstreifen einer Elektrodenwand eines Feldes mitgeklopft.wird,
wird gleichzeitig einerAbsatzbildung innerhalb der Hohlkastenelektrode entgegengewirkt
und die Staubabförderung begünstigt.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt die abgesaugte
Gasmenge eines Feldes an der Hohlkastenelektrode 8 - 12 O/o der Gesamtgasmenge.
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Es hat sich gezeigt, daß 8 - 12 % der Gesamtgasmenge genügen, damit
eine weitgehend vollständige Absaugung der in
Wandnähe konzentrierten
Staubströme erfolgt.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die
Absaugeschlitze der Hohlkastenelektrode so ausgebildet, daß in den Absaugeschlitzen
etwa die 6 - 8fache Gasgeschwindigkeit der Hauptströmung in den Gasgassen herrscht.
Erfindungsgemäß werden also etwa 8 - 12 % der Gasmenge durch die Absaugeschlitze
mit der 6 - 8fachen Gasgeschwindigkeit der Hauptgasströmung in den Gasgassen abgesaugt.
Frei steht dabei vollkommen die Wahl der Schlitze, eng über die gesamte Höhe durchgehend
oder mehrere getrennte Absaugeschlitze, die entsprechend breiter ausgebildet werden
können.
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Um die Absaugung gleichmäßig über die Höhe der Hohlkastenelektrode
zu erzwingen, wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung im Inneren der
Hohlkastenelektrode zur Vergleichmäßigung der Gas- und Staubabsaugung durch die
Schlitze über die Höhe der Hohlkastenelektrode eine diagonale Abdichtung angeordnet.
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Durch die erfindungsgemäße Hohlkastenelektrode mit dem Abschälblech
wird erreicht, daß die mit erhöhter Staubkonzentration durch die Wiederaufwirbelung
hervorgerufene wandnahe Staubströmung vollständig beseitigt wird und damit der Abscheidegrad
des elektrostatischen Staubabscheiders wirksam erhöht wird.
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Die Erfindung wird an Hand der Figuren näher und beispielhaft erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 die erSindungsgemäßenStaubabschälvorrichtungen in
einem zweifeldrigen elektrostatischen Staubabscheider
Fig. 2 die
konstruktive Ausgestaltung der Hohlkastenelektrode Fig. 3 einen senkrechten Schnitt
zu Fig. 2 Fig. 4 einen Aufriß der erfindungsgemäßen Elektrode innerhalb einer Gasse.
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In Fig. 1 ist mit 1 das elektrostatische Staubabscheidergehäuse und
mit 2 und 3 das erste und zweite elektrische Feld des Staubabscheiders bezeichnet.
Die elektrischen Felder bestehen aus Niederschlagselektrodenstreifen 4, die hier
nur angedeutet sind, die zusammen eine Niederschlagselektrodenwand bilden. Die Niederschlagselektrodenstreifen
sind hier nur angedeutet bis auf den jeweils letzten Streifen mit den erfindungsgemäßen
Hohlkastenelektroden 5, 5a mit den Abschälblechen 6 und 6a.
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Die an ihrem unteren Ende sich verjüngenden Kastenelektroden 5, 5a
gehen in ein Staubsammelrohr 7, 7a über, aus dem der Staub über ein Gebläse 8 oder
8a abgesaugt wird.
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Zweckmäßigerweise wird der Staub vom Ende des zweiten Feldes 3 über
das Sammelrohr 7a und das Gebläse 8a wieder in den Filtereintritt 9 zurückgeführt
und dort im unteren Drittel des Rohgaskanales eingeführt. Dadurch gelangt der Staub
in den unteren Filterteil und wird hier als konzentrierte Staubsträhne weitgehend
abgeschieden oder an der Abschälvorrichtung 6 des ersten Feldes 2 abgeschieden und
wieder abgesaugt bzw. von den Bunkertrennblechen 14 und 14a zurückgehalten. Der
im Sammelrohr 7 des ersten Feldes anfallende Staub kann über einen separaten Staubabscheider
11 geführt werden, wobei der Staub abgeschieden wird und das gereinigte Gas über
das Gebläse 8 in den Reingaskanal 12 geleitet wird.
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In den Figuren 2 bis 4 ist die nähere konstruktive Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Hohlkastenelektrode 5 und 5a mit den Abschälblechen 6 und 6a dargestellt.
Diese Hohlkastenelektroden, meist zwischen 4,5 bis 12 m in der
Höhe,
sind an ihrem oberen Ende an einem hier nicht gezeigten Traggestänge aufgehängt
und werden an ihrem unteren Ende durch Schrauben 10 mit dem Klopfgestänge 21 verbunden,
das an einem Ende einen Amboß 20 aufweist, auf den ein hier nicht dargestellter
Klopfhammer periodisch aufschlägt. Die Hohlkastenelektrode ist auf ihrer Außenseite
glatt und geht an ihrem unteren Ende sich auf den Querschnitt des Staubfallrohres
13 verjüngend in einen Kompensator 19 über.
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In Fig. 4 ist im Aufriß ein Schnitt durch einen Teil einer Gasgasse
dargestellt mit der erfindungsgemäßen Hohlkastenelektrode 5 zwischen dem Klopfgestänge
21 sowie dem Amboß 20 am Ende des Klopfgestänges. Die Hohlkastenelektrode 5 weist
an ihrem hinteren Ende über die Höhe verlaufende Schlitze oder einen Schlitz auf
und ist-umgeben von einem in diesem speziellen Beispiel halbkreisförmigen Abschälblech
6, dessen äußere entgegen der Gasrichtung liegende Kanten 15 sich in einem Abstand
a von der Hohlkastenelektrode befinden. Vor der Hohlkastenelektrode 5 befinden sich
die üblichen Niederschlagselektrodenstreifen 4, die meist als profilierte Fläche
ausgebildet sind. In der Mitte der Gasgasse befindet sich ein sog. Sprührahmen 16,
in dem die Sprüh- bzw. Ionisierungselektroden 17 eingespannt sind.
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Die Ionisierungselektroden können aber auch als freihängende gewichtsbelastete
mit Spitzen besetzte Ionisierungselektroden ausgebildet sein. Um eine gleichmäßige
Absaugung über die Höhe der Hohlkastenelektrode 5 zu erhalten, ist, wie aus Fig.
2 hervorgeht, schräg diagonal (gestrichelt gezeichnet) eine Abdichtung 18 vorgesehen.
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Patentansprüche