DE2744556A1

DE2744556A1 - Hochintensitaets-ionisierungsvorrichtung fuer einen elektrostatischen abscheider

Info

Publication number: DE2744556A1
Application number: DE19772744556
Authority: DE
Inventors: Dale J Satterthwaite
Original assignee: Electric Power Research Institute Inc
Current assignee: Electric Power Research Institute Inc
Priority date: 1977-04-07
Filing date: 1977-10-04
Publication date: 1978-10-12
Also published as: SE7712049L; US4108615A; IT1090920B; AU505390B2; FR2386352A1; JPS53126576A; GB1591827A; FR2386352B1; CH623240A5; AU2912077A; JPS6124055B2; CA1083497A

Description

Die T^r findung betrifft eine hochintensive Ionisiorungsvorrichtung, mit der es möglich ist, Partikelr.iaterial, das in einem verunreinigten Gasstrom mitgerissen wird, vor der Entfernung der geladenen Partikel aus deo Strom durch eine elektrostatische Abscheidung aufzuladen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Elektrodenanordnung für eine koaxiale Venturi-Ionisierungs-Vorrichtung, bei der sauberes Gas durch eine Reihe von in Unfangsrichtung angeordneten Düsen strahlförrr.ig eingeführt wird und über die Anodenfläche der Ionisierungsvorrichtunr; als laminarer Film fließt; auf diese V/eise wird das Absetzen von Partikeln auf dieser Oberfläche verhindert.

Einissionsnorrnnerte für den Partikelanteil in Rauchgasen, die aus den Schornsteinen kohlenbefeuerter elektrischer Kraftwerke strömen, werden in zunehmendem Maße strenger. Die Qualitätsnorm für die Strömungsluft erfordert, daß mehr als 99 % der Flugasche, die durch brennende Kohle erzeugt wird, vor einer Freigabe der Verbrennungsgase aus dem Schornstein entfernt werden müssen. Somit muß die V/irksaakeit für das Abfangen des Partikelanteils proportional zum Aschenanteil der Kohle zunehmen. Zusätzlich wurde es bei der Bemühung, die Emission von bestimmten gasförmigen Verunreinigungen, insbesondere von Schwefeloxiden, zu reduzieren, in wachsendem Maße notwendig, in elektrischen Kraftwerksanlagen Kohle mit geringem Schwefelanteil zu verwenden.

Der elektrostatische Abscheider stellt die am allgemeinsten verwendete Vorrichtung zur Entfernung des Partikelmaterials von Schornsteingasen eines Kraftwerks dar. Da die Größe eines elektrostatischen Abscheiders durch die Wirksamkeit für die erforderliche Entfernung von Flugasche bestimmt wird, zieht eine Erhöhung der geforderten 7/irksamkeit beim Abfangen von Flugasche mit sich, daß Größe und Kosten der Anlage notgedrungen entsprechend ansteigen. Da der spezifische Wider-

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stand von Flugasche im umgekehrten Verhältnis zun Anteil an verbrennbarem Schwefel steht, der in der verbrannten Kohle vorhanden ist, vermindert eine Verwendung von Kohlensorten mit geringem Schwefelanteil direkt die Emission von gasförmigem Sch'.vefeloxid und erzeugt Staub von sehr hohem Widerstand. Es konnte gezeigt werden, daß die Größe des elektrostatischen Abscheiders, die zur Erreichung eines gegebenen Grades an Abfangeffektivität notwendig ist, mit wachsendem elektrischen Widerstand der Flugasche zunimmt. Deshalb nehmen Größe und Kosten des Abscheiders weiterhin zu, nenn Kohlensorten mit niedrigem Schwefelanteil verwendet werden.

In der letzten Zeit sind hochintensive Ionisierungsvorrichtungen entwickelt worden, in denen eine einzige Elektrodenreouietric eine stabile, hochintensive Koronaentladung erzeugt, durch die das mit Partikeln beladene Gas geführt wird. Die ionisierten liauchgase laden das Partikelmaterial in viel höherem Maße auf, als dies mit einem konventionellen elektrostatischen Abscheider zu erreichen wäre. Wenn auf die Ionisierungsvorrichtung ein elektrostatischer Abscheider folgt, führt die höhere Partikelladung aufgrund höherer V/anderungs- oder Partikeldriftgeschwindigkeiten zu einer höheren Abfangeffektivität im Abscheider. In einer derartigen zweistufigen Anordnung arbeitet die Ionisierungsvorrichtung als Aufladestufe, während der Abscheider als Abfangstufe dient.

Derartige hochintensive Ionisierungsvorrichtungen verwenden ein koaxiales Paar von Elektroden, mit denen ein hochintensives Feld erzeugt wird, das sich radial und axial gegenüber der Eichtun^r' des Gasstroms ausdehnt.

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Die Anode einer derartigen Anordnung nimmt typischerweise die Form eines Venturi-Diffusors an, durch den die Schornsteingase unmittelbar vor dem Eintritt in die Abscheiderstufe strömen. Die Kathode ist dabei eine Scheibe, die koaxial innerhalb der Venturi-Rohrverengung angeordnet und mit einer gekrümmten Umfangskante ausgebildet ist, deren Radius viel kleiner als der innere Radius des Venturi-Rohres ist. V/enn zwischen der Anode und der Kathode eine Hochspannungsleistungsversorgung geschaltet wird, bildet sich in einem ringförmigen Bereich zwischen dem gekrümmten Umfang der Kathodenscheibe und dem umgebenden zylindrischen Bereich der Kathodenscheibe und der umgebenden zylindrischen Anodenfläche in der Nähe der Scheibe eine hochintensive Koronaentladung. Da das Feld in Richtung des Gasflusses relativ schmal ist, läßt sich ein hochintensives Feld ohne übermäßige Leistungserfordernisse erhalten. Das Zusammenwirken von hoher Gasflußgeschwindigkeit durch das Venturi-Rohr hindurch und des hochintensiven transversalen elektrischen Feldes, durch das der Gasstrom verläuft, erzeugt eine intensive Ionisation und einen sehr hohen Aufladungsgrad der Partikel, was ungeachtet des hohen Widerstandes der Teilchen, wie es bei Flugasche von Kohle mit niedrigem Schwefelanteil der Fall ist, zu einer vergrößerten Abfangeffoktivität führt.

Eines derjenigen Probleme, die in Verbindung mit koaxialen, hochintensiven Ionisierungsvorrichtungen des oben beschriebenen Typs aufgetreten sind, ergibt sich aus der nachteiligen Anlagerung von geladenen Partikeln auf der zylindrischen Anodemvand nahe der Ebene der Koronaentladung. Das Absetzen von Partikelmaterial hohen Widerstandes in diesem Bereich führt zu den Phänomenen der Nebenkorona und übermäßiger Funkenbildung, woraus sich eine Verschlechterung des elektrischen Feldes und eine Verringerung der Partikelladung ergibt. Zur Überwindung dieser Probleme wurden

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bereits Versuche unternommen, die Anodenoberflache in dem betroffenen Bereich zu "säubern", um so Störungen in der Korona aufgrund einer Schmutzanlagerung an der äußeren Elektrode auszuschalten. Diese Säuberung wurde durch Einspritzen von V/asser oder ähnlicher:! Fluid auf die Oberfläche des sich zusammenziehenden konusfürmigen Abschnitts der Venturiwand durchgeführt. Das Venturi-Rohr wurde nach unten berichtet, und das V/asser floß unter der kombinierten 'Wirkung von Schwerkraft und Reibung mit den strömenden Gasen über die Anodenflächo.

In einem anderen Versuch wurde ein Venturi-Rohr mit einer porösen oder durchlöcherten Anodenwand oder mit einem Schirmgitter verwendet, wodurch sauberes Gas einer äußeren Quelle in das Venturi-Rohr senkrecht zur Hauptgasstromrichtung eingeführt wurde, um eine Schutzbarriere aus sauberem Gas zu schaffen. Aus mehreren Gründen ergab dieser letztere Versuch jedoch nicht völlig zufriedenstellende Ergebnisse.

Erstens sind bei diese:.: Lösungsversuch "roßo Mengen an sauberem Gas erforderlich, ilußerde:.: können scharfe Kanten und kleine Ausstülpungen auf der Oberfläche von Schirmgittern, durchlöcherten Platten oder norösen Metallionisierungswänden als Ansatzstellen fur die Einleitung einer Nebenkorona dienen. Auch zeilen Schirmgitter, durchlöcherte Platten, mit Draht umwickelte Zylinder r.:it außen angebrachten Verbindungsbolzen oder poröse Materialien immer Bereiche niedriger Strahlgesch'.vindigkeit; diese zeigt sich entweder an derjenigen Zone, vjo Schichtmaterial bzw. Blech zur Ausbildung eines Zylinders verb_unden ist, oder im V/irbelbereich äußerer Aufbauteile. In diesen Bereichen versucht sich Partikelmaterial anzusammeln, wobei die Leistung dadurch verringert nird, daß lokale ilebenkoronabildungen begünstigt werden.

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Deshalb besteht erfindungsgemäß die Aufgabe darin, diese

unerwünschten Effekte, die sich aus dem Aufbau geladener

Partikel auf der Anodenwand der Ionisierungsvorrichtung ergeben, zu vermeiden.

Die erfindunrsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß sauberes Gas in das Venturi-Rohr durch eine Vielzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Düsen oder Strahlrohren hineingedrückt wird, die zwischen einer Reihe von axial mit Abstand angeordneten konischen Flügeln in der Venturiwand gebildet sind. Diese Flügel sind so geformt, daß sie sauberes Gas strahlförmig längs der Anodenwand und im wesentlichen mit gleicher Richtung wie der Hauptgasstrom leiten. Diese Anordnung bewirkt gegenüber der Ablagerung von Partikelmaterial auf der Anode eine effektivere Barriere, und zwar effektiver, als man sie bis jetzt erhalten hat; daraus ergeben sich Einsparungen im Verbrauch an Säuberungsgas und Verbesserungen in der Leistung der Ionisierungsvorrichtung.

Die erfindungsgemäße Anodenanordnung bildet einen wirksamen Barrierefilm mit wesentlich verminderten Mengen an sauberem, in die Ionicierun^svorrichtung eingeführten Gcs im Vergleich zu denjenigen Systemen die Schirmgitter, poröse Materialien und dergleichen mehr zur Abgabe von sauberem Gas in zum Hauptgasstrom senkrechter Richtung verwenden.

Die Orientierung der Düsen für das saubere Gas entspricht angenähert der Richtung des Hauptgasstromes und bewirkt, daß ein Mitströmen und eine Stromunterstützung des Hauptgasstromes möglich ist, wodurch der Druckabfall, der mit dem Durchleiten von Schornsteingasen durch das Ionisierungsventurirohr verbunden ist, verringert wird. Die oben

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angeführten Nebenkoronaproblerae werden ebenfalls zum großen Teil eliminiert, da die Radien der Flügelkanten auf einfache Y/eise durch Bearbeitungsprozesse gesteuert werden können, so daß sich scharfe Kanten und andere Ungleichmäßigkeiten, wie sie Schirmgitter, durchlöcherte Platten, poröse Wände us«, zeigen, ausschließen lassen. Auch stellen die in Umfangsrichtun^r: verlaufenden, durch die Flügel gebildeten öffnungen nicht unterbrochene, eliminierende Bereiche niedriger Strahl-Geschwindigkeit dar, die zur llaterialanhäufung neigen.

Die Erfindung wird beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine schcructischo Seitenansicht eines elektrostatischen Üehrfachntufen-Abscheiders, der die erfinäui-i~s -enäßo hochintensive Ionisierungsvorrichtung aufweist.

Fir. Ti eine vergrößerte Seitenansicht einer Ionisierungsstufo der Vorrichtung nach Fig. 1, die teilweise aufgeschnitten ist, ur. die Ionisierungsanordnung zu zzirren,

Fi₁:. ~\ eine Seitenondansicht der Ionisierungsstufe nach -''ig. 2, wobei der Einlaß teilweise weggeschnitten wurde, u;;. die Ionisicrungsanordnung zn zeigen,

Fi,:. ¹I eine vergrößerte Teilschnittansicht eines einzigen IonicierungEventurirohrs; gezei.;;:t wird die Jle'.-.t roe¹, e nanor dnun g,

Fi;". \ eine weitere vergrößerte Teilschnittansicht der Hlertroden nach Fig. k; die Anodenflü.gel und die i'-Cit-'-orieiicchcibe werden dabei i^rn Detail gezeigt,

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Fie. 6 ein scheniatisches Diagramm des Steuerungscystems für eine Ionisierungsanordnung mit einem Anoden-Luft zuführungssystem.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein elektrostatisches Abscheidersystem, das die Erfindung aufweist. Wie sich aus Fig. 1 erkennen läßt, enthält das Abscheidersystem einen Gaseinlaß 11, in den hinein Gase, die gereinigt werden sollen, so gerichtet werden, wie es durch den Pfeil 12 angedeutet ist, einen Gasauslaß 13, von dem aus gereinigte Gase einer geeigneten stromabwärts gelegenen Vorrichtung, beispielsweise einem atmosphärischen Entladekanal zugeführt werden, wie es durch den Pfeil M± gezeigt wird, und in typischer Weise ein kaskadenfö'rmig angeordnetes Paar von Ionisierungs-Abscheider-Einheiten, die im allgemeinen mit dein Bezugszeichen 15» 15' gekennzeichnet sind. Jede Ionisierungs-Abscheider-Einheit 15, 15' enthält eine Ionisierungsstufe 16 (I6')und in typischer V/eise ein Paar konventioneller elektrostatischer Abscheider 17, 18 (17', 18'). Jede Ionisierungsstufe 16, 16' und .jede Abscheiderstufe 17, 17', 18, 18' ist mit einem Hochspannungs-Eingangsanschlußstück 19 ausgestattet, das mit einer geeigneten Hochspannungsquelle verbunden ist, wie es genauer unten in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben wird, und besitzt einen Sammelbehälterteil 20, der zum Aufsammeln des Partikelmaterials dient, das vom Gas beim Strömen durch Einheiten 15, 15' abgeschieden wird.

Bei Betrieb tritt das Partikelmaterial enthaltende Gas in die Anlage nach Fig. 1 über den Einlaß 11 ein und strömt durch die erste Ionisierungsstufe 16, in der die Partikel im Gas elektrostatisch aufgeladen werden. Das Gas mit den elektrostatisch aufgeladenen Partikeln strömt als nächstes in die aufeinanderfolgenden Abscheiderstufen 17, 18; in jeder dieser Stufen werden die geladenen Partikel aus dem Gasströmungsweg unter dem Einfluß

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eines elektrischen Feldes heraus abgelenkt, das über dem Strömungsweg aufgebaut ist; die Partikel werden im Behälterteil 20 der Abscheiderstufe 17, 18 abgelagert. Das aus dem Abscheider 18 ausströmende Gas wird durch die Ionisierungsstufe 16' und durch die Abscheiderstufen 1?', 18' geführt, wodurch eine zusätzliche Reinigung bewirkt wird; die gereinigten Gase treten aus der Abscheiderstufe 18' aus und werden über den Gasauslaß 13 su einer stromabwärts gelegenen geeigneten Vorrichtung geleitet.

Die Fig. 2 und 3 zeigen auf typische Weise in genaueren Einzelheiten den Gaseinlaß 11 und die erste Ionisierungsstufe 16. Aus diesen Figuren läßt sich erkennen, daß der Gaseinlaß 11 eine hohle Leitung von trapezförmiger oder anderer geeigneter geometrischer Gestalt ist, die an der stromabwärts gelegenen Seite mit einem Gasverteilorbereich verbunden ist. Der Vorteilerbereich 22 ist nit einer Eingangs- !:3.".r.cr 23 verbunden, die innerhalb des Gehäuses der Ionisierungseinheit 16 aus deren Seiten- und Bodenwänden und einer vertikal angeordneten Zwischenwand ?J-\ gebildet ist. Die Zwischenwand ZL und eine zweite vertikal angeordnete Zwischenwand 23 legen mit den Seitenwänden, der Oberseite und den Bodenvjänden der Ionisierungsstufe 16 ein Druck-Verteilerclenent 26 fest, dessen Aufgabe noch beschrieben wird.

Innerhalb der Ionisierungsstufo 16 ist in regelmäßiger Anordnung eine Vielzahl von Venturi-Diffusoren 2? und zugeordnete zentrale Elektrodenstützteile 23 angeordnet; jedes dieser Elektrodenstützteile 28 steht in eines der beiden Enden des zugeordneten Venturi-Diffusors 2? vor (das hier stromaufwärts gelegen gezeigt wird) und ist im wesentlichen koaxial nit den Venturi-Diffunor 27 angeordnet. Jedes Teil 28 ist nit einen¹. Sernrn.elschicnon-Uetzwerk verbunden, das mit dem Bezugczeichcn 29 bezeichnet ist; dieses Hetzwerk bestellt aus

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vertikal angeordneten, parallelen Sammelschienen, von denen hier drei gezeigt Herden und die an ihren oberen Enden durch ein gemeinsames Sammelschienenelement 31 verbunden sind, das an ein einzelnes Sammelschienenelement 32 angeschlossen ist, das sich vom Inneren der Ionisierungsstufe 16 zu einer äußeren, konventionellen Anschlußbuchse 53 für Hochspannung erstreckt, an die von einer geeigneten Leistungsversorgung, die nicht gezeigt wird, über das Hochspannungsanschlußstück 3h Hochspannung zugeführt wird. Das stromabwärts gelegene Ende oder der Auslaß jedes Venturi-Diffusors 27 ist mit einer Ausgangskammer 36 verbunden, die ihrerseits mit dem Einlaß einer elektrostatischen Abscheiderstufe 17 verbunden ist.

Der Speicherbehälter 20 ist mit einer entfernbaren Türe i\0 ausgestattet, die für Inspektions- und Reinigungszwecke vorgesehen ist, und besitzt einen Befestigungsarn; ^.1 für eine Bütteemaschine, so daß es möglich ist, eine beliebige, konventionelle Büttelmaschine zu verwenden; diese hilft rr.it, daß sich all das Partikelniaterial, das sich in Behälter 20 sammelt, in Richtung auf die Eodenlcante li2 des Behälters 20 zu absetzt. Die Bodenkante l\2. ist mit nicht gezeigten geeigneten öffnungen ausgestattet, die eine Entfernung des Partikelmaterials aus dem Behälter 20 auf konventionelle tfeise ermöglichen. Die Behälter 20 der übrigen Systenelemente 16', 17, 17', 18 und 18' sind auf im wesentlichen identische V/eise gestaltet.

Jedes Venturi-Element 27 und zugeordnetes koaxiales Teil 2.3 umfassen im allgemeinen ein Elektrodenpaar, das zur Erzeugung eines hochintensiven elektrischen Feldes quer über dem Gasströmungsvveg durch die Ionisierun.rsstuie 16 dient. Für diese Aufgabe trägt jedes Teil 28 eine Elektrode, die weiter unten beschrieben wird; diose Elektrode

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ist mit einer Quelle von relativ hoher negativer Spannung über c?.s UajnnelGchioiiennctzwerk 29 verbunden, während _t1ede Venturi-Leitunrj 27 über dem Rahr.cn dec Aufbaue '^v:it Srd-"lotcntir¹! verbunden ist. Sor.it dient jedes Venturi-Elemcnt 27 als Anode, während .jedes Teil 28 als Kathodenuntorn ο < ι ^ ^₍un ' Ci χ e η c _m

;^::ei Betrieb wird zwischen der Kathode und der Anode eine hohe Spannung an.^ole-;t; Partikel, die in irgendeinem durch die Ior.iGierun.-GGtufe 16 fließenden Gas in Schwebe gehalten werden, werden elektrostatisch bein Durchlauf durch die Voren-amg dos Venturi-Elements 27 aufgeladen. Um sicherzustellen, daß im wesentlichen alle geladenen Partikel im Gasctror. go lan.'iG in Schwebe bleiben, bis sie beim stromabwärts

gel eyerie η Abscheider 17 oder 18 ankommen, und nicht an der ürd-ootcntial aufweisenden Anodenoberfläche hängenbloibeii, wird die in den Υ±·^::. L<_r und 5 ';e::ei;;te neuartige Anodcn 'estalt angewendet.

7,c.ch rlv. h ict jedes Venturi-Element 27 mit einem nach inner, sich verjüngenden konischen Einlaßabschnitt 45, Mit einer:, irr. all ;o;..einen zylindrischen Zentralabschnitt oder 2incc'.::üru:i ; 40 und mit einen nach außen sich verbreiternden, konischen Aus la ß-j ore ich k7 ;;ebildet. Die Kathode enthält eine leitende Scheibe '}Q mit "ekrümrater Umfangskante, die von der äußeren Oberfläche des Teiles 28 nach außen vorsteht. Die Scheibe ^O ist im wesentlichen koaxial in der Veren;:-unf; des Venturi-Eiements 27 angeordnet und bewirkt dann, wenn ein hohes Potential annelegt wird, zwischen dem "ekrUmniten Umfang der Scheibe 50 und der umgebender. Anodenoberfläche 52 ein stark eingeschnürtes hockintensives elektrisches Feld in Form einer Koronaentladung.

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Am besten läßt sich in der Fir;. 5 erkennen, daß die Anodenoberfläche 52 eine Reihe von geflanschten konischen Flügeln 53, die vom Aufbau her in einer aneinandergepackten Anordnung mit einer,". Befestirungsglied 54 verbunden sind und längs der Achse des Venturi-Elements Z] durch Abstandhalter ylia. rcit geringem Abstand angeordnet sind, so daß zwischen benachbarten Flügeln Gasdurchlässe 55 Gebildet sind. Die Flügel 53 bilden wirkungsvoll eine zylindrische Anodenwand mit leicht abgeschrägter unterbrochener Oberfläche. Die Anodenoberfläche 52 ist von einem Luftspeicherraum ZG umgeben, dem reine Druckluft von einer äußeren Ver«- sorgung vermittels einer Pumpe zugeführt wird, so, wie es weiter unten in Verbindung mit der Fig. 6 beschrieben wird.

Bei Betrieb wird sauberes Gas in die Venturi-Einengung ^6 über Luftdurchlässe 55 eingeführt, die auf wirksame V/eise eine Vielzahl ringförmiger Düsen bilden und so orientiert sind, daß sie sauberes Gas in Form von Umfangsstrahlen längs der inneren Anode des Venturi-Diffusors 2.7 und im wesentlichen in Richtung des Hauptstroms verunreinigten Gases richten, das durch den Venturi-Diffusor 27 strömt. Das über die Durchlässe 55 hineingedrückte saubere Gas strömt längs der Anodenoberfläche als im wesentlichen laminarer Film und bewirkt auf diese Weise eine wirksame Fluidbarriere, deren Funktion darin besteht, Ablagerungen zu verhindern, mit dem Hauptgasstrom mitzuströmen und diesen Fluß zu unterstützen. Es hat sich herausgestellt, daß die Ablagerungen von geladenem Partikelmaterial auf den Anodenoberflächen im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen beachtlich verringert werden. Zusätzlich reduziert die Orientierung der Einblasdüsen ^3 für sauberes Gas den Druckverlust, der normalerweise einem Gasdurchgang durch einen nicht mit derartigen Düsen ausgestatteten Venturi-Diffusor zugeordnet ist. Auch können die oben erwähnten Nebenkoronaprobleme, die bei Venturi-

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Ionisierungsvorrichtungen auftraten, die der. Stande der Technil: entst>rachen, durch sorgfältige Umrißgcstaltung dor Kanten der Flügel :;.· wesentlich reduziert v.'orden.

In dor Fig. S werden schematise!! die elektrischen Verbindungen der Lcistuii ;£vcrsor, :un-; und das Steuersystem zum Einblasen von sauberer:! Gas der lonisierungsstufc 1 , ¹C-"Gi-:t. liochcnannun g viird von einer Trans forr.ator/Gleichi'ichter-L'inheit 70, die an eine Steuereinheit 71 angeschlossen ist, wobei diese beiden letzteren Elemente von konventioneller Bauweise cirid, über ein Hochspannun■■■:£- kabel 5h dec Sannolschienennetzwerk 29 für die Kathode zugeführt. Von einem Gebläse ^:/5 wird sauberes Gas über einen Heizer 7^, eineu Leitungsrohr 75, eine gesteuerte Drossel 7C und über ein Leitungsrohr 77 der Verteilerkav.rner 2b zugeführt. Urr. die Temperatur des sauberen Gases, das der Verteilerkanmer 2.Ό zugeführt wird, innerhalb eines erwünschten Temperaturbereichs zu halten, ist der Heizer 7'l· iviit einer Tenperrturre^eleinheit 78 verbunden. Sin Diri'erentialdrucksensor 79, der ein Paar von Drucküberbra;:ern bzw. -u::ivj and lern 60, 31 besitzt, stellt der kontrollierten Drossel 7n ein Rückkopplunyssi'-jnal bereit, uir. innerhalb der Verteilorkamnor 26 eine Druckregulierung für die saubere Luft zu bewirken. Die Bauelemente 73 - 81 sind alles konventionelle Einheiten, de^en Aufbau de;:: j'ac^;i:::an;i v.'ohlbckcnnt ist

st

Ins;;;esa!;:t stellt der Erfindun^sge.^!i;enstand eine verbesserte Elektrodenanordnung für eine hochintensive Ionisierungs-.anOrdnung dar, die als erste Stufe in einem zweistufigen elektrostatischen Abscheider benützt wird. Jede Ionisierun rseinheit verwendet ein Paar koaxialer Elektroden, um ein hochintensives elektrisches Feld quer über den '.'/eg eines nit Partikeln be3 adenen Gasstronis zu schaffen. .Venn

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das Gas durch das Feld hindurchläuft, wird es intensiv ionisiert, und die Teilchen werden in hohe::¹, liaßo aufgeladen. Die Ionisierungsarode umfaßt einen Vcnturi-Difiuco r, durch den der Gasstrom unnittolbar vor ceiacr.: 2intritt in eine Abschcidorstufe, welche die geladenen Partikel entfernt, fließt. Die Ionisierungskrthode ist eine Scheibe, die koa::ial innerhalb der Vonturi-Einen un : angeordnet ist iand eine gebogenο Urirandung besitzt, '/..'icjhen Anode und Kathode ist eine uochnnr.nnungc-Leistungcvsrsorgunr geschaltet, die eine hochintensive Koronaentladung in der ringförmigen Pegion aufbaut, die nnicchen der.; Vvfnn."'dor Kathodenscheibo und der umgebenden zylindrischen Anodenoborflache gebildet ist. Der Abschnitt der Vonturi-V:and i!:i Bereich der Kathodenschoibe ist mit einer Heine <?^:ial r.:it Abstand angeordneter konischer Flügeln gebildet. Die Abstände zwischen benachbarten Flügeln bestimmen ringförmige Einblasedüsen, die so gerichtet sind, daß sie sauberes Gas, das unter Druck von einer äußeren Quelle zugeführt wird, in die Venturi-Aufladerogion hinein und längs der inneren Anodenoberfläche als laminare Strömung in Richtung des Hauptgasstrons leiten. Der aus sauberem Gas bestehende laminare Film strömt in reinigender Weise längs der Venturi-V/and entlang, schließt den primären Gasstrom ein und bewirkt eine wirksame Barriere gegenüber einer Partikelablagerung auf der Anodenoberfläche.

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BAD ORIGINAL COPY

Claims

HochintenGitäts-IoniGierun.^svorrichtun.n; für einen elektrostatischen Abscheider, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß ein .Sinlaß eines Venturi-Aufbaus an eine Quelle partikelbeladener Gase und ein Auslaß des Venturi-Aufbaus an den Abscheider angeschlossen ist, daß eine Leistungsanla^e innerhalb des Venturi-Aufbaus zur Bildung eines hochintensiven elektrischen Feldes vorgesehen ist, das sich quer über den V/ep; der mit Partikeln beladenen, durch den Venturi-Aufbau strömenden Gase erstreckt, um die in den Gasen enthaltenen Partikel aufzuladen, daß eine Einblasevorrichtung in den Venturi-Aufbau einen Strom partikelfreien Gases als laminare Strömung entlang den inneren V.'änden des Venturi-Aufbaus und im wesentlichen in vleicher Richtung wie der mit Partikeln beladene Gasstrom hineinführt, um diesen mit Partikeln beladenen Gasstrom einzuschließen und eine Ablagerung der geladenen Partikel auf der Venturi-iVand zu verhindern.

DR. C. MANITZ ■ DIPL.-INC. M. FINSTERWALD β MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE I TEL. IO89) 23 42 II. TELEX OS - 29673 PATMF

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INSPECTED

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2. Ionisierun~ξvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch :; e Ii e η η ζ e i c h η e t, daß die Sinblasevorrichtun · oino 3eihe a::ial mit Abstand angeordneter, in Um fangcj richtung verlaufender Flügel umfaßt, die in der Venturi-.'/and gebildet sind, daß die Zwischenräume zwischen benachbarten Flügeln eine Vielzahl von Einblasedüsen festlegen, die an ein air. Snde mit der Quelle partikelfreien Gases und ?:iit derr. anderen Ende mit dem Inneren des Venturi-Aufbaus in Verbindung stehen, und daß die Diicen gegenüber der Längsachse des Venturi-Aufbaue unter einem schiefen ,7inkel orientiert sind, um Gase, die aus den Düsen austreten, in den Venturi-Aufbau hinein längs seiner V/and in "Richtung des mit Partikeln Geladenen Gasstroms als im wesentlichen laminare Strömung zu leiten.
3. Ionisierungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e kennzeichnet, daß der Venturi-Aufbau weiterhin eine Vielzahl individueller Venturi-Diffusoreinheiten umfaßt, die in geordneter Aufstellung angeordnet sind und mit ihren Längsachsen mit einer gemeinsamen Gasverteilungsleitung ausgerichtet und mit ihren Einlassen mit dieser gemeinsamen Gasverteilungsleitung in Verbindung stehen, die an die Quelle des mit Partikeln beladenen Gases angeschlossen ist.
4. Ionisierungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch <~; e kennzeichnet, daß die Zuführun. ^einrichtung von sauberem Gas eine Luftspeicherkanimer aufweist, die wenigstens einen Bereich jeder Venturi-Einheit umgibt und eine Gasverteilungsleitung besitzt, die zwischen der Quelle von partikelfreiem Gas und der Luftspeicherkarnmer liegt.
5. Ionisierungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch ,~ e kennzeichnet, daß ein auf den Druck des partikelfreien Gasstroms ansprechendes Steuersystem zur Regulierung der Voiurnendurch flußrate dieses Gasstroms vor^r:3oehen ist.

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6. io^;:i Ίο"""πη .''orrioiitu;;": iv^c.·; Anspruch 1 , drdnrOii " e — '. ο η :; ο i α h η c t, άο.ίί der Vonturi-Aufoau v.'eni'¹-cteiu; Dine.·: Voiituri-Mifusor aufweist, der mit eine:.·: _^:J.:il::ß 7erki:: du:v_;· .:u einer ";uolle r.:it Partikeln beladcnen 3.?rer: i^t un..l i'.it eine:.! Aucioß :.:it der:" Abscheider in VerbiivJuri ' steht, dn'.h die Leir,tun.^Ganla^e eine äntlndunrseieirc^cie UJLfaßt, die innerhalb des Venturi-Diffusors :'O"::i:ⁱⁿ ^r-."eorenet ict und die For::: einer Scheibe r.it •erc"o:i;:r ~J ^'rnyc):3i\tc einni r.r.t, und daß eine Hochspan-•iU::-::;vcr."or'-un_;:- :^F,v:iGchen de;.: Venturi-Difi'U3or und der :Jle:"crone ..:u::. Aufbau einer 'lochintensiven Koronaentladun ' i¹.: ri:¹. :fcr:r:i;'"eri bereich zwischen dem Uüifan;; der L3thoc,e.ir.^::/.:ii;e und der Oberfläche des Venturi-Dif fusors, .v-ülc-ie uor. Ur:fan:: der ilathouenscheibe umgibt, geschaltet ict.

7. Ioniaierun -cvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch S e -

k ο η η ζ e i c ii net, aail die EinblaGevorrichtun.fi; wenigstens zivci axial ::iit Abotand angeordnete, in Umfan.^srichtung nich erstreckende Flügel enthält, die in der Venturi-Vv'and •ebildet sind, ivobei die Abstände zwischen benachbarten 71ü~eln eine Verbindung zwischen der Kammer und dem Inneren des Venturi-Diffusors herstellen und Gasströmungskanäle definieren, die schrä:; zur Längsachse des Venturi-Dif fusors orientiert sind und zurr, Einblasen von Gas dienen, das in die Kar;-.Msr unter Druck eingeführt ist und im Venturi-Diffu-Gor als l-r?::!inare Strömung; längs seiner Innenwand strömt, wodurch der ir.it Partikeln beladene Gasstrom vom partikelfreien Gasstrom eingehüllt wird und dadurch die Partikelaol~ 'crunr auf der Venturi-';/and vermindert wird.

.;. Ionisierungs vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch g e ^:: an η zeichnet, daß die Leistungsanlage eine Hochintensitäts-Gasionisierungsvorrichtung mit koaxialer Elektrode

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umfaßt, in der wenigstens ein Bereich der Innenwand des Venturi-Aufbaus als Ionisierungsanode und eine Elektrode, die zentral innerhalb des Venturi-Aufbaus angeordnet ist, als die Ionisierungskathode dienen, daß der Venturi-Aufbau weiterhin einen nach innen sich verjüngenden konischen Einlaßabschnitt, der mit einer Quelle mit Partikeln beladenen Gases in Verbindung steht, einen nach außen sich verbreiternden konischen Auslaßabschnitt und einen zentralen Einengungsabschnitt umfaßt, der zwischen dem Einlaß und dem Auslaß angeordnet ist und längs dem wenigstens ein Bereich seiner Oberfläche mit einer Vielzahl axial mit Abstand angeordneter, sich in Umfangsrichtung erstreckender Flügel gebildet ist, die gegenüber benachbarten Flügeln Abstände aufweisen, welche Einblaseöffnungen definieren, die an einem Ende mit einer Quelle partikelfreien Gases und am anderen Ende mit dem Inneren des Venturi-Aufbaus in Verbindung stehen und so orientiert sind, daß Gas, das am «inen Ende unter Druck in das Innere des Venturi-Aufbaus hineingeführt wird, als im wesentlichen laminare Strömung längs der inneren Wand des Venturi-Aufbaus und im wesentlichen mit gleicher Richtung wie die mit Partikeln beladenen Gase geleitet wird.

Verfahren zur Verhinderung von Partikelablagerungen auf den Wänden eines Venturi-Diffusors, der die Anode in einer koaxialen, hochintensiven Ionisierungsvorrichtung bildet, in der mit Partikeln beladene Gase durch eine hochintensive Koronaentladung, die innerhalb des Venturi-Diffusors aufrechterhalten wird, strömen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Quelle partikelfreien Gases bereitgestellt wird, und daß dieses partikelfreie Gas in das Innere des Venturi-Diffusors als im wesentlichen laminare Strömung längs der Wand des Venturi-Diffusors und im wesentlichen in gleicher Richtung wie der mit Partikeln beladene Gasstrom eingeblasen wird, wodurch der mit Par-

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tikeln beladens Gasstrom innerhalb des partikelfroien Gasstrons eingehüllt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch ~ e k e η n s e i c h net, daß der Druck, des -oartikel freien Gases, eins in den Venturi-Dif i'usor ein geblasen wird, erfaßt und die Volumendurchtlußrate discos Gases in Abhängigkeit vom Druck ;:ere-;elt v;ird.

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