DE369684C

DE369684C - Process for electrical dust precipitation from gases with the participation of a condensation process

Info

Publication number: DE369684C
Application number: DEK61957D
Authority: DE
Original assignee: JULIUS EDGAR LILIENFELD DR; Metallbank und Metallurgische Gesellschaft AG
Current assignee: JULIUS EDGAR LILIENFELD DR; Metallbank und Metallurgische Gesellschaft AG
Priority date: 1916-03-07
Filing date: 1916-03-07
Publication date: 1923-02-22

Description

Verfahren zur elektrischen Staubniederschlagung aus Gasen unter Mitwirkung eines Kondensationsvorganges. Die elektrische Staubniederschlagung aus Gasen beruht bekanntlich darauf, :daB die Staubteilchen elektrisch aufgeladen und an der einen Elektrode eines Hochspannungsgl'eichstromfeldes niedergeschlagen werden. Hierbei bedeutet jeder Stromübergang, der nicht von ;den geladenen Staubteilchen vermittelt wird, eine Herabsetzung des Wirkungsgrades. Besonders nachteilig sind solche unnützen oder »parasitären« Ladiungen, die an sehr leicht bewegliche Kerne (Gasteilchen, z. B. Stickstoffmolekel) gebunden sind. Die leicht beweglichen Ionen erzeugen nämlich auf ihrer Bahn durch Stoß immer wieder nenne Ionen und vermehren damit die parasitären Ladungen ins Unabsehbare.Process for electrical dust precipitation from gases with participation a condensation process. The electrical dust deposition from gases is based as is well known: that the dust particles are electrically charged and attached to one Electrode of a high voltage direct current field are deposited. Here means any current transfer that is not mediated by the charged dust particles becomes, a reduction in the efficiency. Such useless are particularly disadvantageous or "parasitic" charges attached to very easily mobile nuclei (gas particles, z. B. nitrogen molecules) are bound. Namely, the easily mobile ions generate on their path through collision I name ions again and again and thus multiply the parasitic ones Charges into the unpredictable.

Die Entstehung )der parasitären Ladungen ist in zweierlei Weise zu denken. Sie hängen zum Teil ;dem Gase von seiner Entstehung ab an; sie kommen aber zum anderen Teil auch @daldürcb izustande, daß :die Staubteilchen des Gasstromes auf dessen Wege mit gewissen Bestandteilen des Gases (oder auch gewisse Bestandteile des Gases miteinander) unter Bildung leicht beweglicher Ionen in Reaktion treten.The origin) of the parasitic charges is to be done in two ways think. They depend in part on the gas from its formation; but they come on the other hand also @ daldürcb izustande that: the dust particles of the gas flow on its way with certain constituents of the gas (or also certain constituents of the gas with each other) react with the formation of easily mobile ions.

Man kann diesem Nachteil begegnen, indem man @in irgendeinem Querschnitt des Gasstromes - welcher Querschnitt beliebig weit vor, aber auch in dem staubniederschlagenden elektrischen Felde gelegen sein kann - Kondensationsvorgänge eintreten läßt. Die Wirkung idieser Vorgänge ist gemäß oder doppelten Entstehungsweise der parasitären Ladungen eine zweifache. Soweit es sich tun,die idem Gase an sich anhaftenden parasitären Ladungen handelt, werden :diese an schwerbewegliche (molare) Masseteilchen gebunden; soweit die parasitären Ladungen aus den geldachten- Reaktionen im Gasstrome hervorgehen:, wird )durch Unterdrückung der Reaktionen auch die Entstehung .der leicht beweglichen Ionen verhindert.This disadvantage can be countered by @in any cross-section of the gas flow - which cross-section as far in front of it, but also in the dust-collecting one electrical fields can be located - allows condensation processes to occur. the The effect of these processes is according to or twofold the origin of the parasitic Charges a twofold. As far as they can, the idem gases are parasitic adhering to them Charges are involved: these are bound to heavily mobile (molar) mass particles; as far as the parasitic charges result from the monetary reactions in the gas flow: is) by suppressing the reactions also the emergence of the easily movable ones Ions prevented.

Im ersten Falle (Bindung der leicht bewegliehen Ionen) ist )die Folge der Anlagerung an schwer beweglichen Masseteilchen des Kondensates in zweifacher Weise zu erklären: i. Das Kondensatteilchen (winziges Tröpfchen oder Nebelbläschen) geht :mit .seiner Ladung ins elektrische Feld hinein, und hier wird beides - ähnlich wie .bei den festen Staubteilchen - an die eine Elektrode gerissen und festgehalten. z. Das Korndensatteilchen hängt sich, bevor es zu seiner elektrischen Abscheidüng kommt, mit seiner Ladung an ein festes Staubteilchen, und die parasitäre Ladung wird mit dem Staubteilchen niedergeschlagen.In the first case (binding of the easily mobile ions) the result the accumulation of difficult to move mass particles of the condensate in twofold Way to explain: i. The condensate particle (tiny droplet or mist bubble) goes: with its charge into the electric field, and here both become - similar as with the solid dust particles - torn and held on to one electrode. z. The grain sate hangs itself before it is electrically deposited comes with its charge to a solid dust particle, and the parasitic charge is knocked down with the dust particle.

Im -zweiten Falle (Unterdrückung der innenbildenden Reaktionen) wird flurch die Nehelbildung bzw. Umhüllung der Staubteilchen die Reaktionsfähigkeit im Gasstrom aufgehoben, wobei man an .den Verlust der Reaktionsfähigkeit des pyrophnren Eisens bei Befeuchtung denken kann.In the second case (suppression of the interior design Reactions) the ability to react is due to the formation of a cloud or coating of the dust particles lifted in the gas stream, whereby one can .the loss of the reactivity of the pyrophnren Iron can think about moistening.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, den ganzen Gasstrom mit Feuchtigkeit zu übersättigen und ihn in diesem Zustande in das staubniederschlagende elektrische Feld ein7uführen. Diesem Verfahren steht aber entgegen, daß die sich in .den Staubniederschlagungskammern absetzenden beträchtlichen Flüssigkeitsmengen die Isolation der Hochspannungselektroden beeinträchtigen und den Staub als kaum entfernbaren Brei sich ablagern lassen, und rlaß ferner diejenige Restionisation, die für die Bildung der stailbniederschlagenden Koronaerscheinung (Biischelentladung ) unerläßlich ist, beseitigt wird. Demgegenüber handelt es sich vorliegend :um ,,lie Einführung so geringer Mengen des Kondensationsstoffes daß nicht bloß von einer Sättigung des Gasstromes keine Rede sein kann, sondern daß auch die thermische und dynamische Rückwirkung der Kondensation auf den Gasstrom als Ganzes äußerst gering ist. Vorliegend kommt es ja doch nur darauf an, ,daß in irgendeinem Querschnitt des Gasstromes iil:erliaupt ein Kondensationsvorgang auftritt, nicht darauf, daß durch reichlichen Flüssigkeitsniederschlag eine Art _luswaschung der festen Bestandseile eintritt, als «-elche die »Feinreinigung« des älteren, bekannten Verfahrens anzusprechen ist.It has already been proposed to wet the entire gas stream to oversaturate and in this state it into the dust-precipitating electric Introduce field. However, this process is opposed by the fact that the dust precipitation chambers the insulation of the high-voltage electrodes affect and allow the dust to deposit as a hard-to-remove slurry, and Furthermore, allow the residual ionization that is necessary for the formation of the rod-precipitating Corona phenomenon (bunch discharge) is essential, is eliminated. In contrast In the present case it is: the introduction of such small amounts of the condensation substance that there can be no question of saturation of the gas flow, but rather that also the thermal and dynamic reaction of the condensation on the gas flow as a whole is extremely small. In the present case, the only thing that matters is that in any cross-section of the gas flow iil: if a condensation process occurs, do not look to the fact that a kind of washing up by abundant liquid precipitation of the solid constituent parts occurs, as «-elche» the »fine cleaning« of the older, well-known Procedure is to be addressed.

Hinsichtlich der Zuführung und Handhabung des Konriensationsstoffes bestehen mehrere *.llöglichkeiten: Der Konidensationsstoff -wird in den Gasstroin in flüssigem Zustande hineingebracht, und zwar durch Düsen, die ihn als Flüssigkeitsnebel austreten lassen. Bei entsprechentler Handhabung der Wärme- und Druckverhältnisse kann man die Konirlensationsvorgänge gleich ans Einführungsort eintreten lassen, indem zunächst Nebeltröpfchen verriampft, durch nachfolgen de Tröpfchen wieder kondensiert, vor der Strömung weitergeführt. von neuem verdampft werden. Es kann aber auch eine teilquerschnittsweise oder streifenweise Sättigung des Gasstromes herbeigeführt «-erden, die erst später an einer Stelle des Stromweges, wo die geeigneten Druck- u:ii:d Wärmeverhältnisse herrschen, zu Kondensationsvorgängen führt. Stellt man den Eintritt der Kondensationsvorgänge hierauf ab, so kann die Verdampfung .des flüs.. silyen Kondensationsstoffes auch in der Weise geschehen, :daß :der Gasstrom ein gegen ihn offenes Verdampfungsgefäß oder.eingebrachte Saugkö rper, welche mit .dem Kondensationsstoff getränkt sind, .bestreicht. Der Kondensationsstoff kann aber auch als Dampf unter Entspannung eingeblasen werden, um durch diese die Bedingungen für .den sofortigen örtlichen stellenweisen Eintritt von Kondensationsvorgängen oder eine streifenweise Sättigung, die später zu Kondensationen unter geeigneten Druck- und Wärmeverhältnissen führt, zu schaffen. In dieser Weise werden örtliche oder stellenweise nicht den ganzen Gasstrom erfassende Kondensationsvorgänge möglich, ohne .daß der ganze Gasstrom gesättigt wäre.Regarding the supply and handling of the constriction substance there are several * .possible options: The conidensation substance - is in the gas troin brought in in a liquid state, namely through nozzles, which it as a liquid mist let out. With appropriate handling of the heat and pressure conditions one can let the Konirlensationsvorgangs enter immediately at the place of introduction, by first evaporating mist droplets, then condensing again by subsequent droplets, continued in front of the current. be vaporized again. But it can also be a brought about partial cross-section or strip-wise saturation of the gas flow "-Ground, which only later at a point in the current path where the appropriate pressure u: ii: d heat conditions prevail, leads to condensation processes. If you ask the occurrence of the condensation processes on this, so the evaporation .des flüs .. silyen condensation substance also happen in such a way that: that: the gas flow an evaporation vessel open to it or an inserted suction body, which with .are soaked in the condensation substance, .painted. The condensation substance can but can also be blown in as steam under relaxation to get through this the conditions for the immediate local occurrence of condensation processes or a strip-wise saturation, which later leads to condensation under suitable conditions Pressure and heat conditions lead to create. In this way they become local or condensation processes that do not cover the entire gas flow are possible in places, without .that the entire gas stream would be saturated.

Als Kondensationsstoff wird in den meisten Fällen Wasser genügen; in besonderen Fällen (wie z. B. bei sehr hoher Temperatur des Gasstromes) können auch schwerflüchtige Mineralöle oder sich ähnlich verhaltende Stoffe in Betracht kommen.In most cases, water will suffice as a condensation substance; in special cases (such as, for example, at a very high temperature of the gas flow) semi-volatile mineral oils or similarly behaving substances can also be considered come.

Ins folgenden werden noch einige Vorschriften für die praktische Durchführung ries Verfahrens unter bestimmten Voraussetzungen hinsichtlich der Temperatur des Gases gegeben: z. Liegt die Temperatur des vorionisierten und zu reinigenden Gases unter roo°, so wird niedergespannter Dampf mittels Düsen in den Gasstroan eingeführt. Der Dampf kondensiert sofort und bindet bei diiesem Kondensationsvorgang die Ionen.In the following there are still some regulations for the practical implementation ries process under certain conditions with regard to the temperature of the Gas given: z. Is the temperature of the pre-ionized gas to be cleaned below roo °, low-pressure steam is introduced into the gas stream by means of nozzles. The vapor condenses immediately and binds the ions during this condensation process.

2. Liegt die Temperatur :des gleichen Gases nicht erheblich über roo°, so wird zweckmäßig anstatt niedergespannten Dampfes hochgespannter Dampf, unter Umständen sogar überhitzter Dampf, verwendet, und zwar derart, daß seine Eigentemperatur über derjenigen des Gases liegt. Die Wirkung ist dann die gleiche wie bei Fall r.2. If the temperature: of the same gas is not significantly above roo °, so, instead of low-pressure steam, high-pressure steam is expediently under In some cases even superheated steam is used, in such a way that its own temperature is above that of the gas. The effect is then the same as in case r.

3. Liegt die Temperatur des Gases .erheblich über roo°, so -daß weder hochgespannter noch überhitzter Dampf zum Ziel führt, so läßt man hochgespannten Dampf gegen wassergekühlte, Flächen strömen, an deren Oberfläche sich dann der K ondensationsvorgang abspielt.3. If the temperature of the gas is significantly above roo °, then neither high tension, still superheated steam leads to the goal, so one leaves high tension Steam flows against water-cooled surfaces, on the surface of which the K ondensationsvorgang plays.

Anstatt der gekühlten Flächen können auch mit Erfolg wasserzerstäubende Düsen genommen werden, die in gleicher Achsenhöhe wie die Dampfdüsen, jedoch diesen entgegengesetzt, in einer solchen Entfernung anzuordnen sind, daß :der austretende Dampf sich mit dem Wassernebel innig vermischt.Instead of the cooled surfaces you can also use water-atomizing ones with success Nozzles are taken that are in the same axis height as the steam nozzles, but these opposite, are to be arranged at such a distance that: the exiting Steam is intimately mixed with the water mist.

Claims

PATENT CLAIM: Process for electrical dust deposition from Gases with the participation of a condensation process, characterized in that the condensation substance in front of the gas stream or in the area ,of Electric field added in such measured quantities that a saturation of the entire gas flow is far from being reached, but through local Disturbance of the state of equilibrium at the insertion point or also through use the heat and pressure differences in the course of the gas flow path, local condensation processes may occur.