DE60115724T2

DE60115724T2 - Sprühelektrode

Info

Publication number: DE60115724T2
Application number: DE60115724T
Authority: DE
Inventors: Fritz August MISCHKULNIG
Original assignee: Geecom Pty Ltd
Current assignee: Geecom Pty Ltd
Priority date: 2001-10-23
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2021-10-24
Also published as: AU2001295829B2; US20040237788A1; CN1558795A; CN100525924C; EP1439913B1; WO2003035263A1; ATE311940T1; US7160364B2; EP1439913A1; DE60115724D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Sprühelektrode und insbesondere eine Sprühelektrode zum Einsatz bei einem elektrostatischen Staubabscheider. Die Erfindung betrifft ferner eine Sprühelektrodeneinrichtung mit einer oder mehreren Sprühelektroden, einen Sprühelektrodenvorhang, der aus einer oder mehreren Sprühelektrodeneinrichtungen gebildet ist, und einen elektrostatischen Staubabscheider mit einem solchen Sprühelektrodenvorhang oder mehreren solchen Sprühelektrodenvorhängen.
Hintergrund der Erfindung
Elektrostatische Staubabscheider werden verwendet, um Schwebstoffe aus Gasemissionen zu entfernen.
Allgemein weist ein elektrostatischer Staubabscheider eine oder mehrere Hochspannungssprühelektroden auf, welche an ihren Oberflächen Abschnitte besitzen, die so konstruiert sind, dass um sie herum eine Koronaentladung erleichtert wird. Die Koronaentladung erzeugt ein ionisierendes elektrisches Feld, durch welches die Schwebepartikel in den Gasemissionen veranlaßt werden, zu strömen, wodurch sie elektrisch aufgeladen oder ionisiert werden.
Diese Sprühelektroden besitzen entsprechende Sammelelektroden, welche geerdet sind, und sie sind so konstruiert, dass sie die Bildung einer Koronaentladung an den Oberflächen eliminieren. Diese Sammelelektroden ziehen die ionisierten Partikel in den Gasemissionen an und sammeln diese Partikel auf ihrer Oberfläche.
Bei den meisten elektrostatischen Staubabscheidern sind die Sprühelektroden vertikal angeordnet und an Masten gesichert, um langgestreckte Sprühelektrodeneinrichtungen zu bilden. Jede Entladungseinrichtung ist an ihrem wirksamen oberen Ende an ein Gehänge angebracht, welches an eine elektrische Hochspannungsversorgung elektrisch angeschlossen ist, um einen Entladungselektroden "vorhang" zu bilden, welcher in der Gasemission schwebend gehalten ist. Eine solche Sprühelektrodeneinrichtung ist aus US 4303418 bekannt.
Zunehmend strenge Emissionsnormen haben zu einer anhaltenden Forderung nach höheren Sammelraten bei elektrostatischen Staubabscheidern geführt, und dies hat demzufolge zu einem allgemeinen Bedarf nach einer Verbesserung der Leistungsfähigkeit von elektrostatischen Staubabscheidern geführt. Eine der Möglichkeiten, diese Leistungsfähigkeit zu erhöhen, besteht darin, die Ladung zu erhöhen, welche durch den oben beschriebenen Ionisationsprozeß auf Schwebstoffe abgegeben wird. Es ist bekannt, dass die Konstruktion und Form einer Sprühelektrode den Pegel der Koronaentladung beeinflußt, welcher für den Ionisationsprozeß erforderlich ist.
Gegenstand der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Sprühelektrodeneinrichtung gemäß Anspruch 1 geschaffen.
Optionale Merkmale der Erfindung schaffen die Ringausgestaltung mit zwei radial sich erstreckenden langgestreckten Teilen, wobei die zwei radial sich erstreckenden langgestreckten Teile einander entgegengesetzt angeordnet sind, wobei das freie Ende jedes radial sich erstreckenden langgestreckten Teiles in vier Spitzen endet, wobei jede Spitze punktförmig zusammenläuft, wobei jede Spitze relativ zu einer Ebene der zueinander entgegengesetzt angeordneten, radial sich erstreckenden langgestreckten Teile gekrümmt ist, wobei benachbarte Spitzen relativ zu der Ebene der zueinander entgegengesetzt angeordneten, radial sich erstreckenden langgestreckten Teile zueinander entgegengesetzt gekrümmt sind.
Andere optionale Merkmale der Erfindung schaffen die zentrale Ringausgestaltung mit zwei symmetrischen Halbringelementen, welche axial voneinander versetzt sind, wobei jede Sprühelektrode ein einzelnes Preßteil ist, wobei jede Sprühelektrode aus Metall hergestellt ist, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, wobei jedes radial sich erstreckende langgestreckte Teil entlang eines Abschnittes seiner Länge eingedrückt ist, und wobei jedes radial sich erstreckende langgestreckte Teil mindestens eine Öffnung besitzt, welche sich dort hindurch erstreckt.
Andere optionale Merkmale schaffen die Sprühelektrodeneinrichtung mit mehreren Sprühelektroden, welche entlang der Länge der langgestreckten Achse gesichert sind, wobei die mehreren Sprühelektroden entlang der Länge der Achse mit der Achse gesichert sind und gleichmäßig voneinander beabstandet sind, die langgestreckte Achse mit einer Eingriffsausgestaltung an einem ihrer Enden versehen ist, die Eingriffsausgestaltung eine Befestigungsplatte ist, welche eine Öffnung besitzt, die sich dort hindurch erstreckt, jede Sprühelektrode mit der langgestreckten Achse durch Heftschweißen verbunden ist, alternativ dazu die Sprühelektrode mit der langgestreckten Achse mittels mindestens einer Schraube gesichert ist, welche in eine komplementär dazu in einer Peripherie der Ringausgestaltung versehenen und mit einem Gewinde ausgestalteten Öffnung in Eingriff gebracht werden kann.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Sprühelektrodenvorhang gemäß Anspruch 19 vorgesehen.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrostatischer Staubabscheider gemäß Anspruch 20 vorgesehen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend nur anhand eines Beispieles mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, in welchen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Sprühelektrode gemäß der Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Sprühelektrode gemäß der Erfindung;
3a bis 3d weitere Ansichten der Sprühelektrode von 2; und
4a bis 4c isometrische Ansichten von drei Variationen einer Sprühelektrodeneinrichtung gemäß der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In den 1 bis 4, in welcher gleiche Merkmale der Erfindung durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind, ist eine Sprühelektrode allgemein durch das Bezugszeichen (3) bezeichnet.
Die Sprühelektrode (3) ist ein einzelnes Metallblattpreßteil mit einer Ringausgestaltung in der Form einer mittleren Ringausgestaltung (6), welche in Form von zwei symmetrischen Halbringelementen gestaltet ist, die axial voneinander versetzt sind. Zwei zueinander entgegengesetzt angeordnete langgestreckte Teile (8) oder Arme erstrecken sich radial von der Ringausgestaltung (6), und das freie Ende jedes Armes endet in vier Spitzen (9).
Jedes radial sich erstreckende langgestreckte Teil (8) ist bei (10) entlang eines Abschnittes seiner Länge eingedrückt, um eine Steifigkeit der gesamten Sprühelektrode (3) zu schaffen. Ferner besitzt jedes radial sich erstreckende langgestreckte Teil (8) eine längliche Öffnung (11), welches sich entlang der Länge des Teils (8) teilweise erstreckt, wobei die Funktion dieser Öffnung in der nachfolgenden Beschreibung erklärt wird.
Jede der vier Spitzen (9) am freien Ende des radial sich erstreckenden langgestreckten Teils (8) läuft spitz zu einem Punkt zu, und jede Spitze ist von einer Ebene, welche durch die zwei einander entgegengesetzt angeordneten radial sich erstreckenden langgestreckten Teile (8) definiert ist, fort gekrümmt. Jedes benachbarte Spitzenpaar am freien Ende eines radial sich erstreckenden langge streckten Teiles (8) ist relativ zu der Ebene, welche durch die zwei einander entgegengesetzt angeordneten radial sich erstreckenden langgestreckten Teile (8) definiert ist, in entgegengesetzte Richtungen gekrümmt.
Während des Einsatzes kann eine Anzahl von Sprühelektroden (3) an eine langgestreckte Achse (2) gesichert werden, um eine Sprühelektrodeneinrichtung zu bilden, welche allgemein durch das Bezugszeichen (1) in den 4a, 4b und 4c bezeichnet ist. Die mehreren Sprühelektroden (3) können mit der Achse (2) an unterschiedlichen Positionen entlang der Achsenlänge gesichert werden, indem die Achse durch die Ringausgestaltung (6) jeder Sprühelektrode hindurch aufgenommen wird, und indem jede Sprühelektrode mit der Achse (2) an jedem symmetrischen Halbringelement der zentralen Ringausgestaltung (6) durch Heftschweißen verbunden wird. Die Sprühelektroden (3) sind mit der Achse (2) entlang der Länge der Achse (2) gleichmäßig voneinander beabstandet. Ferner können die Sprühelektroden (3) so angeordnet sein, dass die zueinander entgegengesetzt angeordneten radial sich erstreckenden langgestreckten Teile (8) benachbarte Sprühelektroden (3) senkrecht zueinander ausgerichtet sind, wie dies in 4a dargestellt ist, oder sie können so angeordnet sein, dass die radial sich erstreckenden langgestreckten Teile (8) der Sprühelektroden (3) koplanar zueinander ausgerichtet sind, wie dies in den 4b und 4c dargestellt ist.
Die langgestreckte Achse (2) besitzt eine Eingriffsausgestaltung (4) in der Form einer Befestigungsplatte mit einer Öffnung (5) durch die Platte, welche an ein wirksames oberes Ende der Achse gesichert werden kann, wie dies in den 4a und 4b dargestellt ist. Die Befestigungsplatte ist durch das Abflachen eines Rohres ausgebildet, welches von einem Ende der Achse (2) nach Außen hervorsteht. Das abgeflachte nach Außen hervorstehende Rohr kann ein Doppelrohr sein, um eine zusätzliche Steifigkeit zu schaffen. Die Sprühelektrodeneinrichtung (1) kann mittels der Befestigungsplatte (4) an einen Halterahmen (nicht dargestellt) gesichert werden, der in einem Strömungspfad der Gasemission angeordnet sein kann, aus welcher Schwebteile entfernt werden.
An einem Halterahmen (nicht dargestellt) können mittels der jeweiligen Befestigungsplatten (4) mehrere Sprühelektrodeneinrichtungen (1) abgehängt werden, um einen Sprühelektrodenvorhang (nicht dargestellt) zu bilden. Ein Sprühelektrodenvorhang oder mehrere Sprühelektrodenvorhänge können zusammen mit ent sprechenden Sammelelektroden angeordnet werden, um einen elektrostatischen Staubabscheider zu bilden (nicht dargestellt).
Es wird darauf hingewiesen, dass die Herstellung der Sprühelektroden (3) als einzelne Metallpreßteile eine einfach und schnell zu konstruierende Sprühelektrodeneinrichtung ermöglicht. Der Anmelder hat festgestellt, dass der Einsatz von Sprühelektroden (3) mit Spitzen (9), wie sie oben beschrieben worden sind, höhere Koronaentladungspegel schafft, als sie durch äquivalente Sprühelektroden nach dem Stand der Technik geschaffen werden. Der Koronaeffekt tritt an dem scharf zu einem Punkt zusammenlaufenden Ende jeder Spitze (9) auf. Die länglichen Öffnungen (11) jedes radial sich erstreckenden langgestreckten Teiles sind so konstruiert, dass sie einen Strömungswiderstand im Strömungspfad der Gasemission minimieren.
Es sind zahlreiche Modifikationen zu dieser Ausführungsform möglich, ohne sich vom Umfang der Erfindung zu entfernen. Insbesondere kann die Krümmung jeder Spitze (9) gemäß der Art der Sammelelektrode eingestellt werden, welche im Zusammenwirken mit der Sprühelektrode (1) zum Einsatz kommt. Ferner kann eine mit einem Gewinde versehene Öffnung (7) an jedem Halbringelement der Ringausgestaltung (6) zentrisch angeordnet werden, welche es im Einsatzfall mehreren Sprühelektroden (3) ermöglicht, mit der Achse (2) mittels eines mit einem Gewinde versehenen Bolzens durch jede der mit einem Gewinde versehenen Öffnung (7) jedes Halbringelementes der Ringausgestaltung (6) gesichert zu werden. Ferner kann die Konfiguration der Sprühelektrode (3) auf der Achse (2) für einen röhrenförmigen elektrostatischen Staubabscheider optimiert werden, um eine gleichförmige Korona über einem gesamten Umfang der Rohroberfläche zu schaffen. Ferner kann die langgestreckte Achse (2) aus mehreren ineinandergreifenden Abschnitten zusammengesetzt sein, wie dies in 4c dargestellt ist.
Die Erfindung schafft somit eine Sprühelektrode, welche effizienter ist, und eine Sprühelektrodeneinrichtung, welche einfacher zusammen zu bauen und kostengünstiger ist, als dies bei äquivalenten Lösungen nach dem Stand der Technik möglich ist, und die Erfindung schafft eine Sprühelektrodeneinrichtung, welche einfach in Sprühelektrodenvorhänge zur Verwendung in elektrostatischen Staubabscheidern integriert werden kann.

Claims

Sprühelektrodeneinrichtung (1) für einen elektrostatischen Staubabscheider, wobei die Einrichtung umfasst: eine langgestreckte Achse (2); und eine Vielzahl von Sprühelektroden (3), dadurch gekennzeichnet, dass sich die Sprühelektroden (3) entlang der Länge der Achse (2) sichern lassen und jede Sprühelektrode (3) aufweist: eine Ringausgestaltung (6), welche so konfiguriert ist, dass sie die Achse (2) dort hindurch aufnimmt; und eine Vielzahl von langgestreckten Teilen (8), welche sich radial von der Ringausgestaltung (6) erstrecken, wobei jedes radial sich erstreckende langgestreckte Teil (8) in einer Anzahl von Spitzen (9) endet, wobei die Spitzen (9) an einem freien Ende des langgestreckten Teils (8) vorgesehen sind.
Sprühelektrodeneinrichtung nach Anspruch 1, wobei jede Sprühelektrode (3) zwei sich radial erstreckende langgestreckte Teile (8) besitzt, welche sich von dessen Ringausgestaltung (6) erstrecken.
Sprühelektrodeneinrichtung nach Anspruch 2, bei dem die zwei radial sich erstreckenden langgestreckten Teile (8) entgegengesetzt zueinander angeordnet sind.
Sprühelektrodeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jedes sich radial erstreckende langgestreckte Teil (8) in vier Spitzen (9) endet.
Sprühelektrodeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Spitze (9) punktförmig zusammenläuft.
Sprühelektrodeneinrichtung nach Anspruch 3, wobei jede Spitze (9) relativ zu einer Ebene der zueinander entgegengesetzt angeordneten, radial sich erstreckenden langgestreckten Teile (8) gekrümmt ist.
Sprühelektrodeneinrichtung nach Anspruch 4, wobei benachbarte Spitzen (9) relativ zu der Ebene der zueinander entgegengesetzt angeordneten, radial sich erstreckenden langgestreckten Teile (8) zueinander entgegengesetzt gekrümmt sind.
Sprühelektrodeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ringausgestaltung (6) jeder Sprühelektrode (3) zwei symmetrische Halbringelemente aufweist, welche axial voneinander versetzt sind.
Sprühelektrodeneinrichtung nach Anspruch 8, wobei jede Sprühelektrode (3) ein einzelnes Pressteil ist.
Sprühelektrodeneinrichtung nach Anspruch 9, wobei jede Sprühelektrode (3) aus Metall hergestellt ist.
Sprühelektrodeneinrichtung nach Anspruch 10, wobei das Metall aus rostfreiem Stahl besteht.
Sprühelektrodeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes radial sich erstreckende langgestreckte Teil (8) entlang eines Abschnittes seiner Länge eingedrückt ist.
Sprühelektrodeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes radial sich erstreckende langgestreckte Teil (8) mindestens eine Öffnung (11) besitzt, welche sich dort hindurch erstreckt.
Sprühelektrodeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sprühelektroden (8) entlang der Länge der Achse (2) gleichmäßig voneinander beabstandet sind und mit der Achse (2) gesichert sind.
Sprühelektrodeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Sprühelektrode (3) mit der langgestreckten Achse (2) durch Heftschweißen verbunden ist.
Sprühelektrodeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei jede Sprühelektrode (3) mit der langgestreckten Achse (2) mittels mindestens einer Schraube gesichert ist, welche in eine komplementär dazu in einer Peripherie der Ringausgestaltung (6) versehenen und mit einem Gewinde ausgestalteten Öffnung (7) in Eingriff gebracht werden kann.
Sprühelektrodeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die langgestreckte Achse (2) mit einer Eingriffsausgestaltung an einem ihrer Enden versehen ist.
Sprühelektrodeneinrichtung nach Anspruch 17, wobei die Eingriffsausgestaltung eine Befestigungsplatte ist, welche eine Öffnung besitzt, die sich dort hindurch erstreckt.
Sprühelektrodenvorhang, aufweisend: einen Halterahmen, und mindestens eine Sprühelektrodeneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei sich die Sprühelektrodeneinrichtung mit dem Halterahmen befestigen lässt.
Elektrostatischer Staubabscheider mit mindestens einem Sprühelektrodenvorhang nach Anspruch 19.