-
Elektro-Gehäusefilter zur Reinigung staubbeladener gas-
-
förmiger Medien hoher Temperaturen und zur Staubrückgewinnung
Dic
Erfindung bezieht sich auf ein Elektro-Gehäusefilter zur Reinigung staub-, rauch-
und/oder aerosol-beladener gasförmiger Medien hoher Temeeraturen und zur Rückgewinnung
der ausgeschiedenen Verunreinigungen und zur Energierückgewinnung und zur Änderung
physikalischer Eigenscnaften der zu filternden Medien.
-
Elektrofilter sind in ihrem Aufbau und ihrer Wirkungsweise allgemein
bekannt. Das Elektrofilter besteht aus einem Gehause, das der Führung des zu reinigenden
Mediums dient, wobei in der Regel as zu reinigende Medium das Gehäuse geradlinig
durchströmt. In dem Gehäuse befindet sich eine Ionisationszone und eine dieser in
Strömungsrichtung nachgeschaltete iliederschlagszone, In der Ionisationszone sind
abwechselnd senkrecht zur Strömungsricntung an Spannung liegende Sprühelektroden
und an Erde liegende Gegenelektroden unter Abstandsbildung angeordnet, während in
der Niederschlagszone an Erde liegende Niederschlagselektroden und an Spannung liegende
Gegenelektroden eben-falls unter Abstandsbildung angeordnet sind. Die Sp elektroden
bestehen aus Metall-Bandern oder -Drähten, während die Gegenelektroden der Ionisationszone
und die Elektroden der Niederschlagszone als Metallplatten ausgebildet sind. Beim
Eintritt des zu reinigenden gasförmigen
Mediums werden allen in
ihm anwesenden Partikeln durch die Sprühelektroden elektrische Ladungen erteilt,
durch die sie zu in an Erde liegenden Elektroden abgelenkt werden und sich auf ihnen
niederschlagen. Das von den Verunreinigungen befreite gasförmige Medium verläßt
das Gehäuse. Im Laufe des Betriebes baut sich auf den an Erde liegendenElektroden
eine wachsende Schicht von Verunreinigungen auf, die nach längerer Betriebszeit
abgereinigt werden müssen. hierzu dienen bekannte Waschanlagen Klopfer oder Rüttler,
durch die nach Unterbrechung des Filtervorganges die Niederschlagselektroden abgereinigt
werden.
-
Diese durch die Ab reinigung der Niederschlagselektroden erforderliche
Zeit kann zu einer nicht unerheblichen Unterbrechung des Filterbetriebes führen.
Wenn mit hohen Temperaturen anfallende gasförmige Medien in einem solchen Elektrofilter
gereinigt werden müssen, ergibt sich ein wesentliches Problem, das darin besteht,
daß die plattenförmigen Elektroden des Elektrofilters durch die Einwirkung der hohen
Temperatur beschädigt werden können und Verformungen unterliegen, die nach kurzer
Betriebszeit zu Kurzschlüssen mit den an Spannung liegenden Elektroden führen können.
Um dies zu verhindern, war nan bisher
gerçungen, das zu ru liegende
Gas in einer dem Elektrofilter vorgeschalteten Künlvorrichtung auf eine vertretbare
Temperatur abzusenken. Die Anordnung einer derartigen Kühlvorrichtung stellt einen
erheblichen kostenmäßigen und räumlichen Aufwand dar und macht in der Steuerung
und Handhabung nicht unerhebliche Schwierigkeiten.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektrofilter zu schaffen,
bei dem die Anordnu-na einer vorgescnalteten Kühleinrichtung nicht erforderlich
ist, und das in der Lage ist, bei einer hohen Staubspeicherfähigkeit gasförmige
Medien hoher Temperatur mit hohen Staubkonzentrationen einwandfrei zu reinigen und
eine Entfernung und Wiedergewinnung des Staubes bei geringstmöglicher Betriebsunterbrechung
zu gewährleisten.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gegenelektroden
der Ionisationszone und die Abscheideelektroden der Niederschlagszone als rohrförmige,
dem Durchfluß eines zweiten Mediums dienende Elektroden ausgebildet sind. Durch
die erfindunsgemäße Ausbildung der an Erde liegenden Elektroden der Sprühton und
der NIederschlagszone als Rohre ist die M6glichkeit
gegeben, beispielsweise
ein Kühlmittel, beispielsweise Wasser oder Luft, oder ein anderes Medium durch die
Elektroden zu führen und sie beständig auf eine so niedrige Temperatur zu kühlen,
daß eine Beschadigung und Verformung der Elektroden ausgeschlossen ist. Die vom
iQllmedium aufgenommene Wärme kann einer an sich beliebigen Nutzung zugeführt werden,
so daß ein erheblicher Anteil der Wärmeenergie des gasförmigen Mediums verwertet
werden kann. Zur Vermeidung eines Verziehens der spannungsführenden Elektroden der
Niederschlagszone durch Wärme sind diese als rippenverstärkte Hohlprofile ausgebildet.
-
Um die rohrförmigen auf Zrdpotential liegenden Elektrode mit einem
zweiten Medium versorgen zu können, sind Qie senkrecht zu diesen liegenden Wandungen
des Gehäuses mit dem Querschnitt der Elektroden entsprechend n, ihre beiden Enden
dichtend umschließenden Durchbrechunge versehen. Die Fließrichtung des zweiten Mediums
ist senkrecht zur Fließrichtung des zu reinigenden gasförmigen Mediums gerichtet,
ohne daß die Funktion des Elektr -filters durch das zweite Medium nachteilig beeinflußbar
ist.
-
Um die Staubsbeicherfähigkeit zu erhöhen und eine Reinigung von höchste
Staubkonzentration enthaltenden gasförmigen Medien zu gewährleisten, besitzt in
weiterer Ausbildung der Erfindung die Wiederschlagszone wenigstens zwei in Strömungsrichtung
des zu reinigenden Mediums hintereinander liegende und einen Abstand für die Halterung
der spannungsführenden Elektroden bildende Reihen von auf Erdpotential liegenden
Elektroden.
-
Vorzugr,weise besitzt das zweite Medium einen den Druck des zu reinigenden
Mediums übersteigenden Druck. Wenn zufolge der Wärmebeanspruchung die Verbindungsstellen
zwischen den Enden der rohrförmigen Elektroden und den Seitenwandungen des Gehäuses
undicht werden, wird ein Eindringen des zu reinigenden gasförmigen mediums verhindert,
so daß das zweite Medium, das zweckmäßigerweise aus Luft oder einem anderen Gas
besteht, nicht verunreinigt wird. Um den rohrförmigen Elektroden eine ausreichende
gegen Verformungen sichere Festigkeit zu verleihen, sind sie mit inneren, senkrecht
zu den Längsseiten liegenden Stegen versehen.
-
In weiterer Ausbildung der Erfindung sind an einer senkrecht zu den
rohrförmigen Elektroden liegenden Wand des Gehäuses
eine durch
einen Motor betätigbare, aus einem Seilzug und Seilrollen bestehende Antriebsvorrichtung
für den Elektroden der Ionisationszone und der Niederschlagszone zugeordnete, der
Entfernung des abgeschiedenen Staubes dienende Abstreifelemente zugeordnet. Hierbei
sind zwei Sätze von gegenläufig bewegbaren Abstreifelementen vorgesehen, von denen
der eine der Entfernung des auf den Elektroden der Ionisationszone und der benachbarten
Reihe der Elektroden der Niederschlagszone und der andere der Entfernung des auf
den weiteren Reihen der Elektroden der Niederschlagszone abgeschiedenen Staubes
dient; zum Zwecke der Reinigung der Niederschlagselektroden sind die Zuström- und
die Abströmöffnung des Gehäuses für das zu reinigende Medium abschließbar. Die im
Gehäuse vorhandene Staubaustragsöffnung liegt neben der Zus trömö ffnung, und die
Abschlußvorrichtung öffnet beim Verschließen der einen öffnung gleichzeitig die
andere.
-
Durc h die Betätigungsvorrichtung der Abstreifelemente und durch die
Anordnung der beiden gleichzeitig betAtigtel gegenläufig bewegbaren Sätze von Abstrelfelementen
wird eine optimal schnelle und zuverlässige Abreinigung der Niederschlagselektroden
erreicht, so daß mit geringstmöglicher Betriebs unterbrechung durch Abschluß der
Zustrom-
und Abströmöffnung des Gehäuses für das zu reinigende Slediur, gewährleistet ist,
wobei der von den Elektroden entfernte Staub ohne zeitlichen Verzug in einen Bunker
überführt wird, von wo aus er einer Wiederverwendung zugeführt werden kann.
-
Die beiliegende Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausfanrungsform
der Erfindung, und es bedeutet: Fig. 1 teilweise Vorderansicht des Elektrofilters
im Schnitt, Fig. 2 teilweise Seitenansicht gemäß Fig. 1 im Schnitt, und Fig. 3 Darstellung
der Verschlußöffnung des Gehäuses.
-
Die Figuren 1 und 2 zeigen das Gehäuse 1 des Elektrofilters, das an
seiner Unterseite mit einer trichterförmigen Zuströmöffnung 2 und an seiner Oberseite
mit einer trichterförmigen Abströmöffnung 3 zur Führung des zu reinigenden.gasförmigen
Mediums versehen ist.
-
Das gasförmige medium strömt in senkrechter Richtung von unten nach
oben durch das Gehäuse 1, wie der Pfeil 4 zeigt.
-
In der unteren Bereich des Gehäuses 1 ist die Ionisationszone angeordnet,
die aus senkrecht zur Strömungsrichtung liegenden nebeneinander angeordneten Sprühelektroden
9 und zwischen ihnen liegenden rechteckigen, rohrförmigen Gegenelektroden 8 besteht.
Die Sprüiielektroden 9 sind an Haltern 14 aufgenonmen, die an einem Ankerstab 15
befestig sind, cer über einen von einem Kasten 19 eingeschlossenen Isolator 16 an
Spannung liegt. Die Gegenelektroden 8 sind an Erde gelegt. Oberhalb der Ionisationszone
befindet sich die i'iederschlagszone, die aus zwei übereinanderliegenden Reihen
von an Erde liegenden, rohrförmigen 10 rechteckigen Abscheideelektroden/bestaht,
zwischen denen Gegenelektroden 11 angeordnet sind, die an einem Ankerstab 17 aufgenommen
sind, der über einen von einem lasten 19 eingeschlossenen Isolator 18 an Spannung
liegt. Wie die Fig. 2 zeigt, liegen die rechteckigen rohrförmigen Elektroden 8 und
10 zwischen den beiden Seitenwänden 12, 13 des Gehäuses 1, von denen nur die eine
Seitenwand 13 gezeigt ist. Die Seitenwande 12 und 13 sind it dem inneren Querschnitt
der Elektroden 9, 10 entsprechenden Durchbrechungen versehen und stehen iiber Flansch-
oder Bördelverbindungen mit den Elektroden 8, 10 in dichtendem Abschluß.
-
Die seitenwände 12, 13 tragen konische Anschlußstutzen 6, 7, durch
die das zweite Medium, beispielsweise ein Kühlmedium, in waagerechter Richtung durch
die Elektroden g, 10 in @ichtung des PEeiles 5 hindurchgeführt wird.
-
An der Außenseite der Gehäusewand 13 sind eine Antriebsrolle 20 una
Umlenkrollen 22 angeordnet, die einen Seilzuj 21 betätigen, an dem an den Elektroden
8, 10 anliegende Abstreifelemente 23, 24 angeordnet sind. Die Abstreifelemerte 24
übergreifen, wie die Fig. 2 zeigt, die Längsseiten der Elektroden 8 der Ionisationszone
und die untere Re@he der Elektro 10 der Niederschlagszone, während die Abstreifelemente
13 der oberen Reihe der Elektroden 10 zugeordnet sind. Bei Betätigung des Seilzuges
21 durch die Antriebsrolle 20 bewegen sich die Abstreifelemente 23, 24 auf den Flächen
der Elektroden 9, 10 gegenläufig ain und her und führen den auf diesen haftenden
Staub ab, «er nach unten fällt und durch eine dffnung des Gehäuses 1 in einen Staubsammelbunker
geführt wird. Mierbei werden die Trichter 2, 3 durch in ihnen angeordnete Verschlußorgane
geschlossen.
-
Die Fig. 3 zeigt du untere Sunde des Gehäuses 1 mit einer Bodenöffnung,
die wahlweise mit einem der Zufuhr des zu reinigenden gasformigen Mediums dienenden
Zuströmkanal 27 und mit einem Kanal 28 verbindbar ist, der der Abführung des bei
>1k> reinigung der Staubaufnahme-Elektroden anfallenden Staub dient. Die Bodenöffnung
besitzt eine schwenkbare Klappe 29, die entweder den Zuströmkanal 27 oder den Abftihrungskanal
28 verschließt In den unteren Bereich des Gehäuses 1 ist die Ionisationszone angeordnet,
von der die Gegenelektroden 8 gezeigt sind. Die oberhalb der Ionisations zone liegende
Abscheidezone ist hier nicht dargestellt.
-
Die Abreinigung der Gegenelektroden 8 der Ionisationszone und ebenso
die Abreinigung der Niederschlagselektroden 10 der Abscheidezone erfolgt über einen
Kurbeltrieb 25, der Abstreifelemente 26 trägt, die die Elektroden 8 bzw 10 beiderseitig
ffbrgreifrn und mit ihren unteren Enden an den Elektroden anliegen.
-
Beim Filterbetrieb befindet sich die schwenkbare Klappe 29 in der
in der Fig, 3 gezeigten linken ausgezogenen Stellung, so daß du zu reinigende gasförmige
Medium Uber den Zustr8mkanal 27 durch die Bodenöffnung de. Gehäuses 1 eintritt und
das Filter in senkrechter Richtung nach oben durchströmt.
-
Hierbei befinden sich die Abstreifelemente 26 in der strichpunktiert
gezeigten angehobenen Stellung. Zum Zwecke der Abreinigung der Elektroden 8, 10
wird die Klappe 29 in die rechte, strichpunktiert gezeigte Stellung geschwenkt,
so daß die Gehäuseöffnung mit dem AbfUhrungskanal 28 in Verbindung steht. Durch
die in Betrieb gesetzte Kurbeltriebe 25 mit den Abstreifelementen 26 werden die
auf den Elektroden 8 bzw. 10 niedergeschlagenen Partikel abgestreift und fallen
durch den Abführungskanal 28 aus dem Gehäuse aus. Nach erfolgter Abreinigung wird
die Klappe 29 wieder in die linke Stellung geschwenkt, so daß der Filtervorgang
unmittelbar nach erfolgter Abreinigung fortgesetzt werden kann,
L
e e r s e i t e