DE2854742C2

DE2854742C2 - Elektrofilter

Info

Publication number: DE2854742C2
Application number: DE19782854742
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ing.(grad.) 8729 Königsberg Fischer; Rudolf 8721 Poppenhausen Peschel
Original assignee: Sachs Systemtechnik GmbH
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1978-12-19
Filing date: 1978-12-19
Publication date: 1986-03-27
Also published as: DE2854742A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektrofilter zur Abscheidung von umweltbelastenden Partikeln aus staubhaltigen, gasförmigen, vorzugsweise strömenden Medien mit parallel zum Gasstrom angeordneten elektrisch leitenden und mit einer Isolierschicht versehenen Abscheideplatten und einer vorgeschalteten, die abzuscheidenden Partikeln entgegengesetzt zur Plattenladung aufladenden Ionisationsstufe.

Filter der eingangs genannten Art sind aus der US-PS 29 78 066 bekannt. Derartige Filter werden beispielsweise für raumklimatische Geräte eingesetzt. Sie scheiden vor Eintritt in den Filter ionisierte Partikel an den entgegengesetzt geladenen Abscheideplatten 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 reinigender. Gas- bzw. Luftstroms variabel ist und die nur durch Adhäsion an den Abscheideplatten gehaltenen Partikel wieder losgerissen werden können. Zur Lösung dieses Problems wird in der FR-PS 23 49 364 vorgeschlagen, nach der Abscheidestufe ein Aktivkohlefilter quer zum Gasstrom zu legen. Auch wurde sshon versucht die Abscheideplatten mit Filtermatten zu belegen und/oder die Abscheideplatten zick-zack-förmig anzuordnen. Diese Verfahren weisen jedoch wieder andere Nachteile auf.

So verliert der Elektrofilter bei quergelegtem Aktivkohlefilter seinen wesentlichen Vorteil des geringen Strömungswiderstandes, und die Ausführung mit Filtermatten erzielt lediglich eine größere Oberfläche, eine Tiefenwirkung und eine Beseitigung bzw. Bindung der Ge-

ruchsstoffe wird dadurch nicht erreicht

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Elektrofilter der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der auch Geruchsstoffe aus dem zb Skernden Gasstrom entfernt, bereits abgeschiedene Partikel sicher bindet und einen vernachlässigbar geringen Strömungswiderstand für den Gasstrom darstellt.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß auf den mit einer Isolierschicht versehenen Abscheideplatten im Bereich der Abscheidestufe eine Aktivkohleschicht aufgebracht ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Aktivkohleschicht porös ist, wobei die Grobporen im wesentlichen größer als die abzuscheidenden Partikel sind und die Abscheideplatten bis in die vorgeschaltete lonisationsstufe mit einer weiteren Aktivkohleschicht belegt sind, wobei die weitere Aktivkohleschicht im Bereich der lonisationsstufe 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 Akiivkohlcs'chicht im Bereich der lonisationsstufe versehen und als iiiiswechselbare 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 Elektrofilter mit einer verbesserten Reinigungswirkung und Geruchsbindung der Aktivkohle verbindet Die besondere Baukastenausführung der letztgenannten Ausführungsform bietet darüber hinaus auch fertigungs- und wartungstechnische Vorteile, indem sie die serienmäßige Vorfertigung der Modulen und deren rasches und problemloses Auswechseln am eingesetzten Filter ermögücht

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung beispielhaft dargestellten Ausführungsformen näher beschrieben. Die Figuren zeigen inr einzelnen:

Fig. 1 den Grundaufbau einer Filterzelle mit aktivkohlebeschichteten Abscheideplatten;

F i g. 2 eine Abscheideplatte nach F i g. 1 mit Aktivkohlebeschichtung in der Ionisationsstufe;

F i g. 3 sine Abscheideplatte nach den F i g. 1 und 2 in Modulbauweise.

In F i g. 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 Partike! beispielsweise mittels eines positiv geladenen Koronadrahtes 11 positiv aufgeladen.

An die lonisationsstufe 5 schließt sich die Abscheidestufc 2 an. Sie besteht aus den an negativer Spannung angelegten metallischen Abscheideplatten 1 und aus an positive Spannung angelegten Positivplatten 3. Die Posilivplatten S sind in dem freien Zwischenraum 9 zwischen zv/ei 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, Ri( = RisaUcnng) soll wesentlich größer sein als der elektrische Widerstand der Aktivkohleschicht 3, R_A (= RAkMkOMc)-Ri > Ra ■ Risoll dabei im Bereich von mehreren Hundert Megaohm liegen. An den Abscheideplatteii 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 abgewandtrΊ 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

ίο Oberfläche zu keinem oder zu keinem beachtlichen Ladungsausgleich der entgegengesetzt geladenen Belastungsstoffe 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 kmetische Energie des Gasstroms nicht mehr von den Abscheideplatten abgerissen werden. Andere, vornehmlich nicht partikulare Belastungsstoffe wie Rauch und G/Wuchsstoffe werden in der Aktivkohieschicht 3 gebunden und so dem zu reinigenden Gasstrom entzogen.

Bei der Ausführungsform nach der Fig.2 sind die Abscheideplatten 1 im Bereich der lonisationsstufe 5 mit einer- dünnen Aktivkohleschicht 6 belegt Je nach Potential und Strömungsgeschwindigkeit kann es auch in der lonisationsstufe S bereits zu einem Ladungsausgleich kommen, der nach der Erfindung nicht an der Oberfläche der Abscheideplatten 1 erfolgen soll. Die Aktivkohleschicht 6 in der lonisationsstufe 5 ist leitend, so daö die Belastungsstoffe bereits an der Aktivkohleoberfläche abgeschieden werden; aus diesem Grunde kann die Aktivkohleschicht wesentlich dünner ausgelegt werden als die isolierte Aktivkohleschicht 3. Das Schichtdickenverhältnis beträgt dabei ca. 1 :10 bis 1 :3, wobei die mechanische Festigkeit der Aktivkohle zu berücksichtigen ist

Die F i g. 3 zeigt eine Anordnung von Abscheideplatten 1, die als auswechselbare Module 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 Kunststoffolie dienen, deren Oberflächen mecalli-

h5 siert werden. Auf diese nunmehr metallische Oberfläche wird beidseitig die Isolierschicht 4 und darauf die Aktivkohleschicht 3 aufgetragen; im Bereich der späteren lonisationsstufe 5 kann zusätzlich noch eine dünne Aktivkohleschicht 6 aufgetragen werden. Anschließend können die Filterplatten auf die erforderliche Größe geschnitten und eingebaut werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrofilter zur Abscheidung von umweltbelastenden Partikeln aus staubhaltigen, gasförmigen, vorzugsweise strömenden Medien mit parallel zum Gasstrom angeordneten elektrisch leitenden und mit einer Isolierschicht versehenen Abscheideplatten und einer vorgeschalteten, die abzuscheidenden Partikel entgegengesetzt zur Plattenladung aufladenden lonisationsstufe, dadurchgekennzeicbnet, daß auf den mit einer Isolierschicht versehenen Abscheideplatten (1) im Bereich der Abscheidestufe (2) eine Aktivkohleschicht (3) aufgebracht 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 gekennzeichnti. daß die Abscheideplatten (1) bis in die vorgeschaltete lonisationsstufe (5) reichen und in diesem Bereich der lonisationsstufe (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 lonisationsstufe (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 Aktivkohlescnicht (3) ist, wobei der elektrische Widerstand de- 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 lonisationsstufe (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.