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Verfahren und Einrichtung zur elektrostatischen Aufbereitung von staubförmigen
- Zwei- oder Mehrstoffgemengen Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur elektrostatischen
Aufbereitung von staubförmigen Zwei- oder Mehrstoffgemengen, z. B. Feinstkorngemengen
unter o,o6 mm, aus Erzen, Stein- oder Braunkohle und anderen Stoffen verschiedenartiger
Zusammensetzung. Diese Aufbereitung erfolgt in an sich bekannter Weise in einem
aus gegenpoligen Elektroden bestehenden Kondensatorfeld, in das das Gemenge mittels
einer düsenartigen Vorrichtung durch Druckluft oder Druckgas eingetragen bz«-. eingeblasen
wird. Beim Durchlaufen und beim Austritt aus der Eintragevorrichtung werden die
Bestandteile des Gemenges durch den sog. Abreißeffekt unterschiedlich elektrisch
aufgeladen und nach Maßgabe ihrer stofflichen Verschiedenheit voneinander getrennt
an -den gegenpoligen Elektroden des Kondensatorfeldes abgesetzt.
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Es hat sich nun gezeigt, daß die Art der Einführung des Staubgemenges
in das Kondensatorfeld bzw. die Stellung der Elektroden in bezug auf den in das
Feld eintretenden Staubstrom für die Trennschärfe und damit für die Leistungsfähigkeit
des Verfahrens eine wesentliche Rolle spielen. Wenn man, wie bekannt, das Staubgemenge
parallel zu den Elektroden, d. h. quer zu den Feldlinien, in das Kondensatorfeld
einträgt, nimmt die Trennschärfe bei gewissen Gemengesorten mit zunehmender Entfernung
des Gutes von der Eintrittsstelle, also von dem einen zum anderen Elektrodenende,
mehr oder weniger stark ab, und es wird verhältnismäßig rasch eine Zone im Feld
erreicht, in der sich die an den gegenpoligen Elektroden abgeschiedenen Stoffe mengen-
und gattungsmäßig nahezu gleichen bzw. nicht oder kaum von den Ausgangsstoffen unterscheiden.
Bei einer Staublufteinführung quer zu den Elektroden dagegen zeigt sich diese störende
Erscheinung nicht. Offenbar tritt bei der mit den Kraft-
Linien
parallelen Quereinführung ein vorzeitiger Ausgleich der Einzelladungen der unterschiedlich
aufgeladenen Gemengeteilchen im Gegensatz zu der Paralleleinführung nicht ein.
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Das Verfahren nach der Erfindung macht deshalb von der Quereinführung
des Staubgemenges Gebrauch, und zwar kommt es darauf an, daß das Staubgemenge durch
die eine Elektrode hindurch in Richtung auf die Gegenelektrode in das Feld eingeblasen
oder eingeschleudert wird. Bei dieser Art der Gemengezuführung in das Kondensatorfeld
wird ein Nachlassen der Trennschärfe mit Sicherheit vermieden, und es gelingt, auch
solche Feinstkorngemenge mühelos zu trennen, deren elektrostatische Aufbereitung
bisher nicht oder nur in sehr beschränktem Umfange möglich war. Diese vorteilhafte
Möglichkeit hat für die Aufbereitung z. B. der im allgemeinen eng verwachsenen und
stark zum Abrieb neigenden Buntmetallerze besondere Bedeutung.
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An sich ist es bekannt, elektrostatisch aufzubereitende Feinkorngemenge
aus Kohle oder anderen Stoffen verschiedenartiger Zusammensetzung quer zum Verlauf
der Elektroden parallel zu den Kraftlinien in ein aus gegenpoligen Elektroden bestehendes
Kondensatorfeld einzuführen. In diesem bekannten Fall aber wird das Gut nicht durch
eine düsenartige Vorrichtung und nicht durch die eine Elektrode hindurch in Richtung
auf die Gegenelektrode in das Feld eingeblasen oder geschleudert, so daß die durch
das Verfahren nach der Erfindung erreichten Wirkungen nicht auftreten können.
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Wie die Erfindung im einzelnen ausgeführt werden kann, ist auf der
Zeichnung an einigen Beispielen veranschaulicht.
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Abb. i zeigt schematisch das Grundsätzliche.
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Das Kondensatorfeld besteht hier aus den beiden Flächen oder Platten
i, 2, von denen i an Hochspannung liegt und 2 geerdet ist. Quer bzw. senkrecht zu
der Elektrode 2, etwa in ihrer Mitte, mündet die Düse 3 oder ein düsenartiger Schlitz
einer Rohrleitung q. ein, durch die das vorzugsweise erwärmte bzw. getrocknete und
aufgelockerte Staubgemisch in das zwischen i und 2 gebildete Kondensatorfeld eingeblasen
wird. Die getrennte Abscheidung der beim Austritt aus der Düse 3 verschiedenartig
aufgeladenen Bestandteile an den Elektroden i und 2 erfolgt ohne wesentliche übergänge
in kreisförmigen bzw. dem Lufteinströmquerschnitt entsprechenden, zur Einblaseachse
symmetrischen Zonen.
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Wenn man die Polarität der Elektroden i, 2 wechselt, d. h. 2 an Hochspannung
legt und erdet, so kehrt sich der Wanderungssinn der stofflich verschiedenartigen
Gemengeteilchen in den meisten Fällen um. Vorteilhaft wird hinsichtlich der Elektrodenpolarität
in der Weise verfahren, daß der am wenigsten leitfähige, d. h. am besten isolierende
und haftende Bestandteil des Gemenges an der der Düse 3 gegenüberliegenden Elektrode
und der besser leitende Anteil im Schatten des Staubluftstromes an der die Düseneinmündung
aufweisenden Elektrode abgeschieden wird. Unter Umständen genügt es auch, wenn nur
ein Bestandteil aus dem Gemenge an der einen oder anderen Elektrode abgesondert
wird. Der oder die anderen Komponenten, die keine Neigung zum Haften zeigen, können
in diesem Falle auf andere Weise aus der das Feld verlassenden Abluft gewonnen werden.
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Abb. 2 stellt eine auf dem Bauprinzip nach Abb. i beruhende, für die
Praxis bestimmte Bauform dar. In einem geerdeten Gehäuse 5 sind die an Hochspannung
gelegten und deshalb bei 6 gegen 5 isolierten Elektrodenplatten 7 untergebracht,
die mehrere Meter lang und hoch sein können. Zwischen diesen Platten 7 befindet
sich die Gegenelektrode in Gestalt eines ebenfalls plattenförmigen Hohlkörpers 8,
in den das zu trennende Zwei- oder Mehrstoffgemenge mittels der Zuleitung 9 eingeblasen
wird. Die Hohlelektrode 8 ist gegenüber den Elektroden 7 mit den düsenartigen Ausblaseschlitzen
io und in Richtung auf diese Schlitze mit den Leiteinbauten i i versehen. Auf ihrem
unteren Längsrande wird die Hohlelektrode 8 von einer Vorrichtung 12 zum gesonderten
Auffangen und Ableiten der an ihr abgeschiedenen Anteile umfaßt. Die Luft entweicht
aus dem Gehäuse 5 bei 1.3,
während der an den Elektroden 7 niedergeschlagene
Staubanteil im Raum 14 gesammelt wird.
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Wie ersichtlich, wird beim Arbeiten m: t der Vorrichtung nach Abb.2
das zu trennende Staubgemenge nach dem Schema der Abb. i durch die Schlitze io quer
zum Elektrodenverlauf in die Kondensatorfelder zwischen 8 und 7 eingeblasen und
erhält dabei durch den Abreißeffekt die unterschiedliche Rufladung. Der eine Staubanteil
wird an den Elektroden 7, ein zweiter Anteil bei 8 abgeschieden und bei IG, 1q.
gesondert gesammelt und ausgetragen. Etwaige weitere verschiedenartige Bestandteile,
die nicht an den Elektroden haften, ziehen mit der Abluft aus 13 ab, um gegebenenfalls
aus ihr mechanisch oder elektrisch ausgesondert zu werden.
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Die Elektroden des Kondensatorfeldes können durch Erschüttern oder
durch Abstreifer selbsttätig oder von Hand von ihren Ansätzen gereinigt werden,
was auf der Zeichnung nicht weiter dargestellt ist.
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Durch Einstellung der Temperatur und
Feuchtigkeit
des aufzubereitenden Staubgemisches oder der Trägerluft, Einleitung von der Oberflächenbeeinflussung
dienenden Gasen, Dämpfen oder dispers verteilten Stoffen oder Verwendung solcher
Gase, Dämpfe oder Stoffe als ausschließliche Staubgemischträger kann das Verfahren
nach der Erfindung weiter ausgestaltet und weitgehend allen vorkommenden Fällen
angepaßt werden.
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,An Stelle von ebenen Platten lassen sich auch gleichachsige Umlaufkörper
als Elektroden des auf das Staubgemenge einwirkenden Kondensatorfeldes verwenden,
wie dies in Abb. 3 schematisch veranschaulicht ist.
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Nach Abh.3 läuft in der zylindrischen geerdeten Innenelektrode 15
gegenüber dem Ringspalt 16 der Wandung ein Teller oder eine Scheibe 17 um,
der das bei 18 aufgegebene Staubgemisch zufließt. Der Aufgaberaum i 8 kann von einer
Heizkammer i g umgeben sein. Die Elektrode 15 ist gleichachsig von der zylindrischen
Gegenelektrode 20 umgeben, die an Hochspannung liegt und deshalb auf Isolatoren
2 i steht.
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Das von dem mit hoher Drehzahl umlaufenden Teller 17 abgeschleuderte
Gut, dessen Bestandteile beim Abreißen vom Tellerrand nach Maßgabe ihrer stofflichen
Verschiedenheit eine spezifische Eigenladung annehmen, gelangt durch den Ringspalt
16 quer zum senkrechten Verlauf der zylindrischen Elektroden in das Kondensatorfeld,
in dem die Trennung der verschiedenen Anteile, wie oben erläutert, stattfindet.
Die getrennte Aus-' tragung der abgeschiedenen Anteile aus dem Feldraum kann auf
verschiedene Weise vor sich gehen. Gegebenenfalls können die Elektrodenflächen mit
Fangräumen zum ungestörten Ableiten der Niederschläge versehen sein. Ferner können
auch hier die Elektroden erschüttert oder abgestreift werden, um ,den Staubansatz
zu entfernen und abzuleiten.
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Um außer der in der Aufgabevorrichtung 18 eingeschlossenen Luft noch
weitere Luft-oder Gasmengen zur Belüftung und Auflockerung des Staubgemenges zur
Verfügung zu haben, kann in dem Aufgaberaum 18 eine besondere Luft- oder Gaszuleitung
mit regelbarem Querschnitt eingebaut sein. Zu demselben Zweck kann der Schleuderteller
17 auch als Lüfter ausgebildet oder mit einem Lüfter verbunden sein, der die zusätzliche
Luft z. B. von unten her durch eine Bohrung der Tellerwelle einzieht. Der Aufgaberaum
18 bzw. sein Zulauf zum Schleuderteller kann in der Höhe verstellbar sein; ebenso
das gegebenenfalls vorhandene Sonderluftrohr. .
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Die in Abb. q. dargestellte Ausführungsform arbeitet ebenfalls mit
Elektrodenzylindern im Kondensatorfeld. In dem geerdeten Gehäuse 22 ist an Isolatoren
23 der an Hochspannung liegende Zylinder 24 als äußere Elektrode aufgehängt oder
.aufgestellt, dem die aus einem Rohr-25 bestehende innere Elektrode gleichachsig
gegenübersteht. In diesem Rohr 25, dem das Staub-Luft-Gemisch in der Pfeilrichtung
zuströmt, befindet sich ein Schaufelkranz 26, der dem Staub-Luft-Gemisch einen Drall
fin Richtung auf den im Rohr befindlichen Ringspalt 27 erteilt, durch den das Gemenge
in den Feldraum zwischen 25 und 24 ausgeschleudert und dabei durch den Abreißeffekt
unterschiedlich aufgeladen wird. Der Schaufelkranz 26 kann mit einem Stromlinienkörper
28 verbunden sein, um günstige Strömungsverhältnisse zu erzielen.
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Die an den Flächen der Elektroden 2q., 25 abgeschiedenen verschiedenartigen
Anteile fallen durch eine um die gemeinsame Mittelachse umlaufende z. B. durch Zahntrieb
2g angetriebene durchbrochene Scheibe 3o in die Kreisrinnen 3 i am Boden des Gehäuses
z2, aus denen sie durch an der Tellerunterseite befindliche Zungen oder Schaufeln
3z in Zellenradschleusen, Pendelklappen oder sonstwelche Austragvorrichtungen befördert
werden.
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Die in Abb. q. veranschaulichte Bauform ist auf der Unterdruckseite
eines an das Elektrodenrohr 25 angeschlossenen Lüfters aufgestellt und muß daher
das äußere Gehäuse 22 haben. Beim Anbau auf der Druckseite des Lüfters kann das
äußere Gehäuse fehlen, wenngleich es als Berührungsschutz für die Hochspannungselektroden
auch in diesem Falle von Vorteil ist.
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Die Anordnung nach Abb.. q. läßt sich zwecks Wiederholung des Trennungsvorganges
beliebig oft hintereinanderschalten. Wie dies auch bei Abb. 2 möglich ist, können
zwei oder mehr Schlitzreihen 27 in der mittleren Elektrode, in der Richtung des
einstrÄtnenden Mittels gesehen, auf- bzw. hintereinanderfolgen.
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Die Erfindung gibt ferner die Möglichkeit, mehrere Vorrichtungen nach
Abb. q. mit Anschluß an eine gemeinsame Staubluftzuführung betrieblich parallel
zu schalten, und zwar entweder reihenweise in einer Längsrichtung hintereinander
oder in Kreisanordnung. Eine Parallelschaltung in Kreisanordnung ist in Abb. 5 und
6 dargestellt. Hier sind mehrere Abscheider 22_ an ein gemeinsames Speiserohr 33
angeschlossen, dem bei 3q. das Staubgemenge aufgegeben wird und das die Regelvorrichtung
3 5 zur Einstellung des Querschnittes besitzt. Das Rohr 33 ist mit den Abzweigen
36 versehen, die an die Innenelektroden der einzelnen Abscheider 22 führen. Die
unteren Rohrzweige 37 aus den Innenelektroden gehen an die an einen Lüfter angeschlossene
Fortsetzung 38 des Rohres 33.