DE3121054A1

DE3121054A1 - "METHOD AND DEVICE FOR ELECTROSTATIC DUST SEPARATION

Info

Publication number: DE3121054A1
Application number: DE19813121054
Authority: DE
Inventors: Serge 92290 Chatenay Malabry Larigaldie; Joseph 92100 Boulogne Taillet
Original assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Current assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Priority date: 1980-05-29
Filing date: 1981-05-27
Publication date: 1982-02-25
Also published as: DE3121054C2; JPS6028545B2; CH642870A5; GB2079187A; SE8103330L; SE447797B; GB2079187B; JPS5763149A

Description

DIPL.-ING. O. R. KRETZSCHMARDIPL.-ING. O. R. KRETZSCHMAR PATENTANWALTPATENT ADVOCATE

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Office National d'Etudes etOffice National d'Etudes et

de Reeherches Aerospatialesde Reeherches Aerospatiales

(O.N.E.R.A.)(O.N.E.R.A.)

29-39 j avenue de la Division Leclerc29-39 j avenue de la Division Leclerc

9232O CHATILLON SOUS BAGNEUX PRANKREICH9232O CHATILLON SOUS BAGNEUX PRANCIA

^ BW RG 1^ BW RG 1

1«M STIOHH^USE 3 RUF 040/34 67 43 TELEX 2 173 645 OKPA D1 «M STIOHH ^ USE 3 CALL 040/34 67 43 TELEX 2 173 645 OKPA D

ZUGELASSENER VERTRETER BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMTAPPROVED REPRESENTATIVE AT THE EUROPEAN PATENT OFFICE

25. Mai I98I Hi - 5993May 25, I98I Hi - 5993

Anwaltsakte: 5993Attorney file: 5993

Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischen StaubabscheidungMethod and device for electrostatic dust separation

Es wird die Priorität der Patentanmeldungen in PrankreichIt becomes the priority of patent applications in France

1) Nr. 80 11945 vom 29. Mai 198O1) No. 80 11945 of May 29, 198O

2) Nr. 81 09646 vom Ik. Mai 198I in Anspruch genommen.2) No. 81 09646 from Ik. May 198I claimed.

DIPL.-ING.O.R.KRETZSCHMARDIPL.-ING.O.R.KRETZSCHMAR PATENTANWALTPATENT ADVOCATE

Office National d'EtUdeS et de Recherches Aerospatiales (O.N.E.R.A.)Office National d'EtUdeS et de Recherches Aerospatiales (O.N.E.R.A.)

29-39s avenue de la Division Leclerc29-39 s avenue de la Division Leclerc

9232O CHATILLON SOUS BAGNEUX FRANKREICH9232O CHATILLON SOUS BAGNEUX FRANCE

3SJM STiaHUAUSE 34 HU F O*O /24 67 43 telex 2 173 645 okpa d 3SJM STiaHUAUSE 34 HU FO * O / 24 67 43 telex 2 173 645 okpa d

zugelassener vertreter beim europaischen Patentamtauthorized representative at the european patent office

25. Mai 198I Hi - 5993May 25, 198I Hi - 5993

Anwaltsakte: 5993Attorney file: 5993

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abscheiden von Staub aus einer Gas-Atmosphäre,The present invention relates to a method and a device for separating dust from a gas atmosphere,

Sie zielt insbesondere darauf ab, feste, in einem Gas schwebende Teilchen von dem Gas zu trennen, indem dieses in einen Raumteil eingeführt wird, wo die festen Teilchen durch elektrostatische Wirkung zurückgehalten werden.In particular, it aims to separate solid particles suspended in a gas from the gas by converting it into a Part of the space is introduced, where the solid particles are retained by electrostatic action.

Die Verfahren der elektrostatischen Staubabscheidung beruhen darauf, daß die elektrisch geladenen Stäube von einer oder mehreren Elektroden angezogen werden, die auf ein dem des Staubes entgegengesetztes Potential aufgeladen sind.The process of electrostatic dust separation is based ensure that the electrically charged dusts are attracted by one or more electrodes that are attached to one of the des Dust of opposite potential are charged.

Daher enthalten die Vorrichtungen zur elektrostatischen Staubabscheidung Therefore, the devices contain electrostatic dust collection

erstens Mittel, mit denen man die mit Staub beladenen, gasförmigen Fluide in einem abgeschlossenen Raumteil herumführen kann,first, means with which one can remove the dust-laden, gaseous ones Can carry fluids around in a closed part of the room,

- S- S.

zweitens enthalten sie eine Vorrichtung, mit der man die Stäube elektrisch aufladen kann, undsecondly, they contain a device with which one can charge the dust electrically, and

drittens eine oder mehrere Elektroden, um die besagten Stäube anzuziehen.thirdly, one or more electrodes to attract said dusts.

Gemäß einer bekannten Technik lädt man die in einem Gasstrom enthaltenen, zu reinigenden Stäube elektrisch auf, indem man eine Korona-Entladung in dem betreffenden Gas erzeugt. Hierzu läßt man das Gas in dem Zwischenraum zwischen einer ersten Elektrode, die durch eine leitende Spitze oder einen ausgespannten, leitenden Draht gebildet wird, und einer zweiten Elektrode von verhältnismäßig großer Oberfläche vorbeistreichen, die z.B. eben oder zylindrisch ist, und wendet auf die Einrichtung zwischen den Elektroden eine Spannungsdifferenz in der Größenordnung von einigen Zehn kV an.According to a known technique, the dusts to be cleaned contained in a gas stream are electrically charged by a corona discharge is generated in the gas in question. For this purpose, the gas is left in the space between a first Electrode formed by a conductive tip or a tensioned conductive wire, and a second Swipe an electrode of relatively large surface area, e.g., flat or cylindrical, and apply it to the device a voltage difference of the order of a few tens of kV between the electrodes.

Das sehr starke elektrische Feld in der Umgebung der ersten Elektrode bewirkt die Bildung von Entladungslawinen in einem kleinen, als aktiven Raumteil bezeichneten Bereich, in dem eine große Anzahl von Ionen und Elektronen erzeugt werden. Die sehr beweglichen Elektronen neigen dazu, den Aktivraum schnell zu verlassen, wobei sie in der Außenschicht dieser Zone eine höhere positive oder negative Ionenkonzentration hervorrufen, je nach dem, ob die erste Elektrode positiv oder negativ in Bezug auf die zweite Elektrode ist. Diese Ionenkonzentration bildet eine Raumladung. Die Stäube, die in dem Raumladungsbereich herumtreiben, nehmen durch Diffusion oder Stoßionisation eine Ladung von dem-selben Vorzeichen wie die Raumladung an. Die schließliche Aufladung jeden Staubteilchens hängt ab von seiner Größe, von seiner Verweilzeit in dieser Zone und von der Stärke der Raumladung und wird gemessen durch das Produkt aus der Menge der ionisierten Teilchen pro Raumeinheit mal der Ladung dieser Teilchen.The very strong electric field in the vicinity of the first electrode causes the formation of discharge avalanches in one small area known as the active space in which a large number of ions and electrons are generated. the very mobile electrons tend to leave the active space quickly, whereby they become one in the outer layer of this zone cause higher positive or negative ion concentration, depending on whether the first electrode is positive or negative in With respect to the second electrode. This concentration of ions forms a space charge. The dusts that are in the space charge area drifting around, take on a charge of the same sign as the space charge through diffusion or impact ionization. The final charge of each dust particle depends on its size, on its residence time in this zone and on the strength of the space charge and is measured by the product of the amount of ionized particles per unit of space times the Charge of these particles.

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Palls die mit Staub beladenen Gase explosiv sind, z.B. in der Atmosphäre eines Getreidesilos, in dem die sehr feinen Kleber-Stäube, die sich in der Umgebungsluft zusammenballen, eine leicht detonierende Mischung darstellen, verbietet sich die Erzeugung einer Korona-Entladung, da der kleinste Funke einen beträchtlichen Schaden veursachen könnte.Palls the gases laden with dust are explosive, e.g. in the atmosphere of a grain silo in which the very fine adhesive dusts, which agglomerate in the ambient air, represent a slightly detonating mixture, is forbidden Creation of a corona discharge as the smallest spark could cause considerable damage.

Übrigens nimmt die Ergiebigkeit einer Korona-Entladung in dem Umfang ab, wie die Temperatur der Gas-Atmosphäre ansteigt, in der sie erzeugt wird, weil die Moleküle des gasförmigen Fluidums thermisch angeregt werden. Sobald eines dieser Moleküle mit einem negativen Ion zusammenstößt, wird bei diesem in einer Stoßionisation ein Elektron abgelöst, was eine Vergrößerung des Elektronenstroms der Entladung hervorruft, was wiederum zur Folge hat, daß die Ergiebigkeit bei der Erzeugung der Raumladung abnimmt, so daß die Entladung instabil wird. Deswegen ist es praktisch unmöglich, von Feuerungen stammende Verbrennungsgase, z.B. die Verbrennungsgase aus einem mit Magerkohle beschickten Fließbett oder einer Rekuperationsverbrennung von Stoffen mit niedrigem Heizwert mit Hilfe einer Korona-Entladung von Stäuben zu reinigen.Incidentally, the productivity of a corona discharge decreases in that Extent depends on how the temperature of the gas atmosphere rises in which it is generated because of the molecules of the gaseous fluid are thermally excited. As soon as one of these molecules collides with a negative ion, it becomes in a Impact ionization detaches an electron, which causes an increase in the electron current of the discharge, which in turn leads to The result is that the productivity decreases in the generation of the space charge, so that the discharge becomes unstable. That's why It is practically impossible to use combustion gases from furnaces, e.g. the combustion gases from a furnace charged with lean coal Fluidized bed or recuperation combustion of substances with a low calorific value with the help of a corona discharge to be cleaned of dust.

Wegen des Fehlens wirksamer Entstaubungsvorrichtungen konnte man bisher solche Verbrennungseinrichtungen nicht direkt vor Kolbenmaschinen oder Gasturbinen vorschalten, weil diese sonst schnell durch die Staubeinwirkung zerstört worden wären.Because of the lack of effective dust collectors, Up to now, such combustion devices have not been connected upstream directly in front of piston engines or gas turbines, because they would otherwise would have been quickly destroyed by the effects of dust.

Es sind schon Verfahren bekannt, um Stäube elektrostatisch abzuscheiden, die nicht mit einer Korona-Entladung arbeiten, sondern die Stäube mit sehr feinen (Wasser-)Tröpfchen vereinigen, die man anschließend auszuscheiden versucht.Processes are already known for electrostatically separating dusts, which do not work with a corona discharge, but combine the dusts with very fine (water) droplets, which one then tries to eliminate.

So ist beispielsweise vorgeschlagen worden, einen Gasstrom durch Gas-Flüssigkeitsberührung zu reinigen, indem man eineFor example, it has been proposed to purify a gas stream by gas-liquid contact by using a

Flüssigkeit mit einer Überschalldüse versprüht, die mit Preßluft versorgt wird,wobei der entstehende Sprühdunst im allgemeinen im Gegenstrom in das zu reinigende Gas-Fluidum eingespritzt wird. Die Düse befindet sich in Bezug auf die Masse-Erdung der Anlage auf einem erhöhten Potential, so daß die aus ihr hervortretenden Wassertröpfchen aufgeladen sind und sich mit den Staubteilchen vereinigen, um sie zu den mit der Masse-Erdung verbundenen Metallteilen fortzuführen und so ihre Trennung vom Gas zu bewirken. Der restliche Staub, der mit den Tröpfchen von den Düsen in dem Gasstrom mitgerissen wird, wird seinerseits an auf passendem Potential liegenden Elektroden niedergeschlagen.Liquid sprayed with a supersonic nozzle that with compressed air is supplied, the resulting spray mist generally being injected in countercurrent into the gas-fluid to be cleaned will. The nozzle is at an increased potential in relation to the grounding of the system, so that the their emerging water droplets are charged and unite with the dust particles to make them earth-ground connected metal parts and to effect their separation from the gas. The rest of the dust that came with the Droplets from the nozzles are entrained in the gas flow, in turn, on electrodes lying at the appropriate potential dejected.

Eine andere bekannte Technik dieses Typus besteht darin, am Ausgang einer an Masse gelegten Düse einen Strahl feiner Wassertröpfchen herzustellen, die sich durch eine Hochspannung gegenüber einer ringförmigen, polarisierten Elektrode anordnen, um diesen Wassertröpfchen eine Ladung von einem bestimmten Vorzeichen zu übertragen. Sobald der Strahl, die aus der Atmosphäre auszuscheidenden Teilchen aufgenommen hat, sind diese schon elektrisch geladen, wobei die geladenen Wassertröpfchen durch diese Teilchen angezogen werden und einen Nebel bilden, der die Niederschlagung dieser Teilchen ermöglicht.Another known technique of this type consists in producing a jet of fine water droplets at the exit of a grounded nozzle to produce, which are arranged by a high voltage opposite an annular, polarized electrode in order to to transfer a charge of a certain sign to these water droplets. As soon as the beam coming out of the atmosphere has absorbed the particles to be separated out, these are already electrically charged, with the charged water droplets are attracted by these particles and form a mist that allows these particles to precipitate.

Im wesentlichen stellen diese Techniken eine Auswaschung des zu reinigenden Gases mit Wasser dar und gestatten daher keine Trockenbehandlung des Gases oder von allen Atmosphären, bei denen die Bildung von Schlämmen vermieden werden soll. Sie sind überdies unwirksam bei Atmosphären mit Temperaturen, bei denen die Wassertropfen verdampfen, bevor sie sich mit den auszuscheidenden Teilchen vereinigen.Essentially, these techniques represent a leaching of the gas to be purified with water and therefore do not permit any Dry treatment of the gas or of all atmospheres in which the formation of sludge is to be avoided. she are also ineffective in atmospheres with temperatures at which the water droplets evaporate before they join the excreted ones Unite particles.

Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb die Verbesserung eines Verfahrens zur Abtrennung von festen oder staubförmigen,The present invention therefore relates to the improvement of a method for separating solid or dusty,

in einem Gas in Schwebe befindlichen Teilchen, durch elektrostatische Abscheidung, die es insbesondere ermögliche die vorerwähnten Probleme bei der Entstaubung von explosiven Atmosphären oder solchen mit erhöhter Temperatur zu lösen.particles suspended in a gas, by electrostatic Separation, which makes it possible in particular to solve the aforementioned problems in the dedusting of explosive atmospheres or to solve those with an elevated temperature.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur elektrostatischen Entstaubung ist daher dadurch gekennzeichnet, daß man in einer Kammer, die von dem Zirkulationsraum des zu entstaubenden Gases verschieden ist, eine Korona-Entladung erzeugt und die in der Kammer erzeugten Ionen mit Hilfe von aerosolförmigen Teilchen einfängt, worauf das Gemisch in den Zirkulationsraum eingeleitet wird, wo die Aerosolteilchen die eingefangenen Ionen durch Zustandsänderung, z.B. Sublimation, freigeben, um dort eine Raumladung zu erzeugen. Die Aerosolteilchen spielen so die Rolle von Ladungsbeförderern zwischen der Kammer und dem Zirkulationsraum, in dem sich das zu entstaubende Gas befindet.A method according to the invention for electrostatic dedusting is therefore characterized in that in a chamber, which is different from the circulation space of the gas to be dedusted generates a corona discharge and which is in the Chamber captures ions generated with the help of aerosol-shaped particles, whereupon the mixture is introduced into the circulation space where the aerosol particles release the trapped ions through a change of state, e.g. sublimation, to create a Generate space charge. The aerosol particles thus play the role of cargo carriers between the chamber and the circulation space, in which the gas to be dedusted is located.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die genannten Aerosolteilchen durch Überschall-Entspannung im Bereich der Korona-Entladung von mit Feuchtigkeit beladener Preßluft gewonnene Eisteilchen. Die mikroskopischen Eisteilchen verdampfen oder sublimieren in dem Zirkulationsraum bei der Berührung mit dem zu reinigenden Gas und befreien die Ionen, die sie zur Bildung der Raumladung mit sich führen.According to one embodiment, said aerosol particles are obtained by supersonic relaxation in the area of the corona discharge of compressed air laden with moisture Ice particles. The microscopic ice particles evaporate or sublime in the circulation space on contact with the gas to be cleaned and free the ions that they carry with them to form the space charge.

Durch diese Verfahren stellt man daher in einem ersten, in der genannten Kammer befindlichen Milieu elektrische Ladungen her und überführt diese dann in ein zweites Milieu, das sich in dem genannten Zirkulationsraum des zu reinigenden Gases befindet, um dort eine Raumladung zu erzeugen. Das erste und zweite Milieu sind in elektrischer Hinsicht voneinander unabhängig; daher kann kein Funke aus dem ersten Milieu in das zweite Milieu vordringen. Außerdem sind die dem ersten Milieu, in dem die Ionen erzeugt werden, eigenen Merkmale nicht durch die desBy means of this method, electrical charges are therefore produced in a first medium located in the aforementioned chamber and then transfers this to a second medium, which is located in the mentioned circulation space of the gas to be cleaned, to generate a space charge there. The first and second milieu are electrically independent of one another; therefore no spark can penetrate from the first milieu into the second milieu. They are also the first milieu in which the ions generated are not characterized by the characteristics of their own

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zweiten Milieus beeinflußt, in dem man diese Ionen zur Aufladung von durch elektrostatische Mittel niederzuschlagenden Teilchen benutzt.Second milieus influenced by these ions to be charged by electrostatic means to be deposited Particle used.

Man sieht vor, daß die Raumladung auf dem Wege des zu reinigenden Gases auf einem Wert gehalten wird, der deutlich unter demjenigen liegt, der für die Zündung einer Korona-Entladung in irgendeinem zu dem betreffenden Zirkulationsraum gehörigen Teil ausreichen würde. Man schaltet auf diese Weise die mit der Entladung oder mit Funken verbundenen Gefahren vollkommen aus, falls das Gas oder die zu reinigende Atmosphäre explosiv sein sollte.It is provided that the space charge is kept on the way of the gas to be purified at a value which is well below the one that belongs to the relevant circulation space for the ignition of a corona discharge Part would be enough. In this way the dangers associated with the discharge or with sparks are completely switched off if the gas or the atmosphere to be cleaned should be explosive.

Man stellt daher fest, daß die Größe der Raumladung einerseits zu schwach ist, um eine Gefahr darzustellen, aber andererseits wirksam genug, um die abzuscheidenden Teilchen elektrostatisch aufzuladen.It is therefore found that the size of the space charge is on the one hand too weak to represent a danger, but on the other hand effective enough to electrostatically charge the particles to be deposited.

überdies sieht man gemäß der Erfindung bei derartigen Atmosphären vor, daß in der erstgenannten Kammer eine negative Korona-Entladung benutzt wird. Man bekommt auf diese Weise eine gute Ergiebigkeit der Energie und eine stabile Übertragung von negativen Ionen auf dem Strömungsweg der zu reinigenden Gasströme.Moreover, according to the invention, such atmospheres are seen suggest that a negative corona discharge is used in the former chamber. You get that way a good yield of energy and a stable transfer of negative ions on the flow path of the to be cleaned Gas flows.

Falls eineAtmosphäre mit hoher Temperatur zu reinigen ist, sieht das Verfahren erfindungsgemäß vor, die Korona-Entladung in einer Kammer mit einer Temperatur aufrecht zu erhalten, die niedrig genug ist, um eine gute Ergiebigkeit der Raumladung zu bekommen, die durch Ionen aus dieser Kammer entsteht, und diese Ionen in die heißen, zu reinigenden Gase zu überführen. Vorteilhafterweise entstehen die zu injizierenden positiven Ionen durch eine positive Korona-Entladung. Man vermeidet so, daß in der zweiten Kammer Elektronen auftreten, die durch den Zusammen-If a high temperature atmosphere is to be cleaned, the method according to the invention provides for the corona discharge in a chamber at a temperature low enough to give good space charge yield which is created by ions from this chamber, and to transfer these ions into the hot gases to be cleaned. Advantageously the positive ions to be injected are created by a positive corona discharge. This avoids the in electrons occur in the second chamber, which through the

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stoß von negativen Ionen mit Molekülen erzeugt werden können, die durch die Wärmebewegung angeregt worden sind.collision of negative ions with molecules can be generated, which have been stimulated by the movement of heat.

Außerdem ist vorgesehen, daß die Raumladung dadurch regelbar ist, daß man die Wahrscheinlichkeit der Elektronenerzeugung durch Ionisation in dem heißen zu reinigenden Gas begrenzt. Diese Regelung läßt sich dadurch bewirken, daß die an die Spitzenelektrode gelegte Spannung, durch welche die Korona-Entladung in der ersten Kammer erzeugt wird, beeinflußt wird, was zu einer Veränderung des durch die Mikroteilchen in den zweitgenannten Raum beförderten Strom führt.It is also provided that the space charge can be regulated by checking the probability of the generation of electrons Ionization in the hot gas to be cleaned is limited. This regulation can be achieved by the fact that the tip electrode applied voltage, by which the corona discharge is generated in the first chamber, is influenced, resulting in a Changes in the current carried by the microparticles in the second-mentioned space leads.

Durch die Erfindung soll außerdem ein elektrostatischer Abscheider des Types geschaffen werden, der einen abgeschlossenen Raumteil, in dem ein gasförmiger, Schwebeteilchen mit sich führender Strom zirkuliert, des weiteren Mittel zur Herstellung von/tonen durch Korona-Entladung zur elektrischen Aufladung der Schwebeteilchen und Mittel, um die aufgeladenen Teilchen auf dem Wege des Gasstroms elektrostatisch abzuscheiden, umfaßt und der dadurch gekennzeichnet sein soll, daß der Ionenerzeuger Mittel umfaßt, die eine von dem Zirkulationsraum verschiedene Kammer festlegen, die aber durch eine öffnung mit dem Raum in Verbindung steht,und weiter Mittel, um eine Korona-Entladung herzustellen in einem Gasstrom, der durch diese Kammer in Richtung der genannten Öffnung fließt, sowie Mittel, um in dem Bereich der Korona-Entladung Aerosol-Mikroteilchen herzustellen, die die Ionen einfangen können, bevor sie durch die öffnung in den genannten Raum injiziert werden.The invention is also intended to provide an electrostatic precipitator of the type to be created, which is a closed space in which a gaseous, suspended particle with it leading Current circulates, further means for the production of / clays by corona discharge for electrical charging of the Suspended particles and means for electrostatically separating the charged particles by way of the gas flow, comprises and which is to be characterized in that the ion generator comprises means which are different from the circulation space Define the chamber, which, however, communicates with the room through an opening, and further means for a corona discharge produce in a gas stream flowing through this chamber in the direction of said opening, as well as means to in the area The corona discharge produces aerosol microparticles that can trap the ions before they pass through the opening in injected into said space.

Die folgende Beschreibung, die ein Ausführungsbeispiel gibt, bezieht sich auf die angefügten Zeichnungen, in denen zeigen:The following description, which gives an exemplary embodiment, refers to the attached drawings, in which:

Fig. 1: eine schematische, perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung unter teilweiser Wegschneidung von Seitenteilen;Fig. 1: a schematic, perspective illustration of a device according to the invention, partly Cutting away of side panels;

Fig. 2 a
und 2 b: Ansichten von Anbringungsmöglichkeiten der Injektoren in der Vorrichtung, in Richtung der Schnittebene I - I der Fig. 1 gesehen;Fig. 2a
and FIG. 2b: views of possible ways of attaching the injectors in the device, seen in the direction of the sectional plane I - I of FIG. 1;

Fig. 3: eine schematische Ansicht eines Längsschnittes des zur Ingangsetzung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Injektors;3: a schematic view of a longitudinal section the injector used to start a device according to the invention;

Fig. 4: ein teilweise weggebrochener Schnitt eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Heißgasentstaubungsvorrichtung;Fig. 4: a partially broken away section of a inventive embodiment of a hot gas dedusting device;

Fig. 5- ein schematischer Vertikalschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Heißgasentstaubungsvorrichtung; 5- a schematic vertical section of a further embodiment of a hot gas dedusting device;

Fig. 6: ein Horizontalschnitt in der Fläche VI - VI der Figur 5;FIG. 6: a horizontal section in the area VI - VI of FIG. 5;

Fig. 7*· eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Ioneninjektors eher erfindungsgemäßen Vorrichtung;Fig. 7 * shows a schematic view of another embodiment of an ion injector rather according to the invention Contraption;

Fig. 8,Fig. 8,

undlO: Ansichten dreier Varianten der Ausführungsform von Fig. 7; and 10: views of three variants of the embodiment of FIG. 7;

Fig. 11: eine Ansicht eines weiteren Anwendungsbeispiels des Injektors.11: a view of a further application example of the injector.

Ein für die Ausführung der Erfindung gebildeter, abgeteilter Raum besteht aus einem durchgängigen Quader 10 (Fig. 1), der durch zwei zueinander parallele Vertikalflächen 11 und 12, einen Boden 13 und eine in Fig. 1 nicht dargestellte obere Wandfläche 15 begrenzt wird. Zum Raum 10 gehören ein Eingang für den Zutritt des zu reinigenden Gases und ein Ausgang 16 für seine Entfernung, nachdem die im Gase enthaltenen festen Teilchen abgeschieden worden sind. Der Eingang 14 führt in eine Aufladungszone 17, der entlang des Weges des zu reinigenden Gases im Räume 10 eine Zone 19 der elektrostatischen Abscheidung folgt, die eine Vielzahl von zu den Flächen 11 und 12 parallelen Platten 20 umfaßt, die abwechselnd mit der positiven bzw. negativen Seite einer Spannungsquelle verbunden sind.A formed for the execution of the invention, divided space consists of a continuous cuboid 10 (Fig. 1), the by two parallel vertical surfaces 11 and 12, a bottom 13 and an upper one, not shown in FIG. 1 Wall area 15 is limited. The room 10 includes an entrance for the entry of the gas to be cleaned and an exit 16 for its removal after the solid particles contained in the gas have been deposited. The entrance 14 leads into a Charging zone 17, which along the path of the gas to be cleaned in the room 10 is a zone 19 of the electrostatic separation follows, which comprises a plurality of parallel to the surfaces 11 and 12 plates 20, which alternate with the positive or negative side of a voltage source are connected.

In die Aufladungszone 17 münden eine Vielzahl von entlang vertikaler Reihen 23 und 24 angeordneten Injektoren 21, die in der Reihe 23 die Wandfläche 11 und in der Reihe 24 die Wandfläche 12 durchsetzen.A large number of vertical lines open into the charging zone 17 Rows 23 and 24 arranged injectors 21, the wall surface 11 in row 23 and the wall surface in row 24 12 enforce.

Jeder Injektor 21 weist an seinem vorderen Ende eine in den Durchgangsraum 10 mündende Düse 25 (Fig. 2a und 2b) auf, wobei ein Düsenkörper 26 die Wandflächen 11 und 12 durchdringt, bzw. senkrecht auf ihnen steht und ein hinterer Teil 28 einerseits mit einer gemeinsamen Leitung 29 für die Zuführung von feuchter Preßluft und andererseits mit einer Hochspannungszuieitung 42 verbunden ist. (Siehe dazu Fig. 2a).Each injector 21 has at its front end a nozzle 25 opening into the passage space 10 (FIGS. 2a and 2b), wherein a nozzle body 26 penetrates the wall surfaces 11 and 12, or is perpendicular to them, and a rear part 28 on the one hand with a common line 29 for the supply of moist compressed air and on the other hand with a high-voltage supply 42 connected is. (See Fig. 2a).

Die Injektoren 21 der Fig. 2a, fünf in jeder Reihe 23 und 24, sind derart in den Wandflächen 11 und 12 angebracht, daß sich die Düse 25 jedes Injektors der Reihe 23 gegenüber der Düse des entsprechenden Injektors der Reihe 24 befindet.The injectors 21 of Fig. 2a, five in each row 23 and 24, are mounted in the wall surfaces 11 and 12 that the nozzle 25 of each injector in row 23 is opposite the nozzle of the corresponding injector in row 24.

Die Injektoren der Fig. 2b sind derart versetzt gegeneinander angeordnet, daß die Achsen der Injektoren der einen Reihe 24'The injectors of Fig. 2b are offset from one another in such a way that the axes of the injectors of a row 24 '

der Wandfläche 12 verschoben sind gegenüber den Achsen der vier anderen Injektoren der Reihe 23' in der Wandfläche 11.of the wall surface 12 are displaced with respect to the axes of the four other injectors of the row 23 ′ in the wall surface 11.

Jeder Injektor 21 (Fig. 3) weist einen rohrförmigen, leitenden oder nichtleitenden, eine zylindrische innere Kammer 32 umschließenden Körper 30 auf. Eine durch einen Düsenhals 35 gebildete Düse 34 befindet sich axial angeordnet im vorderen Teil des Injektors 21. Eine zu einem ringförmigen Ausgang 36 führende Düsenerweiterung bildet den eigentlichen Injektionsteil 25. Der hintere Teil 28 des Rohres 30 ist durch einen hinten geschlossenen Hohlzylinder 38 verlängert, der eine seitliche, mit der Preßluftleitung 29 verbundene öffnung 39 aufweist. Die hintere Wandfläche 40 des Hohl#linders 38 trägt eine dichte, isolierende Durchführung 41, an die das Hochspannungskabel 42 an*- geschlossen ist. Die Durchführung 41 ist mit einer ersten nadeiförmig zugespitzten Elektrode 45 verbunden, die mit einer sternförmigen, drei Arme aufweisenden, isolierenden Halterung 44 an der inneren Oberfläche des Rohres 30 abgestützt und befestigt ist. Die metallische Nadelelektrode 45 erstreckt sich entlang der Achse des Rohres 30, wobei ihre Spitze bis an den Düsenhals 34/35 reicht. Die Düse 34 ist ebenfalls aus einem elektrisch leitenden Material und bildet eine zweite Elektrode, die über das Kabel 49 mit einer Gleichspannungsquelle 48 und über eine Verbindung 51 an der Masse-Erdung der Vorrichtung liegt. Die Nadelelektrode 45 ist über den Leiter 42 mit dem anderen Pol der Hochspannungsquelle 48 verbunden.Each injector 21 (Fig. 3) has a tubular, conductive or non-conductive, enclosing a cylindrical inner chamber 32 Body 30 on. A nozzle 34 formed by a nozzle neck 35 is located axially in the front part of the injector 21. One leading to an annular outlet 36 The nozzle extension forms the actual injection part 25. The rear part 28 of the tube 30 is closed at the rear Hollow cylinder 38, which has a lateral opening 39 connected to the compressed air line 29. The rear Wall surface 40 of the hollow 38 carries a dense, insulating Bushing 41 to which the high-voltage cable 42 is connected to * - closed is. The bushing 41 is connected to a first needle-shaped, pointed electrode 45, which is connected to a star-shaped, three arms having, insulating bracket 44 supported on the inner surface of the tube 30 and secured is. The metallic needle electrode 45 extends along the axis of the tube 30, the tip of which extends to the nozzle neck 34/35. The nozzle 34 is also made of an electric one conductive material and forms a second electrode, which is connected via the cable 49 to a DC voltage source 48 and via a Connection 51 is connected to the ground of the device. The needle electrode 45 is connected to the other pole via the conductor 42 the high voltage source 48 is connected.

Wenn die Spannung im Betrieb einen genügend hohen Wert erreicht hat, stellt sich eine Korona-Entladung zwischen der Nadelelektrode 45 und dem Düsenteil 34 in dem den Düsenhals 35 durchquerenden feuchten Gas ein.When the voltage has reached a sufficiently high value during operation, a corona discharge occurs between the needle electrode 45 and the nozzle part 34 in which the nozzle throat 35 traverses wet gas.

Wenn dabei die Zentral- oder Nadelelektrode 45 negativ ist, sammelt sie positive Ionen an, und die negativen ElektrodenAt this time, if the central or needle electrode 45 is negative, it will accumulate positive ions, and so will the negative electrodes

diffundieren von ihr fort. Wo sich in dem Gasfluidum die Entladung bildet, vereinigen sich die Elektronen schnell mit den Molekülen des elektronegativen Gases und erzeugen negative Ionen, die nicht so beweglich wie die raumladungbildenden Elektronen sind. Man kann zeigen, daß die Ergiebigkeit an elektrischer Energie bei der Bildung einer negativen Raumladung sich um so mehr erhöht, je mehr das die Entladung bildende Gas die Erzeugung von negativen Ionen erleichtert. Die geringe Beweglichkeit der negativen Ionen ermöglicht überdies rund um die Zentralelektrode 45 eine stabile Raumladung. Dies ist der Fall bei trockener oder feuchter Luft. Bei schwach elektronegativen Gasen muß man das Auftreten von Instabilitätserscheinungen befürchten, sobald die Elektronen nicht unter Bildung von negativen Ionen verschwinden, sondern ionisierte Schläuche quer durch das Gas bilden, die zu elektrischen Bögen degenerieren und den Kurzschluß der Zentralelektrode und infolgedessen Versagen der Vorrichtung bewirken können.diffuse away from her. Where in the gas fluid is the discharge forms, the electrons combine quickly with the molecules of the electronegative gas and create negative ones Ions that are not as mobile as the space-charge-forming electrons are. It can be shown that the yield of electrical energy increases with the formation of a negative space charge the more the gas forming the discharge facilitates the generation of negative ions, the more it increases. The low mobility the negative ions also enables a stable space charge around the central electrode 45. This is the case in dry or humid air. With weakly electronegative gases one must fear the occurrence of instability phenomena, as soon as the electrons do not disappear with the formation of negative ions, but ionized tubes across through the gas that degenerate into electrical arcs and short-circuit the central electrode and, consequently, failure the device can cause.

Wenn die Zentralelektrode 45 positiv ist, werden sich die Elektronen unter Hinterlassung einer großen Ionenmenge schnell zu ihr hin bewegen, wobei die Ionen ein genügend dichtes Plasma erzeugen, um die Bildung eines ionisierten, wie ein Zündfunken erscheinender Schlauch zu bewirken. Dieser Entladungsschlauch schreitet ausgehend von der Zentralelektrode 45 in Richtung auf die zweite Elektrode voran und schiebt dabei die aktive Zone, den Entstehungsort der Entladungslawinen, vor sich her. Falls der Ionenschlauch bis zu der zweiten Elektrode vordringt, tritt zwischen den beiden Elektroden ein Kurzschluß auf. Wenn man die zwischen den beiden Elektroden herrschende Potentialdifferenz begrenzt, kann man das Vordringen der aktiven Zone derart einschränken, daß die Entladung ohne Entstehung eines Zündfunkens und ohne Auftreten eines gefährlichen Kurzschlusses aufrecht erhalten wird, wobei die aktive Zone von einer aus posi-When the central electrode 45 is positive, the electrons will each other move rapidly towards it, leaving behind a large amount of ions, the ions forming a sufficiently dense plasma to cause the formation of an ionized tube that appears to be a spark. This discharge tube proceeding from the central electrode 45 in the direction of the second electrode and pushes the active zone, the place of origin of the discharge avalanches, in front of it. If If the ion tube penetrates to the second electrode, a short circuit occurs between the two electrodes. If If the potential difference between the two electrodes is limited, the penetration of the active zone can be made in this way Restrict that the discharge is maintained without the occurrence of an ignition spark and without the occurrence of a dangerous short circuit is obtained, the active zone from a posi-

- νί -- νί -

tiven Ionen gebildeten Raumladung umgeben ist.tive ions formed space charge is surrounded.

Die in das Düsenrohr 30 eingelassene Luft hat eine mittlere Luftfeuchte von z.B. 50 % unter Normalbedingungen der Temperatur und des Druckes. Man verfügt hier über eine genügende Toleranzbreite. Alle Luft mit einer relativen Feuchte über 10 % ist passend für die Durchführung des Verfahrens, weswegen man bei der Verwendung an den verschiedensten Orten nicht einmal Maßnahmen für die Befeuchtung der Umgebungsluft ergreifen muß. Falls die Luft zu trocken sein sollte, beginnt man damit, sie auf den für die Entspannung in der Überschall-Düse notwendigen Druck zu bringen, und führt sie vor dem Einlaß in das Düsenrohr 30 durch einen Luftbefeuchter.The air let into the nozzle pipe 30 has an average humidity of 50 % , for example, under normal conditions of temperature and pressure. You have a sufficient tolerance range here. All air with a relative humidity of more than 10 % is suitable for carrying out the process, which is why one does not even have to take measures for the humidification of the ambient air when it is used in a wide variety of locations. If the air should be too dry, one begins with bringing it to the pressure necessary for the expansion in the supersonic nozzle and leads it through a humidifier before the inlet into the nozzle tube 30.

Die Überschall-Entspannung der feuchten Luft in dem sich erweiternden Teil 36, der auf den Düsenhals 34/35 folgt, erbringt aus Eis bestehende Mikroteilchen, deren Durchmesser von der Größenordnung 10~^ mm ist und die die durch die erhöhte Potentialdifferenz zwischen der Düsennadel 45 und dem Düsenkörper existierende Korona-Entladung erzeugten Ionen einfangen. Der Strahl der Mikroteilchen am Ausgang 25 der Düse zieht die im Düseninneren eingefangenen Ionen mit sich in die Aufladungszone 17 des Raumes 10. Durch Verdampfung der aus Eis bestehenden Mikroteilchen werden die Ladungen einige 10 cm von der Düse entfernt wieder frei. Sie verbreiten sich alsbald durch Diffusion und unter der Wirkung ihrer eigenen Raumladung, bevor sie an den metallischen Oberflächen 11, 12, 13 und 15 entladen werden.The supersonic relaxation of the humid air in the expanding Part 36, which follows the nozzle neck 34/35, provides Microparticles consisting of ice, the diameter of which is of the order of 10 ~ ^ mm and which are caused by the increased potential difference trap ions generated between the nozzle needle 45 and the nozzle body. Of the The jet of microparticles at the outlet 25 of the nozzle pulls the ions trapped inside the nozzle with it into the charging zone 17 of room 10. By evaporation of the microparticles consisting of ice, the charges are a few 10 cm from the Nozzle removed again freely. They soon spread through diffusion and under the effect of their own space charge before they are discharged on the metallic surfaces 11, 12, 13 and 15.

Die Größe der so entstandenen Raumladung läßt sich dadurch steuern, daß man auf die für die Bildung der Korona-Entladung maßgeblichen Parameter einwirkt, insbesondere auf die zwischen den Elektroden angewandte Potentialdifferenz, die Geschwindigkeit und den Druck der Luft und die Abmessungen der die Entspannung der Preßluft bedingenden Düse.The size of the space charge created in this way can be controlled in that one clicks on the one responsible for the formation of the corona discharge decisive parameter acts, in particular on the potential difference applied between the electrodes, the speed and the pressure of the air and the dimensions of the nozzle causing the expansion of the compressed air.

Die Meßgröße dieser Raumladung kann verhältnismäßig klein verglichen mit derjenigen sein, die durch die Korona-Entladung im Inneren des Injektors 21 bewirkt wird, und die für eine Ionendichte im Raumteil 17 sorgt, die ausreicht, um die im Gasstrom mitgeführten Staubteilchen derart aufzuladen, daß sie schließlich in der elektrostatischen Abscheidung 19 ausgeschieden werden können. Der durch die geladenen Mikroteilchen in die Aufladungszone 17 beförderte elektrische Strom ist verhältnismäßig klein, verglichen mit dem durch den Injektor 21 eingebrachten Strom. Der größte Teil dieses Stromes geht nämlich als Ionenstrom auf die metallischen Wandungen des Aufladungsraumes 17 über, die parallel zu den Düsenkörpern 3*1 an Masse liegen und die eine ähnlichoRolle spielen wie die Hilfselektrode der herkömmlichen mit Korona-Entladung betriebenen Entstaubungsvorrichtungen .The measured variable of this space charge can be compared to be relatively small with that which is caused by the corona discharge in the interior of the injector 21, and which ensures an ion density in the space part 17 which is sufficient to that in the gas flow To charge entrained dust particles in such a way that they are finally eliminated in the electrostatic precipitator 19 can. The electrical current carried by the charged microparticles into the charging zone 17 is proportional small compared to the current introduced by the injector 21. The largest part of this current goes as an ion current on the metallic walls of the charging space 17, which are parallel to the nozzle bodies 3 * 1 at ground and which play a role similar to that of the conventional auxiliary electrode dedusting devices operated with corona discharge .

Das mit Staub beladene Gasfluidum tritt in Richtung des Pfeils 52 (Fig. 1) durch den Eingang 11 in den Reaktionsraum 10 und durchquert die Aufladungszone 17, wo die Staubteilchen sich durch Diffusion oder Stoßionisation in Berührung mit der Raumladung derart aufladen, daß sie alsbald an den entgegengesetzt aufgeladenen Platten 20 beim Durchqueren der Abscheidungszone 19 mit elektrostatischen Mitteln niedergeschlagen werden. Danach verläßt das gereinigte Gas den Raum 10 in Richtung des Pfeiles 53.The gas fluid laden with dust occurs in the direction of the arrow 52 (FIG. 1) through the inlet 11 into the reaction chamber 10 and passes through the charging zone 17, where the dust particles come into contact with the space charge by diffusion or impact ionization charge in such a way that they are immediately attached to the oppositely charged plates 20 when passing through the deposition zone 19 can be precipitated by electrostatic means. Thereafter, the purified gas leaves the space 10 in the direction of the Arrow 53.

Bei einem Ausführungsbeispiel liegt die Nadelelektrode auf einem negativen Potential von 12 kV im Vergleich zuuDüse, wodurch ein Strom von 50 mikro-amp an deren Ausgang entsteht, sobald der Injektor durch die Leitung 29 mit 20 m /Std. Preßluft, unter Normalbedingungen des Druckes und der Temperatur gemessen, unter einem Anfangsdruck von 6 bar versorgt wird, woraus bei einem Düsenhals-Durchmesser von 2,3 mm eine Überschall-Entspannung von ungefähr 1,5 Mach in der Düse entsteht.In one embodiment, the needle electrode is at a negative potential of 12 kV compared to the nozzle, whereby a current of 50 micro-amp is created at the output as soon as the injector through line 29 at 20 m / hour. Compressed air, under Normal conditions of pressure and temperature measured, is supplied under an initial pressure of 6 bar, from which at a With a nozzle throat diameter of 2.3 mm, a supersonic relaxation of about 1.5 Mach occurs in the nozzle.

Der Reaktionsraum 10 hat eine ungefähre Höhe von 100 cm und eine Weite von ¹IO cm. Die Aufladungszone 17 hat eine wirksame Länge von 20 cm, und die Injektoren 21 sind in dieser Zone direkt einander gegenüber angeordnet, wobei ihre Düsen 25 einen Abstand von 30 cm voneinander haben. Jedes Paar von einander gegenüberliegenden Düsen läßt einen Strom von insgesamt 100 mikro-amp passieren, der bei der angenommenen Geometrie und unter Berücksichtigung der Ionenbeweglichkeit die Entstehung einer Raumladung von mindestens 10 positiven oder negativen Ionen pro vr in der Aufladungszone 17 zuläßt, was einem elektrischen Feld von 1,7.10^ Volt/m entspricht.The reaction chamber 10 has an approximate height of 100 cm and a width of ¹ cm IO. The charging zone 17 has an effective length of 20 cm, and the injectors 21 are arranged in this zone directly opposite one another, with their nozzles 25 having a distance of 30 cm from one another. Each pair of opposing nozzles allows a total of 100 micro-amps to pass, which, given the assumed geometry and taking into account the ion mobility, allows the creation of a space charge of at least 10 positive or negative ions per vr in the charging zone 17, which creates an electric field of 1.7.10 ^ volts / m.

Das hinzutretende, zuvor mechanisch gereinigte Gas fließt mit einer Geschwindigkeit von 2 m/sek, wobei noch ein Staubstrom von 7 g/sek übrig bleibt und die Staubteilchen eine mittlere Größe von 3.10 mm aufweisen. Jedes Staubteilchen durchquert die Aufladungszone in 0,1 sek, wobei es im Mittel ungefähr 300 negative Ladungen aufnimmt, was einem Ladungsstrom in Richtung der Injektoren von 12 mikro-amp entspricht.The incoming gas, which has been mechanically cleaned beforehand, flows at a speed of 2 m / sec, with a stream of dust of 7 g / sec remains and the dust particles have an average size of 3.10 mm. Every dust particle crosses the charging zone in 0.1 sec, taking on an average of about 300 negative charges, which corresponds to a charge current in Direction of injectors corresponds to 12 micro-amp.

Der Strom der aufgeladenen Staubteilchen tritt danach in die Abscheidungszone 19 mit den folgenden Abmessungen:The stream of charged dust particles then enters the separation zone 19 with the following dimensions:

Höhe 100 cm, Länge 100 cm, wobei der Abstand der abwechselnd positiv und negativ auf 10 kV aufgeladenen Platten 2,6 cm beträgt .Height 100 cm, length 100 cm, the distance between the plates, which are alternately positively and negatively charged to 10 kV, is 2.6 cm .

Die Geschwindigkeit des die geladenen Teilchen befördernden Gasstromes ist 2,8 m/sek in der Zone 19 und die Verweildauer zwischen den Platten daher 0,35 sek, um eine quasi vollständige Abscheidung der Staubteilchen zu erreichen.The speed of the charged particle Gas flow is 2.8 m / sec in zone 19 and the dwell time between the plates is therefore 0.35 sec, a quasi complete one To achieve separation of the dust particles.

Die in Fig. H dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gasentstaubungsvorrichtung weist einen ReaktionsraumThe embodiment of a gas dedusting device according to the invention shown in FIG. H has a reaction space

auf, der durch die Wandflächen 111, 112, 113 ähnlich den Wandflächen 11, 12, 13 des Raumes 10 in Fig. 1 begrenzt wird. Zwischen seinem Eingang 114 und seinem Ausgang 116 liegen hintereinander ein erstes Filterbett 115, aus einer Menge langsam absinkender Kugeln bestehend, und eine Aufladungszone 117, in die eine Reihe von Injektoren 121 einmünden, die zwei die jeweiligen Wandfüächen 111 und 112 durchstoßende Reihen 123 und 12*1 bilden. Die Injektoren 121 sind entsprechend gebaut wie die in den Fig. 1 und 3 dargestellten. Anschließend an die Zone 117 befindet sich ein zweiter Filter 119, der ebenfalls aus einer in langsamer, nach unten gerichteter Bewegung befindlichen Kugeischüttung besteht, die den Raum zwischen zwei metallischen Lochblechen oder Gitterwerken 125 und 126 ausfüllt, die senkrecht zu den Wänden 111 und 112 stehen und mit den positiven bzw. negativen Klemmen einer Quelle hoher Gleichspannung oder mit den Klemmen einer Wechselspannungsquelle verbunden sind, um die elektrostatische Abscheidung der Staubteilchen des in die Aufladungszone 117 eingetretenen Gasflusses auf den durch Influenz aufgeladenen Filterkörnern zu bewirken.on, by the wall surfaces 111, 112, 113 similar to the wall surfaces 11, 12, 13 of the space 10 in Fig. 1 is limited. Between its input 114 and its output 116 lie one behind the other a first filter bed 115, consisting of a number of slowly sinking spheres, and a charging zone 117, in which open a row of injectors 121, the two rows 123 and 112 penetrating the respective wall surfaces 111 and 112 12 * 1 form. The injectors 121 are constructed according to how those shown in Figs. Following the zone 117 is a second filter 119, which is also consists of a ball pouring in slow, downward movement, which creates the space between two metallic perforated sheets or latticework 125 and 126, which are perpendicular to the walls 111 and 112 and with connected to the positive or negative terminals of a source of high DC voltage or to the terminals of an AC voltage source are to the electrostatic separation of the dust particles of the gas flow that has entered the charging zone 117 on the filter grains charged by influence.

Das zu entstaubende Gas gelangt in Richtung des Pfeiles 152 zu dem Eingang 114; das gereinigte Gas tritt in Richtung des Pfeiles 153 aus dem Ausgang 116 wieder heraus. Die Trennvorrichtung der Fig. 4 unterscheidet sich von der im vorhergehenden beschriebenen durch geringeren Raumbedarf.The gas to be dedusted reaches the inlet 114 in the direction of arrow 152; the cleaned gas enters the direction of the Arrow 153 out of the exit 116 again. The separator of Fig. 4 differs from that in the preceding described by less space required.

Die beiden in den Fig.l und 4 beschriebenen Trennvorrichtungen können für die Entstaubung von Gasen benutzt werden, bei denen die Stäube isolierend wirken und die bisher bekannten Vorrichtungen daher unwirksam waren.The two separating devices described in FIGS can be used for the dedusting of gases in which the dusts have an insulating effect and the devices known so far therefore were ineffective.

Die Entstaubungsvorrichtung der Fig. 5 und 6 kann zu entstaubende Gase bei einem Eintrittsdruck von 12 bar und bei einer Temperatur von 900 ⁰C behandeln, d.h. unter Bedingungen, wie sieThe dedusting device of FIGS. 5 and 6 can treat gases to be dedusted at an inlet pressure of 12 bar and at a temperature of 900 ^° C., ie under conditions like them

bei der Verbrennung von Magerkohle und brennbaren Abfällen in einer nach der Art der Trockenasche-Fließbetten mit unter Druck betriebener Beschickung auftreten.in the incineration of lean coal and combustible waste in a pressurized dry ash fluidized bed operated loading occur.

Diese Heißgasentstauber enthalten Filterelemente von im wesentlichen zylindrischer Form, und die Gaszirkulation ist mit dem Ziel möglichster Kleinhaltung der Wärmeverluste zwischen Eingang und Ausgang des Entstaubers gestaltet. Diese Gase stammen von einer Fließbett-Feuerungj die mit vorgewärmter Verbrennungsluft betrieben wird.These hot gas dust extractors contain filter elements of essentially cylindrical shape, and gas circulation is with the The aim is to keep the heat losses between the inlet and outlet of the deduster as small as possible. These gases originate from a fluidized bed furnace with preheated combustion air is operated.

Die zu entstaubenden Gase werden unter Druck durch eine Rohrleitung 201 in einen Behälter 202 eingeleitet, der innerlich mit einer Wärmeisolationsschicht 203 ausgekleidet ist und im wesentlichen die Form eines vertikalen Zylinders hat, dessen obere und untere Enden je eine halbkugelige Kuppel 205 bzw. aufweisen. Zwischen der Wärmeisolationsschicht 203 und einer metallischen Innenwandfläche 211 sind eine Reihe von Lüftungskanälen 208 vorgesehen, in denen frische Luft zum Vorwärmen zirkulieren soll, bevor sie als Verbrennungsluft in die die heißen Gase erzeugende Feuerung eingeleitet wird. Im Inneren des durch die Vorwärmkanäle 208 begrenzten Raumes befindet sich ein Körner-Fließbett-Filter 207 von in Bezug auf den Mittelpunkt im wesentlichen ähnlicher Form wie der Behälter 202. Dieser Filter 207 weist je eine innere und eine äußere Scheidewand 212 bzw. 214 auf, zwischen denen ein mit kleinen (Durchmesser 2 mm) Aluminium-Kugeln gefüllter,ein Fließbett bildender Raum 210 vorgesehen ist. In der Wand 212 ist in ihrem oberen Teil eine öffnung, die mit einem Rohr 216 verbunden ist, das die obere Kuppel 205 des unter Druck befindlichen Behälters 202 derart durchstößt, daß Granulate 218 im Raum 210 in der Richtung des Pfeiles 220 zirkulieren können. An ihrem anderen Ende hat die Wand 212 ein Ausgangsrohr, das die untere Kuppel 206 des Behälters 202 durchstößt, damit man die Granulate 218 des Filter-Fließbettes 210 in der Richtung des Pfeiles 224 wiederThe gases to be dedusted are pressurized through a pipeline 201 introduced into a container 202 which is internally lined with a thermal insulation layer 203 and in the essentially has the shape of a vertical cylinder, the upper and lower ends of which each have a hemispherical dome 205 or exhibit. A series of ventilation ducts 208 are provided between the thermal insulation layer 203 and a metallic inner wall surface 211, in which fresh air is provided for preheating should circulate before it is introduced as combustion air into the furnace producing the hot gases. Internally of the space delimited by the preheating channels 208 is a granular fluidized bed filter 207 from with respect to the center point substantially similar in shape to the container 202. This filter 207 has an inner and an outer partition 212 or 214, between which a space filled with small (diameter 2 mm) aluminum balls, forming a fluidized bed 210 is provided. In the upper part of the wall 212 there is an opening which is connected to a tube 216 which the upper dome 205 of the pressurized container 202 pierces such that granules 218 in the space 210 in the direction of the arrow 220 can circulate. At its other end, the wall 212 has an exit tube that forms the lower dome 206 of the container 202, so that the granules 218 of the filter fluidized bed 210 in the direction of the arrow 224 again

31210Π431210Π4

- vr -- vr -

abführen kann. Die den Raum 210, zwischen den Wänden 212 und 214, erfüllenden Granulate laufen sehr langsam, z.B. mit 1 m/Std,· von oben nach unten ab. Der Raum zwischen der metallischen Wandfläche 211, die die Vorwärmkanäle 208 vom Inneren des Behälters 202 trennt, und der Scheidewand 212 wird durch eine ringförmige Querwand 225 in mittlerer Höhe in zwei Räume unterteilt, den unteren Raum 227 mit dem Zugang 201 für das heiße, zu entstaubende Gas und den oberen Raum 228 mit dem Ausgang 230 für das gereinigte Gas.can dissipate. The granules filling the space 210 between the walls 212 and 214 run very slowly, e.g. at 1 m / hour, from top to bottom. The space between the metallic wall surface 211, which the preheating channels 208 from the interior of the container 202 separates, and the partition wall 212 is divided into two spaces by an annular transverse wall 225 in the middle height, the lower room 227 with the inlet 201 for the hot gas to be dedusted and the upper room 228 with the outlet 230 for the purified gas.

In den Wänden 212 und 214 sind ringförmige Siebe angebracht, die zwar die Aluminium-Kugeln des Fließbettes 210 zurükhalten können, aber zwei ringförmige Pilterzonen bilden, durch die das zu reinigende Gas hindurchpassieren kann, die eine, mit bezeichnete, zwischen dem unteren Raum. 227 und dem durch die Wand 214 abgegrenzten Innenraum 250 und die andere, mit 234 bezeichnete, zwischen den Räumen 228 und 250. Die heißen, zu reinigenden Gase treten daher durch den Eingang 201 in den Filter 232 ein, in dem sie bei der Durchquerung des Granulat-Bettes im unteren Teil des Behälters 202 eine mechanische Grobreinigung durchmachen, darauf folgt eine zweite (Fein-) Reinigung bei der Durchquerung des Granulat-Bettes in Richtung des Ausgangs 230 durch die Filterzone 234.In the walls 212 and 214, ring-shaped sieves are attached, which hold back the aluminum balls of the fluidized bed 210 can, but form two ring-shaped pilter zones through which the gas to be cleaned can pass, one with designated, between the lower room. 227 and the interior space 250 delimited by the wall 214 and the other, with 234 between the spaces 228 and 250. The hot gases to be cleaned therefore pass through the inlet 201 into the filter 232, in which they perform a mechanical coarse cleaning when crossing the granulate bed in the lower part of the container 202 go through, followed by a second (fine) cleaning when crossing the granulate bed in the direction of the Exit 230 through filter zone 234.

Dieser zweite Durchgang ist von einer elektrostatischen Abscheidung der Staubteilchen begleitet. Hierzu teilen zwei isolierende Ringe, ein oberer 240 und ein unterer 242, die Siebzone vom übrigen Teil der inneren Wandung 214 ab und zwei weitere isolierende Ringe, ein oberer 243 und ein unterer 244, teilen in ähnlicher Weise die Siebzone vom übrigen Teil der Außenwand 212 des Filters 207 ab.Das in der Außenwand 214 befindliche, isolierte Sieb der Zone 234 i3t mit dem positiven Pol 320 einer Quelle hoher Gleichspannung verbunden, währendThis second pass is from electrostatic deposition which accompanies dust particles. For this purpose, two insulating rings, an upper 240 and a lower 242, divide the sieve zone from the remaining part of the inner wall 214 and two more insulating rings, an upper 243 and a lower 244, similarly divide the sieve zone from the remaining part of the outer wall 212 of the filter 207. isolated sieve of zone 234 i3t with the positive Pole 320 connected to a source of high DC voltage while

das ringförmige, gegenüberliegende Sieb der Wand 212 mit dem negativen Pol 321 dieser nicht dargestellten Hochspannungsquelle verbunden ist, wodurch die in der Zone 234 befindlichen Aluminium-Kugeln durch Influenz aufgeladen werden. Bei einer anderen Ausführungsform sind die Gitter mit einer Quelle hoher Wechselspannung verbunden.the annular, opposite screen of the wall 212 with the negative pole 321 of this high-voltage source, not shown is connected, whereby those located in zone 234 Aluminum balls are charged by induction. In another embodiment, the grids are higher with one source AC voltage connected.

Das Innere des durch die Wand 214 abgegrenzten Raumes 250 bildet eine Aufladungszone, in der die Staubteilchen eine Raumladung durchqueren, nachdem sie in der Pilterzone 232 mechanisch gereinigt worden sind. Die Raumladung wird durch Ionen von zwei Ioneninjektoren 252 und 254 gebildet, wobei die Ionen durch Mitführung mittels aerosolförmiger Mikroteilchen von den Injektoren in den Raum 250 in die Mitte der oberen und der unteren Kuppel derart eingebracht werden, daß zwei aufeinander gerichtete Ladungsströme in der Vertikal-Achse des Behälters 202 entstehen.The interior of the space 250 delimited by the wall 214 forms a charging zone in which the dust particles traverse a space charge after they have entered the pilter zone 232 have been mechanically cleaned. The space charge is formed by ions from two ion injectors 252 and 254, the Ions by entrainment by means of aerosol-shaped microparticles from the injectors into the space 250 in the middle of the upper and the lower dome are introduced in such a way that two streams of charge directed towards one another in the vertical axis of the container 202 arise.

Die Peinstäube, die noch durch das Filter 232 hindurchgehen, laden sich in dem Raum 250 auf und werden in der Zone 234 des Granulat-Filterbettes 207 zurückgehalten und elektrostatisch abgeschieden. Die Granulate dieser Zone werden durch Zufuhr durch das Rohr 220 immer wieder erneuert und nach Verlassen der Zone 234 in der rein mechanisch wirkenden Trennzone 232 nochmals verwendet.The painful dust that still passes through the filter 232, charge in room 250 and are in zone 234 of the Granulate filter bed 207 retained and electrostatically deposited. The granules of this zone are fed renewed again and again through the pipe 220 and after leaving the zone 234 in the purely mechanically acting separation zone 232 used again.

Das aus dem Ausgang 230 des elektrostatischen Filters heraustretende, gereinigte Gas wird in eine Gasturbine oder einen Kolbenmotor eingeleitet, nachdem es noch eine chemische Filterung zur Ausscheidung alkalischer Verbindungen und des Vanadiums durchgemacht hat.The output 230 of the electrostatic filter, Purified gas is introduced into a gas turbine or a piston engine after it has undergone chemical filtration to the excretion of alkaline compounds and vanadium.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beträgt die Entfernung der Injektoren 252 undIn the illustrated embodiment of an inventive Device is the distance of the injectors 252 and

voneinander ungefähr 1 m und der Durchmesser des inneren Zylinderraumes 250 0,4 m. Das zu reinigende Gas weist anfangs einen Druck von 12 bar und eine Temperatur von 900⁰C auf.from each other about 1 m and the diameter of the inner cylinder chamber 250 0.4 m. Initially, the gas to be purified has a pressure of 12 bar and a temperature of 900 ⁰ C.

Die Überschall-Injektoren 252 und 254 werden mit feuchter Preßluft gespeist. Der metallische Düsenhals liegt an Masse; er hat einen Durchmesser von 1 mm. Die isolierte, metallische Nadelelektrode, so wie 45 in Fig. 3_S ist mit einer Spannungsquelle von 20 bis 25 kV verbunden. Der von jedem Injektor eingeleitete Strom hat die Größenordnung von 250 mikro-amp bei einem Luftdurchsatz durch die Leitung 29 von 15 nr/Std unter Normalbedingungen des Druckes und der Temperatur bei einem Anfangsdruck von 27 bar.The supersonic injectors 252 and 254 are fed with moist compressed air. The metallic nozzle throat is grounded; it has a diameter of 1 mm. The isolated metallic needle electrode such as 45 in Fig. 3 _S is connected to a voltage source of 20 up to 25 kV. The current introduced by each injector is of the order of 250 micro-amps with an air flow through line 29 of 15 nr / hour under normal conditions of pressure and temperature with an initial pressure of 27 bar.

Bei einer z-u reinigenden Gasmenge von 36ΟΟ m /Std unter Normalbedingungen der Temperatur und des Druckes, was der Aufbringung einer Leistung in der Größenordnung von 1 MW am Eingang eines Generators, z.B. einer Gasturbine, entspricht, mit einer Staublast von 100 g/m , schafft die Erstentstaubung, die aus einem Durchgang durch einen Zyklon und anschließend durch die Grobreinigungszone 232 des Granulat-Bettes besteht, eine Reinigung von ungefähr 93 ^,d.h. es müssen in jeder Sekunde noch 7 g Staubteilchen abgeschieden werden.With a z-u cleaning gas volume of 36ΟΟ m / h under normal conditions the temperature and pressure, resulting in the application of a power of the order of 1 MW at the input of a Generator, e.g. a gas turbine, corresponds to a dust load of 100 g / m, creates the initial dedusting, which consists of a passage through a cyclone and then through the coarse cleaning zone 232 of the bed of granules, a cleaning of about 93 ^, i.e. 7 g must be added every second Dust particles are deposited.

Bei der beschriebenen Geometrie ist das in dem Raum 250 erzeugte elektrische Feld ungefähr von einer Stärke von 500 kV/m beiWith the geometry described, the electric field generated in the space 250 is approximately of a strength of 500 kV / m

l4 "5 einer Mxndestxonendxchte in der Größenordnung von 10 /m , was eine ausreichende/Raumladung darstellt, damit die etwa im Mittel 3.IO mm im Durchmesser messenden, das betrachtete Volumen in 0,5 sek durchquerenden Staubteilehen ungefähr 300 Elementarladungen aufnehmen, was ausreichend ist, um sie auf den aufgeladenen Kugeln des elektrostatischen Granulat-Filterbettes in der Zone 234 anzusammeln. Unter diesen Bedingungen beträgt derl4 "5 a Mxndestxonendxchte in the order of 10 / m, what represents a sufficient / space charge so that the approximately 3.10 mm diameter measuring on average, the considered volume in Dust particles traversing 0.5 sec have approximately 300 elementary charges absorb what is sufficient to put them in on the charged balls of the electrostatic granulate filter bed of zone 234 to accumulate. Under these conditions, the

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durch die aufgeladenen Mikroteilchen in die elektrostatische Pilterzone 23^ übertragene Strom etwa 12 mikro-amp. Dieser Strom ist klein verglichen mit dem vorher definierten, durch die Injektoren eingeführten Gesamtstrom. Der größte Teil dieses Stromes geht aber auf die an Masse liegende metallische Wandfläche über. Wie schon erwähnt, werden von den Injektoren 252 und 25^ positive Ionen in den Raum 250 eingeführt. Die Meßgröße der durch die überführten positiven Ionen erzeugten Raumladung ist sehr viel kleiner als die Meßgröße der in der Korona-Entladung im Inneren der Injektoren selbst erz-eugten Raumladung,through the charged microparticles into the electrostatic Pilterzone 23 ^ transmitted current about 12 micro-amps. This Current is small compared to the previously defined total current introduced by the injectors. Most of this However, the current is transferred to the metal wall surface that is connected to the ground. As already mentioned, the injectors 252 and 25 ^ positive ions introduced into space 250. The measurand the space charge generated by the transferred positive ions is very much smaller than the measurand in the corona discharge inside the injectors themselves ore-eugten space charge,

Damit überdies vermieden wird, daß örtliche Ladungsspitzen im Inneren des Raumes 250 entstehen, wodurch unerwünschte örtliche Entladungen in diesem Raum auftreten können, wird die innere Oberfläche der den Raum 250 begrenzenden Wand 21¹I poliert. Man beseitigt so die kleinen Spitzen auf dieser Oberfläche, die Elektronenlawinen auslösen könnten, die bei der herrschenden erhöhten Temperatur des Gases zu einer starken Verminderung der Anzahl der auf die Staubteilchen übertragenen Ladungen führen könnte, was sbh woelerum in ungünstiger Weise auf die Wirksamkeit der elektrostatischen Abscheidung auswirken würde.This will also avoided that local load peaks in the interior of the space 250 are formed, may occur whereby undesired local discharges in this space, the inner surface of the space 250 bounding wall 21 ¹ I polished. This eliminates the small peaks on this surface that could trigger electron avalanches, which, at the elevated temperature of the gas, could lead to a strong reduction in the number of charges transferred to the dust particles, which has an unfavorable effect on the effectiveness of the electrostatic separation would affect.

Wenn man, wie in dem beschriebenen Beispiel, etwa 900⁰C heiße Gase zu entstauben hat, benutzt man vorteilhafterweise eine gegenüber der in Fig. 3 dargestellten leicht veränderte Injektionseinrichtung zur Verwirklichung der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Injektoren. Insbesondere bei höheren Gastemperaturen kann es vorkommen, daß die Ladungen tragenden Mikroteilchen schon am Ausgang und damit in unmittelbarer Nähe des Injektors sublimieren. Die derart befreiten Ionen können alsbald zum Injektor zurückkehren und werden von diesem eingefangen, was die für die Aufladung der von dem zu entstaubenden Gas beförderten Staubteilchen verfügbare Raumladung verkleinert.If, as in the example described, ^{gases with a temperature of about 900 °} C. have to be dedusted, an injection device that is slightly different from that shown in FIG. 3 is advantageously used to implement the injectors shown in FIGS. 5 and 6. In particular at higher gas temperatures it can happen that the charge-carrying microparticles sublime at the outlet and thus in the immediate vicinity of the injector. The ions freed in this way can immediately return to the injector and are captured by it, which reduces the space charge available for charging the dust particles conveyed by the gas to be dedusted.

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Für die Begrenzung oder völlige Vermeidung eines solchen Ionen-Einfangs sind zwei besondere Injektor-Anordnungen vorgesehen. Bei einer ersten Anordnung liegt der Injektor auf einem positiven Potential in Bezug auf die metallischen Raumwände, zwischen denen die zu entstaubenden Gase zirkulieren, wodurch eine Feldverteilung entsteht, mit der die erzeugten Ionen von den metallischen Massen des Injektors abgelenkt werden können.To limit or completely avoid such ion trapping two special injector arrangements are provided. In a first arrangement the injector is on a positive one Potential in relation to the metallic room walls, between which the gases to be dedusted circulate, creating a field distribution arises, with which the generated ions can be deflected from the metallic mass of the injector.

Bei einer anderen Anordnung, die für sich oder zusammen mit der eben erwähnten verwendet werden kann, ist vorgesehen, die von dem Injektor abgegebenen, strömenden Mikroteilchen abzukühlen. Diese Abkühlung wird insbesondere dadurch erreicht, daß der Strom der in den Reaktionsraum eingeleiteten Mikroteilchen von einer mit ihm eingeblasenen Kaltluftmenge umgeben wird. Hierbei wird der Wärmeausgleich zwischen dem Rauminhalt und den eingeleiteten Mikroteilchen verzögert, und die Sublimation der Mikroteilchen unter Abgabe der Ladungen tritt erst in einer vom Injektor genügend weit entfernten Raumzone ein, so daß ein Wiedereinfang von Ionen vermieden wird.Another arrangement, which can be used on its own or together with the one just mentioned, is provided by that of to cool flowing microparticles released from the injector. This cooling is achieved in particular in that the The stream of microparticles introduced into the reaction space is surrounded by a quantity of cold air blown in with it. Here the heat equilibrium between the volume and the introduced microparticles is delayed, and the sublimation of the microparticles when the charges are released, it only occurs in a spatial zone far enough away from the injector, so that recapture occurs of ions is avoided.

Eine Injektor-Anordnung 310 (Fig. 7) umfaßt ein eine Kammer begrenzendes Injektorrohr 312. Im Inneren der Kammer 314 kann feuchte Preßluft in Richtung des Pfeiles 316 zu einer öffnung am vorderen Ende 318 des Rohres 312 fließen, welches das innere Profil einer Düse hat. In dem Rohr 312 ist koaxial ein nadelelektrodenförmiger Leiter 320 montiert, dessen Ende 322 bis in die Nachbarschaft des Düsenhalses 324 reicht. Die Nadelelektrode 320 und das Rohr 312 sind elektrisch mit einer Hochspannungsquelle 328 verbunden. Außerdem liegt das Rohr 312 an sich auf einem erhöhten positiven Potential einer Hochspannungsquelle 330,von z.B. 20 kV, in Bezug auf Masse.An injector assembly 310 (FIG. 7) includes a chamber limiting injector tube 312. Inside the chamber 314 can moist compressed air flow in the direction of arrow 316 to an opening at the front end 318 of the tube 312, which the inner Profile of a nozzle. In the tube 312, there is a needle electrode-shaped coaxially Mounted conductor 320, the end 322 of which extends into the vicinity of the nozzle neck 324. The needle electrode 320 and tube 312 are electrically connected to a high voltage source 328. In addition, the tube 312 rests on itself an increased positive potential of a high voltage source 330, for example 20 kV, with respect to ground.

Das Injektorrohr 312 ist koaxial im Inneren eines metallischen Rohres 332 montiert, dessen Oberflächen gegen eine öffnung 336The injector tube 312 is mounted coaxially inside a metallic tube 332, the surfaces of which face an opening 336

an ihrem Ende 334 gerade vor dem Ende 318 des Rohres 312 in Flußrichtung des aus der Kammer 31*1 heraustretenden Gases konvergieren. Das Rohr 332 ist in einem Durchbruch montiert, der sich in einer Wand 340 eines metallischen, für die elektrostatische Entstaubung von heißen Gasen gemäß Fig. 5 bestimmten Behälters 342 befindet. Die Wandfläche 340 ist auf Masse gelegt. Das Potential des Rohres 332 kann dank einer Spannungsquelle 331 gleich oder verschieden von dem des Rohres 312 sein. Das Rohr 332 durchstößt die Wand 340 mittels einer Isolierdurchführung 333. Im Inneren des Raumes 342 ist das Rohr 332 von einer Kühlschlange 344 umgeben, in der man eine nichtleitende Kühlflüssigkeit zirkulieren lassen kann.at its end 334 just before end 318 of tube 312 in FIG The direction of flow of the gas emerging from the chamber 31 * 1 converge. The tube 332 is mounted in an opening, which is in a wall 340 of a metallic, for the electrostatic Dust removal from hot gases according to FIG. 5 certain container 342 is located. The wall surface 340 is connected to ground. The potential of the tube 332 can be the same as or different from that of the tube 312 thanks to a voltage source 331. That Pipe 332 penetrates the wall 340 by means of an insulating bushing 333. In the interior of the space 342, the pipe 332 is from surrounded by a cooling coil 344 in which a non-conductive cooling liquid can be circulated.

Um die positive Hochspannung der Quelle 331 aufrecht zu erhalten, besteht die Kühlschlange 344 aus einem dielektrischen Material. Für die Zirkulation des in Richtung des Pfeiles 346 in den Raum 342 geleiteten Luftstroms im Ringraum zwischen den Rohren 312 und 332 sind nicht dargestellte Mittel vorgesehen.In order to maintain the positive high voltage of the source 331, the cooling coil 344 is made of a dielectric material. For the circulation of the air flow directed in the direction of the arrow 346 into the space 342 in the annular space between the Pipes 312 and 332 are provided means not shown.

Im Betrieb ist ein Strom 350 von geladenen, in den Raum 342 eingeleiteten Mikroteüchen von einem deutlich rohrförmigen Schwall Kaltluft aus der öffnung 336 des Rohres 332 umgeben, der die Aufheizung dieser Mikroteilchen und damit ihre Sublimation verhindert, bis sie sich vom Injektorrohr 312 entsprechend weit entfernt haben. Außerdem liegt dieses auf einem gegenüber dem der Wand 340 erhöhten Potential, wodurch im Inneren des Raumes 342 eine derartige Potentialverteilung hervorgerufen wird, daß das Injektorrohr 312 abstoßend auf die bei der Verdampfung der Mikroteilchen abgegebenen Ionen wirkt. In operation there is a stream 350 of charged ones into the room 342 introduced micro-odors surrounded by a clearly tubular gush of cold air from the opening 336 of the pipe 332, which prevents the heating of these microparticles and thus their sublimation until they move away from the injector tube 312 accordingly far away. In addition, this is at a higher potential than that of the wall 340, as a result of which inside the Space 342 such a potential distribution is caused that the injector tube 312 has a repellent effect on the ions given off during the evaporation of the microparticles.

Der Umstand, daß die Zufuhr kalter Luft oder eines anderen kalten Gases am Ausgang 336 des Rohres 332 zur Abkühlung der zuThe fact that the supply of cold air or another cold Gas at the outlet 336 of the pipe 332 for cooling the to

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entstaubenden Gase führt, braucht die Anwendung der Zuführung von aus der Verbrennung von geringwertigen Brennstoffen stammenden Verbrennungsgasen zu Motoren, wie z.B. Gasturbinen,, nicht ungünstig zu beeinflussen. Tatsächlich sind die Gastemperaturen, die sich am Ausgang einer solchen Feuerung einstellen, viel höher als die maximale Temperatur von ungefähr 90O⁰C, die eine Gasturbine bei dem derzeitigen Stand der Technik ertragen kann. JEs genügt daher, die Kühlluftmenge für die Injektoren in Abhängigkeit von der Temperatur am Ausgang der Feuerung so zu dosieren, daß sich nach ihrer Zumischung am Eingang der Turbine die gewünschte Temperatur einstellt.leads to dedusting gases, the application of the supply of combustion gases originating from the combustion of low-value fuels to engines, such as gas turbines, does not have to be adversely affected. In fact, the gas temperatures that are established at the outlet of such a furnace are much higher than the maximum temperature of approximately 90O ⁰ C that a gas turbine can endure with the current state of the art. It is therefore sufficient to dose the amount of cooling air for the injectors as a function of the temperature at the furnace outlet so that the desired temperature is established after it has been admixed at the turbine inlet.

Die Ausführungsform der Fig. 7 kann noch Gegenstand von weiteren Ausgestaltungen sein. So zeigt die Fig. 8 eine Bauart, bei der das Injektorrohr 312 mit einer Isolierdurchführung direkt in die Wandung 340 des Raumes 342 eingebaut ist. Wie in dem Fall der Fig. J₃ liegt der Rohrkörper 312 in Bezug auf die an Masse liegende Wand 3^0 auf einem positiven hohen Potential. Eine Zufuhr von Kaltluft um die Mikroteilchen herum ist nicht vorgesehen.The embodiment of FIG. 7 can also be the subject of further refinements. 8 shows a design in which the injector tube 312 is built directly into the wall 340 of the space 342 with an insulating bushing. As in the case of FIG. J ₃ , the tubular body 312 is at a positive high potential with respect to the wall 3 ^ 0 which is connected to ground. A supply of cold air around the microparticles is not provided.

In Fig. 9 ist die Außenfläche des Injektorrohres 312, das wie im Fall der Fig. 8 angebracht ist, im Inneren des Raumes 342 von einer Rohrschlange 402 umgeben, in der eine Kühlflüssigkeit zirkuliert.In Fig. 9 is the outer surface of the injector tube 312 which is like is attached in the case of FIG. 8, surrounded inside the space 342 by a coil 402 in which a cooling liquid circulates.

Die Kühlflüssigkeit kann ein Dielektrikum, wie z.B. ein öl, sein. Die Zuführung des Öls zu der Rohrschlange 402 wird verwirklicht mittels einer dielektrischen Rohrleitung von genügender Länge, um die am Injektor 312 anliegende Hochspannung aufrecht zu erhalten. Man kann das öl auch durch nach bekannten Techniken entionisiertes Wasser ersetzen.The cooling liquid can be a dielectric such as an oil. The oil is fed to the coil 402 by means of a dielectric pipe of sufficient length to maintain the high voltage applied to injector 312. The oil can also be obtained by using known techniques Replace deionized water.

Bei der Anordnung der Fig. 10 liegt das Injektorrohr 312 an einer Hochspannung 409. Es ist von dem Rohr 332 umgeben, umIn the arrangement of FIG. 10, the injector tube 312 is connected to a high voltage 409. It is surrounded by the tube 332 in order to

Frischluft um den eingeleiteten Mikroteilchen-Stroitfherum in den Raum 342 einblasen zu können. Das Rohr 332 ist mittels einer Isolierdurchführung 406 in der Wand 340 angebracht. Es wird durch eine Quelle 408 hoher Gleichspannung auf einem erhöhten positiven Potential gehalten.Fresh air around the introduced microparticle strobe in to be able to blow in room 342. The tube 332 is means an insulating bushing 406 in the wall 340. It is boosted by a source 408 of high DC voltage held positive potential.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 11 hat man eine Injektoranordnung 412, wie sie in Fig. 7 beschrieben ist, am Ende einer knieförmig gebogenen Halterung 410 in einem Raum 442 angebracht, der in Richtung des Pfeiles 441 von einem Fluß heißer, zu entstaubender Gase mit einer Geschwindigkeit von 3 m/sek durchströmt wird. Die Halterung 410 durchsetzt die Wand 440 des Raumes 442, um den Injektor 412 mit feuchter Luft, Blasluft für das Rohr 332 und Kühlflüssigkeit zu versorgen. Der Injektor 412 ist derart angeordnet, daß der um den Strom der eingeleiteten Mikroteilchen herum eingeblasene Kaltluftstrom dieselbe Richtung und mindestens dieselbe Geschwindigkeit, nämlich 3 m/sek, hat wie das zu entstaubende Gas.In the embodiment of FIG. 11, one has an injector arrangement 412, as is described in FIG. 7, at the end of a bracket 410 bent in the shape of a knee in a space 442 attached, in the direction of arrow 441 by a flow of hot gases to be dedusted at a speed of 3 m / sec is flowed through. The holder 410 penetrates the wall 440 of the space 442 in order to provide the injector 412 with moisture To supply air, blown air for the pipe 332 and cooling liquid. The injector 412 is arranged so that the The cold air flow blown around the flow of the introduced microparticles has the same direction and at least the same speed, namely 3 m / sec, like the gas to be dedusted.

Der Durchmesser am Ausgang des Rohres 332 ist ungefähr 4 cm. Der Durchsatz der Kühlgase ist ungefähr 2 % vom Durchsatz der zu entstaubenden heißen Gase, deren Temperatur etwas über 900 C liegt. Der Wirkungsbereich des Injektors liegt dann in einem Umkreis von ungefähr 15 cm von der Spitze des Injektors.412.The diameter at the exit of tube 332 is approximately 4 cm. The throughput of the cooling gases is around 2 % of the throughput of the hot gases to be dedusted, the temperature of which is slightly above 900 C. The effective area of the injector is then within a radius of approximately 15 cm from the tip of the injector. 412.

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Claims

1. Process for the separation of gas suspended in a gas Particle according to which the gas can circulate in a part of the room so that the particles are electrically charged there and can be accumulated by electrostatic deposition, characterized in that in one of the space part different chamber ions are generated, which are captured by means of aerosol-shaped microparticles, which then are introduced into the space mentioned, where the trapped ions are formed by changing the state of the aerosol Microparticles are freed in order to generate a space charge there on the way of the gas flow.

2. The method according to claim 1, characterized in that the microparticles with the help of which the ions are captured, microscopic ice crystals are what is produced by supersonic relaxation of a stream of moist gas in a called chamber generated corona discharge is achieved.

3. The method according to claim Z _3, characterized in that the moist gas consists of air whose degree of humidity under normal conditions of temperature and pressure is greater than 10 % .

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the amount of microparticles introduced into said space part to maintain a prescribed Space charge size is adjusted accordingly.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that the gas flow consists of hot gases and that positive ions are trapped in order to take the path of the flow of the hot gases to form a positive space charge.

6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that the gas stream consists of air laden with adhesive particles and that negative ions are trapped in order to to form a negative space charge in the air stream.

7. Device for the electrostatic separation of particles suspended in a gas, comprising a space part for circulating a gas flow, means comprising an ion generator for a corona discharge in order to be able to charge said particles, and means on the path of the gas flow, in order to be able to electrostatically precipitate the charged particles, characterized in that the ion generator (21; 121; 252, 25 ¹ I; 312; 412) means (30, 3 * »; 312, 318) for determining one of the aforementioned spatial part ( 10; 110; 202; 342; 442) different chambers (32, 35; 314) and an opening (25; 324) to connect between them, as well as means (34, 35, 45; 312, 322; 412) for generating a Corona discharge in one of the chamber towards the opening

flowing through gas, and means (29, 32, 36; 316, 350) for the formation of aerosol-particulate microparticles in the zone of the Corona discharge includes, which can trap the ions there before they are introduced through the opening into the space part will.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the means for forming aerosol-shaped microparticles a Arrangement (32, 35, 36) for supersonic relaxation in the area (35) of the corona discharge of a moisture-laden Include gas.

9. Device according to one of claims 7 or 8, characterized in that that means for the separation of combustible particles from the atmosphere of a grain silo Preparing a corona discharge are provided which comprise a central electrode (45) which is at a negative potential with respect to a second electrode (34) for manufacture the corona discharge can be brought between these two electrodes.

10. Device according to one of claims 7 or 8, characterized in that that for the separation of dusts contained in hot combustion gases means for the production of a Corona discharge are provided which comprise a first central electrode (45, 322) which is at a positive potential in relation to a second electrode (34; 312; 412) can in order to produce such a corona discharge between these electrodes that the ones in the space part (110; 202; 342; 442) generated space charge is positive.

11. The device according to claim 10, characterized in that the inner surface (214) of said space part (202) is polished at the location of the space charge.

12. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that that said means for forming microparticles have an electrically conductive supersonic nozzle (34), the outlet (25) of which at least partially defines the said opening, and means (29) for the introduction of moist Compressed air in the chamber (32) to cause its supersonic relaxation in the nozzle, and that further the Means for producing the corona discharge comprise a needle electrode (45) reaching as far as the nozzle neck (35) and that finally means (42, 48, 51; 320, 321; 328, 330) are provided for a high DC voltage between the nozzle and to generate said electrode to create a corona discharge in the gas flowing through said nozzle.

13. Electrostatic separator of the type comprising a portion of space in which a stream of hot gas circulates can, the dust to be separated from the gas with it, which further comprises means to the dusts in this part of the room electrically to charge, and which are on the way of the gas flow

Borrowed means includes to make the charged / dust particles electrostatic to be deposited, characterized in that said charging means (252, 254) in one with this A chamber (32; 314) connected by an opening (25; 324) comprising a first central electrode (45; 320), with respect to a second electrode (34; 312) to a positive potential for the production of a corona discharge can be placed between these two electrodes, and that they comprise further means (29; 316) in this

To transfer the ions generated in the chamber into the named part of the space, to form a space charge with a positive sign on the way of the gas flow.

14. Device according to one of claims 7 to 12, wherein the said opening is attached to an injector, characterized in that it comprises means (330, 332, 344, 346), which can limit the trapping of ions that enter the space part (342) in the immediate vicinity of the injector (312) to be introduced.

15. Device according to claim 14, characterized in that the means for limiting the ion capture are further means (330, 346), with which an electric field can be created in the vicinity of the injector (312), through its distribution, the ions introduced into the space part (342) are repelled by the injector.

16. The device according to claim 15, characterized in that the means for distributing the electric field an increased potential difference between the injector (312) and the wall (340) de & room part (342) can create.

17 · Device according to claim 16, characterized in that it also includes means for applying a high voltage (33D) to a guide (344) for a non-conductive cooling liquid can be applied to the injector.

18. Device according to one of claims 14 to 17, in particular for the dedusting of hot gases, characterized in that the means for limiting the capture of ions are further means (3 ^ 4; 402) with which the change of state of the Microparticles in the space part (342) in the vicinity of the injector (312) can be delayed.

19. Device according to claim 18, characterized in that the means (3 ¹ I ¹ I; 402) delaying the change of state comprise further means (332; 346) with which a flow of cold gas to the flow of the in the space part (342) introduced microparticles can be blown around.

20. Apparatus according to claim 19, characterized in that the means for blowing in cold gas comprise a tube (332) surrounding the injector (312) and which is thus inserted into the space part (342) penetrates so that the cold gas can be blown in through the space between the injector and the pipe.

21. Apparatus according to claim 20, characterized in that it comprises means (344) for cooling said tube (332) includes.

22. Device according to one of claims 20 or 21, characterized in that that said tube (332) is insulated with respect to the wall (340) of the space part (342) and that means (331; 409) are present to produce a potential difference between the pipe and the wall.

23. The device according to one or more of claims 7 to 22, characterized in that as an ion generator for production the space charge in said space parts (10; 110; 250; 342) an ion injector (21; 121; 252, 254; 312; 412) is provided.