DE8521209U1 - Elektrofilter - Google Patents

Description

Elektrofilter

Die Erfindung betrifft ein Elektrofilter, bestehend aus Vorabscheider, Ionisierungszone mit Sprühelektrode, Abscheidezone mit Sammelelektrode sowie Nachabscheider, die in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind, wobei der Vorabscheider und der Nachabscheider als quer zum Gasstrom angeordnete gitterartige Strömungsgleichrichter ausgebildet sind.

Bei aus der Praxis bekannten Elektrofiltern wird der zu rei

nigende Gasstrom zunächst gleichgerichtet, wobei größere Partikel abgeschieden werden. Der Gasstrom gelangt dann in die Ionisierungszone, in der ein Hochspannungsfeld zwischen einem oder mehreren Drähten und einer Wandung des Strömungskanals ausgebildet ist. Auch wenn die Sprühelektrode aus mehreren Drähten besteht, sind diese meistens in einer Ebene angeordnet, so daß das Hochspannungsfeld eine scheibenartige Form besitzt. Mit Rücksicht auf die Transportgeschwindigkeit des Gasstroms muß deshalb für eine vollständige Ionisierung der mitgeführten Partikel eine verhältnismäßig hohe Spannung angelegt werden. Die ionisierten Partikel gelangen dann in die Abscheidezone, die als Plevtenkondensator aufgebaut ist und aus mehreren zueinander parallelen, sich in Strömungsrichtung erstreckenden Platten besteht, die wechselweise als Kathode bzw. Anode geschaltet sind mit einer Hochspannung, die geringer ist als die Hochspannung der Ionisierungszone. Im Hochspannungsfeld der Abscheidezone werden die ionisierten Partikel an den entsprechenden Platten des Plattenkondensators abgeschieden. Die Platten werden von Zeit zu Zeit von den anhaftenden Partikeln befreit. Die Platten des Plattenkondensators müssen sehr genau ausgerichtet sein, um Inhomogenitäten des Hochspannungsfeldes zu vermeiden. Da die Platten jedoch sehr dünn sind, sind die mechanisch empfindlich und werden beim Reinigen häufig verbogen. Das beein-

trächtigt die Abscheideleistung des Elektrofi1ters. Außerdem reagieren derartige Elektrofilter empfindlich auf mitt;eführte Flüssigkeitströpfchen und auf Verstopfungen, die Überschläge zur Folge haben. Auch dadurch wird die Höhe der Hochspannungen sowohl in der Ionisierungszone als auch in der Abscheidezone begrenzt. Grundsätzlich benötigen derartige Elektrofilter verhältnismäßig große Abmessungen, die im wesentlichen durch die Länge der Platten in der Abscheidezone bestimmt ist, weil die von der Transportströmung mitgeführten ionisierten Partikel eine gewisse Zeit zur Abscheidung an den Platten benötigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektrofilter insbesondere für Kompaktbauweise mit einfachem konstruktivem Aufbau, großer Leistungsfähigkeit und geringer Uberschlagsgefahr anzugeben.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Vorabscheider und der als Sammelelektrode eingesetzte Nachabscheider in Strömungsrichtung unmittelbar vor bzw. unmittelbar hinter der Ionisierungszone angeordnet und als Gegenelektrode zur Sprühelektrode geschaltet sind.

Bei diesem Elektrofilter wird auf einen gesonderten Abscheider, z.B. in Form eines Plattenkondensators, verzichtet und der gitterartige Strömungsgleichrichter unmittelbar als Samraelelektrode bzw. Abscheider eingesetzt. Gleichzeitig werden aber auch Vorabscheider und Nachabscheider zum Aufbau des Ionisierungsfeldes herangezogen, weil sie als Gegenelektrode zur Sprühelektrode geschaltet sind, wobei vorzugsweise und aus Sicherheitsgründen der Vorabscheider und der Nachabscheider elektrisch an Masse gelegt sein sollte. Dadurch, daß Vorabscheider und Nachabscheider gleichzeitig auch Gegenelektroden zur Sprühelektrode sind, entsteht ein räumliches Hochspannungsfeld, durch welches die vom Gasstrom mitgeführten Partikel transportiert werden, wobei hinreichend Zeit für deren Ionisierung zur Ver-

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fligung steht. Dementsprechend ist der Abstand zwischen der : Sprühelektrode und dem Vorabscheider bzw. dem Nachabschei-

der in weiten Grenzen ebenso frei wählbar wie die Ionisa-

j tionsspannung, die höher sein kann als bei herkömmlichen

Elektrofiltern.

Eine Gefahr von Überschlägen infolge von Flüssigkeitströpfchen, die vom Gasstrom mitgefUhrt werden, besteht praktisch nicht. Auch Verstopfungen im Bereich des Nachabscheiders

ι lö können nicht zu Überschlägen führen, da der Nachabscheider insgesamt an Masse gelegt ist.

ι Bei diesem Elektrofilter kann die Sprühelektrode, wie an

j_: sich bekannt, wenigstens einen sich quer zur Strömungs-

15 richtung erstreckenden Sprühdraht aufweisen. Bevorzugt ist jedocft eine Ausführung, bei der die Sprühelektrode als sich über den Strömungsquerschnitt erstreckendes Sprühgitter ausgebildet ist, weil dann ein über den ganzen Strömungsquerschnitt gleichförmiges Hochspannungsfeld.·-.. zwischen der Sprühelektrode und dem Vorabscheider bzw. dem Nachabscheider aufgebaut wird. Ohne weiteres ist es möglich, die Sprühelektrode in einem Schutzkäfig aus nichtleitendem Material anzuordnen.

Der Vorabscheider und/oder der Nachabscheider können aus mehreren geschichteten Lagen von gitterförmigen Netzwerken bestehen, uas schließt nicht aus, daß der Vorabscheider und der Nachabscheider auch einen anderen Aufbau besitzen können.

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Das erfindungsgemäße Filter läßt sich grundsätzlich in an sich beliebigen Raumformen jeweils bei kompakter Bauweise verwirklichen. Bei einer Ausführung sind der Vorabscheider, der Nachabscheider und die Sprühelektrode als plattenförmige Bauteile ausgebildet sowie in einem Rahmen angeordnet. Diese Ausführung eignet sich z.B. für Einsatz in geraden Strömungskanälen.

Bei einer anderen Ausführung sind der Vorabscheider, der Nachabscheider und die Sprühelektrode als zylindrische Bauteile ausgebildet, die in koaxialer Anordnung in einem korbartigen Rahmen mit geschlossenem Boden untergebracht sind. Diese Ausführung kann beispielsweise am Ende eines Strömungskanals eingesetzt werden, wobei die Bauteile in radialer Richtung durchströmt werden.

In jedem Fall kann der Rahmen als Einschubrahmen ausgebildet sein, der insbesondere auch als Einsatz mit gleichartigen Rahmen für größere Anlagen bestimmt sein kann. Außerdem können der Vorabscheider und/oder der Nachabscheider und/oder die Sprühelektrode als Rahmeneinschübe ausgebildet sein, so daß diese Bauteile unabhängig voneinander gereinigt, gewartet und/oder ersetzt werden können.

Bei einer weiteren Ausführung sind der Vorabscheider und der Nachabscheider als endltses, über Umlenkrollen geführtes Band ausgebildet, wobei die Sprühelektrode zwischen den beiden gegensinnig laufenden Bandabschnitten angeordnet sind. Diese Ausführung eignet sich insbesondere für die Reinigung von stark verunreinigten Gasen, weil das Band auch laufend gereinigt werden kann.

Wegen der kompakten Bauweise und der Möglichkeit zur Anpassung an vorgegebene Abmessungen und Raumformen eignet sich das erfindungsgemäße Elektrofilter nicht nur für neu zu errichtende Filteranlagen, sondern auch für die Umrüstung, Nachrüstung und/oder den Ersatz bestehender Filteranlagen.

Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungen der Erfindung erläutert; es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch ein Elektrofilter, 35

Fig. 2 schematisch und in perspektivischer Darstellung

eine praktische Ausführung des Gegenstandes nach

Figur 1 ,

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Fig. 3 schematisch und geschnitten eine andere Ausführung durch ein Elektrofilter,

Fig. 4 schematisch und geschnitten eine weitere Ausführung des Elektrofliters.

Das in Figur 1 dargestellte Elektrofilter besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem Vorabscheiderl , einer daran anschließenden Ionisationszone 2 mit Sprüheiektrode 3 und einer an die Ionisationszone 2 anschließenden Abscheidezone 4 mit Nachabscheider 5. Das Elektrofilter wird in Richtung des Pfeils 6 durchströmt.

Der Vorabscheider 1 und der Nachabscheider 5 bestehen aus mehreren geschichteten Lagen gitterförmiger Netzwerke, die in Figur 1 nur angedeutet sind. Die Sprühelektrode 3 besteht aus einem sich über den Strömungsquerschnitt erstreckenden Sprühgitter. Sie ist in üblicher Weise an eine Hochspannung gelegt, wobei der Vorabscheider 1 und der Nachabscheider 5 als Gegenelektrode zur Sprühelektrode 3 geschaltet sind und an Masse gelegt sind.

Zwischen der Sprühelektrode 3 und dem Vorabscheider 1 sowie dem Nachabscheider 5 bildet sich ein räumliches Ionisationsfeld aus, welches die vom Gasstrom mitgeführten Partikel passieren müssen, wobei sie genügend Zeit zur Ionisierung haben. Anschließend werden die ionisierten Partikel im Nachabscheider 5 abgeschieden.

Das Elektrofilter ist weitgehend unempfindlich gegen vom Gasstrom mitgefUhrte Flüssigkeitströpfchen. Die Gefahr von Überschlägen ist denkbar gering, weil auch Verstopfungen insbesondere im Bereich des Nachabscheiders dazu keinen Anlaß geben können.

Das in Figur 1 dargestellte Elektrofilter kann ohne weiteres auch in Gegenrichtung durchströmt werden, wie das durch den gestrichelten Pfeil 7 angedeutet ist, ohne daß

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sich seine Eigenschaften ändern.

Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Dargestellt ist das Elektrofilter in einem Rahmen 8, der auch als Einschubrahmen zum Einsatz in einer Anlage mit mehreren gleichartigen Elektrofiltern ausgebildet sein kann. Die Bauteile, nämlich Vorabscheider 1, Sprühelektrode 3 und Nachabscheider 5 sind ihrerseits als Rahmeneinschübe ausgebildet, sie können unabhängig voneinander aus dem Rahmen entnommen, gereinigt, gewartet oder ersetzt werden. Das gilt auch für Schutzgitter 9 aus nichtleitendem Material, die beidseits der Sprühelektrode 3 angeordnet sind. Alle diese Bauteile sind auf an der Innenseite des Rahmans 8 angeordneten und in Figur 2 angedeuteten Rahmenschienen geführt bzw. gehalten.

Bai der in Figur 3 dargestellten Ausführung bezeichnen gleiche Bezurszeichen wiederum gleiche Teile. Der Vorabscheider 1, die Sprühelektrode 3 und der Nachabscheider sind als zylindrische Bauteile ausgebildet und konzentrisch zueinander angeordnet. Sie sind in einem korbartigen Rahmen gehalten, dessen Boden 11 geschlossen ist und dessen Deckel 12 eine mittige Öffnung 13 besitzt, deren Durchmesser etwa dem Innendurchmesser des Nachabscheiders 5 entspricht. Die zu reinigenden Gase treten durch die Umfangsfläche des Vorabscheiders 1 in das Elektrofilter ein, durchströmen dieses im wesentlichen in radialer Richtung und treten durch die Öffnung 13 im Deckel 12 wieder aus.

Das ist durch Pfeile 14 angedeutet. Es versteht sich, daß das Elektrofilter auch in umgekehrter Richtung durchströmt werden kann und daß die in der Figur 3 unterschiedliche Stärke einerseits des Vorabscheiders 1 und andererseits des Nachabscheiders 5 auch anders ausgelegt sein kann.

Bei der in der Figur 4 dargestellten Ausführung sind Vorabscheider und Nachabscheider als endloses Band 15 ausgebildet, welches über zwei Umlenkrollen 16, 17 geführt ist.

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Wenigstens eine der Umlenkrollen ist angetrieben. Zwischen den beiden vom Band 15 gebildeten Bandabschnitten 18, 19 ist die Sprühelektrode 3 angeordnet. Das Elektrofilter ist in einem Rahmen 20 gehalten und wird in Richtung des Pfeils 21 durchströmt. Am unteren Ende des Rahmens befindet sich eine Einrichtung 22 zum Reinigen des Bandes und Auffangen bzw. Abtransportieren der abgeschiedenen Partikel. Bei dieser Ausführung wird das wechselweise als Vorabscheider bzw. Nachabscheider arbeitende Band ständig gereinigt.

Claims (11)

Dr.-ing. Uwe N iemann .:..·..· ·.. * : *.. *. Atomstraße 41 ·4300 Essen Patentanwalt Telefon (02 01) 4713 03 r Patentanwalt Dr.-Ing. U. Niemann. Ahomstr. 41.4300 Essen 1 ~I Ihr Zeichen Mein Zeichen 85 211 Datum Betr.Franz Christian, Unterer Weg 8, 4600 Dortmund 30 Ansprüche

1. Elektrofilter, bestehend aus Vorabscheider, Ionisierungszone mit Sprühelektrode, Abscheidezone mit Sammelelektrode sowie Nachabscheider, die in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind, wobei der Vorabscheider und der Nachabscheider als quer zum Gasstrom angeordnete, gitterartige Strömungsgleichrichter ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorabscheider (1) und der als Sammelelektrode eingesetzte Nachabscheider (5) in Strömungsrichtung unmittelbar vor bzw. unmittelbar hinter der Ionisierungszone (2) angeordnet und als Gegenelektrode zur Sprühelektrode (3) geschaltet sind.

2. Elektrofilter nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Vorabscheider (1) und der Nachabscheider (5) elektrisch an Masse gelegt sind.

3. Elektrofilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühelektrode (3) wenigstens einen sich quer zur Strömungsrichtung erstreckenden Sprühdraht aufweist.

Oresdner Bank Essen (BLZ 360000 80) 4 01t 1 Γ3 FOsifcHeck);oMo£ssen (BLZ 360 100 43) 1921 54-430

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4. Elektrofilter nach einem der Ansprüche 1 -3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühelektrode als sich über den Strömungsquerschnitt erstreckendes Sprühgitter (3) ausgebildet ist.
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5. Elektrofilter nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch f gekennzeichnet, daß die Sprühelektrode (3) in einem Schutzkäfig (9) aus nichtleitendem Material angeordnet ist.
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6. Elektrofilter nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorabscheider (1) und/ oder der Nachabscheider (5) aus mehreren geschichteten Lagen von gitterförmigen Netzwerken bestehen.

7. Elektrofilter nach einem der Ansprüche 1 -6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorabscheider (1), der Nachabscheider (5) und die Sprühelektrode (3) als plattenförmige Bauteile ausgebildet und in einem Rahmen (8^ angeordnet sind.

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8. Elektrofilter nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch

( gekennzeichnet, daß der Vorabscheider (1), der

Nachabscheider (5) und die Sprühelektrode (3) als zylindrische Bauteile ausgebildet sind, die in koaxialer Anordnung in einem korbartigen Rahmen mit geschlossenem Boden (10) untergebracht sind.

9. Elektrofilter nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (8) als Einschubrahmen ausgebildet ist.

10. Elektrofilter nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch

gekennzeichnet, daß der Vorabscheider (1) und/oder ι 35 der Nachabscheider (5) und/oder die Sprühelektrode (3) als Rahmeneinschübe ausgebildet sind.

11. Elektrofilter nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Vorabscheider und der
Nachabscheider als endloses, über Umlenkrollen (16, 17) geführtes Band (15) ausgebildet sind und daß die Sprühelektrode (3) ' zwischen den beiden gegensinnig laufenden Bandabschnitten |

(18, 19) angeordnet ist. j