DE4412345A1

DE4412345A1 - Waste gas purificn.

Info

Publication number: DE4412345A1
Application number: DE4412345A
Authority: DE
Inventors: Richard Andersson
Original assignee: ABB Management AG
Current assignee: ABB Management AG
Priority date: 1994-04-11
Filing date: 1994-04-11
Publication date: 1995-10-12

Abstract

In waste gas purificn., the small and smallest particles in the waste gas are agglomerated into bigger particles by coagulation in a coagulation line (S), and then are either mechanically or electrically sepd. The agglomeration rate is raised by injection of coagulation nuclei in the waste gas to be cleaned before the coagulation line (S). The particles carried in the waste gas stream undergo a polarity pre-charging by a pre-charger (6). Downstream of this pre-charger essentially only particles above the mean particle size of the waste gas are mixed with the stream, where the particles in this gas stream to be mixed are charged with an opposite polarity by a second pre-charger (19) before their injection into the waste gas stream.

Description

Technical field

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen von Abgasen, bei welchem kleine und kleinste im Abgas mitgeführte Partikel durch Koagulation zu größeren Partikeln agglomeriert und danach mechanisch und/oder elektrisch abgeschieden werden, und bei dem die Agglomerisisationrate durch Injektion von Ko agulationskeimen in das zu reinigende Gas vor der Koagulation erhöht wird.The invention relates to a method for cleaning Exhaust gases, in which small and smallest entrained in the exhaust gas Particles agglomerated into larger particles by coagulation and then mechanically and / or electrically deposited, and the rate of agglomeration by injection of Ko Agulation germs in the gas to be cleaned before coagulation is increased.

Ein Verfahren dieser Gattung ist beispielsweise aus der PCT-An meldung PCT/DE83/00 166 mit der Veröffentlichungsnummer wo 84/01 523 bekannt.A method of this type is, for example, from the PCT-An message PCT / DE83 / 00 166 with the publication number where 84/01 523 known.

Technological background and state of the art

Die Reinigung von Abgasen, die sehr kleine Partikel enthalten, ist sehr problematisch und mit mechanischen Filtern, z. B. Zy klonen oder Schlauchfiltern, kaum zu bewerkstelligen. Auch mit Elektrofiltern ist die Abscheiderate unbefriedigend.The cleaning of exhaust gases that contain very small particles is very problematic and with mechanical filters, e.g. B. Zy cloning or bag filters, hard to do. Also with The deposition rate is unsatisfactory with electrostatic precipitators.

In der DE-A-37 37 343 wird vorgeschlagen, den Gasstrom in zwei Teilströme aufzuteilen, die Partikel in diesen Teilströmen mit unterschiedlicher Polarität aufzuladen und die beiden Teil ströme wieder zu vereinigen. Auf diese weise bilden sich Ag glomerate mit vergleichsweise großer Partikeln, die in einem nachgeschalteten elektrostatischen Filter leicht abgeschieden werden können. DE-A-37 37 343 proposes the gas flow in two To divide partial streams with the particles in these partial streams charge different polarity and the two part streams unite again. In this way, Ag is formed glomerates with comparatively large particles in one downstream electrostatic filter easily separated can be.

Einen anderen weg zur Erhöhung der Abscheiderate wird in der eingangs genannten wo 84/01 523 aufgezeigt. Das Abgas wird dort durch einen elektrostatischen Koagulator, z. B. den Ringraum zwischen zwei Rohren, die auf unterschiedlichem elektrischem Potential liegen, hindurchgeführt. Vor dem Koagulator sitzt eine Venturidüse. Am Auslaß des Koagulators ist eine Umlenk klappe vorgesehen, mit deren Hilfe ein Teilstrom vom Koagula torausgang abgelenkt und über eine Rückführleitung zu seinem Eingang zurückgeführt wird. Die Abgasrückführung bewirkt eine Erhöhung der Agglomerationsrate, da größere Keime im Koagula tor bereitgestellt werden, an denen sich die feineren Partikel leichter anlagern können.Another way to increase the deposition rate is in the mentioned at the beginning where 84/01 523 is shown. The exhaust gas is there by an electrostatic coagulator, e.g. B. the annulus between two pipes on different electrical Potential, passed through. Sitting in front of the coagulator a venturi nozzle. At the outlet of the coagulator there is a deflection flap provided, with the help of which a partial flow from the coagula gate exit deflected and via a return line to his Input is returned. The exhaust gas recirculation causes Increase in the agglomeration rate because of larger germs in the coagula Tor be provided on which the finer particles can attach more easily.

Die dem Bekannten zugrundeliegenden Effekte sind seit langem bekannt (vgl. Literaturzitat "Russel, 1922") in der Veröffent lichung von B. Eliasson und W. Egli "Bipolar Coagulation - Mo delling and Applications", J. Aerosol Sci., Vol. 22, Nr. 4, pp. 429-440, 1991). Sie beruhen im wesentlichen darauf, daß auch Partikel gleicher Polarität aber verschiedener Größe aufgrund induzierter Ladungen sich gegenseitig anziehen. Die ser Effekt wird in der Literatur mit "unipolare Koagulation" bezeichnet.The effects underlying the known have long been known (cf. literary quote "Russel, 1922") in the published B. Eliasson and W. Egli "Bipolar Coagulation - Mon delling and Applications ", J. Aerosol Sci., Vol. 22, No. 4, pp. 429-440, 1991). They are essentially based on the fact that also particles of the same polarity but different sizes attract each other due to induced charges. The This effect is described in the literature as "unipolar coagulation" designated.

In der selben Arbeit wird nun darauf hingewiesen, daß mittels assymetrischer bipolarer Koagulation sich wesentlich höhere Koagulationsgeschwindigkeiten erreichen lassen. Bei der assy metrischen bipolaren Koagulation treten Partikel unterschied licher Größe und entgegengesetzter Polarität miteinander in Wechselwirkung. Die Autoren dieser Arbeit haben jedoch keine Angaben darüber gemacht, wie die assymetrische bipolare Koagu lation in der Praxis zu verwirklichen wäre.In the same work it is now pointed out that by means of asymmetric bipolar coagulation is much higher Allow coagulation speeds to be reached. At the assy metric bipolar coagulation, particles differ size and opposite polarity with each other Interaction. However, the authors of this work have none Information about how the asymmetrical bipolar Koagu would be realized in practice.

Brief description of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reinigung von Abgasen anzugeben, das technisch und wirtschaft lich zu realisieren ist, und das hohe Agglomerationsraten er möglicht.The invention has for its object a method for Exhaust gas purification to indicate that technically and economically is to be realized, and the high agglomeration rates possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die im Abgasstrom mitgeführten Partikel mittels eines ersten Vor aufladers einer Voraufladung einer Polarität unterzogen wer den, daß stromabwärts des Voraufladers im wesentlichen nur Partikel mit einer Partikelgröße größer als die mittlere Partikelgröße im Abgas dem Abgasstrom zugemischt werden, wo bei die Partikel in diesem zuzumischenden Gasstrom mittels ei nes zweiten Voraufladers vor der Injektion in den Abgasstrom mit einer entgegengesetzten Polarität aufgeladen worden sind.This object is achieved in that the Particles carried in the exhaust gas stream by means of a first pre charger is precharged to polarity that that downstream of the pre-charger essentially only Particles with a particle size larger than the middle one Particle size in the exhaust gas are mixed into the exhaust gas flow where the particles in this gas stream to be mixed by means of egg second pre-charger before injection into the exhaust stream have been charged with an opposite polarity.

Durch diese Vorgehensweise findet eine massive Erhöhung der mittleren Partikelgröße bedingt durch assymetrische bipolare Koagulation statt. Damit wird es möglich, kürzere Koagulati onsstrecken und/oder kleinere Partikelfilter vorzusehen oder bei gleicher Baugröße größere Abgasmengen wirkungsvoll zu behandeln.By doing this, there is a massive increase in average particle size due to asymmetric bipolar Coagulation instead. This will make shorter coagulation possible onseiten and / or smaller particle filters to provide or with the same size, larger amounts of exhaust gas effectively to treat.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie die damit erzielbaren Vorteile werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläu tert.Embodiments of the invention and the achievable therewith Advantages are explained below with reference to the drawing tert.

Brief description of the drawing

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung sche matisch dargestellt, und zwar zeigt:In the drawing, embodiments of the invention are cal represented mathematically, namely:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem die zu injizierenden Partikel der ersten Filterstufe eines Partikelfilters entnommen werden; Fig. 1 shows a first embodiment of the invention, in which the particles are removed to be injected, the first filter stage of a particulate filter;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Vorauflader; 2 shows a longitudinal section through a Vorauflader.

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Vorauflader gemäß Fig. 2; Fig. 3 shows a cross section through the Vorauflader of FIG. 2;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Injektor im Abgaskanal; Fig. 4 shows a longitudinal section through the injector in the exhaust passage;

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Injektor mit mehreren Injektorrohren; Figure 5 is a plan view of an injector having a plurality of injector pipes.

Fig. 6 eine alternative Ausführung eines Injektors mit kreisförmigem Querschnitt; Fig. 6 shows an alternative embodiment of an injector having a circular cross-section;

Fig. 7 einen Querschnitt durch den Injektor gemäß Fig. 6. Fig. 7 shows a cross section through the injector of FIG. 6.

Ways of Carrying Out the Invention

Die Einrichtung zur Reinigung von Abgasen gemäß Fig. 1 umfaßt einen mehrstufigen Partikelabscheider 1, vorzugsweise einen elektrostatischen Filter, mit beispielsweise drei Filterstufen 2, 3 und 4. Im Zuge der zum Partikelabscheider 1 führenden Abgasleitung 5 ist ein erster Vorauflader 6 vorgesehen. In diesem Vorauflader werden die im Abgasstrom mitgeführten Partikel positiv aufgeladen.The device for cleaning exhaust gases of Fig. 1 comprises a multi-stage particle separator 1, preferably an electrostatic filter, with, for example, three filter stages 2, 3 and 4. In the course of the exhaust line 5 leading to the particle separator 1 , a first precharger 6 is provided. The particles carried in the exhaust gas stream are charged positively in this precharger.

Der Vorauflader 6 ist vorzugsweise als eigenständige Bauein heit ausgeführt und mittels Flanschen 7, 8 (Fig. 2) in die Ab gasleitung 5 montiert. Gemäß Fig. 2 und 3 weist er ein metal lisches Gehäuse 9 auf, dessen freier Querschnitt demjenigen der Abgasleitung 5 entspricht. Quer zur Strömungsrichtung des Abgases sind im Gehäuse 9 metallische Gitter 10, 11 aus kreuz und quer gespannten Metalldrähten, Metallstreifen oder Metall stäben im Abstand von typisch 100 mm vorgesehen. Die drei mit 10 bezeichneten Gitter liegen auf Erdpotential und sind mit der Gehäusewand direkt verbunden. Sie bilden die Massenelek troden. Die jeweils zwischen den Masseelektroden (Gitter 10) liegenden Hochspannungsgitter 11 sind in einem metallischen Rahmen 12 gehalten der gegenüber dem Gehäuse 9 mittels Isola toren 13 elektrisch isoliert befestigt ist. Die oberen Isola toren dienen gleichzeitig als elektrisch Durchführung für den Hochspannungsanschluß 14 des Gitters 11. Die Gitter 11 bilden die Sprühelektroden. Die Gitter 10 und 11 sind jeweils unter sich parallel geschaltet und je mit dem einen und dem anderen Pol einer Hochspannungsquelle 15 verbunden, die eine Gleich spannung in der Größenordnung von 40-100 kvolt liefert.The precharger 6 is preferably designed as a standalone Bauein unit and by means of flanges 7 , 8 ( Fig. 2) in the gas line 5 from mounted. According to Fig. 2 and 3, it has a metallic housing 9 whose free cross-section corresponds to that of the exhaust pipe 5 corresponds. Transverse to the flow direction of exhaust gas are provided in the housing 9 metallic grid 10, 11 from crisscross tensioned metal wires, metal strips or metal rods at a distance of typically 100 mm. The three grids labeled 10 are at ground potential and are directly connected to the housing wall. They form the mass electrodes. The respectively between the ground electrodes (grid 10 ) lying high voltage grid 11 are held in a metallic frame 12 which is insulated from the housing 9 by means of insulators 13 electrically insulated. The upper isolators serve at the same time as an electrical feedthrough for the high-voltage connection 14 of the grid 11 . The grids 11 form the spray electrodes. The grids 10 and 11 are each connected in parallel and each connected to one and the other pole of a high voltage source 15 , which provides a DC voltage in the order of 40-100 kvolt.

Eine besonders wirkungsvolle Aufladung der Staubpartikel im Vorauflader 6 läßt sich erzielen, wenn die Maschenweiten der beiden Gitter 10 und 11 unterschiedlich sind, wobei das auf Erdpotential liegende Gitter 10 eine kleinere Maschenweite (typisch 25 mm × 25 mm bei einem Drahtdurchmesser von 2 mm) aufweist. Wesentlich ist dabei, daß die sich zwischen be nachbarten Gittern ausbildenden Sprüh- oder Koronaentladungen möglichst über den gesamten Querschnitt des Gehäuses 9 und damit der Abgasleitung 5 erstrecken.A particularly effective charging of the dust particles in the pre-charger 6 can be achieved if the mesh sizes of the two grids 10 and 11 are different, the grating 10 lying at ground potential having a smaller mesh size (typically 25 mm × 25 mm with a wire diameter of 2 mm) . It is essential that the spray or corona discharges forming between adjacent grids extend as far as possible over the entire cross section of the housing 9 and thus the exhaust gas line 5 .

Der durch den ersten Vorauflader 6 strömende Abgasstrom mit samt den voraufgeladenen Partikeln passiert danach einen Ab schnitt S (Koagulationsstrecke oder Koagulator) der Abgaslei tung 5, in welchem eine Koagulation der Partikel stattfindet, und gelangt dann in den elektrostatischen Filter 1. Das gerei nigte Abgas verläßt den Partikelabscheider 1 durch eine Ab luftleitung 16. Die abgeschiedenen Partikel sammeln sich in Staubsammeltrichtern 2a, 3a, 4a am unteren Ende der Filter stufen 2, 3 und 4 und werden über eine Leitungen 17 ausge tragen und einem Filterstaubbehälter 18 zugeführt.The exhaust gas stream flowing through the first precharger 6 together with the precharged particles then passes through a section S (coagulation section or coagulator) of the exhaust gas line 5 , in which the particles coagulate, and then passes into the electrostatic filter 1 . The cleaned exhaust gas leaves the particle separator 1 through an air line 16 . The separated particles collect in dust collecting funnels 2 a, 3 a, 4 a at the lower end of the filter stages 2 , 3 and 4 and are carried out via lines 17 and fed to a filter dust container 18 .

Um nun die Agglomerationsrate und damit auch die Abscheiderate zu erhöhen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, unmittelbar hin ter dem ersten Vorauflader 6 größere Partikel dem Abgasstrom zuzumischen, die in einem zweiten Vorauflader 19 mit gegenüber der ersten Aufladung im ersten Vorauflader entgegengesetzten, im Beispielsfall negativen, Polarität aufgeladen wurden. In order to increase the rate of agglomeration and thus the deposition rate, the invention provides, directly towards ter admix the first Vorauflader 6 larger particles the exhaust gas stream, the opposite in a second Vorauflader 19 with respect to the first charge in the first Vorauflader, negative in the example case where polarity have been charged.

Zu diesem Zweck wird der ersten Filterstufe 2 - dort ist der mittlere Partikeldurchmesser am größten - ein Teil der abge schiedenen Partikel entnommen. In einem mechanischen Abschei der 20, z. B. einem Zyklon, werden feine Partikel abgeschieden und ausgetragen, und die größeren Partikel über eine Rohr leitung 21 einem Partikelreservoir 22 zugeführt. Eine andere Variante besteht darin, die Partikel erst aus dem Staubsam melbehälter 18 zu entnehmen, sie mechanisch zu filtern, z. B. in einem Zyklon, und die gröbere Fraktion dem Partikelreser voir 22 zuzuführen. Vom Partikelreservoir 22, der gleichzeitig Pufferfunktion übernimmt, gelangen dies Partikel über eine Eintragvorrichtung 23, z. B. einen Schneckenförderer, in eine Rohrleitung 24, die zum zweiten Vorauflader 19 führt. Ein Gebläse 25 fördert Abgas (Leitung G), oder gereinigtes Abgas (Leitung G′) oder vorgewärmte Umgebungsluft, die sich mit den eingetragenen Partikeln vermischen, zum zweiten Vorauflader 19. Die Strömungsgeschwindigkeit in der Rohrleitung 24 sollte dabei hoch genug sein, vorzugsweise < 20 m/sec sein, daß sich in ihr, im zweiten Vorauflader 19 und auch in der Rohrleitung 26 zum Injektor 27 keine Ablagerungen bilden können.For this purpose, part of the separated particles is taken from the first filter stage 2 - there the average particle diameter is the largest. In a mechanical separator of 20 , e.g. B. a cyclone, fine particles are separated and discharged, and the larger particles are fed via a pipe 21 to a particle reservoir 22 . Another variant is to remove the particles only from the dust container 18 , to filter them mechanically, e.g. B. in a cyclone, and supply the coarser fraction to the particle reservoir voir 22 . From the particle reservoir 22 , which at the same time assumes a buffer function, particles get through an entry device 23 , for. B. a screw conveyor, in a pipe 24 leading to the second precharger 19 . A fan 25 promotes exhaust gas (line G), or cleaned exhaust gas (line G ') or preheated ambient air, which mix with the particles entered, to the second precharger 19 . The flow rate in the pipeline 24 should be high enough, preferably <20 m / sec, that no deposits can form in it, in the second precharger 19 and also in the pipeline 26 to the injector 27 .

An sich bietet es sich an, Abgas hinter der Koagulations strecke S kurz vor Eintritt in das Partikelfilter 1 zu verwen den, weil dieses bereits größere Partikel enthält, wie es in Fig. 1 durch die strichlierte Linie G symbolisiert ist. Bei hohen Partikelfrachten im Abgas und in Abhängigkeit von der Qualität der Koagulation in der Koagulationsstrecke S könnte möglicherweise sogar auf das zusätzliche Einbringen "größe rer" Partikel verzichtet werden. Diese Vorgehensweise birgt jedoch einerseits die Gefahr in sich, daß das Gebläse 25 in seiner Funktion beeinträchtigt wird, andererseits wird dann die Abscheideleistung sich in unkontrollierbarer weise ändern, insbesondere bei kleinen und kleinsten Partikeln verschlech tern. Aus heutiger Sicht erscheint daher das zusätzliche Ein bringen "größerer" Partikel aus einem Partikelreservoir günstiger. Dies gilt insbesondere für die Abgasreinigung von Dieselaggregaten, die bekanntlich nur sehr feine Rußpartikel erzeugen.In itself, it is advisable to use exhaust gas behind the coagulation path S shortly before entering the particle filter 1 because it already contains larger particles, as symbolized by the dashed line G in FIG. 1. With high particle loads in the exhaust gas and depending on the quality of the coagulation in the coagulation section S, the additional introduction of "larger" particles could possibly even be dispensed with. This procedure, on the one hand, harbors the risk that the function of the blower 25 will be impaired, on the other hand, the separation performance will then change in an uncontrollable manner, especially with small and very small particles. From today's perspective, therefore, the additional introduction of "larger" particles from a particle reservoir seems cheaper. This applies in particular to the exhaust gas cleaning of diesel engines, which are known to produce only very fine soot particles.

Im zweiten Vorauflader 19 werden die Partikel (im Beispiels fall) negativ aufgeladen und gelangen dann via eine Rohrlei tung 26 und einen Injektor 27 in den Abgasstrom hinter den ersten Vorauflader 6. Der zweite Vorauflader 19 ist vorzugs weise gleichartig aufgebaut wie der erste Vorauflader 6, weist demgemäß paarweise angeordnete, quer zur Strömungsrichtung liegende Gitter auf. Anstelle eines solchen Voraufladers können die Partikel auch dadurch aufgeladen werden, daß sie durch einen Leitungsabschnitt geführt werden, der auf Hoch spannungspotential liegt und der vom übrigen Leitungssystem elektrisch isoliert ist oder die Voraufladung der rückgeführ ten Partikel kann in einem Vorauflader mit koaxialen Rohren, die auf unterschiedlichem elektrischen Potential liegen, er folgen, wie es grundsätzlich in Fig. 4 der eingangs genannten wo 84/01 523 dargestellt ist.In the second precharger 19 , the particles (in the example) are negatively charged and then pass through a pipe 26 and an injector 27 into the exhaust gas stream behind the first precharger 6 . The second precharger 19 is preferably constructed in the same way as the first precharger 6 , and accordingly has pairs of grids arranged transversely to the direction of flow. Instead of such a precharger, the particles can also be charged by passing them through a line section which is at high voltage potential and which is electrically insulated from the rest of the line system, or the precharging of the returned particles can be carried out in a precharger with coaxial tubes which lead to different electrical potential, he follow, as it is basically shown in Fig. 4 of the above where 84/01 523 is shown.

Das Einbringen der rückgeführten und aufgeladenen Partikel in die Abgasleitung 5 erfolgt, wie in Fig. 1 veranschaulicht, ent gegen der Strömungsrichtung des Abgases. Dies ergibt eine mög lichst innige Vermischung der Partikel. Zu diesem Zweck werden gemäß Fig. 4 die aufgeladenen Partikel (zusammen mit Gas oder Luft) in ein vertikal oder horizontal und quer zur Abgaslei tung verlaufendes und diese durchsetzendes Rohr 28 mit Recht eckquerschnitt geleitet. Dieses Rohr 28 weist auf seiner dem ersten Vorauflader 6 zugewandten wand eine Reihe von schlitz förmigen Öffnungen 29 auf. Im Inneren des Rohres 28 sind Leitbleche 30 vorgesehen, welche den Innenraum des Rohres 28 derart unterteilen, daß der aus der Leitung 26 kommende Par tikelstrom in (im Beispielsfall fünf) Teilströme aufgeteilt wird, die dann in die Abgasleitung 5 gelangen. Diese Leit bleche verhindern darüber hinaus, daß sich das Rohr 28 zu setzt. The return and charged particles are introduced into the exhaust gas line 5 , as illustrated in FIG. 1, against the flow direction of the exhaust gas. This results in the most intimate possible mixing of the particles. For this purpose, the charged particles Figure (together with gas or air) in accordance with. 4 eckquerschnitt guided in a vertically or horizontally and transversely to the processing Abgaslei extending and this by releasing pipe 28 with right. This tube 28 has on its wall facing the first precharger 6 a series of slot-shaped openings 29 . In the interior of the tube 28 baffles 30 are provided, which divide the interior of the tube 28 in such a way that the particle stream coming from the line 26 is divided into (in the example, five) partial streams which then reach the exhaust gas line 5 . These Leit sheets also prevent the tube 28 from settling.

Um möglichst den gesamten Querschnitt der Abgasleitung über streichen zu können, können mehrere Injektoren gemäß Fig. 4 vorgesehen sein, wie es Fig. 5 für eine Abgasleitung 5 mit rechteckförmigem Querschnitt zeigt. Dort durchsetzen mehrere Rohre 28a, 28b, 28c mit Schlitzen 29, die denjenigen der Fig. 4 entsprechen, die Abgasleitung 5. Sie werden von der Leitung 26 gespeist.In order to be able to sweep the entire cross section of the exhaust gas line as far as possible, several injectors according to FIG. 4 can be provided, as shown in FIG. 5 for an exhaust gas line 5 with a rectangular cross section. There pass through several pipes 28 a, 28 b, 28 c with slots 29 , which correspond to those of FIG. 4, the exhaust pipe 5 . They are fed by line 26 .

Eine andere Injektorvariante ist in der Fig. 6 und 7 schema tisch dargestellt. Das Injektorrohr besteht hier aus einem Rohr 28′ mit Kreisquerschnitt. In die dem ersten Vorauflader 6 zu gewandte Rohrwand sind Schlitze 29 eingearbeitet, die sich symmetrisch zur Mittelachse M beidseits mit einem Öffnungs winkel α erstrecken. Dieser Winkel α liegt vorzugsweise zwi schen 45° und 75°. Analog der Anordnung gemäß Fig. 4 sind im Rohrinneren Leitbleche (nicht dargestellt) angeordnet, die eine geordnete Umlenkung des mit Partikelstromes gewähr leisten, ohne das Rohr 29′ zuzusetzen. Analog Fig. 5 können auch hier mehrere Rohre nebeneinander angeordnet sein.Another injector variant is shown schematically in FIGS . 6 and 7. The injector tube here consists of a tube 28 'with a circular cross section. In the pipe wall facing the first pre-charger 6 slots 29 are incorporated, which extend symmetrically to the central axis M on both sides with an opening angle α. This angle α is preferably between 45 ° and 75 °. Analogous to the arrangement according to FIG. 4, baffles (not shown) are arranged inside the tube, which ensure an orderly deflection of the particle stream without adding the tube 29 '. Analogously to FIG. 5, several tubes can also be arranged next to one another here.

In allen Ausführungen wirken die injizierten "größeren" Partikel dann als Koagulationskeime für die "kleineren" Partikel im Abgasstrom in der Abgasleitung 5. Auf diese weise verschiebt sich die mittlere Partikelgröße nach größeren Partikeldurchmessern hin, die im nachgeschalteten Partikelab scheider 1 wirkungsvoll abgeschieden werden können.In all versions, the injected "larger" particles then act as coagulation nuclei for the "smaller" particles in the exhaust gas flow in the exhaust pipe 5 . In this way, the average particle size shifts towards larger particle diameters, which can be effectively separated in the downstream particle separator 1 .

Ohne den durch die Erfindung gesteckten Rahmen zu verlassen, sind zahlreiche Abwandlungen des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.Without leaving the scope of the invention, are numerous modifications of the method according to the invention possible.

So ist in Fig. 17 ist die Möglichkeit angedeutet, dem Partikel strom zusätzliche Additive aus einem Additiv-Behälter 31 zuzu setzen, z. B. durch Eindüsen der Additive in die Rohrleitung 26 zwischen dem zweiten Vorauflader 19 und dem Injektor 27. Dies kann insbesondere dann notwendig werden, wenn im Abgas nur sehr feine Partikel enthalten sind - die Additive dienen dann als Koagulierhilfsmittel, oder es wird Wasser, Ammoniak oder Schwefeltrioxid als Additiv verwendet, was zur Stabilisierung der Koagulate dient. Bei Verwendung eines elektrostatischen Partikelfilters als Partikelabscheider vermindern diese Addi tive zudem den elektrischen Widerstand der im Filter abge schiedenen Staubschicht, so daß die Gefahr von ablagerungs bedingten Rückentladungen (engl. back-corona) vermindert wird.So in Fig. 17 the possibility is indicated to add additional particles from an additive container 31 to the particle stream, for. B. by injecting the additives into the pipeline 26 between the second precharger 19 and the injector 27 . This can be necessary in particular if the exhaust gas contains only very fine particles - the additives then serve as coagulation aids, or water, ammonia or sulfur trioxide is used as an additive, which serves to stabilize the coagulates. If an electrostatic particle filter is used as a particle separator, these additives also reduce the electrical resistance of the dust layer separated in the filter, so that the risk of back-discharges due to deposits is reduced.

Bei der Verbrennung von schwefelhaltigen Brennstoffen, insbe sondere Kohlen, umfaßt die Rauchgasreinigung regelmäßig eine Entschwefelungsstufe. Daneben sind vielerorts separate oder integrierte Stufen zur Abscheidung von Quecksilber, Salzsäure oder Dioxin vorgesehen. Zu diesem Zweck werden dem Rauchgas Chemikalien wie z. B. Kalkstein oder Aktivkohle zugegeben. Diese Chemikalien werden normalerweise als feines oder feinstes Pulver in den Abgaskanal eingedüst.When burning sulfur-containing fuels, esp special coals, flue gas cleaning regularly includes one Desulfurization stage. In addition, there are separate or in many places integrated stages for the separation of mercury, hydrochloric acid or dioxin. For this purpose, the flue gas Chemicals such as B. limestone or activated carbon. These chemicals are usually called fine or finest powder injected into the exhaust duct.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist nun vorgesehen, diese in Pulverform vorliegenden Substanzen quasi als Koagulations hilfsmittel zu verwenden und sie vor dem zweiten Vorauflader 19 zusammen mit den Partikeln aus dem Reservoir 22 oder auf getrenntem Wege in die Rohrleitung 24 zwischen dem Gebläse 25 und dem zweiten Vorauflader 19 einzubringen. In Fig. 1 ist auch diese Möglichkeit schematisch dargestellt. Von einem Chemika lienbehälter 32 wird über eine Leitung 33 pulverisierter Kalkstein oder Aktivkohlepulver an die Stelle geführt, an welcher der Schneckenförderer in die Rohrleitung 24 mündet. Alternativ kann für die Einbringung auch ein separater Schneckenförderer oder dergl. vorgesehen sein.In a further development of the invention it is now provided to use these substances in powder form as a kind of coagulation aid and to use them in front of the second precharger 19 together with the particles from the reservoir 22 or separately in the pipeline 24 between the blower 25 and the second Introduce pre-charger 19 . This possibility is also shown schematically in FIG. 1. From a chemical lien container 32 , powdered limestone or activated carbon powder is passed through a line 33 to the point at which the screw conveyor opens into the pipeline 24 . Alternatively, a separate screw conveyor or the like can also be provided for the introduction.

BezugszeichenlisteReference list

1 Partikelabscheider (Elektrofilter)
2, 3, 4 Filterstufen von 1
2a, 3a, 4a Staubsammeltrichter
5 Abgasleitung
6 erster Vorauflader
7, 8 Flansche
9 Gehäuse von 6
10 Masselektroden
11 Hochspannungselektroden
12 metallischer Rahmen
13 Isolatoren
14 Hochspannungsanschluß
15 Hochspannungsquelle
16 Abluftleitung
17 Partikelaustragleitung
18 Filterstaubbehälter
19 zweiter Vorauflader
20 Zyklon
21, 24, 26 Rohrleitungen
22 Partikelreservoir
23 Förderschnecke
25 Gebläse
27 Injektor
28, . . . Injektorrohre
29 Öffnungen in 28
30 Leitbleche in 28
31 Additiv-Behälter
32 Chemikalienbehälter
33 Speiseleitung
G, G′ Gasleitungen
M Mittelebene der Rohre 28, . . .
S Koagulationsstrecke 1 particle separator (electrostatic filter)
2 , 3 , 4 filter stages of 1
2 a, 3 a, 4 a dust collection funnel
5 exhaust pipe
6 first pre-charger
7 , 8 flanges
9 housing of 6
10 ground electrodes
11 high voltage electrodes
12 metallic frame
13 isolators
14 high voltage connection
15 high voltage source
16 exhaust air duct
17 particle discharge line
18 filter dust container
19 second pre-charger
20 cyclone
21 , 24 , 26 pipelines
22 particle reservoir
23 screw conveyor
25 blowers
27 injector
28,. . . Injector pipes
29 openings in 28
30 baffles in 28
31 additive container
32 chemical containers
33 feed line
G, G ′ gas lines
M center plane of the tubes 28 ,. . .
S coagulation path

Claims

1. A method for purifying exhaust gases, in which small and smallest particles carried in the exhaust gas are agglomerated into larger particles by coagulation in a coagulation section (S) and then mechanically and / or electrically separated, and in which the agglomeration rate is achieved by injection gas to be cleaned before the coagulation zone (S) he will höht of Koagulationskeimen in that, characterized in that the entrained in the exhaust gas stream are subjected by means of a first Voraufladers (6) of a pre-charging of a polarity that downstream of the first Voraufladers (6) in Wesent Lichen only particles with a particle size larger than the average particle size in the exhaust gas are added to the exhaust gas stream, the particles in this gas mixture being charged with a second precharger ( 19 ) before injection into the exhaust gas stream with an opposite polarity.

2. The method according to claim 1, characterized in that the particles to be injected are removed from the exhaust gas stream behind the coagulation section (S) and / or after the particle filter ( 1 ) and / or a filter dust container ( 18 ).

3. The method according to claim 2, characterized in that the particles removed from the particle filter ( 1 ) or the filter dust container ( 18 ) are mechanically pre-filtered, only the coarser fraction being used.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the injection of the precharged par particles takes place immediately behind the first precharger ( 6 ) in the exhaust gas flow against the flow direction of the exhaust gas.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the injection of the precharged par particles by means of a plurality of outlet openings ( 29 ) around comprehensive injector arrangement ( 28 ; 28 a, 28 b, 28 c; 28 '), which the particles distributed over the entire cross section of the gas channel ( 5 ).

6. The method according to claim 5, characterized in that the outlet openings ( 29 ) are arranged such that an angle of 45 ° to 75 ° is symmetrically swept over a longitudinal plane of the exhaust duct ( 5 ).

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that at least the first precharge with means of a transverse to the flow direction of the exhaust gas arranged double grid arrangement ( 10 , 11 ) with at least one ground and at least one high-voltage electrode.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized ge indicates that the injected particle is a coagula tion aids, especially water, ammonia or Sulfur trioxide is added.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the second precharger ( 19 ) particles are supplied which consist of wholly or partially fine powder chemicals, in particular limestone and / or activated carbon.