DE3600137A1

DE3600137A1 - Einrichtung zur hochspannungs-abgasaufbereitung

Info

Publication number: DE3600137A1
Application number: DE19863600137
Authority: DE
Inventors: Erwin Sander; Martin Sander
Original assignee: ERWIN SANDER ELEKTROAPPARATEBA
Current assignee: ERWIN SANDER ELEKTROAPPARATEBA
Priority date: 1986-01-07
Filing date: 1986-01-07
Publication date: 1987-07-09

Description

Die Erfindung betrifft:
eine Einrichtung mit deren Hilfe es möglich ist, eine mit Fremdgasen, Ärosolen, Kohlenwasserstoffen, Aromaten und Staub belastete Luft, betriebssicher in einem Hochspannungsfeld zu behandeln, derart, daß die auf diese Weise ionisierten und elektrostatisch aufgeladenen Inhaltsstoffe des Trägergases (Luft) in einem nachgeschalteten Luftfilter erfaßt und ausgewaschen werden können.

Stand der Technik:

Die Hochspannungs-Abgasaufbereitung ist seit Jahrzehnten bekannt. Es handelt sich dabei in der Regel um eine Einrichtung die der "Elektrischen Gasreinigung" (EGR) nachempfunden wurde und typisch ähnliche Konstruktionsmerkmale aufweist. In beiden Einrichtungen wird die Hochspannung über einen Draht in das elektrische Feld eingebracht und der Gegenpol (die Erdung) über eine Platte oder ein Rohr gebildet.

Der gravierende Unterschied besteht lediglich in der Größe des elektrischen Feldes.

So werden bei der "EGR", um feinste Stäube abscheiden zu können, eine lange Verweilzeit und somit große Feldplatten (lange Rohre) benötigt, während in diesem Fall das elektrische Feld relativ kurz sein kann.

In der Regel wird das Abgas mit hoher Geschwindigkeit quer durch das aus Draht und Feldplatten bestehende Feld befördert. Beide Einrichtungen sind allerdings auch gleichermaßen mit Nachteilen behaftet die zu einer dauernden Instabilität führen. Als da sind:

a) die oft auftretenden Kurzschlüsse im Hochspannungsbereich
b) das Entfernen der Staub- und Schmutzablagerungen

Beides führt zu einer Drosselung der Leistungsfähigkeit und somit zur Minderung des Wirkungsgrades.

In der Praxis läuft das auf einen intermittierenden Betrieb hinaus, der auch durch eine automatisch arbeitende Wiedereinschaltung nach erfolgter Kurzschlußauslösung bei (a), so wie einer kontinuierlichen Staubaustragung durch Klopfen oder Sprühen mit Wasser bei (b) nicht so weit beizukommen ist, daß man von einer störungsfreien Arbeitsweise sprechen kann.

Aufgaben der Erfindung

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine elektrische Feldstrecke zu schaffen, die absolut kurzschlußfest ist und andererseits Schmutzablagerungen bereits beim Entstehen an der Rohrelektrode (5) erfaßt, aus dem Hochspannungsraum entfernt und dem Filter zuführt ohne Betriebsunterbrechung.

Gegenstand der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine "Hochspannungs-Abgasaufbereitung" bei der das elektrische Feld mittels Feldplatten oder Rohr (5) einerseits und einem dünnen Wasserstrahl" (3) andererseits hergestellt wird.

Dieser "spannungsführende Wasserstrahl" (3) ist der eigentliche Gegenstand der Erfindung. Er beseitigt schlagartig die unter 2.3 a u. b. aufgezeigten Nachteile.

Zu "a": Auch bei einem spannungsführenden Wasserstrahl (3) treten im elektrischen Feld Überschläge auf; diese aber verlöschen sofort durch die dabei zwangsläufig auftretende Dampfbildung. Selbst dort wo bei den dieser Erfindung vorangegangenen Versuchen, die Betriebsspannung um 100% erhöht wurde, erhöhte sich zwar damit automatisch die Zahl der Überschläge, radikale Kurzschlüsse aber wurden in keinem Fall beobachtet. Durch diesen vorbeschriebenen "Selbstverlöschungseffekt arbeitet die Einrichtung absolut betriebssicher.

Zu "b": Der Wasserstrahl (3) wird kurz nach dem Eintreten in das elektrische Feld durch die elektrostatischen Feldkräfte zerstäubt. Ein großer Teil der feinsten Wassertröpfchen wird auf der Feldplatte - auf der Innenseite des Rohres (5) - abgeschieden. Ein Wasserfilm lagert sich ab und bildet somit die Grundlage zur Aufnahme der ebenfalls abgeschiedenen Staub und Schmutzpartikel. Mit dem nach unten abfließenden Wasser wird auch das abgeschiedene Material dem nachgeordneten Filter zugeführt. Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet betriebssicher.

Anwendungsbeschreibung

Zum besseren Verständnis sei hier noch eine der gebräuchlichsten Anwendungsmethode beschrieben. (s. Bild)

Die mit Ärosolen, Aromaten und Fremdgasen belastete Luft wird bei (9) an das Gerät herangeführt und tritt über die Luftleitlamellen (10) in das Gasführungsrohr (11) ein. Im Gasführungsrohr (11) befindet sich ein Hochspannungsfeld das zwischen dem geerdeten Wasserstrahl (3) und der Gegenelektrode (5) gebildet wird. Da dieses Hochspannungsfeld - wie bereits unter 3.a beschrieben kurzschlußfest ist - kann die Spannung mittels eines Stelltransformators (im Bild nicht dargestellt) auf den für die Behandlung der in der Luft befindlichen Stäube und Abgase individuell eingestellt werden. So kann diese Einrichtung je nach der eingestellten Hochspannung elektrostatisch, also als Staubabscheider, im "Elektrischen Sprühfeld" als Ionisator und als "Elektro-Chemischer-Reaktor" bei höchster Spannungseinstellung arbeiten.

Vorzüglich geeignet zur Behandlung von Abgasen mit variabler Fremdgasbelastung.

Nachdem die Luft das Hochspannungsfeld passiert hat, wird es bei (12) der Weiterleitung, der Weiterverarbeitung zugeführt.

Das von der Elektrode (5) herabtropfende Wasser (6) wird in dem darunter befindlichen Raum gesammelt und über die Pumpe (13) erneut in das Hochspannungsfeld eingegeben.

Bildbeschreibung

1. Wasserzuführungsrohr aus Metall
2. Wasser (Betriebswasser für den Kreislauf)
3. Wasserstrahl
4. elektrisch nicht leitende Verlängerung der Wasseraustrittsöffnung (Isolierrohr)
5. Gegenelektrode, Feldplatten, in der Regel ein Metallrohr oder Metallfolie
6. abtropfendes Wasser
7. Sicherheitsabstand
8. Hochspannungstransformator
9. Gaseintritt
10. Luftleitlamellen
11. Gasführungsrohr (elektrisch nicht leitend)
12. Gasaustritt
13. Wasserpumpe

Claims

1. Einrichtung zur Behandlung von, mit Fremdgasen, Ärosolen, Kohlenwasserstoffen, Aromaten und Staub belasteter Luft im Hochspannungsfeld, dadurch gekennzeichnet, daß:
das Hochspannungsfeld aus einer Rohrelektrode (5) und einem Wasserstrahl (3) gebildet wird, um auf diese Weise Dauerkurzschlüsse zu vermeiden und Staubablagerungen an der Rohrelektrode (5) zu verhindern.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
der Sicherheitsabstand (7) zwischen der Wasseraustrittsöffnung des Isolierohres (4) und der Gegenelektrode (5) mindestens 1,5 mal so groß oder größer ist, als der Abstand zwischen dem Wasserstrahl (3) und der Gegenelektrode (5).

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß:
der Wasserstrahl (3) mittels eines isolierenden Rohres (4) welches bis in das Gasführungsrohr (11) hineinragt, eingeleitet wird, um auf diese Weise zu vermeiden, daß der in das Rohr (11) eingegebene Wasserstrahl (3) von der in das Rohr (11) eintretenden Luft, abgelenkt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß:
das in das Gasführungsrohr (11) eintretende Gas über "Luftleitlamellen" (10) geführt wird, um durch die dadurch erzielte turbolenzfreie Gasführung eine Ablenkung des Wasserstrahls (3) zu verhindern.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß:
das Gasführungsrohr (11) in seiner Eigenschaft als tragendes Element aus einem nichtleitendem Material, z. B. Kunststoff, Glas oder Keramik gebildet und nur das untere innere Teil des Rohres mit einem dünnwandigen Rohr oder mit einem Metallblech bzw. Folie (5) ausgekleidet und an die Hochspannung angeschlossen wird, um auf diese Weise ein leichtes und kostengünstiges Auswechseln der korrodierten Teile zu gewährleisten.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
der die Erdelektrode bildende Wasserstrahl (3) von einer "Hochdruckpumpe" erzeugt wird, um somit ein frühzeitiges Zerstäuben des Wassers im elektrischen Feld zu vermeiden; auf diese Weise kann die unter Hochspannung stehende Rohrelektrode (11) länger ausgelegt werden, womit sich dann zwangsläufig die Verweilzeit der Luft (des Gases) im elektrischen Feld verlängert.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
das elektrische Feld durch Wechselstrom gebildet wird.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß:
das elektrische Feld durch Wechselstrom, dessen Frequenz höher als die Netzfrequenz ist, gebildet wird.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
das elektrische Feld durch Gleichstrom gebildet wird.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, 7, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß:
der Wasserstrahl (3) an Hochspannung und die Rohrelektrode (5) an Erde gelegt wird.

11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
statt der im Anspruch 1 genannten Rohrelektrode, eine Plattenelektrode verwandt wird.

12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
dem im Kreislauf eingesetzten Betriebswasser (2) Reinigungsmittel oder Tenside zugesetzt werden, um das Anhaften klebriger Ausfällungen zu verhindern.

13. Einrichtung nach Anspruch 1, 7, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß:
die Hochspannung soweit erhöht wird, daß im elektrischen Feld "Dauerüberschläge" auftreten, die durch die damit verbundene Dampfbildung in ihrer Stromaufnahme zwar begrenzt werden, andererseits jedoch durch das dadurch gebildete "Plasma" bei den durch die Luft eingebrachten Kohlenwasserstoffen und Aromaten eine "elektrochemische Reaktion" hervorruft.