-
Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Abscheidung von Schwebekörpern
aus gasförmigen Stoffen Das Patent 456 150 gibt an, die Abscheidungen an
den Elektroden, namentlich an den Ausscheideelektroden, durch besondere Wärme-oder
Kühlquellen zu temperieren, um auf diese Weise den ungünstigen Einfluß der abgeschiedenen
Schwebekörper auf die elektrischen Entladungen zu vermindern bzw. schädliche Temperaturwirkungen
des zu behandelnden Fluidums zu beseitigen. Das Temperiermittel wird entweder auf
der dem Abscheideraum abgewandten Seite der Elektroden zugeführt oder als Rieselflüssigkeit
zumeist auf der dem Abscheideraum zugewandten Seite benutzt. Das Patent 458 887,
das sich in erster Linie darauf bezieht, daß als .Temperiermittel entstehender oder
sich niederschlagender Dampf gewählt wird, behandelt u. a. auch das Problem der
Gewinnung von Teer und anderen Destillationsprodukten mit Hilfe temperierter Elektrodenwandungen,
wobei die Destillation in einer Stufe oder in Fraktionen stattfinden soll. Wie im
Patent 458 887 beschrieben, sollen die an der temperierten Ausscheideelektrode sich
ansetzenden, in Wasser schwer löslichen Körper durch eine Rieselflüssigkeit beseitigt
werden, die zugleich als Lösungsmittel für die Ansätze oder einen Teil derselben
wirkt. Zur Beseitigung teerartiger oder teerhaltiger Körper wird im Patent 458 887
z. B. Teeröl als Rieselflüssigkeit vorgeschlagen. Der Gedanke, Teeröl als Berieselungsmittel
zu verwenden, geht von der Überlegung aus, daß das auch bei niedriger Temperatur
dünnflüssig bleibende Teeröl die bei dieser Temperatur dickflüssigen Schwebekörper
auflöst, sobald diese auf der Oberfläche der Rieselflüssigkeit elektrisch niedergeschlagen
werden. Diese Wirkung ergibt sich, weil das Teeröl tiefer siedend und deshalb leichtflüssiger
ist als die ausgeschiedenen teerigen Schwebekörper.
-
Man kann nun, anstatt eine solche tiefsiedende Fraktion in Form von
Teeröl der Niederschlagsvorrichtung von außen her zuzuführen, die Vorgänge auch
im Innern des Apparates so leiten, daß die tiefer siedenden und daher dünnflüssigen
Fraktionen als Rieselflüssigkeit an denjenigen Stellen der Niederschlagselektroden
benutzt werden, an welchen sich höhersiedendeund daher zähflüssige Schwebekörper
elektrisch niederschlagen sollen. Es hat sich gezeigt, daß bei geeigneter Regelung
der Gasgeschwindigkeit und der Gasweglängen sowie durch Einhaltung von Elektrodentemperaturen,
bei denen sich
leichtflüssige Kondensate aus den Dämpfen auf den
Elektroden abscheiden, diese leichtflüssigen Kondensate die Wirkung einer Berieselungsflüssigkeit
übernehmen, derart, daß die zähflüssigen, elektrisch niedergeschlagenen Schwebekörper
anstandslos abgeführt werden. Man benutzt also eine Art Phasenverschiebung zwischen
den Kondensationsvorgängen thermischer und elektrischer Art, um in einem einzigen
Arbeitsgang das zu erreichen, wofür bisher mehrere getrennte Vorgänge zu Hilfe genommen
werden mußten. Auf dieser Erkenntnis beruht das Verfahren, das den Gegenstand der
vorliegenden Erfindung bildet. Demgemäß kommt es bei der Erfindung darauf an, daß
bei der Behandlung von Schwel- und- anderen Destillationsgasen mittels temperierter
Ausscheideelektroden die -Gase mit solcher Geschwindigkeit, auf solchen Weglängen
und in solchen Richtungen an tiefer temperierten Ausscheideelektroden vorbeigeführt
werden, daß die thermisch auf den kühleren Ausscheideflächen sich niederschlagenden
leichtflüssigen Kondensate die zähflüssigen, elektrisch niedergeschlagenen Schwebekörper
störungsfrei abführen können. Die Temperierung der Elektroden beschränkt sich hierbei
selbstverständlich nicht auf die Verwendung einer sich niederschlagenden oder verdampfenden
Temperierfiüssigkeit, viehmehr ist sinngemäß jede andere Art der Temperierung eingeschlossen,
sofern nur überhaupt eine Kühlung oder Heizung der Ausscheidefeldfläche erreicht
wird.
-
Das Verfahren gemäß der Erfindung gibt die Möglichkeit, die Kondensate
thermischer und elektrischer Natur längs des Gasweges abschnittsweise aufzufangen
und abzuleiten. Zu diesem Zweck braucht man nur an einem und demselben Ausscheideapparat
mehrere verschiedene Temperierungsstufen vorzusehen und mehrere besondere Ablaufstellen
zur fraktionierten Ableitung der Ausscheidungen anzubringen. Diese Unterteilung
bedeutet im wesentlichen nichts anderes, als daß der Temperiermantel der Niederschlagselektrode
durch nach außen führende Anzapfstellen zur Ableitung des Niederschlages unterbrochen
wird.
-
Das Verfahren läßt sich ohne Schwierigkeiten so durchführen, daß die
Gase in den Anfangsabschnitten der Kondensation eine andere Geschwindigkeit oder
eine andere Richtung erhalten als in den späteren Abschnitten. Beispielsweise kann
der Neigungswinkel bei einem Ausscheideelement einer Vorstufe steiler gewählt werden
als bei einem Ausscheideelement einer folgenden Stufe.
-
Auf der Zeichnung ist eine elektrische Niederschlagsvorrichtung in
zwei beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt, mit deren Hilfe das oben beschriebene
Verfahren durchgeführt werden kann. Bei dem Beispiel nach Abb. i gelangen die Destillationsgase
zunächst in einen senkrechten elektrischen Gasreiniger i, der mit einem Temperiermantel
2 gemäß Patent 456 150 versehen ist. Der Abscheider i wird auf einer solchen
Temperatur gehalten, daß sich Kondensate in ihm noch nicht bilden und im wesentlichen
nur die staubförmigen Schwebekörper niedergeschlagen werden. An diesen senkrechten
Abscheider x schließt sich ein geneigt angeordneter Kanal 3 an, der ebenfalls als
elektrische Niederschlagsvorrichtung ausgebildet und mit Temperiermänteln q. zur
Heizung bzw. Kühlung des Gases versehen ist.. Zwischen den Temperiermänteln, die
ihre gesonderten Zu- und Ableitungen für das Temperiermittel haben, befinden sich
Anzapfstellen 5 zum Ableiten der in den einzelnen Zonen des Kanals 3 gewonnenen
Niederschläge. Das Reimgas strömt bei 6 aus der Niederschlagsvorrichtung ab. Mit
7 sind die Ausströmerelektroden der Abscheider i und 3 bezeichnet.
-
Wie ersichtlich, bildet die in Abb. i dargestellte Anlage ein verhältnismäßig
einfaches Mittel zur strömungsfreien fraktionierten Abführung der gewonnenen Niederschläge.
Die Temperierung der einzelnen Stufen des Kanals 3 läßtsich leicht soregeln, daß
die sich ausscheidenden leichtflüssigen Kondensate die zähflüssigeren Niederschläge
mit hinwegnehmen.
-
Bei der Anlage nach Abb. 2 werden die Gase erst im aufsteigenden Strom
in dem Reiniger i und daran anschließend in dem schräg ansteigenden Teil 3 behandelt,
wie bei der Anlage nach Abb. i, gelangen aber dann im absteigenden Strom in einen
schrägliegenden Reiniger 3', an welchen sich der senkrechte Abscheider i' anschließt.
Auch hier wieder sind die Teile 3, 3' mit Temperiermänteln q. und Anzapfstellen
5 versehen.
-
Die Gasführung nach Abb. 2 empfiehlt sich, weil die Destillatgase
zumeist aus erheblichen Mengen von permanenten Gasen bestehen, denen kondensible
Dämpfe beigemischt sind. Die Beimischung ist im Anfang verhältnismäßig stark und
nimmt gegen Ende der Kondensation nach Null hin ab. Anfangs scheiden sich Stoffe
aus, die bei gewöhnlicher Temperatur sehr dickflüssig sind; gegen Ende der Behandlung
dagegen werden immer leichtflüssigere Körper ausgeschieden, deren Menge dauernd
abnimmt. Um den bestmöglichen Effekt zu erzielen, muß man also die Temperaturstufung
ungleich wählen. Man wählt zunächst ein starkes Temperaturgefälle bis zu dem Punkt,
an dem die reichlichste Abscheidung von Schwebekörpern stattfindet. An dieser Stelle
ist die Temperaturstufung bzw. das Temperaturgefälle längs des Gasstromes am schwächsten
zu wählen. Von diesem Punkt aus nimmt die Temperaturstufung wieder zu, um den letzten
Rest der sehr leichtflüssigen Kondensate
noch mit auszuscheiden.
Gemäß dieser Temperaturstufung wird der Neigungswinkel der Strömung verschieden
gewählt, wie in Abb. --
dargestellt, nämlich zuerst aufsteigend und nachher
absteigend. Dies hat den Zweck, den im Verlauf der Kondensation veränderlichen Verhältnissen
zwischen elektrischer und thermischer Kondensation sinngemäß Rechnung zu tragen
und daneben die Abkühlungsvorgänge durch Wärmeaustausch zwischen Wand und Gas möglichst
günstig zu gestalten.
-
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen
der Zeichnung beschränkt, vielmehr noch in anderer Weise als dargestellt ausführbar.
Der dem geneigten Abscheider vorgeschaltete Reiniger braucht beispielsweise nicht
senkrecht zu stehen, vielmehr genügt es, wenn die Vorstufe überhaupt steiler gelegt
wird als die Nachstufe bzw. wenn der Neigungswinkel der Längsachsen der hintereinandergeschalteten
Stufen verschieden verläuft. Gegebenenfalls kann man auch die Nachstufen senkrecht
stellen und die Anfangsstellen entsprechend anordnen. Die abschnittsweise Unterteilung
der Elektroden kann am Anfang und gegebenenfalls gegen Ende der Behandlung andersartig
als in der oder den mittleren Stufen der Behandlung sein, und' zwar wird sie zweckmäßig
gegen Ende der Behandlung stärker gewählt als in der Mitte, während die Frage, ob
die Unterteilung in der :Titte stärker als am Anfang sein muß, von Fall zu Fall
je nach dem zu behandelnden Körper und den übrigen Bedingungen der Kondensation
zu entscheiden ist.