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Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Reinigung von feuchten
Gasen Die Erfindung betrifft die elektrische Reinigung von feuchten Gasen, die Gemischanteile
von hoher Lösungstension, beispielsweise etwa Schwefeldioxyd, enthalten. Unter derartigen
Gasgemischanteilen hoher Lösungstension sind dabei solche Anteile eines feuchten
Gases oder Gasgemisches zu verstehen, die als Stoff das Vermögen bzw. die Eigenart
besitzen, bei einer gegebenen Temperatur und einem gegebenen Druck und einer bestimmten
relativen Feuchtigkeit des Gasgemisches mit einem hohen Prozentteil ihrer in dem
Gasgemisch vorhandenen Anteilsmengen in der im Gase zur Kondensation gebrachten
Feuchtigkeit in Lösung zu gehen. Man hat schon den Vorschlag gemacht, die Abscheidung
derartiger Gemischanteile von hoher Lösungstension in der Weise durchzuführen, daß
die Gase bis mindestens auf den Gefrierpunkt abgekühlt und dann durch eine elektrische
Reinigungskammer hindurchgeschickt werden. Hierbei muß man allerdings die Gase sehr
stark abkühlen, um die Kondensation der Gemischanteile von hoher Lösungstension
zu erreichen. Es muß also bei diesem Verfahren eine große Menge von teurer Kälteenergie
aufgewendet werden. Im folgenden wird gezeigt, wie sich die Reinigung der Gase in
derartigen Fällen in billigerer Weise erreichen läßt.
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Gemäß der Erfindung werden derartige feuchte Gase, die Gemischanteile
hoher Lösungstension, wie z. B. Schwefeldioxyd, enthalten, in der Weise behandelt,
daß die einzelnen an sich bekannten Maßnahmen der Abkühlung im Elektrofilter und
der Druckerhöhung in demselben gleichzeitig auf sie angewendet werden. Je höher
dabei im allgemeinen der Druck gewählt wird, unter den die Gase in dem Elektrofilter
gesetzt werden, um so weniger braucht man sie abzukühlen, um die kondensierbaren
Anteile zur Kondensation zu bringen. An sich ist es zwar schon bekannt gewesen,
zur Abscheidung der in den Gasen enthaltenen Feuchtigkeit die Gase zunächst abzukühlen
und dann erst durch ein Elektrofilter hindurchzuschicken, doch ist es damit allein
nicht möglich, Gemischanteile hoher Lösungstension auf elektrischem Wege aus den
Gasen zu entfernen. Erst die gleichzeitige Anwendung der Abkühlung und Druckerhöhung-der
Gase im Elektrofilter gewährt die Möglichkeit, in besonders wirtschaftlicher Weise
derartige Gemischanteile der Gase von hoher Lösungstension, wie z. B. Schwefeldioxyd,
elektrisch abzuscheiden. Man hat dadurch den Vorteil, daß einerseits an teurer Kälteenergie
gespart wird und andererseits die Druckerhöhung nicht allzu hoch@zu sein braucht.
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Eine zur Ausführung eines solchen Verfahrens geeignete Vorrichtung
besteht in einer elektrischen Gasreinigungskammer, die in an sich bekannter Weise
hochdrucksicher ausgebildet und mit Kühlvorrichtungen zur Abkühlung der zu reinigenden
Gase in gleichfalls an sich bekannter Weise versehen ist. Die in Frage kommenden
Gasdrücke können in manchen Fällen bis zu mehreren Hundert Atmosphären betragen.
Die Kühlvorrichtung
kann vorteilhaft aus einer im Filterinnern zweckmäßig
hinter den Niederschlagsflächen angeordneten Rohrschlange bestehen, durch welche
das Kühlmittel hindurchgeleitet wird. Die Niederschlagsflächen sind dabei zweckmäßig
in der Weise angeordnet und ausgebildet, daß sie mindestens von zwei einander gegenüberliegenden
Seiten dem hohen in der Reinigungskammer vorhandenen Gasdruck ausgesetzt sind. Beispielsweise
können sie in an sich bekannter Weise aus gewöhnlichen zylindrischen Rohren bestehen,
die in der Reinigungskammer aufgehängt sind.
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Um ferner zu verhüten, daß die Isolatoren, welche die Sprühelektroden
tragen, an ihrer Oberfläche durch die kondensierenden Anteile der Gase befeuchtet
werden, sind die Isolatoren in an sich bekannter Weise in geheizten Nebenkammern
angeordnet. Die Heizung der Nebenkammern kann dabei in verschiedener Weise vorgenommen
werden. Es werden beispielsweise nur die Isolatoren oder die ganzen Kammern von
außen her geheizt.
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In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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i ist die Wandung einer rohrförmigen Elektrofilterkammer, die so stark
ausgebildet ist, daß sie die erforderlichen Drücke aushält. In dieser Kammer ist
koaxial zu ihr die Niederschlagselektrode 2 aufgehängt. Die Niederschlagselektrode
2 ist in ihrer ganzen Länge von einer Rohrschlange 3 umgeben, durch die von oben
nach unten ein Kühlmittel hindurchströmt. In der Mittelachse des Niederschlagsrohres
2 ist die aus einem dünnen Stab bestehende Sprühelektrode q. angeordnet, die an
dem am oberen Ende der Reinigungskammer sitzenden Isolator 5 befestigt ist. Das
untere Ende der Sprühelektrode q. wird durch einen horizontalen Stab 6 in seiner
Lage gehalten, der an einem in der Seitenkammer 7 angebrachten Isolator 8 befestigt
ist.
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Das zu reinigende Gas strömt, nachdem es durch einen Kompressor o.
dgl. unter hohen Druck versetzt ist, durch die untere seitliche Öffnung 9 in die
Gasreinigungskammer ein und steigt im Innern des Niederschlagsrohres 2 in die Höhe.
Hierbei werden die unter dem hohen Druck befindlichen Gase so weit abgekühlt, daß
die in ihm enthaltenen kondensierbaren Anteile in Nebelform sich ausscheiden und
zusammen mit den in ihnen in Lösung gegangenen Hauptanteilen hoher Lösungstension
von dem zwischen der Sprüh-und Niederschlagselektrode vorhandenen elektrischen Feld
niedergeschlagen werden. Die so gereinigten Gase verlassen die Gasreinigungskammer
durch den oberen Austrittsstutzen io. Das auf den Niederschlagselektroden 2 abgeschiedene
Kondensat rinnt nach unten und sammelt sich in der Vertiefung i i, von der es durch
die Abflußleitung 12 nach Belieben abgelassen -,verden kann.
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Das obere Ende der Gasreinigungskammer, in dem sich der Isolator 5
befindet, ist durch eine Zwischenwand 13, die nur eine kleine Durchgangsöffnung
für die Sprühelektrode q. besitzt, von dem Gasstrom selbst abgetrennt. Ebenso ist
auch die untere Isolatorenkammer 7, in welcher der Isolator 8 angeordnet ist, durch
eine Zwischenwand 1q. nach Möglichkeit gegen das Eindringen der kondensierenden
Gase geschützt. Außerdem sind die Isolatoren 5 und 8 durch im Innern angebrachte
elektrische Widerstandsspiralen in an sich bekannter, nicht besonders dargestellter
Weise elektrisch geheizt, damit das Entstehen von Kondensationsniederschlägen auf
ihrer Oberfläche verhindert wird.
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Es möge schließlich noch an zwei Beispielen gezeigt werden, welche
Vorteile mit der Erfindung etwa erreichbar sind. Im ersten Falle handelte es sich
darum, Schwefeldioxyd (S02) aus Luft zu gewinnen. Das Gemisch aus etwa i i °/o Schwefeldioxyd
und 890/, Luft wurde auf etwa 2o ata komprimiert und dann auf etwa o° C abgekühlt.
In diesem Zustande wurde das Gemisch durch ein Elektrofilter hindurchgeführt. Hierbei
konnten etwa 98°/o des S02 aus dem Gas abgeschieden werden. Um dieselbe Wirkung
ohne zusätzliche Kompression zu erreichen, hätte man in diesem Falle das Gemisch
auf etwa minus 75°C abkühlen müssen, was mit nicht unerheblichen Schwierigkeiten
verknüpft gewesen wäre.
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In dem zweiten Falle wurde ein Gemisch aus etwa z5 °% Vinylchlorid
(C H2 C H Cl) und 7501" Luft behandelt, und zwar wurde dieses Gemisch auf etwa 15
ata komprimiert und dann auf etwa minus 5° C abgekühlt. Unter diesen Verhältnissen
konnte das Vinylchlorid, das bei 25° C einen Dampfdruck von etwa 3 ata hat, in dem
Elektrofilter zu etwa 98 bis 990/, abgeschieden werden. Ohne zusätzliche
Kompression hätte in diesem Falle das Gemisch auf etwa minus 5o° C abgekühlt werden
müssen, um etwa die gleiche Abscheidewirkung in dem Elektrofilter zu erzielen.