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Elektrische Gasreinigungsanlage mit Rohrelektroden. Gegenstand der
Erfindung ist eine elektrische Gasreinigungsanlage mit Rohrelektroden. Gemäß der
Erfindung werden dhie Rohrelektroden mechanisch dadurch gereinigt, daB zwischen
der Rohrelektrode und einem ihre den Niederschlägen ausgesetzte Wandung bestreichenden
Abstreifer eine achsiale Relativbewegung eingeleitet wird. Die Anordnung kann dabei
so- getroffen sein, daB die Rohrelektrode mit Bezug auf ihren Abstrei- . fer gehoben
und gesenkt wird, wobei zier Abstreifer für gewöhnlich außerhalb der Rohrelektrode
sich befindet, um beim -normalen Betrieb der Anlage den Rohrquerschnitt nicht zu
verengen. Zu dem gleichen Zweck enpfiehlt es sich auch, den Abstreifer mit einem
speichenartigen, den Gas,durchtritt freilassenden Rahmen an dem die Rohrelektrode
durchziehenden Ausström.er zu befestigen. Der Abstreifer kann dabei als ein Ring
ausgebildet sein, dessen wirksamer Rand mit Bürsten o. dgl. besetzt ist.
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Die Erfindung hat besondere Bedeutung für solche elektrische Gasreiniger,
die aus einem Rohrbündel zusammengesetzt sind. Die mechanische Abreinigung durch
Relativbe-#vebüng
zwisclicii den Rohrelektroden und ihren Abstreifern
im Sinne der Erfindung wird wesentlich gefördert, wenn das Rohrbündel im Zuge des
Gasweges unterteilt wird. Diese Unterteilung hat den Vorteil, daß die einzelnen,
mit dein Abstreifer zusammenwirkenden Rohrlängen verkürzt werden und infolgedessen
bei der Relativbewegung zwischen Rohrelektrode und Abstreifer ein kleinerer Weg
zurückgelegt zu werden braucht als bei einer nicht unterteilten Rohrelektrode. Außerdem
erreicht man durch die Unterteilung des Rohrbündels eine gleichmäßige Verteilung
des Gases auf die einzelnen Rohre und einen Ausgleich finit Bezug auf Geschwindigkeit,
Druck und Temperatur der Gas°. An sich ist die Unterteilung des Rohrbündels nicht
an die niechanäsche Abreinigung durch Relativbewegung zwischen Rohrbündel und Abstreifern
gebunden, d. h. die Unterteilung wird als selbständiger Teil der Erfindung angesehen,
wenn sie auch bei der angegebenen Abreinigung besondere Vorteile hat.
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Bei einer gegebenen Größe eines aus einem I-',ohrbündel bestehenden
elektrischen Gasreinigers läßt sich ein =Maximum an Niederschlagsfläche dadurch
erziele:, daß man den Rohren des Bündels einen sechs-_ekigen Querschnitt gibt und
die Wandungen wabenartig dicht aneinanderschließt. Es fallen also die sonst bei
Vielröhrenapparaten vorhandenen Zwischenräume zwischen den V;ohren weg. Das Zusammendrängen
der Rohre hat auch eine gedrängtere Anordnung der Abreinigungsvorrichtung zur Folge
und den besonderen Vorteil, daß sich die Rohre bei ihrer Relativbewegung mit Bezug
auf die Abstreifer gegenseitig stützen.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
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Abb. i ist ein senkrechter Schnitt durch die 'v' orrichtung nach i-i
der Abb. q., Abb.2 ein senkrechter Schnitt nach 2-2 der Abb. d., Abb.3 ein wagerechter
Schnitt flach 3-3 der Abb.2. Abb. 4. ein wagerechter Schnitt nach .I-d.
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der Abb. 2.
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Abb. 5 ist eine Einzclansicht einer Abreinigungsvorrichtung ini senkrechten
Schnitt.
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Abb.6 und 7 veranschaulichen in Seiten-und Endansicht eine Gruppe
von elektrischen Niederschlagsvorrichtungen, deren Betrieb niit Bezug auf die Niederschlagung
und die Staubabreinigung selbsttätig geregelt wird.
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Abb.8 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht, Abb. 9 eine Endansicht
nach 9-9 der Abb. 6 einer der Ventilvorrichtungen für den selbsttätigen Betrieb.
Die dargestellte Vorrichtung besteht -aus einen äußeren Gehäuse a mit senkrechten
Wänden i, Deckel 2 und trichterartigem, mit Entleerungsvorrichtung q. versehenem
Boden 3. Eine wagerechte Decke 5 teilt von der Kammer den oberen Teil 6 ab, in den
(las zur Zu- oder zur Abführung des Gases dienende Rohr 8 mündet. Ein anderes Rohr
g führt an den Unterteil des Gehäuses. In der nachstehenden Beschreibnug ist angenommen,
(laß die Gase durch das Rohr 8 eintreten und gereinigt durch das Rohr 9 abfließen,
doch kann die Gasrichtung auch umgekehrt sein. Das Gehäuse i steht auf entsprechenden
Trägern oder Stützen io.
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Mit der wagerechten Decke 5 hängen mehrere senkrechte Gaskanäle 12
zusammen, die finit ihren unteren Enden finit dein Raum 13 des Gehäuseunterteils
und mit ihren oberen I,nden finit dem oberen Kammerteil 6 in Verbindung stehen.
Um eine gedrängte Bauweise zu erzielen bzw. möglichst viele Sammelröhren unterzubringen,
ist es vorteilhaft, den Gaskanälen den aus Abb. q. ersichtlichen sechseckigen Querschnitt
zu geben. Diese sechseckigen Rohre sind zellen-, netz- oder wabenartig miteinander
vereinigt. Sie bestehen aus Blech und sind in geeigneter Weise aneinander und an
den Tragrahmen 14 und 1 5 befestigt. Gegebenenfalls kann der Röhrenzug in die Abschnitte
c und d bei 16 unterteilt sein. Das kohrsvstem kann fest im Gehäuse a angebracht
sein, doch ist es zum Zweck einer leichteren Abreinigung besser, die Röhren in der
nachstehend beschriebenen Weise auf und ab beweglich anzuordnen.
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Durch die Röhren 12 erstrecken sich die Ausströmerelektroden 2o, die
beispielsweise aus Metalldrähten oder Stäben geringen (Querschnitts bestehen können.
Die Ausströmer sind zwischen den isolierten Rahmen oder Schienen 22, 23 ausgespannt,
die an in Kammern 29, 30 des Gehäuses a untergebrachten Isolatoren 27, 28
befestigt sind.
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Zur Abreinigung der Sammelelektroden oder Röhren 12 können beliebige
Mittel angewendet werden. Besonders vorteilhaft ist die dargestellte Einrichtung,
bestehend aus Bürsten o. dgl. 31, die an über den kohrabschnitten c und d befindlichen
Stäben oder Drähten hängen, derart, daß sie mit den Rohrwänden in Berührung kommen,
wenn das Rohrsystem gehoben wird.
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Die Rohrgruppen c und d bilden zusammen mit ihren Rahmen 14 und 15
und den senkrediten Verbindungsstreben 25 einen in sich starren Körper, der durch
Leitrollen 32 an den Schienen 25 senkrecht geführt wird. Das Heben und Senken des
Rohrsystems zum Zweck der Abreinigung kann auf beliebige Weise erfolgen, z. B. durch
eine hydraulische
Vorrichtung, bestehend aus einem Zylinder. 34
und Kolben 35, der durch ein über Rollen 39 laufendes Seil o. dgl. 38 mit einem
Rahmen 6 verbunden ist. Von diesem Rahmen hängen Stäbe 37 herab, die mit den Rahmen
14 und 15 in Verbindung stehen. Die Bürsten 31 können einen kreisförmigen oder vieleckigen
Querschnitt haben, um sie der Querschnittgestaltung der Rohrwände anzupassen, und
werden von Gitterrahmen 31' getragen, so daß einerseits das Gas und anderseits auch
der von den Niederschlagsrohren entfernte Staub ungehindert hindurchtreten können.
Das Rohrsystem ist für gewöhnlich auf Querträgern 4o abgestützt, auf denen der untere
Rahmen 15 ruht. Die obenerwähnte wagerechte Decke 5 befindet sich am oberen
Rahmen 14 und greift unmittelbar über Flanschen 42 der Gehäusewände r.
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Die Ausströmerelektroden sind durch eine Leitung 43 mit der Hochspannungsquelle
verbunden, während das Rohrsystem 12 wie üblich geerdet ist.
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Bei dem dargestellten Beispiel wird die Stromzuführung und ebenso
die Gaszuleitung während der Reinigung der Niederschlagselektroden selbsttätig unterbrochen.
Zu diesem Zweck liegt in der Stromzuleitung 43 ein Schalter 5o, dessen Rahmen 5o'
mit dem obenerwähnten Rahmen 36 zusammenwirkt, so daß beim Heben des Rahmens 36
Stromunterbrechung eintritt und der Stromkreis wieder geschlossen wird, wenn sich
der Rahmen 36 in seine normale Lage senkt. Am Gaseinlaß 8 und am Auslaß 9 sind Ventile
oder Klappen 51, 5.2 vorgesehen, deren Hebel 53 ebenfalls von dem Rahmen
36 beeinflußt werden, und zwar so, .daß sich die Klappen beim Heben des Rähhmens
schließen und beim Senken wieder öffnen. Die Abreinigung kann intermittierend oder
periodisch durch eine Zeitvorrichtung in Tätigkeit gesetzt werden. Beim Vorhandensein
einer Mehrzahl von Niederschlagsvorrichtungen erfolgt die Abreinigung in den einzelnen
Vorrichtungen nacheinander im Kreislauf. Eine geeignete Einrichtung hierfür .ist
in Abb. 6 bis 9 dargestellt. Hier sind mehrere Ventile 55 bis 58 vorgesehen, die
durch Rohrleitungen 59 andie Antriebszylinder 34 ,der einzelnen Niederschlagsvorrichtungen
führen und durch eine vom Motor 67 aus mittels der Übersetzung 66 mit geringer Geschwindigkeit
umlaufende Welle 65 durch Vermittlung der Daumen-oder Exzenterscheiben 61 bis 64
betätigt werden. Jedes Ventil stellt, sobald es durch seine Antriebsscheibe .in
Bewegung kommt, Verbindung zwischen einer Druckwasserleitung 68 und der Rohrleitung
59 her. Kehrt das Ventil durch Einwirkung der Feder 69 in die Ruhelage zurück, so
wird das Rohr 59 an die Auslaßleitung 7o- angeschlossen, d. li. der hydraulische
Kolben des Zylinders 34 kann seine Ruhelage wieder einnehmen. Die Scheiben 61 bis
64 sind derart gegeneinander versetzt, daß die Ventile 55 bis 58 nacheinander zur
Bewegung kommen und die Abreinigung der einzelnen Niederchlagsvorrichtungen zyklisch
ebenfalls nacheinander stattfinden kann bzw. immer nur eine Vorrichtung abgereinigt
wird.
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Die Wirkungsweise der dargestellten Anlage ist im übrigen folgende:
Das zu behandelnde Gas tritt, wie beispielsweise angenommen, durch das Rohr 8 ein
und strömt durch die Bohrabschnitte c Lind d der Sammelelektroden nach unten, um
schließlich gereinigt durch 9 abzufließen. Die Potentialdifferenz zwischen den Ausströmern
2o und den Sammelelektroden r2 kann z. B. 5o ooo Volt oder darüber betragen. Dadurch,
daß der Erfindung gemäß das Rohrsystem in mehrere Abschnitte mit dazwischenliegenden
offenen Räumen unterteilt ist, ergibt sich eine gleichmäßige Verteilung des Gases
über die Gesamtheit der Sammelrohre, und es wird der sonst bei vielen Röhrenapparaten
leicht auftretende Übelstand vermieden, daß das Gas aus irgendwelchen Gründen einen
Teil der Rohre mehr und .einen anderen Teil weniger zum Durchgang benutzt. Diese
Störungen steigern sich mit der Länge der Rohrelektroden. Durch Unterbrechung der
Rohre gibt man den Gasen Gelegenheit, sich mit Bezug auf Geschwindigkeit, Druck
und Temperatur auszugleichen.
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Die Entfernung des niedergeschlagenen Materials von den Wänden der
Rohrelektroden kann kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit auf beliebige Weise erfolgen.
Bei der geschilderten Anlage geschieht die Abreinigung durch Anheben des Rohrsystems
mittels der hydraulischen Vorrichtung 34 oder sonstwie. Bei diesem Anheben kommt
jede Rohrgruppe mit den Bürsten 31 in- Berührung, die den Niederschlag von den Rohrwänden
in den Sammelraum entfernen. Zweckmäßig wird während der Abreinigung die Stromzuführung
unterbrochen und ebenso der Abzug abgestellt oder zum mindesten stark vermindert.
In Verbindung hiermit ist zu beachten, daß das Einführen der Bürsten in die Rohre
schon von selbst den wirksamen Durchlaßquerschnitt für die Gase vermindert und die
Zugwirkung durch den Apparat während des Reinigens entsprechend nachläßt. Die Bürsten
wirken in diesem Falle gewissermaßen als Drossel-, vorrichtung. Abgesehen davon
können aber noch besondere Absperr- oder Drosselvorrichtungen, wie bei 51 und 52
angegeben, und zwar entweder nur am Ein- oder Auslaß oder an beiden vorgesehen sein.
Diese Absperrvorrichtungen
werden zusammen mit den Reinigungsvorrichtungen
in Betrieb gesetzt, um den Gasstrom während der Abreinigungsperiode überhaupt zu
unterbrechen.
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Bei mehreren Niederschlagsvorrichtungen gemäß Abb.6 werden die Ventile
55 bis 58 wie beschrieben nacheinander durch die Scheiben 61 bis 64 in Bewegung
gesetzt, d. h. das Abreinigen, die Stromunterbrechung und das Absperren des Gases
erfolgt bei den einzelnen Viederschlagsvorrichtungen nacheinander.
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Die gemeinsame Gaszuführung ist mit 73 und der Auslaß mit 74 bezeichnet.
Durch den mechanischen Antrieb der Abreinigungs-und Unterbrechungsvorrichtungen
wird der Handbetrieb vollständig vermi,-den und ermöglicht, das Abreinigen in kurzen
Zeitzwischenräumen (wenige Minuten) zu wiederholen. Es liegt auf der Hand, daß bei
dieser Betriebsweise die Sammelelektroden stets verhältnismäßig sauber gehalten
werden können. Infolgedessen steigt der Wirkungsgrad der Anlage, da erfahrungsgemäß
eine besonders günstige Niederschlagung dann eintritt, wenn die Sammelelektroden
noch keinen oder einen verhältnismäßig nur geringen Ansatz aufweisen.
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Das sechseckige System der Sammelelektroden hat bei größter Annäherung
an die kreisförmige Form, die ein gleichmäßiges elektrisches Feld gewährleistet,
den besonderen Vorteil, daß die sonst bei Vi2lröhremapparaten vorhandenen Zwischenräume
zwischen den Rohren wegfallen, der Raum also viel besser als bisher ausgenutzt werden
kann.
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Die beschriebene Einrichtung eignet sich nicht nur für elektrische
Niederschlagsvorrichtungen, sondern ist, insbesondere was das wabenartige Elektrodensystem
und die Unterteilung der Rohrelektroden anbelangt, überhaupt für alle Zwecke anwendbar,
bei denen es sich um die elektrische Behandlung von Gasen handelt, z. B. auf ehktrochemische
Verfahren usw.
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Von besonderer Wichtigkeit ist bei der Erfindung, daß die Reinigungsvorrichtungen
oder Bürsten für gewöhnlich aus den Elektroden entfernt sind, also die Rohrkanäle
freilassen und die Wirkung nicht stören. Mit Bürsten sind alle geeigneten Vorrichtungen
gemeint, die dazu dienen, etwaigen Ansatz von den Sammelelektroden zu entfernen,
also nicht nur Bürsten, sondern auch Schaber o. dgl. Die gegenseitige Bewegung zwischen
den Bürsten o. dgl. und den Sammelelektroden kann auch so erfolgen, daß z. B. das
Ausströmerelektrodensystem sich mit Bezug auf die Sammelelektroden bewegt und, dadurch
die Bürsten mit letzteren in Berührung bringt, wobei gleichzeitig die Stromzuführung
unterbrochen wird, wie weiter oben in Verbindung mit denn Sammelelektrodensystem
beschrieben.