DE7737667U1 - Elektro-gehaeusefilter zur reinigung staubbeladener gasfoermiger medien hoher temperaturen und zur staubrueckgewinnung - Google Patents

Description

Die Neuerung bezieht sich auf ein Elektro-Gehäusefilter zur Reinigung staub-, rauch- und/oder aerosol-beladener gasförmiger Medien hoher Temperaturen und zur Rückgewinnung der ausgeschiedenen Verunreinigungen und zur Energierückgewinnung und zur Änderung physikalischer Eigenschaften der zu filternden Medien.

Elektrofilter sind in ihrem Aufbau und ihrer Wirkungsweise allgemein bekannt. Das Elektrofilter besteht aus einem Gehäuse, das der Führung des zu reinigenden Medium:» dient, wobei in der Regel das zu reinigende Medium das Gehäuse geradlinig durchströmt. In dem Gehäuse befindet sich eine Ionisationszone und eine dieser in Strömungsrichtung nachgeschaltete Niederschlagszone. In der Ionif=at ions zone sind abwechselnd senkrecht zur Strömungs · richtung an Spannung liegende Sprühelektroden und an Erde liegende Gegenelektroden unter Abstandsbildung angeordnet, während in der Niederschlagszone an Erde liegende Niederschlagselektroden und an Spannung liegende Gegenelektroden ebenfalls unter Abstandsbildung angeordnet sind. Die Sprühelektroden bestehen aus Metallf Bändern oder -Drähten, während die Gegenelektroden der Ionisationszone und die Elektroden der Niederschlagszone als Metallplatten ausgebildet sind. Beim Eintritt

des zu reinigenden gasförmigen Mediums werden allen in ihm anwesenden Partikeln durch die Sprühelektroden elektrische Ladungen erteilt, durch die sie zu den an Erde liegenden Elektroden abgelenkt werden und sich auf ihnen niederschlagen. Das von den Verunreinigungen befreite gasförmige Medium verläßt das Gehäuse. Im Laufe des Betriebes baut sich auf den an Erde liegenden Elektroden eine wachsende Schicht von Verunreinigungen auf, die nach längerer Betriebszeit abgereinigt werden müssen. Hierzu dienen bekannte Waschanlagen, Klopfer oder Rüttler, durch die nach Unterbrechung des Filtervorganges die Niederschlagselektroden abgereinigt werden.

Diese durch die Abreinigung der Niederschlagselektroden erforderliche Zeit kann zu einer nicht unerheblichen Unterbrechung des Filterbetriebes führen. Wenn mit h«hen Temperaturen anfallende gasförmige Medien in einem solchen Elektrofilter gereinigt werden müssen, ergibt sich ein wesentliches Problem, das darin besteht, daß die plattenförmigen Elektroden des Elektrofilters durch die Einwirkung der hohen Temperatur beschädigt werden können und Verformungen unterliegen, die nach kurzer Betriebszeit zu Kurzschlüssen mit den an Spannung liegenden Elektroden führen können. Um dies zu verhindern, war man bisher

gezwungen, das zu reinigende Gas in einer dem Elektrofilter vorgeschalteten Kühlvorrichtung auf eine vertret bare Temperatur abzusenken. Die Anordnung einer derartigen Kühlvorrichtung stellt einen erheblichen koster mäßigen und räumlicher. Aufwand dar und macht in der Steuerung und Handhabung nicht unerhebliche Schwierigkeiten .

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektrofilter zu schaffen, bei dem die Anordnung einer vorgeschalteten Kühleinrichtung nicht erforderlich ist, und das in der Lage ist, bei einer hohen Staubspeicherfähigkeit gasförmige Medien hoher Temperatur mit hohen Staubkonzentrationen einwandfrei zu reinigen und eine Entfernung und Wiedergewinnung des Staubes bei geringst möglicher Betriebsunterbrechung zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gegenelektroden der Ionisationszone und die Abscheideelektroden der Niederschlagszone als rohrförmige, dem Durchfluß eines zweiten Mediums dienende Elektroden ausgebildet sind. Durch die neuerungsgemäße Ausbildung der an Erde liegenden Elektroden der Sprühzone und der Niederschlagszone als Rohre ist die Möglichkeit gegeben, beispielsweise ein Kühlmittel,

beispielsweise Wasser oder Luft, oder ein anderes Medium durch die Elektroden zu führen und sie beständig auf eine so niedrige Temperatur zu kühlen, daß eine Beschädigung und Verformung der Elektroden ausgeschlossen ist. Die vom Kühlmedium aufgenommene Wärme kann einer an sich beliebigen Nutzung zugeführt werden, so daß ein erheblicher Anteil der Wärmeenergie des gasförmigen Mediums verwertet werden kann. Zur Vermeidung eines Verziehens der spannungsführenden Elektroden der Niederschlagszone durch Wärme sind diese als rippenverstärkte Kohlprofile ausgebildet.

Um die rohrförmigen auf Erdpotential liegenden Elektro den mit einem zweiten Medium versorgen zu können, sind die senkrecht zu diesen liegenden Wandungen des Gehäuses mit dem Querschnitt der Elektroden entsprechenden, ihre beiden Enden dichtend umschließenden Durchbrechungen versehen. Die Fließrichtung dps zweiten Mediums ist senkrecht zur Fließrichtung des zu reinigen den gasförmigen Mediums gerichtet, ohne daß die Funktio des Elektrofilters durch das zweite Medium nachteilig beeinflußbar ist.

Um die Staubspeicherfähigkeit zu erhöhen und eine Reinigung von höchste Staubkonzentration enthaltenden gasförmigen Medien zu gewährleisten, besitzt in weiterer Ausbildung der Neuerung die Niederschlagszone wenigstens zwei in Strömungsrichtung des zu reinigenden Mediums hintereinanderliegende und einen Abstand für die Halterung der spannungsführenden Elektroden bildende Reihen von auf Erdpotential liegenden Elektroden.

Vorzugsweise besitzt das zweite Medium einen den Druck des zu reinigenden Mediums übersteigenden Druck. Wenn zufolge der Wärmebeanspruchung die Verbindungsstellen zwischen den Enden der rohrförmigen Elektroden und den Seitenwandungen des Gehäuses undicht werden, wird ein Eindringen des zu reinigenden gasförmigen Mediums verhindert, so daß das zweite Medium, das zweckmäßigerweise aus Luft oder einem anderen Gas besteht, nicht verunreinigt wird. Um den rohrförmigen Elektroden eine ausreichende gegen Verformungen sichere Festigkeit zu verleihen, sind sie mit inneren, senkrecht zu den Längsseiten liegenden Stegen versehen .

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IN weiterer Ausbildung der Neuerung sind an einer senkrecht zu den rohrförmigen Elektroden liegenden Wand des Gehäuses eine durch einen Motor betätigbare, aus einem Seilzug und Seilrollen bestehende Antriebsvorrichtung für den Elektroden der Ionisationszone und der Niederschlagszone zugeordnete, der Entfernung des abgeschiedenen Staubes dienende Abstreifelemente zugeordnet. Hierbei sind zwei Satz*, von gegenläufig bewegbaren Abstreifelementen vorgesehen, von denen der eine der Entfernung des auf den Elektroden der Ionisationszone und der benachbarten Reihe der Elektroden der Niederschlagszone und der andere der Entfernung des auf den weiteren Reihen der Elektroden der Niederschlagszone abgeschiedenen Staubes dient; zum Zwecke der Reinigung der Niederschlags elektroden sind die Zuström- und die Abströmöffnung des Gehäuses für das zu reinigende Medium abschließbar. Die im Gehäuse vorhandene Staubaustragsöffnung liegt neben der Zuströmöffnung, und die Abschlußvorrichtung öffnet beim Verschließen der einen Öffnung gleichzeitig die andere.

Durch die Betätigungsvorrichtung der ABstreifelemente und durch die Anordnung der beiden gleichzeitig betätigten gegenläufig bewegbaren Sätze von Abstreifelementen wird eine optimal schnelle und zuverlässige Abreinigung

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der Niederschlagselektroden erreicht, so daß mit geringstmöglicher Betriebsunterbrechung durch Abschluß der Zustrom- und Abströmöffnung des Gehäuses für das zu reinigende Medium gewährleistet ist, wobei der von den Elektroden entfernte Staub ohne zeitlichen Verzug in einen Bunker überführt wird, von wo aus er einer Wiederverwendung zugeführt werden kann.

Die beiliegende Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der Neuerung, und es bedeutet:

Fig. 1 teilweise Vorderansicht des Elektrofliters im Schnitt;

Fig. 2 teilweise Seitenansicht gemäß Fig. 1 im Schnitt, und

Fig. 3 Darstellung der Verschlußöffnung des Gehäuses.

Die Fig. 1 und 2 zeigen das Gehäuse 1 des Elektrofliters das an seiner Unterseite mit einer trichterförmigen Zuströmöffnung 2 und an seiner Oberseite mit einer trichterförmigen Abströmöffnung 3 zur Führung des zu reinigenden gasförmigen Mediums versehen ist.

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Das gasförmige Medium strömt in senkrechter Richtung von unten nach oben durch das Gehäuse 1, wie der Pfeil 4 zeigt. In dem unteren Bereich des Gehäuses 1 ist die Ionisationszone angeordnet, die aus senkrecht zur Strömungsrichtung liegenden nebeneinander angeordneten Sprühelektroden 9 und zwischen ihnen liegenden rechteckigen, rohrförmigen Gegenelektroden 8 besteht. Die Sprühelektroden 9 sind an Haltern 14 aufgenommen, die an einem Ankerstab 15 befestigt sind, der über einen von einem Kasten 19 eingeschlossenen Isolator 16 an Spannung liegt. Die Gegenelektroden sind an Erde gelegt. Oberhalb der Ionisationszone befindet sich die Niederschlagszone, die aus zwei übereinanderliegenden Reihen von an Erde liegenden, rohrförmigen rechteckigen Abscheideelektroden 10 besteht, zwischen denen Gegenelektroden 11 angeordnet sind, die an einem Ankerstab 17 aufgenommen sind, der über einen von einem Kasten 19 eingeschlosse nen Isolator 18 an Spannung liegt. Wie die Fig. 2 zeigt, liegen die rechteckigen rohrförmigen Elektroden 8 und 10 zwischen den beiden Seitenwänden 12, des Gehäuses 1, von denen nur die eine Seitenwand 13 gezeigt ist. Die Seitenwände 12 und 13 sind mit dem inneren Querschnitt der Elektroden 9, 10 entsprechenden Durchbrechungen versehen und stehen über Flansch-

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oder Bördelverbindungen mit den Elektroden 8, 10 in dichtendem Abschluß.

Die Seitenwände 12, 13 tragen konische Anschlußstutzen 6, 7, durch die das zweite Medium, beispielsweise ein Kühlmedium, in waagerechter Richtung durch die Elektroden 8, 10 in Richtung des Pfeiles 5 hindurchgeführt wird.

An der Außenseite der Gehäusewand 13 sind eine Antriebsrolle 20 und Umlenkrollen 22 angeordnet, die einen Seilzug 21 betätigen, an dem an den Elektroden 8, 10 anliegende Abstreifelemente 23, 24 angeordnet sind. Die Abstreifelemente 24 übergreifen, wie die Fig. 2 zeigt, die Längsseiten der Elektroden 8 der Ionisationszone und die untere Reihe der Elektroden 10 der Niederschlagszone, während die Abstreifelemente 13 der oberen Reihe der Elektroden 10 zugeordnet sind. Bei Betätigung des Seilzuges 21 durch die Antriebsrolle 20 bewegen sich die Abstreifelemente 23, 24 auf den Flächen der Elektroden 9, 10 gegenläufig hin und her und führen den auf diesen haftenden Staub ab, der nach unten fällt und durch eine öffnung des Gehäuses 1 in einen Staubsammelbunker geführt wird. Hierbei werden die Trichter 2,3 durch in ihnen angeordnete Verschlußorgane geschlossen.

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Die Flg. 3 zeigt das untere Ende des Gehäuses 1 mit einer Bodenöffnung, die wahlweise mit einem der Zufuhr des zu reinigenden gasförmigen Mediums dienenden Zuströnikanal 27 und miteinem Kanal 28 verbindbar ist, der der Abführung des bei Abreinigung der Staubaufnahme-Elektroden anfallenden Staubes dient. Die Bodenöffnung besitzt eine schwenkbare Klappe 29, die entweder den Zuströmkanal 27 oder den Abführungskanal 28 verschließt. In dem unteren Bereich des Gehäuses 1 ist die Ionisationszone angeordnet, von der die Gegenelektroden 8 gezeigt sind. Die oberhalb der Ionisationszone liegende Abscheidezone ist hier nicht dargestellt. Die Abreinigung der Gegenelektroden 8 der Ionisationszone und ebenso die Abreinigung der Niederschlagselektroden der Abscheidezone erfolgt über einen Kurbeltrieb 25, der Abstreifelemente 26 trägt, die die Elektroden 3 bzw. 10 beiderseitig übergreifen und mit ihren unteren Enden an den Elektroden anliegen.

Beim Filterbetrieb befindet sich die schwenkbare Klappe 29 in der in der Fig. 3 gezeigten linken ausgezogenen Stellung, so daß das zu reinigende gasförmige Medium über den Zuströmkansil 27 durch die Bodenöffnung des Gehäuses 1 eintritt und das Filter in senkrechter Richtung nach oben durchströmt.

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Hierbei befinden sich die Abstreifelemente 26 in der strichpunktiert gezeigten angehobenen Stellung. Zum Zwecke der Abreinigung der Elektroden 8, 10 wird die Klappe 29 in die rechte, strichpunktiert gezeigte Stellung geschwenkt, so daß die Gehäuseöffnung mit dem Abführungskanal 28 in Verbindung steht. Durch die in Betrieb gesetzten Kurbeltriebe 25 mit den Abstreifelementen 26 werden die auf den Elektroden 8 bzw» 10 nieder·· geschlagenen Partikel abgestreift und fallen durch den Abführungskanal 28 aus dem Gehäuse aus. Nach erfolgter Abreinigung wird die Klappe 29 wieder in die linke Stellung geschwenkt, so daß der Filtervorgang unmittelbar nach erfolgter Abreinigung fortgesetzt werden kann.

Claims (9)

1. ANSPRÜCHE

   1- Elektro-Gehäusefliter zur Reinigung staubbeladener gasförmiger Medien hoher Temperaturen und zur Staubrückgewinnung, bestehend aus einer Ionisations zone mit an Gleichspannung liegenden Sprühelektroden und an Erde liegenden Gegenelektroden und aus einer Niederschlagszone mit an Spannung liegenden Niederschlagselektroden und an Erde liegenden Gegenelektroden, dadurch gekennzeichnet , daß die auf Erdpotential liegenden Gegenelektroden der Ionisationszone und die Niederschlagselektroden der Niederschlagszone als rohrförmige, dem Durchfluß eines zweiten gasförmigen oder flüssigen Mediums dienende Hohlkörper ausgebildet sind.
2. 2. Elektro-Gehäusefilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Elektroden einen rechteckigen Querschnitt besitzen, dessen Längsseiten in Strömungsrichtung des zu reinigenden Mediums liegen.
3. 3. Elektro-Gehäusefilter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht zu den rohrförmigen Elektroden liegenden Wandungen des Gehäuses mit dem Querschnitt der Elektroden entsprechenden, ihre beiden Enden dichtend umschließenden Durchbrechungen für den Durchtritt 3c.s zweiten gasförmigen oder flüssigen Mediums versehen sind.
4. 4. Elektro-Gehäusefilter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederschlagszone wenigstens zwei in Strömungsrichtung des zu reinigenden Mediums hintereinander angeordnete Reihen von auf Erdpotential liegenden Niederschlagselektroden besitzt.
5. 5. Elektro-Gehäusefilter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Medium einen den Druck des zu reinigenden Mediums übersteigenden Druck besitzt.
6. 6. Elektro-Gehäusefilter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Elektro den mit inneren, senkrecht zu den Längsseiten liegenden, der Versteifung dienenden Stegen versehen sind.
7. 7. Elektro-Gehäusefilter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an einer senkrecht zu den rohrförmigen Elektroden liegenden Wand des Gehäuses eine durch einen Motor betätigbare, aus einem Seilzug und Seilrollen bestehende Antriebsvorrichtung für den Elektroden der Ionisationszone und der Niederschlagszone zugeordnete, der Entfernung der abgeschiedenen Partikeln dienende Abstreifelemente angeordnet sind, die als Drahts, Schaber, Bürsten oder Wischer aus Metall oder Kunststoff ausgebildet sind.
8. 8. Elektro-GehSusefilter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sätze von gegenläufig bewegbaren Abstreifelementen vorgesehen sind, von denen der eine der Entfernung der auf den Elektroden der Ionisationszone und der benachbarten Reihe der Elektroden der Niederschlagszone und der andere der Entfernung der auf den weiteren Reihen der Elektroden der Niederschlagszone abgeschiedenen Partikeln dient.
9. 9. Elektro-Gehäusefilter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustrom- und die Abströmöffnung des Gehäuses für das zu reinigende Medium während des Abreinigungsvorganges abschließbar sind,

   wobei die untenliegende Abschlußeinrichtung den im Betriebszustand von ihr geschlossenen Ausgang für die Partikeln öffnet.