-
Einrichtung zur Stabilisierung von Kohlendestillationsgasen od. dgl.
durch elektrische Entladungen Das Hauptpatent bezieht sich auf die Stabilisierung
von Kohlendestillationsgasen, Wassergas oder anderen Industriegasen gegen die Bildung
harzartiger Verbindungen, verursacht durch im Gas enthaltene Stickstoffoxyde, durch
elektrische Entladungen wenig unterhalb der Lichtbogenspannung. Nach dem Hauptpatent
erfolgt die Stabilisierung der Gase in einer Einrichtung mit einer durch zwei teilbaren
Anzahl von Entladungsbahnen, die aus einer mit Spitzen besetzten Wand und einer
ebenen Wand bestehen und in Serie geschaltet in einem Stromkreis angeordnet sind,
wobei beule Entladungsbahnen symmetrisch derart ausgebildet sind, daß in der einen
Entladungsbahn dann, wenn in der anderen der Strom von den Spitzen abströmt, der
Strom von der ebenen Wand zu der mit Spitzen besetzten fließt.
-
Mittels dieser Einrichtung nach dem Hauptpatent ist es möglich, mit
Vorteil den üblicherweise zur Verfügung stehenden Wechselstrom zur Stabilisierung
der Gase zu benutzen, da hierdurch die mit Spitzen besetzten Entladungselektroden
abwechselnd derart positiv und negativ geladen sind, daß sich eine symmetrische
Stromkurve ergibt.
Wie ferner aus dem Hauptpatent hervorgeht, erfolgt
die Stabilisierung von Koksofengas gegen die Neigung zur Bildung harzartiger Verbindungen
in wirksamer Weise durch die positive Entladung der Stro.-mvelle. Die positive Entladung
ist zweimal so wirksam wie die negative Entladung.
-
Es wurde nun festgestellt, d.aß die chemische Reaktionsfähigkeit,
welcher Koksofengas durch die Bürstenentladung erteilt wird, sich unvermindert während
einer Unterbrechung der Entladung fortsetzt, die gleich ist der Dauer .einer halben
Wechselstromperlode oder mehr. Ausgehend von dieser Erkenntnis sieht die Erfindung
in Weiterentwicklung der Einrichtung nach dem Hauptpatent vor, die mit Spitzen besetzten
Entladungselektroden der durch zwei teilbaren Anzahl von Entladungsbahnen durch
Gleichrichter abwechselnd mit der halben Spannung des Transformators zu verbinden,
derart, daß eine Gleichrichtung des Wechselstromes in einen solchen von positiver
Polarität .entsteht. Auf diese Weise wird die gesamte elektrische Energie, die in
das Gas ausgesandt wird, als positive Bürstenentladung angewandt.
-
Die Erfindung besteht ferner darin, in jedem Teil des Stromkreises
des Transformators einen Gleichrichter anzuordnen. Hierdurch wird die symmetrische
Wellenform des Primärstromes aufrechterhalten und eine Sättigung des Transformatorenkernes
vermieden.
-
Weiter sieht die Erfindung vor, die Stromzufuhr zu den Gasbehandlungsräumen
so anzuordnen, daß diese unter Vermittlung von Umschaltern entweder mit der Gleichrichterstromleitung
oder unmittelbar mit der Wechselstromleitung verbunden sind. Eine solche Schaltung
hat den Vorteil, daß bei Ausfall eines Gleichrichters ,ohne weiteres auf Wechselstrom
umgeschaltet werden kann.
-
Die Erfindung ist in den Abb. i und z schematisch veranschaulicht.
-
In Abb. i bezeichnet 49 eine Stabilisierungsinduktanz von niedrigem
Wert, 45 ist ein Transformator, der mit einer geerdeten mittleren Anzapfung auf
der Hochspannungsseite versehen ist, 51 sind Transformatoren, die dazu dienen, die
Kathoden der Gleichrichtungsröhren 5o mit Energie zu versorgen, 46 sind die zugehörigen,
mit Spitzen besetzten Entladungselektroden und 47 die ebenen Entladungselektroden
des Stromkreises.
-
Die Gleichrichterröhren sind so verbunden, daß nur ein positiver Strom
zu den mit Spitzen besetzten Elektroden 46 fließt. Die beiden Elektroden 46 sind
daher ,abwechselnd positiv geladen, und die Bürstenentladung geht nur von diesen
aus, allerdings nur abwechselnd in jeder Halbperiode. Da die Elektrodenpa;are, zu
denen die Elektroden 46 gehören, in jeder Beziehung identisch sind, sind auch die
Entladungen in aufeinanderfolgenden Halbperioden gleich. Hierdurch ergibt sich ein
Stromkreis von hoher Wirksamkeit, weil nur die für diesen Zweck besonders wirksame
positive Entladung verwendet wird. Die Neigung zu überschlägen und zur Bildung von
Lichtbögen ist weitgehend vermindert, da der Strom während jeder Periode unterbrochen
wird, wodurch die sich etwa bildenden Lichtbögen im Augenblick der Entstehung ausgelöscht
werden.
-
Die Anwendung von gleichgerichtetem Halbwellenstrom zumAufladen derEntladungselektroden
hat den Vorteil einer erheblichen Kraftersparnis, wobei die Stromkosten auf durchschnittlich
40 0,'o des Betrages verringert werden, der aufzuwenden ist, wenn die ganze Stromwelle
ausgenutzt wird, da die positive Entladung, welche bei den in den Abb. i und z dargestellten
Einrichtungen abwechselnd angewendet wird, im wesentlichen ebenso wirksam ist wie
eine konstante oder die ganze positive Entladungsweile umfassende Entladung, soweit
die Stabilisierung von Koksofengasen gegen die Neigung zur Bildung harzartiger Produkte
in Betracht kommt.
-
An Stelle der Gleichrichtung des Wechselstromes mittels Gleichrichterröhren
kann auch jede andere Gleichrichterart benutzt werden, wie beispielsweise ein mechanischer
Gleichrichter.
-
Bei dem dem Schaltungsschema in Abb. z zugrunde gelegten besonderen
Fall ist der zu verwendende Strom einphasiger Wechselstrom mit einer Spannung von
440 V und bo Perioden. Die Entladungselektroden in den Behandlungsapparaten 1, a
und 3 können in unmittelbarer elektrischer Verbindung mit den Hauptleitern
A und B unter" Zwischenschaltung des Krafttransformators
70 und der Stromzuführleitung 71, 72 stehen, wobei Unterbrecherschalter
73 an den mit II auf dem Schema bezeichneten Stellen angeordnet sind. Die Entladungselektroden
werden :also :aufgeladen durch einen Wechselstrom, der von dem Krafttransformator
7o bei an den mit II bezeichneten Stellen geschlossenen Schaltern 73 fließt, z.
B. durch die Leitung 71 und durch die Leitungen 7 4, 75, 76 auf die Bürstenentladungsbahnen
verteilt wird, in den Gasbehandlungsapparaten 1, a und 3 und von dort zurück zu
dem anderen Ende des Transformators durch die Leitungen 77, 78, 79 und die
Leitung 7 2.
-
Sollen nun die Entladungselektroden der Behandlungsapparate 1, z und
3 durch einen gleichgerichteten D@oppelhalbwellenstrom gemäß der Erfindung aufgeladen
werden, werden die Schalter 73 an den Stellen des Schemas, die mit I bezeichnet
sind, geschlossen. In diesem Falle fließt der von dem Krafttransformator 7o kommende
Wechselstrom abwechselnd durch die Leitungen 71 und 72, die geschlossenen
Schalter 88, 89, Leitungen 8o, 81, die geschlossenen Schalter 73 bei I, Gleichrichterröhren
8a, 83 zum Zwecke der Gleichrichtung und von dort zu den zugehörigen Entladungselektradengruppen
der Behandlungsapparate 1, z und 3 durch die Leitungen 84, 85, um in beiden Fällen
durch die geerdete Leitung 86 und Schalter 87 zu der mittleren Anzapfung des Transformators
70 zurückzukehren.
-
Mittels der Schalter 73 ist es also möglich, die Entladungselektroden
nach Bedarf innerhalb der Gasbehandlungseinrichtungen 1, z und 3 entweder mit Wechselstrom
,oder mit pulsierendem Gleichstrom aufzuladen, der durch Ausnutzung nur einer Halbwelle
eines Wechselstromes entsteht, indem in einfacher Weise die entsprechenden Schalter
73 an
den Stromkreisunterbrechungen II oder I betätigt werden. Die
Maßnahme macht eine schnelle Änderung von der einen auf die andere Betriebsart möglich
und bietet wesentliche Vorteile dann, wenn eine Gleichrichterröhre versagt. Der
Betrieb kann dann schnell umgestellt werden, wobei die Entladungselektroden mit
Wechselstrom aufgeladen werden.
-
Die Spannung, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren benutzt wird,
ist allgemein diejenige, die erforderlich ist, um den höchstmöglichen Stromfluß
über die Entladungsbahn hervorzurufen. Die Höhe der Spannung hängt ab von dem Gas,
das in dem Entladungsraum behandelt wird, der Konstruktion der Entladungselektroden,
der Art der zur Stabilisierung des Stromes benutzten Schaltung, der Stromart, der
Länge der Entladungsbahn und vom Dmuck des Gases. Im allgemeinen wurde gefunden,
da.ß der Spannungswert im Falle der Verwendung von Wechselstrom, der Entladungen
im Koksofengas hervorrufen soll, bei einer Länge der Entladungsbahn von etwa 2 5
mm etwa zwischen i o ooo und 13 000 V liegt.
-
Nachdem das Gas die Koksofenbatterie verlassen hat, fließt es nacheinander
durch die folgenden Verfahrensstufen: i. Vorkühler, 2. Teerscheider, 3. Gassauger,
q.. Erhitzer, 5. Ammoniaksättiger, 6. nasse Entfernung von Schwefelwasserstoff und
Zyanverbindungen, 7. trockene Gasreinigungskästen zur Entfernung der letzten Spuren
von Schwefelwasserstoff, B. Schlußkühler, 9. elektrischer Behandlungsapparat gemäß
der vorliegenden Erfindung, i o. Naphthalinwascher, in dem auch das aus dem N O
in der Verfahrensstufe 9 gebildete N 02 ausgewaschen wird, und zwar entweder allein
oder als Harz, das sich durch die erhöhte Reaktionsfähigkeit infolge der chemischen
Einwirkung der Bürstenentladung in der Verfahrensstufe 9 auf die Stickstoff-Sauerstoff-Verbindung
gebildet hat, i i. Überschußgasbehälter, 12. Verteilersystem.
-
Dme erfindungsgemäße Einrichtung kann hinsichtlich der Konstruktion
und der anzuwendenden Stromspannung bei hohen oder niedrigen Drücken angewandt werden.
Beispielsweise sind bei hohem Betriebsdruck die Elektrodenpakete in einem geeigneten
druckfesten Gehäuse von vorzugsweise zylindrischer Form anzuordnen, die einem erhöhten
Innendruck besser standhält. Die Stromspannung würde ungeachtet des erhöhten Widerstandes
des verdichteten Gases eine ordnungsgemäße Bürstenentladung sichern.
-
Versuche mit der Einrichtung . nach der Erfindung haben gezeigt, daß
durch die Behandlung eines Koksofengases innerhalb des Gasreinigungssystems mit
den Bürstenentladungen die Neigung des Gases zur Bildung harzartiger, Schwebestoffe
und Ablagerungen in den Rohrleitungen und daran angeschlossenen Vorrichtungen zu
etwa 9o bis 950;o beseitigt wird.