DE3329637C2

DE3329637C2 - Vorrichtung für die Entstaubung industrieller Gase

Info

Publication number: DE3329637C2
Application number: DE19833329637
Authority: DE
Inventors: Albert Dr.-Ing. 4130 Moers Brinkmann; Theodor Dipl.-Ing. 4330 Mülheim Niess; Kong Seng Dipl.-Ing. 4030 Ratingen Tjoa
Original assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Current assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Priority date: 1983-06-17
Filing date: 1983-06-17
Publication date: 1986-06-19
Also published as: DE3329637A1

Abstract

Vorrichtung für die Entstaubung industrieller Gase mit Strömungskanal, in Strömungskanalachse angeordneten Zerstäubungsdüsen für eine Waschflüssigkeit, zumindest einem in Strömungsrichtung hinter den Zerstäubungsdüsen angeordneten Ringspaltwascher mit verstellbarem Einbaukörper und in Strömungsrichtung vor dem Ringspaltwascher angeordnetem Sprühelektrodenaggregat, wobei das Sprühelektrodenaggregat an eine Hochspannungsquelle anschließbar ist. Der Strömungskanalquerschnitt ist für eine Strömungsgeschwindigkeit des Gases von 5 bis 30 m pro Sekunde (vorzugsweise 5 bis 15 m pro Sekunde) ausgelegt. Das Sprühelektrodenaggregat besitzt in Strömungsrichtung des Gases eine Sprühelektrodenlänge von 12 bis 40 cm (vorzugsweise 15 bis 20 cm) und die Sprühelektroden umgebende Polarisationselektroden. Die Abscheidung erfolgt in dem wie üblich montierten und dadurch geerdeten Ringspaltwascher.

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Vorrichtung für die Entstaubung industrieller Gase mit einem Strömungskanal,

in Strömungskanalachse angeordneten Zerstäubungsdüsen für eine Waschflüssigkeit,
zumindest einem in Strömungsrichtung hinter der Zerstäubungsdüse angeordneten Ringspaltwascher mit verstellbarem Einbaukörper und

einem in Strömungsrichtung vor dem Ringspaltwascher angeordneten, mit einem elektrischen Feld arbeitenden Sprühelektrodenaggregat,

wobei das Sprühelektrodenaggregat an eine Hochspannungsquelle anschließbar ist. — Die Waschflüssigkeit ist im allgemeinen Wasser, dem jedoch waschaktive Substanzen beigegeben sein können. Beim Waschvorgang kann auch eine Aufnahme von gasförmigen Komponenten aus dem Gas erfolgen. — Der Ausdruck Sprühelektrode gehört zur Technologie der Elektrofilter (vgl. Lueger »Lexikon der Verfahrenstechnik«, Band Ιό, 1970, S. 119). Dem Prinzip nach stelSt ein Elektrofilter (Elektroabscheider) einen Zylinder oder Plattenkondensator dar. Zwischen den Feldelektroden liegt eine möglichst dicht unter der Durchschlagsgrenze liegende Gleichspannung von z. B. 20 000 bis 70 000 Volt und mehr, die zumeist aus einem Wechsel- bzw. Drehstromnetz durch Hochspannungstransformatoren und Gleichrichter erzeugt wird. Die negative Seite des Gleichrichterausganges ist mit den Sprühelektroden verbunden, die möglichst kleine Krümmungsradien besitzen und aus denen Elektronen austreten. Meist verwendet man für die Sprühelektroden einen relativ dünnen Draht mit gegebenenfalls viereckigem oder dreieckigem Querschnitt, der in vielen Fällen auch mit Stacheln bestückt ist. Der positive, an der Niederschlagselektrode liegende Pol der Gleichspannungsquelle ist geerdet Aber auch die umgekehrte Schaltung ist grundsätzlich möglich. Die elektrischen Vorgänge in einem Elektrofilter entsprechen denjenigen bei einer selbständigen Entladung, bei der ein elektrischer Strom von den Sprühelektroden zu den Niederschlagelektroden führt. Der Rohgasstrom wird zwischen den Elektroden hindurchgeleitet. Die mitgeführten Staubteilchen oder auch Flüssigkeitstropfen laden sich zum weitaus überwiegenden Teil negativ auf und wandern zur Niederschlagselektrode. Dort geben sie ihre Ladung ab und werden sie abgeschieden.

Bei der bekannten gattungsgemäßen Vorrichtung (DE-AS 29 42 123) sind die Sprühelektroden von Niederschlagselektroden nicht umgeben. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Strömungskanal des Ringspallwaschers im Bereich des Einbaukörpers sowie der Einbaukörper als Elektroden eines elektrostatischen Feldes mit im wesentlichen radial verlaufenden Feldlinien ausgebildet und an eine entsprechende Hochspannungsquelle angeschlossen sind. Das hat sich bewährt, ist jedoch aufwendig und bringt bei Strömungsgeschwindigkeiten von mehr als 5 m pro Sekunde im Strömungskanal keine beachtliche Verbesserung des Entstaubungsgrades, insbesondere nicht in bezug auf die Abscheidung von besonders feinen Stäuben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die galtungsgemäße Vorrichtung zu vereinfachen und gleichzeitig so einzurichten, daß auch bei Stromungsgeschwindigkeiten von mehr als 5 m pro Sekunde im Strömungskanal eine beachtliche Verbesserung des Entstaubungsgrades erreicht wird, und zwar gegenüber einer Ausführungsform ohne Sprühelektrodenaggregat, aber auch gegenüber der bekannten gattungsgemäßen Ausführungsform.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Ringspaltwascher außerhalb des elektrischen Feldes angeordnet und geerdet ist, daß das Sprühelektrodenaggregat in Strömungsrichtung des Gases eine Sprühelektrodenlänge von 12 bis 40 cm und die Sprühelektroden umgebende Polarisationselektroden aufweist, und daß der Strömungskanalquerschnitt für eine Strömungsgeschwindigkeit von 5 bis 30 m pro Sekunde ausgelegt ist. Bei diesen Parametern handelt es sich um Grenzwerte. Unter Berücksichtigung, daß der Druckverlust mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit in erheblichem Maße anwächst, sollte in der Praxis der Strömungskanalquerschnitt für eine Strömungsgeschwindigkeit von 5 bis 15 m pro Sekunde ausgelegt sein und das Sprühelektrodenaggregat eine Sprühelektrodenlängc von 15

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bis 20 cm aufweisen. Nach bevorzugter Ausführungs- stäubten Waschflüssigkeit einerseits und den elektriform der Erfindung ist der Strömungskanalquerschnitt sehen, aufgeladenen Staubpartikeln andererseits,
für eine Strömungsgeschwindigkeit des Gases von etwa Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ledig-10m pro Sekunde ausgelegt. Das Sprühelektrodenag- lieh ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung gregat soll dabei vorzugsweise eine Sprühelektroden- 5 ausführlicher erläutert Es zeigen in schematischer Darlänge von etwa 15 cm aufweisen, stellung

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es zur F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsge-

wirksamen Abscheidung von Stäuben aus industriellen mäße Vorrichtung für die Entstaubung industrieller

Gasen, insbesondere von sehr feinen Stäuben, ausrei- Gase,

chend ist, diese Stäube mit Hilfe von Sprühelektroden io F i g. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Ge-

elektrostatbch aufzuladen. Der vollständigen Ausbil- genstand nach F i g. 1 in gegenüber der F i g. 1 vergrö-

dung des Sprühelektrodenaggregates zu einem Elektro- ßertem Maßstab.

filter (Elektroabscheider) oder der elektrostatischen, Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient für elektrofilterähnlichen Auslegung nachgeschalteter Ein- die Entstaubung industrieller Gase. Zum grundsätzlirichtungen zum Zwecke der Abscheidung bedarf es 15 chen Aufbau gehören ein Strömungskanal 1, in Ströüberraschenderweise nicht Erfindungsgemäß sind da- mungskanalachse 2 angeordnete Zerstäubungsdüsen 3 her die Sprüheiektroden lediglich von Polarisations- für eine hauptsächlich aus Wasser bestehende Waschelektroden umgeben, die zum Zwecke der Aufladung flüssigkeit, im Ausführungsbeispiel ein hinter der Zerder vom Gas mitgeführten Stäube aus elektrostatischen stäubungsdüse 3 angeordneter Ringspaltwascher 4 mit Gründen erforderlich sind, jedoch sind die geometri- 20 verstellbarem Einbaukörper 5 und in Strömungsrichschen Verhältnisse so gewählt daß an den Polarisations- tung vor dem Ringspaltwascher 4 angeordnetem Sprühelektroden praktisch keine Abscheidung erfolgt Die elektrodenaggregat 6.

Polarisationselektroden sind nicht als Niederschlags- Das Sprühelektrodenaggregat 6 ist, wie eingangs erelektroden ausgelegt, wenn sie insoweit auch mitwirken läutert an eine Hochspannungsquelle 7 anschließbar,
können. Die Abscheidung erfolgt in dem nachgeschalte- 25 Der Strömungskanalquerschnitt der erfindungsgemäten Ringspaltwascher, der jedoch in das elektrische Sy- ßen Vorrichtung ist für eine Strömungsgeschwindigkeit stern nicht integriert ist Er ist wie üblich montiert und des Gases von 5 bis 30 m pro Sekunde ausgelegt. Das dadurch geerdet. Grundsätzlich ist es bereits bekannt, Sprühelektrodenaggregat 6 besitzt in Strömungsrichdem Sprühelektrodenaggregat flüssigkeitsbeaufschlag- tung des Gases eine Sprühelektrodenlänge L von 12 bis te und geerdete Abscheider nachzuschalten. In der 30 40 cm und besitzt außerdem Sprühelektroden 8 umge-GB-PS 20 19 746 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei bende Polarisationselektroden 9. Die Abscheidung erder eine flüssigkeitsbeaufschlagte Packung aus Glasfa- folgt in dem wie üblich montierten und dadurch geerdesern oder Kunststoffasern dem Sprühelektrodenaggre- ten Ringspaltwascher 4. Im Ausführungsbeispiel mag gat nachgeschaltet ist Bei einer anderen, aus der DE-OS die Auslegung der bevorzugten Ausführungsform der 20 24 423 bekannten Vorrichtung werden die in einem 35 Erfindung entsprechen, wobei der Strömungskanalvorgeschalteten Sprühelektrodenaggregat elektrisch querschnitt für eine Gasströmungsgeschwindigkeit von aufgeladenen Staubpartikel an zerstäubten Flüssigkeits- etwa 10 m pro Sekunde ausgelegt ist und das Sprühelektropfen abgeschieden. Die Zerstäubung und Abschei- trodenaggregat 6 eine Sprühelektrodenlänge L von etdung der Tropfen erfolgt in einem Strömungskanal oh- wa 15 cm besitzt.

ne Einbauten. Die bekannten Vorrichtungen sind aller- 40 Im Ausführungsbeispiel befindet sich das Sprühelekdings nicht für hohe Strömungsgeschwindigkeiten ein- trodenaggregat 6 in Strömungsrichtung hinter zwei gerichtet. Überraschenderweise stellen sich bei der er- Zerstäubungsdüsen 3. Diese sind so angeordnet, daß in findungsgemäßen Vorrichtung Verhältnisse ein, bei de- das Sprühelektrodenaggregat 6 und in den Ringspaltnen die aufgeladenen Stäube auch bei einer außeror- wascher 4 wasserdampfgesättigtes, staubbeladenes Gas dentlich hohen Strömungsgeschwindigkeit von 5 bis 45 einführbar ist. In Strömungsrichtung hinter dem Sprüh-30 m pro Sekunde wirksam abgeschieden werden. Das elektrodenaggregat 6 kann zumindest eine weitere Zergilt auch für sehr feine Stäube. Letzteres ist insbesonde- stäubungsdüse 10 angeordnet sein,
re dann der Fall, wenn nach bevorzugter Ausführungs- In F i g. 2 erkennt man, daß die Sprühelektroden 8 von form der Erfindung das Sprühelektrodenaggregat in rohrförmigen Polarisationselektroden 9 umgeben sind, Strömungsrichtung hinter zumindest einer Zerstäu- 50 die im Ausführungsbeispiel einen sechseckigen Querbungsdüse so angeordnet ist, daß in das Sprühelektro- schnitt aufweisen und wabenartig zusammengesetzt denaggregat sowie in den Ringspaltwascher wasser- sind.

dampfgesättigtes Gas einführbar ist. Das schließt nicht

aus, in Strömungsrichtung hinter dem Sprühelektroden- Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

aggregat zumindest eine weitere Zerstäubungsdüse an- 55

zuordnen.

Im Ergebnis sind die erreichten Vorteile darin zu sehen, daß mit Hilfe einer gegenüber der gattungsgemäßen Ausführungsform vereinfachten Vorrichtung eine
sehr wirksame Abscheidung von Stäuben aus strömen- 60
den industriellen Gasen erreicht wird, auch wenn die
Strömungsgeschwindigkeit hoch ist, d. h. im Bereich von
5 bis 30 m pro Sekunde liegt. Strömungsgeschwindigkeit meint dabei die Strömungsgeschwindigkeit im Strömungskanal, nicht aber die im Ringspalt, wo sie beacht- 65
lieh höher ist. Gerade wegen der verhältnismäßig hohen
Strömungsgeschwindigkeit kommt es zu der für die Entstaubung günstigen Wechselwirkung zwischen der zer-

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für die Entstaubung industrieller Gase mit Strömungskanal, in Strömungskanalachse angeordneten Zerstäubungsdüsen für eine Waschflüssigkeit, zumindest einem in Strömungsrichtung hinter der Zerstäubungsdüse angeordneten Ringspaltwascher mit verstellbarem Einbaukörper und einem in Strömungsrichtung vor dem Ringspaltwascher angeordneten, mit einem elektrischen Feld arbeitenden Sprühelektrodenaggregat, wobei das Sprühelektrodenaggregat an eine Hochspannungsquelle anschließbar ist, dadurch ge- is kennzeichnet, daß der Ringspaltwascher (4,5) außerhalb des elektrischen Feldes angeordnet und geerriet ist, daß das Sprühelektrodenaggregat (6) in Strömungsrichtung des Gases eine Sprühelektrodenlänge (L) von 12 bis 40 cm und die Sprühelektroden (8) umgebende Polarisationselektroden (9) aufweist, und daß der Strömungskanalquerschnitt für eine Strömungsgeschwindigkeit von 5 bis 30 m pro Sekunde ausgelegt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanalquerschnitt für eine Strömungsgeschwindigkeit von 5 bis 15 m pro Sekunde ausgelegt ist und das Sprühelektrodenaggregat (6) eine Sprühelektrodenlänge (L) von 15 bis 20 cm aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanalquerschnitt für eine Rohgasströmungsgeschwindigkeit von etwa 10 m pro Sekunde ausgelegt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sprühelektrodenaggregat (6) eine Sprühelektrodenlänge (L) von etwa 15 cm aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das SprüheJektrodenaggregat (6) in Strömungsrichtung hinter zumindest einer Zerstäubungsdüse (3) so angeordnet ist, — daß in das Sprühelektrodenaggregat (6) sowie in den Ringspaltwascher (4) wasserdampfgesättigtes Gas einführbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung hinter dem Sprühelektrodenaggregat (6) zumindest eine weitere Zerstäubungdsdüse (10) angeordnet ist.

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