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Elektrostatischer Staubabscheider
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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrostatischen Staubabscheider
für die Entstaubung von Rauchgasmengen bis 25.000 Nm3/h auf Staubgehalte unter 50
mg/t,Qm3, mit mehreren Abscheidefeldern mit Sprüh- und Niederschlagselektroden,
Vorrichtungen zur Abreinigung der Elektroden und mit einer Einrichtung zur wahlweisen
Enderung des Strömungsweges auf einer Teilstrecke.
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Derartige An-.endungsfälle ergeben ich, wenn bei kleineren Kraftwerken
infolge strengerer Umweltschutzbestimmungen nachträglich der Einbau eines Staubabscheiders
erforderlich wird. An sich handelt es sich hier um das typische Einsatzgebiet von
Schlauchfiltern, die wegen zu hoher Druckverluste und Wartungskosten für eine Nachrüstung
jedoch nicht in Betracht kommen. Würde man andererseits für Abgasmengen bis 25.000
Nm3/h einen normalen elektrostatischen Staubabscheider für horizontaln Gasdurchgang
mit den bekannten plattenförmigen Niederschlagselektroden vorsehen, so würden sich
bei dem geforderten Reingasstaubgehalt von weniger als 50 mg/Ilm3 sehr ungünstige
Geliäuseabmessungen ergeben, die oft schon aus Platzgründen nachträglich gar nicht
realisiert werden können. Da im Abscheider eine Gasgeschwindigkeit von etaia 1 m/s
möglichst nicht unterschritten werden darf, würden die Gehäuse bei vergleichsweise
nur kleinem Strömungsquerschnitt
eine sehr grobe Längenerstreckung
aufweisen, was sie unverhältnismäßig verteuert, cil sich ein se-hr scijlechtes Verhältnis
von Ilutzvolumen zur Außenwandung ergibt. Bei einem horizontal durchströnten Staubabscheider
steheii demnach in dem genannten Anwendungsgebiet dem günstigen niedrigen Druckverlust
unverhältnismäßig Anlagekosten yegenüber.
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Es besteht somit die Aufhabe, für den eingangs bescIriebenen Anwendunysbereich
einen preiswerten Staubabscheider vorzuschlagen, der hinsichtlich Druckverlust und
lXartungskosten günstiger ist als ein Schlauchfilter und der unter Berücksichtigung
der Randbedingungen nicht die Nachteile des Platten-Staubabscheiders für horizontalen
Gasdurchgang aufweist. Außerdem soll der Staubabscheider als Baueinheit konzipiert
und für nachträglichen Einbau bei kleineren Kraftazerken und dergleichen geeignet
sein.
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Zur Lösung dieser Aufyabe wird ein elektrostatischer Staubabscheider
der einyangs yenannten Art vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß in
einem gemeinsamen Gehäuse von angenähert quadratischem Grundriß vier im wesentlichen
baugleiche Felder mit rohrförmigen Niederschlagselektroden für vertikalen Gasdurchgang
und Uberströmräumen zwischen den Feldern vorgesehen sind, daß die Felder mittels
der Einrichtungen zur Änderung des Strömungsweges wahlweise für den Durchgang 1-2-3A
oder 1-2-3B schaltbar sind, während im Feld 3B bzw. 3A die Abreinigung der Elektroden
erfolgt und daß zwischen den Feldern 1, 2 und 3A, 3B wenigstens ein begehbarer Kanal
zur Anordnung und Wartung von Hilfsaggregaten vorgesehen ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteansprüchen
2 bis 7 beschrieben.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile werden anhand des in den Figuren
1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Figur 1 zeigt eine perspektivische Gesamtansicht des Staubabscheiders.
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Figur 2 zeigt schematisch eine perspektivische Darstellung des oheren
Bereichs.
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Figur 3 zeigt schematisch eine perspektivische Darstellung des unteren
Bereiches.
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Das iI" Grundriß annäIaernd quadratische Gehäuse 2 yelxäX Figur 1
ist auf vier Stützen 3 gestellt, wobei je nach örtlichen Gegebenheiten selbstverständlich
auch andere Aufstellungen des als Baueinheit konzipierten Abscheiders 1 möglich
sind. Das Gehäuse 2 enthält insgesamt vier im wesentliche gleichartige vertikale
Gaszüge. Die isolierten Abtragsvorrichtungen 4 für die vier zugehörigen Sprühsysteme
sind oberhalb des Gehäuses 2 zu erkennen, während die zugehörigen Staubsaefbuner
5 unterhalb des Gehäuses 2 teilweise zu sehen sind. Das Gehäuse 2 weist außerdem
oben einen Eintrittsstutzen 6 und unten einen Austrittsstutzen 7 auf. Zwischen den
Gaszügen sind begehbare Kanäle 8 und 9 zur Anordnung und Wartung von Hilfsaggregaten
vorgesehen.
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Die Gasführung ist im dargestellten Ausführungsbeispiel Im ersten
Zug im Anschluß an den Eiritrittsstutzen 6 von oben nach unten, im zweiten Zug von
unten nach oben und dann im Wechsel der Abreinigungsphasen in einem der beiden dritten
Züge wieder von oben nach unten.
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Diese alternative Gasführung wird anhand der Figuren 2 und 3 verdeutlicht.
In beiden Figureli sind die zum Gehäuse 2 gehörenden Wände des mit Z3B bezeichneten
Zuges weggelassen worden. Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht von oben in den
Staubabscheider nach tfernen der DecEsenkonstruktion. Bei Figur 3 sieht man von
unten in den Staubabscheider, wobei alle Teile unterhalb der Trennebene zwischen
Gehäuse 2 und Staubsammelbunker 5 weggelassen wurden. Der Zug Z1 wird an zwei Seiten
von den Wänden des Gehäuses begrenzt und an den beiden anderen Seiten von den Wänden
10 und 14, die im Deckenbereich eine gasdichte Trennung zu den anderen Zügen bilden.
Im unteren Bereich (Figur 3) ist die Wand 10 nicht £anz bis in die Trennebene heruntergezogen,
wodurch zwischen Zug Z1 und Zug Z2 ein Ubertritt geschaffen wird. Im Zug z2 strömt
das Gas dann von unten nach oben.
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Die Wand 14 setzt sich nach unten in den Wandteilen 15 und 16 fort
(Figur 3), wodurch eine gasdichte Trennung von Zug Z3B und den begehbaren Kanälen
8 und 9 sowie dem Austrittskanal 18b geschaffen wird.
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Die Züge Z3A und Z3D werden außen durch die Wände des Gehäuses und
innen durch die zwischen ihnen sich erstreckende Wand 12 und im oberen Abschnitt
von den Seitenwänden 19 und 20 des Kanals 8 begrenzt, wobei letztere ersichtlich
nicht bis an die Deckenebene heranreichen, sondern nur bis an die obere Begrenzung
des Kanals 8 wodurch zwischen diesem und der Decke Uberstrorräume lla und llb gebildet
werden, die durch eine Klappe 13 oder dergleichen gegeneinander gasdicht abgeschottet
werden können. In Figur 2 ist die Klappe parallel zur Längserstreckung der Uberströmräume
lla und llb eingestellt und erlaubt somit einen Ubertritt des Gasstroms von Zug
Z2 nach Zug Z3A oder Z3B.
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Im unteren Teil des Abscheiders (Figur 3), sind unterhalb des Kanals
9 entsprechende Austrittskanäle 18a und 18b gebildet, die durch eine Klappe 17 yegene
nander gasdicht abgeschottet werden können und in der Darstellung auch in dieser
Weise abgeschottet sind. Die Wand 12 ist bis in die Trennebene herabgezogen und
erlaubt keinen Gasübertritt zwischen Zug Z3A und Zug Z3£.
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Die wahlweise Durchströmung der Züge Z3A oder Z3B wird durch das Zusammenspiel
der lappen 13 und 17 in Verbindung mit der Ausgestaltung der Uberströmräume lla
und llb sowie der Austrittskanäle 18a und lSb ermöglicht. In der Darstellung nach
Figur 2 und 3 ist zwar oben die Beaufschlagung beider Züge ZZA und Z3B nöglich,
nicht aber unten, wo gemäß Figur 3 von Austrittskanal 18a kein Gas in den Austrittskanal
18b strömen kann. In dieser Schaltung wird nach Z2 nur der Zug S3B durchströmt und
Zuy 3A kann durch Klopfschläge abgereinigt werden.
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Denkt man sich beide Klappen 13 und 17 um 900 gedreht, so ist oben
der Gasübertritt nach nug Z3D nicht möglich. Das Gas strömt durch Zug Z3A und unten
von Austrittskanal 18a durch die geöffnete Klappe 17 nach Austrittskanal 18b uiid
von dort aus dem Gehäuse 2 heraus. In diesem Fall kann Zug Z3B abgereinigt werden,
ohne daß Staub wieder auEgewirbelt und mit dem Gas ausgetragen wird.
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Die in den Figuren 2 und 3 nicht dargestellten Niederschlagselektroden
sind als vertikale Rohre mit kreisrundem, quadratischem oder sechseckigem Querschnitt
ausgebildet, in dessen Mittelpunkt in an sich bekannter Weise eine Sprühelektrode
gespannt ist. Solche Niederschlagselektroden sind plattenförmigen Niederschlagselektroden
überlegen, weil in rohrförmigen Niederschlagselektroden ein viel gleichmäßigeres
elektrisches Feld ausgebildet werden kann.
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Diese Art von Niederschlayselektroden in Verbindung mit der UmschaitmöglichReit
beim Abreinigen der zuletzt durchströmten Züge erlaubt, alle eias gestellten Bedingungen
optimal zu erfüllen und für den yenannten Zweck einen preiswerten, kompakten und
wirkungsvollen Staubabscheider zur Verfügung zu stellen.
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Zum Vergleich seien noch einige Ausleungsdaten yenannt, wobei in Spalte
1 die Werte für einen konventionellen Abscheider mit plattenförmigen Niederschlagselektroden
und in Spalte 2 für einen Abscheider yemäß der Erfindung aufgeführt sind. Für beide
Fälle war eine GasnienSe von 12.000 m3/h mit einer Gastemperatur von 1800C, einem
Rohgasstaubgehalt von 15 g/m³ und einem Reingasstaubgehalt von 0,05 g/m³ vorSegeLen.
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Auslegungsdatenvergleich: 1. 2.
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Niederschlagsfläche m2 710 440 Filterquerschnitt m 7 3 Baumaße LxBxH
m 21x3,511,5 5x6x12 Umbauter Raum m 300 175 Platzbedarf m2 75 30 Druckverlust mbar
20 23 Gasgeschwindigkeit m/s 0,85 2,0 Man sieht, daß die gleiche Abscheideleistung
mit wesentlich geringerem Aufwand erreicht werden kann, wobei der Gesamt-Druckverlust
der Anlage lediglich 15 % höher ist.
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Der vorgeschlagene Staubabscheider stellt somit für den angegebenen
Zweck eine besonders wirtschaftliche Lösung dar.