DE2854742A1

DE2854742A1 - Elektrofilter

Info

Publication number: DE2854742A1
Application number: DE19782854742
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ing Grad Fischer; Rudolf Peschel
Original assignee: Sachs Systemtechnik GmbH
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1978-12-19
Filing date: 1978-12-19
Publication date: 1980-07-10
Also published as: DE2854742C2

Description

Elektrofilter
Die Erfindung betrifft einen Eletrofilter zur Abscheidung von umweltbelastenden Partikeln aus staubhaltigen, gasförmigen, vorzugsweise strömenden Medien mit parallel zum Gasstrom angeordneten elektrisch gleitenden Abscheideplatten und einer vorgeschalteten, die abzuscheidenden-Partikel entgegengesetzt zur Plattenladung aufladenden Ionisationsstufe.
Derartige Filter werden beispielsweise für raumklimatische Geräte eingesetzt. Sie scheiden vor Eintritt in den Filter ionisierte Partikel an den entgegengesetzt geladenen AbscheideplatteOn ab. Der Strömungswiderstand im Filter ist äußerst gering, da keine den Staub abscheidenden Engpässe erforderlich sind. Dies wiederum hat zur Folge, daß keine oder nur sehr unwesentliche Strömungsgeräusche im Filter oder dem Gebläse auftreten und eine oft unangenehme Geräuschbelastung durch die Klimaanlage vermieden wird.
Diese Filter haben jedoch auch Nachteile; so können sie Geruchsstoffe nicht binden, was beispielsweise bei Stallungen, chemischen und pharmazeutischen Fabriken oder Abfallbeseitigungsbetrieben zu erheblichen Umweltbelastungen führt. Ein weiterer Nachteil ist, daß die kinetische Energie des zu reinigenden Gas- bzw. Luftstroms variabel ist und die nur durch Adhäsion an den Abscheideplatten gehaltenen Partikel wieder losgerissen werden können. Zur Lösung dieses Problems ist schon vorgeschlagen worden, nach der Abscheide stufe Aktivkohleplatten quer zum Gasstrom zu legen. Auch wurde schon versucht,die Abscheideplatten mit Piltermatten zu belegen undXoder die Abscheideplatten zick-zack-förmig anzuordnen. Diese Verfahren weisen jedoch wieder andere Nachteile auf, so verliert der Elektrofiltei bei quergelegter Aktivkohleplatte seinen wesentlichen Vorteil des geringen Strömungswiderstandes, und die Ausführung mit-Siltermatten erzielt lediglich eine größere Oberfläche, eine Tiefenwirkung und eine Beseitigung bzw. Bindung der Geruchsstoffe wird dadurch nicht -erreicht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Elektrofilter der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der auch Geruchsstoffe aus dem zu filternden Gasstrom entfernt, bereits abgeschiedene Partikel sicher bindet und einen vernachlässigbar gringen Strömungswiderstand für den Gasstrom darstellt.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Abscheideplatten im Bereich der Abscheidestufe mit einer Aktivkohleschicht belegt sind und zwischen der Aktivkohleschicht und der Abscheideplatte eine Isolierschicht angeordnet ist. Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Aktivkohleschicht porös ist, wobei die Grobporen im wesentlichen größer als die atzuscheidenden Partikel sind und die Abscheideplatten bis in die vorgeschaltete Ionisationsstufe reichen und in diesem Bereich der Ionisationsstufe mit einer weiteren Aktivkohleschicht belegt sind, wobei die weitere Aktivkohleschicht im Bereich der Ionisationsstufe wesentlich dünner als die Aktivkohleschicht im Bereich der Abscheidestufe ist.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der elektrische Widerstand der Isolierschicht wesentlich größer als der elektrische Widerstand der Aktivkohleschicht ist, wobei der elektrische Widerstand der Isolierschicht im Bereich von mehreren Hundert Megaohm liegt, sowie daß an den Abscheideplatten eine Hochspannung anliegt, die in Abhängigkeit vom elektrischen Widerstand der Isolierschicht so bemessen ist, daß ein Ladungsausgleich der entgegengesetzt geladenen, abzuscheidenden Partikel erfolgt.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß die Abscheideplatten beidseitig mit einer Isolierschicht, einer Aktivkohleschicht und einer dünnen Aktivkohleschicht im Bereich der Ionisationsstufe versehen und als auswechselbare Modulen ausgebildet sind, und daß in dem freien Filterraum zwischen den einzelnen Abscheideplatten bzw. Modulen leitende Platten angeordnet.sind, wobei diese leitenden Platten eine zu den Abscheideplatten bzw. Modulen entgegengesetzte elektrische Ladung aufweisen. Bei allen Ausführungsformen ist es vorgesehen, die Abscheideplatten aus metallischen Werkstoffen, metallisiertem Karton oder metallisierter Kunststoffolie zu fertigen.
Durch die vorstehend aufgeführten Maßnahmen wird eine Vorrichtung geschaffen, die den günstigen niedrigen Strömungswiderstand bei gleichzeitig guter Abscheidungsleistung eines Elektrofilters mit einer verbesserten Reinigungswirkung und Geruchsbindung der Aktivkohle verbindet. Die besondere Baukastenausführung der letztgenannten Ausführungsform bietet darüberhinaus auch fertigungs- und wartungstechnische Vorteile, indem sie die serienmäßige Vorfertigung der Modulen und deren rasches und problemloses Auswechseln am eingesetzten Filter ermöglichtX Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der beiliegenden Zeichnung beispielhaft dargestellten Ausführungsformen näher beschrieben. Die Figuren zeigen im einzelnen: Fig. 1 den Grundaufbau einer Pilterzelle mit aktivkohlebeschichteten Abscheideplatten; Fig. 2 eine Abscheideplatte nach Fig. 1 mit Aktivkohlebeschichtung in der Ionisationsstufe; Fig. 3 eine Abscheideplatte nach den Fig. 1 und 2 in Modulbauweise.
In Fig. 1 sind in einem Ausschnitt eines nicht näher bezeichneten Elektrofilters zwei benachbarte Abscheideplatten 1 dargestellt. Der Elektrofilter besteht aus mehreren nebeneinander angeordneten derartigen Abscheideplatten 1, ihre Anzahl richtet sich nach der erforderlichen Filterleistung und kann nahezu beliebig variiert werden. Das zu reinigende Gas, beispielsweise die in dem zu klimatisierenden Raum befindliche Luft, wird mit Hilfe eines ebenfalls nicht dargestellten Gebläses in Strömung versetzt, wobei die Strömungsrichtung im Filter durch die Pfeile 10 angedeutet ist. Das strömende mit umweltbelastenden Partikeln beladene Gas gelangt nach Eintritt in den Filter zunächst in eine Ionisationsstufe 5. In dieser Ionisationsstufe 5 werden die abzuscheidenden Partikel beispielsweise mittels eines positiv geladenen Koronidrahtes 11 positiv aufgeladen.
An die Ionisationsstufe 5 schließt sich die Abscheidestufe 2 an. Sie besteht aus an negativer Spannung angelegten metallischen Abscheideplatten 1 und aus an positive Spannung angelegteFositivplatten 8. Die Positivplatten 8 sind in dem freien Zwischenraum 9 zwischen zwei Abscheideplatten 1 angeordnet; die Größe des Zwischenraumes 9 richtet sich nach dem für eine ausreichend große Luft- bzw. Gasumwälzung erforderlichen freien Durchtrittsquerschnitt.
Die Abscheideplatten 1 sind zum Zwischenraum 9 hin mit einer Aktivkohleschicht 3 belegt, wobei zwischen der metallischen Oberfläche der jeweiligen Abscheideplatte 1 und der zugeordneten Aktivkohleschicht 3 eine Isolierschicht 4 vorgesehen ist. Der elektrische Widerstand der Isolierschicht 4, Rl <= RIsolierung) soll wesentlich größer sein als der elktrische Widerstand der Aktivkohleschicht 3, RA (- RAktiVkohle) R1> RA R1. soll dabei im Bereich von mehreren Hundert Megaohm liegen. An den Abscheideplatten 1 liegt Hochspannung an, die so groß ist, daß es an der Oberfläche der schwach leitenden Isolierschicht 4 zu einem Ladungsausgleich kommt. Dieser Ladungsausgleich erfolgt somit an der dem Zwischenraum 9 abgewandten Seite der Aktivkohleschicht 3, bzw. von dieser Seite ausgehend immer schwächer werdend im Inneren der Aktivkohleschicht 3. An der äußeren Oberfläche der Aktivkohleschicht 3 erfolgt praktisch kein Ladungsausgleich mehr. Die Größe der Grobporen der Aktivkohleschicht 3 ist so zu wählen, daß sie größer sind als die abzuscheidenden Belastungsstoffe. Durch die Isolierschicht 4 liegt an der an sich leitenden Aktivkohleschicht 3 kein oder nur ein vernachlässigbar geringes Potential an, so daß, es an der Oberfläche zu keinem oder zu keinem beachtlichen Ladungsauegleich der entgegengesetzt geladenen Belastungastoffe kommt.
Die umweltbelastenden Partikel gelangen vielmehr in und durch die Grobpore bis zur Oberfläche der Isolierschicht 4 und werden dort entladen; Sie hängen dann in den Grobporen der Aktivkohleschicht 3 fest und können durch die kinetische Energie des Gasstroms nicht mehr von den Abscheideplatten abgerissen werden. Andere, vornehmlich nicht partikulare Belastungsstoffe wie Rauch und Geruchsstoffe werden in der Aktivkohleschicht 3 gebunden und so dem zu reinigenden Gasstrom entzogen.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 sind die Abschideplatten 1 im Bereich der Ionisationsstufe 5 mit einer dünnen Aktivkohleschicht 6 belegt. Je nach Potential und Strömungsgeschwindigkeit kann es auch in der Ionisationsstufe 5 bereits zu einem Ladungsausgleich kommen, der nach der Erfindung nicht an der Oberfläche der Abscheideplatten 1 erfolgen soll. Die Aktivkohleschicht 6 in der Ionisationsstufe 5 ist leitend, so daß die Belastungsstoffe bereits an der Aktivkohleoberfläche abgeschieden werden; aus diesem Grunde kann die Aktivkohleschicht wesentlich dünner ausgelegt werden als die isolierte Aktivkohleschicht 3.
Das Schichtdickeverhältnis beträgt dabei ca. 1 : 10 bis 1 : 3, wobei die mechanische Festigkeit der Aktivkohle zu berücksichtigen ist.
Die Fig. 3 zeigt eine Anordnung von Abscheideplatten 1, die als auswechselbare Modulen 7 ausgebildet sind. Ein solcher Modul 7 kann bei periodisch durchgeführten Wartungsarbeiten leicht und unabhängig von den noch brauchbaren Nachbarmodulen ausgewechselt werden. Auch die Fertigung ist denkbar einfach; als Träger für die Abscheideplatte 1 kann beispielsweise Karton oder eine Kunststofffolie dienen, deren Oberflächen metallisiert werden.
Auf diese nunmehr metallische Oberfläche wird beidseitig die Isolierschicht 4 und darauf die Ativkohieschicht 3 aufgetragen; im Bereich der späteren Ionisationsstufe j kann zusätzlich noch eine dünne Aktivkohleschicht 6 aufgetragen werden. Anschließend können die Filterpiatten auf die erforderliche Größe geschnitten und eingebaut werden.

Claims

Patentanspriiche Elektrofilter zur Abscheidung von umweltbelastenden Partikeln aus staubhaltigen, gasförmigen, vorzugsweise strömenden Medien mit parallel zum Gasstrom angeordneten elektrisch gleitenden Abscheideplatten und einer vorgeschalteten, die abzuscheidenden Partikel entgegengesetzt zur Plattenladung aufladenden Ionisationsstufe, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheideplatten (-1) im Bereich der Abscheidestufe (2) mit einer Aktivkohleschicht (3) gelegt sind und zwischen der Aktivkohleschicht (3) und der Abscheideplatte (1) eine Isolierschicht (4) angeordnet ist.
2. Elektrofilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohleschicht (3) porös ist, wobei die Grobporen im wesentlichen größer als die abzuscheidenden Partikel sind.
3. Elektrofilter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheideplatten (1) bis in die vorgeschaltete Ionisationsstufe (5) reichen und in diesem Bereich der Ionisationsstufe (5) mit einer weiteren Aktivkohleschicht (6) belegt sind.
4. Elektrofilter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Aktivkohleschicht (6) im Bereich der Ionisationsstufe (5) wesentlich dünner als die Aktivkohleschicht (3) im Bereich der Abscheidestufe (2) ist.
5. Elektrofilter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Widerstand der Isolierschicht (4) wesentlich größer als der elektrische Widerstand der Aktivkohleschicht (3) ist, wobei der elektrische Widerstand der Isolierschicht (4) im Bereich von mehreren Hundert Megaohm liegt.
6. Elektrofilter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Abscheideplatten (1) eine Hochspannung anliegt, die in Abhängigkeit vom elektrischen Widerstand der Isolierschicht (4) so bemessen ist, daß ein Ladungsausgleich der entgegengesetzt geladenen, abzuscheidenden Partikel erfolgt.
7. Elektrofilter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheideplatten (1) beidseitig mit einer Isolierschicht ( 4), einer Aktivkohleschicht (3) und einer dünnen Aktivkohleschicht (6) im Bereich der Ionisationsstufe (5) versehen und als auswechselbare Modulen (7) ausgebildet sind.
8. Elektrofilter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem freien Filterraum (9) zwischen den einzelnen Abscheideplatten (1) bzw. Modulen (7) leitende Platten (8) angeordnet sind, wobei diese leitenden Platten (8) eine zu den Abscheideplatten (1) bzw. Modulen (7) entgegengesetzte elektrische Ladung aufweisen.
9. Elektrofilter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheideplatten (1) aus metallisiertem Karton bestehen.
10. Elektrofilter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheideplatten (1) aus metallisierter Kunststoffolie bestehen.