DE2460962B2 - Elektrostatischer Staubabscheider - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrostatischen Staubabscheider mit in einem Gehäuse im wesentlichen vertikal und mit Abstand voneinander angeordneten, in ihren Abmessungen im wesentlichen gleich groß dimensionierten Sprüh- und Niederschlagselektroden, zwischen denen die staubhaltigen Gase hindurchgeführt werden, wobei die Sprüh- und die Niederschlagselektroden quer zur Gasströmungsrichtung gesehen gegeneinander versetzt und/oder in einer Reihe angeordnet sind.

Aus der DE-OS 23 32 423 ist ein elektrischer Staubabscheider bekannt, der zwei aufeinanderfolgende Staubbehandlungsstufen aufweist. In der ersten Stufe, die als Ladestufe ausgebildet ist, werden die in dem Abgasstrom vorhandenen Stäube mit Hilfe einer Koronaentladung aufgeladen. In der darauffolgenden Staubsammelstufe sollen die geladenen Staubteilchen von den Gasen getrennt und abgeführt werden. Um dies zu bewerkstelligen, sind in diesem zweistufigen elektrischen Staubabscheider im wesentlichen rinnenförmig ausgebildete Führungs- und Sammelekektroden gegeneinander versetzt angeordnet. Die Führungselektroden sind hierbei so angeordnet, daß ihre rinnenförmigen öffnungen in Gasströmungsrichtung weisen, während die Sammelelektroden mit ihren öffnungen auf den zwischen den Führungselektroden befindlichen freien Zwischenraum weisend der Gasströmungsrichtung entgegengerichtet sind. Bei dieser bekannten rungs- und Sammelelektroden erfolgt im Betrieb dieses elektrischen Staubabscheiders eine Umlenkung des Gasstromes um etwa 180°. Dies ist jedoch erheblich von Nachteil, da die Aufrechterhaltung der Gasströmung durch den Abscheider aufgrund der starken Umlenkung der Gase nur mit einem hohen Energieaufwand bewerkstelligt werden kann. Der mit Staub beladene Gasstrom muß daher im Vergleich zu den bekannten ähnlichen Staubabscheidern mit höherer Strömungsgeschwindigkeit durch den Abscheider geführt werden. Dies bringt nicht nur höhere Betriebskosten mit sich, sondern ist auch mit dem Nachteil behaftet, daß von den Gasen ein Teil von denen auf der Sammelelektrode bereits abgeschiedenen Staubteilchen mitgerissen und mit diesen aus dem Abscheider ausgetragen werden. Darüber hinaus ist auch die Anfertigung von diesen bekannten rinnenförmig ausgebildeten Elektroden mit einem verhältnismäßig hohen Arbeits- und Kostenaufwand verbunden.

Aus der DE-AS 10 66 999 ist ein elektrostatischer Staubabscheider bekannt, dessen Niederschlagselektroden im Querschnitt sternförmig ausgebildet und aus jeweils vier zueinander senkrecht und um eine zentrale Längsachse drehbar angeordneten Platten zusammengesetzt sind und deren Sprühelektroden aus sich parallel zu dieser Längsachse erstreckenden Drähten bestehen. Die Anordnung der Niederschlagselektroden relativ zueinander ist derart, daß jeweils zwei Platten einer Elektrode mit jeweils zwei Platten einer benachbarten Elektrode einen gegenüber dem den Elektroabscheider durchstreichenden Gasstrom geschützten Kanal bilden, so daß der, auf den dem Gasstrom zugekehrten Seiten der Platten niedergeschlagene Staub nach Drehung der Elektroden um etwa 90° ohne die Gefahr eines Mitreißens von Staubpartikeln durch den Gasstrom abgeführt werden kann. Bei dieser Ausführungsform eines Elektroabscheiders besteht die Gefahr, daß sich aufgrund der geringen Oberfläche der Sprühelektrode Staubpartikel mit entgegengesetzter Ladung anlagern, so daß sich insgesamt eine Abschwächung des elektrischen Feldes bzw. eine Verringerung der Sprühwirkung ergibt. Dies erfordert ein häufiges Reinigen, beispielsweise durch Abklopfen, welches jedoch aufgrund der dadrurch entstehenden Verwirbelung den Abscheidegrad des Elektroabscheiders merklich verschlechtert. Auch stellt die Staubabführung mittels drehbar gelagerter Elektroden eine konstruktiv sehr aufwendige Lösung dar.

Aus der GB-PS 5 06 896 ist schließlich ein elektrostatischer Staubabscheider bekannt, dessen Sprüh- und Niederschlagselektroden aus gleich großen Platten bestehen, welche sich senkrecht zur Gasströmungsrichtung erstrecken und in Reihen bzw. versetzt gegeneinander angeordnet sind. Die Ebenen der Sprüh- und der Niederschlagselektroden bilden miteinander Winkel von etwa 90". Hierbei steht jeweils der Breitseite einer Sammelelektrode die Schmalseite einer Sprühelektrode gegenüber. Da sich im Verlauf der Oberfläche einer Elektrode relative Maxima der elektrischen Feldstärke und damit der Haftkraft nur an stark gekrümmten, eine Ladungskonzentration begünstigenden Oberflächen ausbilden und nicht an ebenen Flächen, welche als Äquipotentialflächen eine gleichmäßige Ladungsverteilung ermöglichen, herrschen im Bereich der Sammelelektrode relativ geringe Haftkräfte, welche ein Mitreißen von hier bereits abgeschiedenen Partikeln durch den den Staubabscheider durchstreichenden

nachteilig beeinflußt wird.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Sprüh- und Niederschlagselektroden eines elektrostatischen Staubabscheiders so auszubilden und anzuordnen, daß bei verhältnismäßig geringem Energie- und Kostenaufwand ein hoher Staubabscheidungseffekt erzielt wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß sowohl die Sprüh- als auch die Niederschlagselektroden im Querschnitt sternförmig ausgebildet und aus Platten zusammengesetzt sind, wobei die Sprüh- und die Niederschlagselektroden — quer zur Gasströmungsrichtung gesehen — jeweils in einer Reihe abwechselnd und um ihre Längsachse gegeneinander verdreht angeordnet sind. Durch die sternförmige Ausbildung des Querschnitts der Sprüh- und der Niederschlagselektroden wird deren Auffangwirkung erheblich verbessert, da die durch je zwei Platten einer Elektrode gebildete, ungefähr V-förmige Auffangrinne sehr vorteilhaft in eine solche Orientierung zur Gasströmungsrichtung gebracht werden kann, daß Staubpartikel, welche einmal abgeschieden worden s>nd, mit Sicherheit durch den, den Staubabscheider durchziehenden Gasstrom nicht wieder mitgerissen werden können. Die Elektroden können gegeneinander verdreht angeordnet sein, wobei jeweils dem einen Ende des sternförmigen Querschnittes einer Sprühelektrode jeweils zwei ~nden der zugehörigen Gegenelektrode unmittelbar gegenüberstehen können.

Auf diese Weise ergibt sich eine zuverlässige Ionisierung der Staubpartikel und ein hoher Abscheide- jo wirkungsgrad. Die im wesentlichen gleich groß dimensionierten, im Querschnitt sternförmigen Sprüh- und Niederschlagselektroden zeichnen sich darüber hinaus durch eine besonders hohe mechanische Stabilität der Bauform aus. «

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Sprüh- und Nicderschlagselektroden jeweils aus vier senkrecht zueinander angeordneten Platten bestehen, deren Außenkanten sägezahnförmig ausgebildet sind. Auf diese Weise wird der elektrostatische Abscheidegrad besonders begünstigt, da im Bereich dieser Außenkanten ein besonders starkes elektrisches Feld aufgebaut wird, so daß hierdurch auch hochohmige Stäube sicher abgeschieden werden können.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen elektrostatischen Staubabscheider gemäß der Erfindung im Längsschnitt mit in gleicher Richtung verlaufenden Sprüh- und Niederschlagselektroden,

F i g. 2 eine Draufsicht auf einen elektrostatischen Staubabscheider im Längsschnitt mit gleich ausgerichteten und gegeneinander um einen Winkel von etwa 45° verdreht angeordneten Sprüh- und Niederschlagselektrodenplatten.

Wie F i g. 1 zeigt, besteht der elektrostatische Staubabscheider aus einem Gehäuse 1 mit darin im wesentlichen vertikal und mit Abstand voneinander angeordneten Sprühelektroden 2 und Niederschlagselektroden 3. Diese Sprüh- und Niederschlagselektroden 2, 3 sind gegeneinander um ein gleiches Maß versetzt angeordnet und bestehen gemäß der Erfindung aus im Querschnitt sternförmig ausgebildeten, senkrecht b5 zueinander angeordneten Platten 4, 5, 6 und 7. Diese Platten sind in ihren Abmessungen gleich dimensioniert und gleich verlaufend ausgerichtet.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung der Sprühelektroden 2 und der Niederschlagselektroden 3 wird sehr vorteilhaft ohne besondere Gasleitbleche eine gleichmäßige Aufteilung des dem Staubabscheider 1 in Pfeilrichtung 8 zugeführten, mit Staub beladenen Gasstromes über den ganzen Abscheiderquerschnitt erreicht. Ferner erfahren bei dieser eifmdungsgemäßen Anordnung der Sprüh- und Niederschlagselektroden die zwischen diesen Elektroden hindurchgeführten Gasströme nur eine verhältnismäßig geringe Umlenkung von der ursprünglichen Gasströmungsrichtung, so daß aufgrund des verhältnismäßig geringen Strömungswiderstandes, der durch die Sprüh- und Niederschlagselektroden hervorgerufen wird, der Abscheider bei hohem Abscheidegrad mit verhältnismäßig geringem Energieaufwand betrieben werden kann. Auch können derartig ausgebildete Sprüh- und Niederschlagselektroden gemäß der Erfindung verhältnismäßig leicht und sehr preisgünstig angefertigt werden. Weiterhin weisen die erfindungsgemäßen Sprüh- und Niederschlagselektroden eine besonders hohe Stabilität auf, so daß sie insbesondere auch bei sehr großen Staubabscheidern mit Vorteil eingebaut werden können. Die Abmessungen der Elektroden richten sich im allgemeinen nach den Abständen zwischen den Sprüh- und Niederschlagselektroden. So werden z. B. bei einem Gassenabstand von 300 mm vorteilhaft die Elektrodenplattenmaße von Außenkante zu Außenkante mit etwa 150 mm festgelegt Die Sprüh- und Niederschlagselektroden 2 und 3 können entweder aus einzelnen, senkrecht zueinander angeordneten, miteinander verschweißten Platten bestehen, oder es können die einzelnen Platten auch an einer Rohrseele angeschweißt sein.

Erfindungswesentlich hierbei ist jedoch, daß die sternförmig ausgebildeten Sprüh- und Niederschlagselektroden im wesentlichen die gleiche Form und Abmessungen haben. Die Elektrodenform und die Anordnung der Elektroden im Staubabscheider gemäß der Erfindung machen auch ein Arbeiten mit wechselndem Gleichstrom möglich, wobei durch die erfindungsgemäß ausgebildeten Elektroden höhere Abscheidegrade als bisher erzielt werden können. Dadurch, daß die Sprühelektrode gemäß der Erfindung gleich groß ausgebildet ist wie die Niederschlagselektrode, kann von der Sprühelektrode dieselbe Staubmenge — ohne Wirkungsverluste — aufgenommen werden. Im Vergleich zu den bisher bekannten Elektroabscheidern wird auf diese Weise auch eine bedeutende Erhöhung der Staubabscheidewirkung erzielt, insbesondere auch deshalb, weil die Abreinigungsintervalle wesentlich größer sein können als bisher.

Beim elektrostatischen Staubabscheider gemäß der Erfindung können, wie Fig. 2 zeigt, sehr vorteilhaft die Sprühelektroden und die Niederschlagselektroden — quer zur Gasströmungsrichtung gesehen — in einem Abscheider gegeneinander versetzt und in einer Reihe — in Gasströmungsrichtung gesehen — hintereinander angeordnet werden. Bei den im Gaseintrittsbereich angeordneten Sprühelektroden 9 und Niederschlagselektroden 10 sind die Platten dieser Elektroden gleich verlaufend ausgerichtet, während bei den in Gasströmungsfichtung dahinter angeordneten Sprühelektroden 9' und Niederschlagselektroden 10' die Elektrodenplatten um einen Winkel von etwa 45° gegeneinander verdreht angeordnet sind. Durch diese kombinierte Anordnung der Sprüh- und Niederschlagselektroden in einem Staubabscheider werden eeeenüber den bisher

bekannten Abscheidereinrichtungen eben dieselben Vorteile erzielt wie mit dem in F i g. 1 dargestellten und beschriebenen Staubabscheider gemäß der Erfindung. Die um einen Winkel von etwa 45° verdrehte Anordnung der Sprühelektroden 9' gegenüber den Niederschlagselektroden 10' bringt vor allem den Vorteil mit sich, daß sie sowohl leicht ein- und ausgebaut als auch leicht mittels einer Klopfeinrichtung gereinigt werden können.

Der Gegenstand der Erfindung ist nicht nur auf die in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So können beispielsweise auch die in einer Reihe und gegeneinander verdreht angeordneten Sprühelektroden 9' und Niederschlagselektroden 10' vorteilhaft im Gaseintrittsbereich und die gegeneinander versetzt angeordneten Sprühelektroden 9 und Niederschlagselektroden 10 dahinter angeordnet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrostatischer Staubabscheider mit in einem Gehäuse im wesentlichen vertikal und mit Abstand voneinander angeordneten, in ihren Abmessungen im wesentlichen gleich groß dimensionierten Sprüh- und Niederschlagselektroden, zwischen denen die staubhaltigen Gase hindurchgeführt werden, wobei die Sprüh- und die Niederschlagselektroden quer zur Gasströmungsrichtung gesehen gegeneinander versetzt und/oder in einer Reihe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Sprüh- (2) als auch die Niederschlagselektroden (3) im Querschnitt sternförmig ausgebildet und aus Platten zusammengesetzt sind, wobei die Sprüh- und ι j die Niederschlagselektroden — quer zur Gasströmungsrichtung gesehen — jeweik in einer Reihe abwechselnd und um ihre Längsachse gegeneinander verdreht angeordnet sind.

2. Elektrostatischer Staubabscheider nach An- _>o spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprüh- (2) und Niederschlagselektroden (3) jeweils aus vier senkrecht zueinander angeordneten Platten bestehen, deren Außenkanten sägezahnförmig ausgebildet sind. .'j

3. Elektrostatischer Staubabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten der Sprühelektroden (2) und die Platten der Niederschlagselektroden (3) gleich verlaufend ausgerichtet sind. so

4. Elektrostatischer Staubabscheider nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten der Sprühelektroden (2) gegenüber den Platten der Niederschlagselektroden (3) um einen Winkel von etwa 45° verdreht angeordnet sind.