EP0377794A1 - Elektrofilter aus Kunststoff und/oder Metall, insbesondere aus Blei - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an electrostatic filter made of plastic and / or metal, in particular lead, as a tube filter with axially parallel tubes with a polygonal cross section and with axially extending spray electrodes in each tube, the walls of the tubes acting as precipitation electrodes and the walls of adjacent tubes lying directly next to one another each aligned and a series of parallel and evenly spaced support beams is provided, which extend across the entire width of the electrostatic filter and support the walls.
- An electrostatic filter is generally understood to mean a device with the aid of which it is possible to separate solid and liquid suspended particles from the carrier gas with the aid of an artificial electrical charge. The charged suspended particles migrate to the precipitation electrode and are then mechanically removed from the filter. Electrostatic precipitators are also known as electrical separators.
- Such electrostatic precipitators generally consist of spray electrodes that are electrically charged and walls in the vicinity of the spray electrodes that act as precipitation electrodes.
- These spray electrodes can be wire-shaped, for example.
- open alleys are known as the simplest form, i.e. two plates parallel to each other, between which the spray electrodes run at equal intervals in the middle parallel to each other. Due to the inhomogeneous fields, the filter effect is only very unsatisfactory, especially in the area between the wire-shaped spray electrodes.
- each wall serves as a limitation for two adjacent tubes, which leads to a considerable saving in material and space.
- filters made of steel or lead which are used, for example, in the wet cleaning of SO2 gases in the sulfuric acid industry. This applies in particular to downstream wet gas cleaning in ore processing with sulfur-containing metal ores, such as pyrrites.
- lead filters or filters made of solid steel with lead coating are very heavy, so that care should be taken to use as little material as possible.
- Material-saving solutions result, for example, from DE 26 41 114 B2 or DE-AS 10 01 240, which each describe honeycomb filters with tubes which are hexagonal in cross section. These filters have the advantage of greater homogeneity of the electric field compared to square-lane filters, but each wall can still be used for two adjacent tubes.
- honeycomb filters with hexagonal tubes in cross-section have therefore proven their worth and are well established, but only in plastic in a construction in which there is no need for a suspension, because the plates forming the tube walls are connected to one another over the entire length of the nodal points that arise.
- hexagonal tubes have a disadvantage, which is particularly noticeable in electrostatic filters made of heavy materials. These, especially those made of lead, require plates that are no longer self-supporting. It should be borne in mind that the resulting tubes are sometimes orders of magnitude more reach than 5 m in length. It would therefore be advantageous if the panels that form the walls could be hung in stable supports. With a honeycomb filter, however, it is not possible to provide continuous, stable supports, since the plates are pivoted by 120 ° from corner to corner and zigzag, so to speak.
- the object of the invention is therefore to propose a generic electrostatic filter which shows the best possible filtering action and can nevertheless be equipped with continuous supports.
- Such an electrostatic filter is an alley filter.
- a row of parallel plates can be hung on continuous supports. Nevertheless, a better degree of filtering is achieved compared to the square-lane filter, since the tubes each have an octagonal cross-section.
- the side surfaces and corners are therefore spaced considerably more evenly from the axially extending spray electrodes, so that no angles and corners can form in which unpurified particle streams can flow.
- the tubes are regular octagons in cross section. This ensures the greatest possible homogeneity.
- the walls, which are common to neighboring tubes can also be somewhat longer than the others, whereby the proportion of common walls rises above the 50% mark, but the uniformity of the electric field decreases somewhat.
- a particularly stable construction results if transverse beams are provided perpendicular to the row of the support beams, to which profiles are fastened, which form the walls of the tubes which do not run parallel to the support beams.
- the beams are also provided with flange projections facing the tubes, which follow the profile of the pipe wall on the face. These flange projections also shut off those shafts in the electrostatic precipitator that lie between the octagonal cross sections of the different tubes. This prevents particularly easily and safely that unpurified gases can get through these shafts.
- the profiles in cross section form a Y mirrored at its base with a vertical base.
- the cross-section thus consists of a line, from the two end points of which two arms point symmetrically obliquely outwards. If such profiles are used in an alley, an octagon is formed between two adjacent profiles that are used spaced apart.
- the arms of the Y also enclose an angle of 135 ° with the foot, a regular octagon as a cross-section of the tubes can be achieved automatically if the distances are correctly dimensioned.
- a structurally particularly interesting alternative or preferred embodiment arises when vertically running profiles are attached to the walls of the tubes running parallel to the support beams, which form an angle with two legs, both legs being attached to the wall, while the apex to the neighboring one Wall protrudes.
- a corresponding profile is then arranged symmetrically on the adjacent wall and a wall plate arranged transversely to the walls parallel to the carrier is inserted between the vertices of two mutually opposite profiles.
- the angular profile can be welded from the outset directly to the continuous longitudinal plates at the uniform distances provided by the intended dimensions of the electrostatic filter. After setting up can then from above between the two vertices the wall plate forming the transverse side are inserted, for which purpose a corresponding groove or other protrusions are provided in the region of the vertex outside.
- the angle of the profile is 90 °, as a result of which the resulting octagon is formed regularly.
- the plate can be made in one piece with the crossbeam. Then you can insert the crossbar together with the plate between the two vertices from above during assembly.
- This construction is structural and particularly simple to assemble and therefore relatively inexpensive and also particularly stable, since the individual parts are intertwined.
- a particular advantage of the octagon filter compared to the honeycomb filter is that it is easy to install and easy to repair. All internals for the octagon filter can easily be put together on site like a puzzle.
- an alley is defective in a hexagonal honeycomb filter, the entire alley of this filter must be closed and thus fails. If there are several defective lanes, this means that the entire filter or at least a large part of the filter must be replaced completely as a closed package.
- the octagon filter according to the invention only the part affected in each case has to be replaced in the event of a repair; this is particularly the case with the preferred embodiments with the transverse beams attached profiles noticeable.
- the filter concerned only the corresponding crossbar with the plates attached to it must be pulled out and replaced. The rest of the filter does not need to be touched.
- Non-uniform electrostatic filters are shown in both figures, but rather three lanes in each drawing: a conventional first lane 11 consisting of only two parallel plates, an improved so-called square lane 12 made of tubes with a square cross-section and a third lane 13 according to the invention made of tubes with octagonal cross section.
- the electrostatic filter would particularly preferably only be constructed from tubes with an octagonal cross section.
- Spray electrodes 21 can be seen, of which only one or two are shown in each lane for the sake of clarity.
- the walls of the respective alleys or tubes act as precipitation electrodes 22.
- Electrical fields 23 form between the spray electrodes 21 and the precipitation electrodes 22, the line course of which is indicated.
- electrostatic filters in particular made of lead, has support beams, of which the support beams 31, 32, 33, 34 can be seen in the example of FIGS. 1 and 2. They are parallel and evenly spaced from each other and run across the entire width of the electrostatic filter. The figures here only show a section. These support beams 31 to 34 carry most of the walls, namely plates 36, 37, 38 and 39. These plates are made of lead or steel with a lead jacket. Since the aggressive and corrosive components of the gas or fluid to be filtered are to be deposited on them, they must be resistant to these components. The high weight of the plates 36 to 39 necessitates a corresponding stability of the support beams 31 to 34. This stability is difficult to achieve in the case of support beams running in a zigzag pattern or respectively pivoted through 120 °.
- the support beams 31 to 34 each belong to the different embodiments of the filter.
- the plates 36 to 39 are also used when the entire electrostatic filter consists of tubes 8 with an octagonal cross section.
- the spray electrodes 21 are the only one in the alley 11 between the two plates 36 and 37 (cf. FIG. 2), in the square alley 12 additional cross elements 41a, 41b and 41c are used between the two supports 32 and 33.
- These cross elements 41 each have a cross beam 42 which is supported on the support beams 32 and 33 and extends perpendicular to them.
- Plate-shaped profiles 43 hang on the crossbeams 42.
- These plate-shaped profiles 43 together with the plates 37 and 38 each form the tubes 4a, 4b and 4c with a square cross-section.
- the plate-shaped profiles 43 consist of the material of the plates 36 to 39 and are correspondingly heavy.
- the crossbars 42 must therefore also be stable.
- the weight of these crossbeams 42 with the plate-shaped profiles 43 hanging on them must also be absorbed and carried by the support beams 32 and 33.
- the third alley 13 with the tubes 8a, 8b and 8c with the octagonal cross section is formed between the plates 38 and 39 on the support beams 33 and 34.
- the transverse elements 81a, 81b and 81c are located between these support beams 33 and 34.
- These cross elements each have a cross bar 82, which is supported on the support beams 33 and 34 and are fastened to the profiles 83.
- These profiles 83 also consist of the material of the plates 38 and 39. However, they are not in the form of a clean plate, but instead they consist of a special profile, which is particularly evident from FIGS. 3 and 4.
- FIG. 4 shows the cross section of these profiles. They consist of a Y with a vertical base mirrored at its base 85.
- the Y each has a foot 86a or mirrored 86b and two arms 87a and 87b or 87c and 87d. There is an angle of 90 ° between the arms and therefore an angle of 135 ° between each arm and one foot.
- the foot 86a of the Y forms a straight line with its mirror image 86b.
- Arms 87 are all the same length; the middle part consisting of the foot 86a and its mirror image 86b has the same length between the branching points of the arms.
- 83 flange projections 84 are attached to the front ends of the profile. These correspond to the profile on the end face and increase the strength and stability of the transverse elements 81.
- the transverse beam 82 adjoins the flange projections.
- the entire cross element 81 is supported and supported with its cross beam 82 on the two support beams 33 and 34.
- Two mutually adjacent transverse elements 81 are arranged at such a distance that a tube 8 with an octagonal cross section is formed between them, taking into account the plates 38 and 39.
- the eight sides of the octagon are formed clockwise by the arm 87a, the foot 86 and the arm 87c of the second cross element 81d, the plate 39 on the support beam 34, the arm 87d, the foot 86 and the arm 87b of the first cross element 81a and the Plate 38 on the beam 33. All these eight pages are of equal length.
- the wall sides 80a, 80b, 80c, 80d, 80e, 80f, 80g and 80h are created.
- 5 to 7 show another embodiment for an electrostatic filter according to the invention.
- 5 shows the essential elements in an oblique plan view a tube 8d with sections of adjacent tubes.
- the support beam 33 and the support beam 34 are indicated schematically.
- the plates 38 and 39 which form the longitudinal walls and pass through several tubes 8d etc., hang on this support beam.
- Between the support beams 33 and 34 are transverse beams 82, the upper edge of which is flush with the upper edge of the support beams 33 and 34 and which each bridge the entire distance between the two adjacent support beams.
- Wall plates 95 are formed in one piece with the crossbars 82. These are thus perpendicular to the plates 38 and 39.
- FIG. 7 shows the shape of the crossbars 82 with the wall plates 95 more clearly.
- profiles 91 and 94 are welded to the plates 38 and 39, which form an angle 92 with two legs 93.
- the ends of the legs that go vertically are welded to the plates 38 and 39.
- the angle 92 is approximately 90 °.
- the legs 93 thus enclose an angle of 45 ° with the plates 38 and 39.
- the two profiles 91 and 94 are welded and arranged opposite one another and symmetrically projecting from one another by the two plates 38 and 39.
- the wall plates 95 which are fastened to the crossbeams 82, can then be suspended exactly between the vertices at the angles 92 of the profiles 91 and 94.
- vertically continuous grooves 96 are provided on the outer sides of the profiles 91 and 94, respectively.
- the wall plate 95 can be inserted into this from above.
- the crossbars 82 are then supported on the top of the profiles 91 and 94 and protrude above them.
- For stabilization entanglement elements 97 can be provided there.
- the tube 8d is formed with an octagonal cross section.
- the eight sides are formed in each case by sections of the plates 38 and 39, by the wall plates 95 which hang from or are formed in one piece with two adjacent crossbars 82 and in each case by four legs 93 of four different profiles 91 and 94; two each, which are assigned to a crossbar 82.
- the legs which are not required in each case for delimiting the octagonal tube 8d are used for delimiting different neighboring tubes in each case.
Landscapes
- Electrostatic Separation (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Elektrofilter aus Kunststoff und/oder Metall, insbesondere aus Blei, als Röhrenfilter mit achsparallel zueinander verlaufenden Röhren mit polygonalem Querschnitt und mit axial verlaufenden Sprühelektroden in jeder Röhre, wobei die Wandungen der Röhren als Niederschlagselektroden wirken und die unmittelbar nebeneinanderliegenden Wandungen benachbarter Röhren jeweils fluchten und eine Reihe von parallel verlaufenden und gleichmäßig beabstandeten Trägerbalken vorgesehen ist, die sich über die gesamte Breite des Elektrofilters erstrecken und die Wandungen tragen.
- Unter einem Elektrofilter versteht man ganz allgemein eine Einrichtung, mit deren Hilfe es möglich ist, feste und flüssige Schwebeteilchen aus dem Trägergas mit Hilfe einer künstlichen elektrischen Aufladung abzuscheiden. Die aufgeladenen Schwebeteilchen wandern zur Niederschlagselektrode und werden dann mechanisch aus dem Filter entfernt. Elektrofilter werden auch als Elektroabscheider bezeichnet.
- Derartige Elektrofilter bestehen im allgemeinen aus Sprühelektroden, die elektrisch aufgeladen werden, und aus Wandungen in der Umgebung der Sprühelektroden, die als Niederschlagselektroden wirken. Diese Sprühelektroden können beispielsweise drahtförmig sein.
- Als einfachste Form sind sog. offene Gassen bekannt, d.h. zwei zueinander parallele Platten, zwischen denen in gleichmäßigen Abständen mittig parallel zueinander die Sprühelektroden verlaufen. Aufgrund der inhomogenen Felder ist die Filterwirkung nur sehr unbefriedigend, insbesondere im Bereich zwischen den drahtförmigen Sprühelektroden.
- Als Verbesserung sind sog. Quadratgassen eingeführt worden. Bei diesen werden zusätzlich zwischen den parallelen Platten senkrecht zu diesen verlaufende Zwischenwände eingeführt, die den Raum zwischen den Platten in lange Röhren mit quadratischem Querschnitt unterteilen. In jeder Röhre verläuft eine drahtförmige Sprühelektrode möglichst axial. Üblicherweise verlaufen die Sprühelektroden und Röhren vertikal, um das Aufsteigen oder Fallen des Trägergases beim Abscheiden nutzen zu können.
- Problematisch bei den Quadratgassen ist, daß die Ecken der Quadrate verhältnismäßig weit von den Sprühelektroden entfernt sind. Dies beeinträchtigt die Filterwirkung. Auch bei Anwendung von Sonder- oder Spezialelektroden können an den Ecken verhältnismäßig ungereinigte Trägergasströme hindurchtreten. Bei diesen Spezialelektroden sind z.B. am axial verlaufenden Draht Vorsprünge oder Seitenzweige vorgesehen, um die Ecken etwas besser zu erreichen. Derartige Spezialelektroden sind beispielsweise in der EP 0 163 047 A2 beschrieben.
- Günstiger als quadratische sind dagegen kreiszylindrische Röhrenanordnungen. Diese haben jedoch den erheblichen Nachteil, daß nur eine Seite der Röhrenwandung als Abscheidefläche wirksam ist. Bei den vorbeschriebenen Quadratgassen dagegen dient jede Wandung als Begrenzung für zwei benachbarte Röhren, wodurch es zu einer erheblichen Material- und Platzeinsparung kommt. Das ist von besonderem Interesse bei Filtern aus Stahl oder Blei, die beispielsweise bei der Naßreinigung von SO₂-Gasen in der Schwelfelsäureindustrie Verwendung finden. Dies gilt insbesondere bei der nachgeschalteten nassen Gasreinigung in der Erzaufbereitung mit schwefelhaltigen Metallerzen, etwa Pyrriten. Bleifilter oder Filter aus Massivstahl mit Bleiüberzug sind jedoch sehr schwer, so daß schon von daher auf die Verwendung von möglichst wenig Material geachtet werden sollte.
- Materialsparende Lösungen ergeben sich beispielsweise aus der DE 26 41 114 B2 oder der DE-AS 10 01 240, welche jeweils Wabenfilter mit im Querschnitt sechseckigen Röhren beschreiben. Diese Filter besitzen den Vorteil einer größeren Homogenität des elektrischen Feldes gegenüber Quadratgassenfiltern, dennoch kann jede Wandung für jeweils zwei benachbarte Röhren Verwendung finden.
- Diese Wabenfilter mit im Querschnitt sechseckigen Röhren haben sich daher gut bewährt und durchgesetzt, allerdings nur in Kunststoff in einer Bauart, in der auf eine Aufhängung verzichtet werden kann, weil die die Röhrenwandungen bildenden Platten über die ganze Länge der entstehenden Knotenpunkte miteinander verbunden sind.
- Diese sechseckigen Röhren haben jedoch einen Nachteil, der sich wiederum gerade bei Elektrofiltern aus schweren Materialien bemerkbar macht. Diese, insbesondere aus Blei, benötigen Platten, die sich nicht mehr selbst tragen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die entstehenden Röhren mitunter Größenordnungen von mehr als 5 m Länge erreichen. Günstig wäre es daher, wenn die Platten, die die Wandungen bilden, in stabilen Trägern aufgehängt werden könnten. Bei einem Wabenfilter ist es jedoch nicht möglich, durchgehende, stabile Träger vorzusehen, da die Platten jeweils von Ecke zu Ecke um 120° verschwenkt werden und sozusagen im Zickzack verlaufen.
- Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Elektrofilter vorzuschlagen, das eine möglichst gute Filterwirkung zeigt und dennoch mit durchgehenden Trägern ausgerüstet werden kann.
- Mit anderen Worten, es soll eine stabile Konzeption vorgeschlagen werden, die die Filterwirkung gegenüber den Quadratgassen verbessert, ohne die Nachteile der Sechseck-Wabenfilter in Kauf zu nehmen.
- Diese Aufgabe wird bei einem eingangs beschriebenen Elektrofilter dadurch gelöst, daß die Wandungen jeweils Röhren mit einem achteckigen Querschnitt bilden.
- Ein solches Elektrofilter ist ein Gassenfilter. Eine Reihe paralleler Platten kann jeweils an durchgehenden Trägern aufgehängt werden. Trotzdem wird ein gegenüber dem Quadratgassenfilter besserer Filtergrad erreicht, da die Röhren jeweils einen achteckigen Querschnitt besitzen. Die Seitenflächen und Ecken sind daher wesentlich gleichmäßiger von den axial verlaufenden Sprühelektroden beabstandet, so daß sich keine Winkel und Ecken bilden können, in denen ungereinigte Partikelströme fließen können.
- Von den acht Seiten fluchten vier mit den vier Röhren, die der gerade betrachteten Röhre benachbart sind. Die gleichen vier Seiten gehören zu Wandungen, die die betrachtete Röhre mit benachbarten Röhren gemeinsam hat.
- Die verbleibenden Seiten schneiden jeweils die Ecken ab.
- Ungefähr 50% der Wandungsflächen werden also jeweils doppelt von benachbarten Röhren als Abscheideflächen genutzt, die Homogenität des elektrischen Feldes entspricht praktisch der von Röhren mit kreisförmigem Querschnitt, und es ist möglich, durchgehende Träger zu verwenden. Diese Vorteile wiegen die gemeinsame Ausnutzung aller Wandungsflächen bei Wabenfiltern mit sechseckigem Querschnitt mehr als auf.
- Besonders bevorzugt ist es, wenn die Röhren im Querschnitt regelmäßige Achtecke sind. Dadurch wird eine größtmögliche Homogenität erzielt. Alternativ können auch die Wandungen, die jeweils mit benachbarten Röhren gemeinsam sind, etwas länger sein als die übrigen, wodurch der Anteil gemeinsamer Wandungen über die 50%-Marke ansteigt, allerdings die Gleichmäßigkeit des elektrischen Feldes etwas sinkt.
- Eine besonders stabile Konstruktion ergibt sich, wenn senkrecht zu der Reihe der Trägerbalken Querbalken vorgesehen sind, an denen Profile befestigt sind, die die nicht parallel zu den Trägerbalken verlaufenden Wandungen der Röhren bilden.
- Dies wird noch gefördert, wenn außerdem die Balken mit den Röhren zugekehrten Flanschausladungen versehen sind, die dem stirnseitigen Verlauf der Rohrwandungsprofile folgen. Diese Flanschausladungen sperren dabei zugleich im Elektrofilter diejenigen Schächte ab, die sich zwischen den achteckigen Querschnitten der verschiedenen Röhren bilden. Dadurch wird besonders einfach und sicher verhindert, daß durch diese Schächte etwa ungereinigte Gase gelangen können.
- Günstig ist es dabei, wenn die Profile im Querschnitt ein an seinem Fußpunkt gespiegeltes Y mit senkrechtem Fuß bilden. Der Querschnitt besteht also aus einer Strecke, von deren beiden Endpunkten aus zwei Arme symmetrisch schräg nach außen weisen. Werden derartige Profile in eine Gasse eingesetzt, so bildet sich jeweils zwischen zwei benachbarten Profilen, die voneinander beabstandet eingesetzt werden, ein Achteck.
- Schließen die Arme des Y mit dem Fuß außerdem einen Winkel von 135° ein, so kann bei richtiger Dimensionierung der Abstände automatisch ein regelmäßiges Achteck als Querschnitt der Röhren erreicht werden.
- Eine baulich besonders interessante Alternative bzw. bevorzugte Ausführungsform entsteht, wenn an den parallel zu den Trägerbalken verlaufenden Wandungen der Röhren vertikal verlaufende Profile befestigt sind, die einen Winkel mit zwei Schenkeln bilden, wobei beide Schenkel an der Wandung befestigt sind, während der Scheitelpunkt zur benachbarten Wandung ragt. An der benachbarten Wandung ist dann ein entsprechendes Profil symmetrisch angeordnet und zwischen die Scheitelpunkte zweier einander gegenüberliegender Profile ist eine quer zu den trägerparallelen Wandungen angeordnete Wandungsplatte eingesetzt.
- An die durchgehenden Längsplatten kann dadurch direkt in den gleichmäßigen Abständen, die durch die beabsichtigten Abmessungen des Elektrofilters gegeben sind, von vornherein jeweils das Winkelprofil angeschweißt werden. Nach dem Aufstellen kann dann von oben her zwischen die beiden Scheitelpunkte die die Querseite bildende Wandungsplatte eingesetzt werden, wozu im Bereich der Scheitelpunktaußenseite eine entsprechende Nut oder andersartige Vorsprünge vorgesehen werden.
- Um die Symmetrie zu erhalten, ist es bevorzugt, wenn der Winkel des Profils 90° beträgt, wodurch das entstehende Achteck regelmäßig ausgebildet wird.
- Die Platte kann mit dem Querbalken einstückig ausgeführt werden. Dann kann von oben bei der Montage der Querbalken mitsamt der Platte zwischen die beiden Scheitelpunkte eingeführt werden.
- Diese Konstruktion ist baulich und von der Montage her besonders einfach und daher verhältnismäßig kostengünstig sowie darüber hinaus auch besonders stabil, da die einzelnen Teile miteinander verschränkt werden.
- Ein besonderer Vorteil der Achteckfilter gegenüber den Wabenfiltern besteht neben der leichten Montage in der Reparaturfreundlichkeit. Alle Einbauten für das Achteckfilter können vor Ort nach Art eines Puzzels leicht zusammengesetzt werden.
- Ist bei einem Sechseckwabenfilter eine Gasse defekt, so muß die gesamte Gasse dieses Filters geschlossen werden und fällt damit aus. Bei mehreren defekten Gassen führt das dazu, daß der gesamte Filter oder zumindest ein großer Teil des Filters komplett als geschlossenes Paket ersetzt werden muß. Bei dem erfindungsgemäßen Achteckfilter dagegen muß im Falle einer Reparatur nur der jeweils betroffene Teil ausgewechselt werden; dies macht sich insbesondere bei den bevorzugten Ausführungsformen mit den an Quer balken befestigten Profilen bemerkbar. In dem betroffenen Filter muß lediglich der entsprechende Querbalken mit den an ihm hängenden Platten herausgezogen und ausgetauscht werden. Der Rest des Filters muß nicht berührt werden.
- Im folgenden werden anhand der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzelnen erläutert.
- Es zeigen:
- Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Röhrenfilters schräg von oben,
- Fig. 2 eine Draufsicht auf Fig. 1,
- Fig. 3 eine Ansicht schräg von oben auf ein erfindungsgemäßes Profil,
- Fig. 4 einen Schnitt durch Fig. 3,
- Fig. 5 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform schräg von oben,
- Fig. 6 einen Schnitt durch Fig. 5 und
- Fig. 7 eine Draufsicht auf ein Element aus Fig. 6.
- Insbesondere aus den Fig. 1 und 2 ist der Aufbau des erfindungsgemäßen Elektrofilters zu erkennen. Dabei sind in beiden Figuren nichteinheitliche Elektrofilter dargestellt, sondern vielmehr in jeder Zeichnung drei Gassen: eine herkömmliche, nur aus zwei parallel verlaufenden Platten bestehende erste Gasse 11, eine verbesserte sog. Quadratgasse 12 aus Röhren mit quadratischem Querschnitt und eine dritte erfindungsgemäße Gasse 13 aus Röhren mit achteckigem Querschnitt.
- Besonders bevorzugt würde man erfindungsgemäß das Elektrofilter nur aus Röhren mit achteckigem Querschnitt aufbauen.
- Die Problematik bei Elektrofiltern und der mit der Erfindung erzielte Vorteil wird aus der Darstellung in Fig. 2 besonders deutlich. Zu erkennen sind Sprühelektroden 21, von denen der Deutlichkeit halber in jeder Gasse nur eine oder zwei dargestellt sind. Die Wandungen der jeweiligen Gassen bzw. Röhren wirken als Niederschlagselektroden 22. Zwischen den Sprühelektroden 21 und den Niederschlagselektroden 22 bilden sich elektrische Felder 23, deren Linienverlauf angedeutet ist.
- Zu erkennen ist, daß in dem herkömmlichen reinen Gassenfilter aus zwei parallelen Platten sich ein sehr inhomogenes Feld aufbaut. In dem Bereich zwischen zwei Sprühelektroden bilden sich Bereiche mit nur geringem Feldeinfluß und damit unbefriedigender Filterwirkung.
- In der mittleren sog. Quadratgasse 12 mit den Röhren 4a,4b,4c mit dem quadratischen Querschnitt ist kein quasi feldfreier Raum zwischen den Sprühelektroden 21 mehr gegeben; jedoch liegen nach wie vor Inhomogenitäten vor, speziell im Vergleich der Ecken des quadratischen Querschnittes mit den mittleren Bereichen der Seiten.
- Eine beträchtliche Verbesserung der Homogenität des elektrischen Feldes 23 und damit auch der Filterwirkung des Elektrofilters wird dagegen in der dritten Gasse 13 in den Röhren 8a,8b,8c mit dem achteckigen Querschnitt erzielt. Das elektrische Feld 23 ist praktisch homogen, da der Querschnitt sich einem kreisförmigen Querschnitt bereits sehr angenähert hat.
- Zwar sind jetzt feldfreie, für das Filter nicht mehr nutzbare Ecken 28 vorhanden, dieser Nachteil wird jedoch durch die verbesserte Homogenität mehr als aufgehoben. Im Verhältnis zum Quadrat würden etwa 17% der nutzbaren Querschnittsfläche verlorengehen.
- Zugleich wird deutlich, daß genau die Hälfte der Wandungsfläche, nämlich vier der acht Seiten des Achtecks, gleichzeitig als Niederschlagselektroden für jeweils zwei benachbarte Röhren dienen, etwa für die Röhren 8a und 8b oder 8b und 8c. Bei einem räumlich in jeder Richtung fortgesetzten erfindungsgemäßen Elektrofilter würde sich dies auch nach oben bzw. unten in Fig.2 weiter erstrecken.
- Der Aufbau von Elektrofiltern, insbesondere aus Blei, weist Trägerbalken auf, von denen im Beispiel der Fig. 1 und 2 die Trägerbalken 31,32,33,34 zu erkennen sind. Sie sind parallel und gleichmäßig voneinander beabstandet und laufen über die gesamte Breite des Elektrofilters durch. Die Figuren zeigen hier nur einen Ausschnitt. Diese Trägerbalken 31 bis 34 tragen den größten Teil der Wandungen, nämlich Platten 36,37, 38 und 39. Diese Platten bestehen etwa aus Blei oder aus Stahl mit einem Bleimantel. Da sich an ihnen die aggressiven und korrosiven Bestandteile des zu filternden Gases oder Fluides absetzen sollen, müssen sie gegen diese Bestandteile resistent sein. Das hohe Gewicht der Platten 36 bis 39 bedingt eine entsprechende Stabilität der Trägerbalken 31 bis 34. Diese Stabilität ist bei im Zickzack verlaufenden oder jeweils um 120° verschwenkten Trägerbalken nur schwer erzielbar.
- In den Fig. 1 und 2 gehören die Trägerbalken 31 bis 34 jeweils zu den unterschiedlichen Ausführungsformen des Filters. Die Platten 36 bis 39 werden aber auch dann eingesetzt, wenn das gesamte Elektrofilter aus Röhren 8 mit achteckigem Querschnitt besteht.
- Während sich bei der Gasse 11 als einziges die Sprühelektroden 21 zwischen den beiden Platten 36 und 37 befinden (vgl. Fig.2), werden bei der Quadratgasse 12 zwischen den beiden Trägern 32 und 33 zusätzlich Querelemente 41a,41b und 41c eingesetzt. Diese Querelemente 41 besitzen jeweils einen Querbalken 42, der sich auf den Trägerbalken 32 und 33 abstützt und senkrecht zu diesen verläuft. An den Querbalken 42 hängen plattenförmige Profile 43. Diese plattenförmigen Profile 43 bilden gemeinsam mit den Platten 37 und 38 jeweils die Röhren 4a,4b und 4c mit quadratischem Querschnitt. Auch die plattenförmigen Profile 43 bestehen aus dem Material der Platten 36 bis 39 und sind entsprechend schwer. Die Querbalken 42 müssen daher ebenfalls stabil sein. Auch das Gewicht dieser Querbalken 42 mit den an ihnen hängenden plattenförmigen Profilen 43 muß durch die Trägerbalken 32 und 33 aufgenommen und getragen werden.
- Die dritte Gasse 13 mit den Röhren 8a,8b und 8c mit dem achteckigen Querschnitt wird zwischen den Platten 38 und 39 an den Trägerbalken 33 und 34 gebildet. Zwischen diesen Trägerbalken 33 und 34 befinden sich die Querelemente 81a,81b und 81c. Diese Querelemente besitzen jeweils einen Querbalken 82, der sich auf den Trägerbalken 33 und 34 abstützt und an dem Profile 83 befestigt sind. Auch diese Profile 83 bestehen aus dem Material der Platten 38 und 39. Sie sind jedoch nicht reinflächig-plattenförmig, sondern sie bestehen aus einem speziellen Profil, das insbesondere aus den Fig. 3 und 4 deutlich wird.
- Insbesondere aus Fig. 4 wird der Querschnitt dieser Profile deutlich. Sie bestehen aus einem an seinem Fußpunkt 85 gespiegelten Y mit senkrechtem Fuß. Das Y besitzt dabei jeweils einen Fuß 86a bzw. gespiegelt 86b und je zwei Arme 87a und 87b bzw. 87c und 87d. Zwischen den Armen besteht jeweils ein Winkel von 90° und damit zwischen jedem Arm und einem Fuß ein Winkel von 135°. Der Fuß 86a des Y bildet mit seinem Spiegelbild 86b eine gerade Linie.
- Die Arme 87 sind alle gleich lang; die gleiche Länge besitzt der aus dem Fuß 86a und seinem Spiegelbild 86b bestehende Mittelteil zwischen den Verzweigungspunkten der Arme.
- Aus Fig. 3 ist zu erkennen, daß an den stirnseitigen Enden des Profils 83 Flanschausladungen 84 angebracht sind. Diese entsprechen dem stirnseitigen Verlauf und erhöhen die Festigkeit und Stabilität der Querelemente 81. An den Flanschausladungen schließt sich der Querbalken 82 an.
- Das gesamte Querelement 81 wird mit seinem Querbalken 82 auf den beiden Trägerbalken 33 und 34 aufgelagert und abgestützt. Zwei einander benachbarte Querelemente 81 werden dabei in einem solchen Abstand angeordnet, daß sich zwischen ihnen unter Berücksichtigung der Platten 38 Und 39 eine Röhre 8 mit achteckigem Querschnitt ausbildet. Die acht Seiten des Achtecks werden gebildet im Uhrzeigersinn von dem Arm 87a, dem Fuß 86 und dem Arm 87c des zweiten Querlementes 81d, der Platte 39 am Trägerbalken 34, dem Arm 87d, dem Fuß 86 und dem Arm 87b des ersten Querelementes 81a und der Platte 38 am Trägerbalken 33. Alle diese acht Seiten sind gleich lang. Es entstehen die Wandungsseiten 80a,80b,80c,80d,80e,80f,80g und 80h.
- Die Fig. 5 bis 7 zeigen eine andere Ausführungsform für ein erfindungsgemäßes Elektrofilter. Fig. 5 zeigt dabei in schräger Draufsicht die wesentlichen Elemente einer Röhre 8d mit Abschnitten benachbarter Röhren.
- Zu erkennen ist wiederum der Trägerbalken 33 sowie schematisch angedeutet der Trägerbalken 34. An diesen Trägerbalken hängen die Platten 38 und 39, die die Längswände bilden und über mehrere Röhren 8d usw. durchgehen. Zwischen den Trägerbalken 33 und 34 befinden sich Querbalken 82, deren Oberkante mit der Oberkante der Trägerbalken 33 und 34 abschließt und die jeweils den gesamten Abstand zwischen den beiden benachbarten Trägerbalken überbrücken.
- Einstückig mit den Querbalken 82 sind Wandungsplatten 95 ausgebildet. Diese stehen somit senkrecht auf den Platten 38 und 39. Fig. 7 zeigt deutlicher die Form der Querbalken 82 mit den Wandungsplatten 95.
- Vor dem Einsetzen dieser Wandungsplatten 95 werden an den Platten 38 und 39 Profile 91 bzw. 94 angeschweißt, die einen Winkel 92 mit zwei Schenkeln 93 bilden. Die Enden der Schenkel, die vertikal durchgehen, werden an den Platten 38 und 39 angeschweißt. Der Winkel 92 beträgt etwa 90°. Damit schließen die Schenkel 93 mit den Platten 38 und 39 jeweils Winkel von 45° ein. Die beiden Profile 91 und 94 werden einander gegenüberliegend und symmetrisch aufeinander zu ragend von den beiden Platten 38 und 39 an diesen angeschweißt und angeordnet. Genau zwischen die Scheitelpunkte an den Winkeln 92 der Profile 91 bzw. 94 können dann die Wandungsplatten 95, die an den Querbalken 82 befestigt sind, eingehängt werden. Zu diesem Zweck sind auf den Außenseiten der Profile 91 bzw. 94 jeweils vertikal durchgehende Nuten 96 vorgesehen. In diese kann von oben die Wandungsplatte 95 eingeschoben werden. Die Querbalken 82 stützen sich dann oben auf den Profilen 91 bzw. 94 ab und überragen diese. Zur Stabili sierung können dort noch Verschränkungselemente 97 vorgesehen werden.
- Auch bei dieser Ausbildungsform wird die Röhre 8d mit achteckigem Querschnitt ausgebildet. Die acht Seiten werden gebildet jeweils von Abschnitten der Platten 38 und 39, von den Wandungsplatten 95, die an zwei benachbarten Querbalken 82 hängen bzw. mit diesen einstückig ausgebildet sind und jeweils von vier Schenkeln 93 von vier unterschiedlichen Profilen 91 bzw. 94; jeweils zwei, die einem Querbalken 82 zugeordnet sind. Die jeweils nicht zur Begrenzung der achteckigen Röhre 8d benötigten Schenkel finden zur Begrenzung jeweils unterschiedlicher benachbarter Röhren Verwendung.
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