EP0447436A1 - Vorrichtung zum elektrostatischen abscheiden von festen teilchen und aerosolen aus gasen - Google Patents

Vorrichtung zum elektrostatischen abscheiden von festen teilchen und aerosolen aus gasen

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EP0447436A1
EP0447436A1 EP19900900185 EP90900185A EP0447436A1 EP 0447436 A1 EP0447436 A1 EP 0447436A1 EP 19900900185 EP19900900185 EP 19900900185 EP 90900185 A EP90900185 A EP 90900185A EP 0447436 A1 EP0447436 A1 EP 0447436A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plates
gas
wires
ionization
ionization wires
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19900900185
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthaeus Siebenhofer
Gerhard Malischnig
Werner Reichmann
Heimo Maier
Erhard Veiter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Radex Heraklith Industriebeteiligungs AG
Original Assignee
Radex Heraklith Industriebeteiligungs AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Radex Heraklith Industriebeteiligungs AG filed Critical Radex Heraklith Industriebeteiligungs AG
Publication of EP0447436A1 publication Critical patent/EP0447436A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/01—Pretreatment of the gases prior to electrostatic precipitation
    • B03C3/014—Addition of water; Heat exchange, e.g. by condensation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/45—Collecting-electrodes
    • B03C3/53—Liquid, or liquid-film, electrodes

Definitions

  • the invention relates to a device for separating solid particles and aerosols from gases.
  • Various wet and dry electrostatic filters are known in order to separate small solid particles and aerosols from gaseous or aerosol-like substances, in particular exhaust gases.
  • the invention relates to such a device for wet separation.
  • an electrical wet filter is known, in which the gas is first passed through an ionizing device which consists of several, positively charged metal wires, which run vertically and are arranged at a distance from one another, between which are also charged wire-shaped counter electrodes are arranged.
  • the gas passes from the ionizing device into the electrostatic field of a filter which consists of a group of parallel plate electrodes, one plate alternately connected to the positive pole of a voltage source, while the other plate in between is connected to the negative pole.
  • the plate electrodes are made of glass and are surrounded by a water film, the actual electrode being formed by the conductive water film.
  • the plates are rinsed via pipes which are arranged in the vicinity of the upper edge of the plates and in which nozzle holes are formed, so that the water jets from the pipes obliquely downwards to the side surfaces of the glass plates on their upper edge in torrents of numerous fine rays are directed.
  • the known electrostatic filter has various disadvantages. Because the ionizing device lies in front of the actual separating plates, there is a risk that ionized solid particles predominantly attach to the front edges of the plates in the gas supply direction, the edges in particular not being completely flushed due to the described spraying of the plates via nozzles that it cannot always be ensured that the solid particles are immediately and completely carried away with the washing liquid. In addition, there is a risk that the water film at the plate edges will tear off due to the horizontal injection of the exhaust gas to be treated, whereby the degree of separation is further deteriorated. At the same time there is a risk of short circuits.
  • a so-called tubular filter is known from FR-A-25 75 675, the inner wall of which is flushed over the entire surface via a water reservoir arranged on the circumference, but in which there is only very small separation area and thus a low specific gas throughput rate with a high outlay on equipment.
  • the object of the present invention is to provide a wet ionization washer which enables a high gas throughput rate and a high degree of separation of solid particles from the gases or aerosols passed through, with the least possible outlay on equipment.
  • the invention is based on the knowledge that this can be achieved with a device which consists of a plurality of plates which are arranged parallel to one another and at a distance and are connected as electrodes with a specific charge and are continuously and completely flushed with a washing liquid the ionization wires run in the interspaces between adjacent plates, which have a different charge compared to the plates.
  • the solid particles introduced into the spaces between the plates with the gas flow are provided with a charge corresponding to the ionization wires in the area between the plates and then attracted directly by the plates connected as counterelectrodes, where they are quickly washed with a washing liquid due to the full surface area and be completely removed together with the solid particles into a collecting basin for discharging the washing liquid.
  • the arrangement of the ionization wires between the individual plates ensures that the charged solid particles move in a targeted manner via the shortest route to the plate electrodes and cannot adhere to edges or non-washed surface sections.
  • the device according to the invention is characterized in detail by the features of claim 1.
  • the ionization wires vertically between the plates, this preferably being done in such a way that the wires lie in an (imaginary) vertical plane with one another.
  • the gas supply is preferably horizontal and the wires are then arranged on the end section facing the gas supply between the plates, so that the ionization of the solid particles takes place uniformly and immediately after the gas flow between the plates.
  • a washing liquid which preferably has its own electrical conductivity, (from top to bottom) with distributor channels which are open at the top and directly on the upper edge of each plate to be ordered.
  • the washing liquid then runs over the edge of the troughs, first over the outer surface of the troughs and then over the entire length of the plates evenly and over the entire surface of their surface.
  • the channels can have a greater width than the plates.
  • Auc-h in the case of a gas supply in countercurrent prevents the liquid film from detaching, since the lower edges of the plates are always rinsed over the entire length / width and new water is constantly being added from above.
  • an advantageous embodiment provides for the wires to be arranged at an angle of less than 90 ° to the horizontal between adjacent plates. This has the advantage that any water droplets that should deposit on the toning wires (also called spray wires) are immediately drained towards the lower-lying end, so that there is a risk of Short circuit between adjacent plates with the same charge is reliably prevented.
  • the inclination of the spray wires to the horizontal is preferably between 10 and 30 degrees.
  • a more or less high voltage can be applied to the spray wires.
  • the distance between the plates and the applied voltage will depend on the quality and quantity of the gas / aerosol to be cleaned. If the voltage is correspondingly high, a single “spray plane” made of spray wires will suffice, that is to say that only one ionization wire then runs between adjacent plates. If a lower energy has to be selected or in order to further improve the degree of separation, it is proposed in a further alternative to arrange several "spraying levels" between the plates. A plurality of spray wires then run between adjacent plates at a distance from one another, whereby adjacent spray wires between adjacent plates are in turn preferably arranged in one plane. The individual "spray levels" can be connected together or separately to a voltage source.
  • the distribution channels described above on the upper edges of the plates, over the edge of which the washing liquid runs onto the plates, have the advantage that dispersions can also be used for washing.
  • the device according to the invention thus has a further advantage over the electrical filter known from DE-A-31 52 216, in which the washing liquid is sprayed onto the plates via nozzles because these nozzles can easily become blocked when dispersions are used.
  • the distribution channel can consist of a tube that is cut open on the top.
  • the distribution channel can be designed with a weir for easy distribution of the flushing liquid. In order to achieve large separation areas in particular, it is proposed to arrange separation aids between the washed plates and at a sufficient distance from the spray wires, which are wetted by the washing liquid.
  • aqueous solutions of acidic or basic electrolytes, surfactant-containing solutions or polyelectrolytes can be used as the washing liquid.
  • the evaporative cooler is a kind of high-performance absorber and can consist of a spray washer or a fixed bed which is sprayed with a washing liquid.
  • the gas / aerosol is cooled down to the dew point.
  • Coarser solid particles are already separated. Solid particles in aerosol form are passed through the fixed bed or the spray scrubber and then preferably separated in countercurrent through the subsequent wet ionization scrubber of the type described above.
  • This alternative essentially represents a two-stage process, which is particularly advantageous in the case of heavily polluted exhaust gases and tar-like, acidic, basic and salt-like aerosols from exhaust gases.
  • the overall device then preferably consists of a vertical tower with a first spray level through which the exhaust gas is first passed before it reaches the wet ionization washer. It can the washing liquid from the wet ionization washer can be used again in the upstream spray stage; however, it is also possible to design the spray washer with a separate feed device for a washing liquid and to separate the washing liquid from the wet ionization wash.
  • the evaporative cooler is formed by a fixed bed, it can consist, for example, of a packed bed or an ordered packing, for example a woven packing.
  • FIG. 1 a side view - partly in section - of a first embodiment of a wet electrostatic filter
  • FIG. 2 a perspective view of the assignment of separating plates and spray wires of the device according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a side view of a second embodiment of a wet ionization scrubber with a high-performance absorber connected upstream
  • FIG. 4 an alternative assignment of the spray wires to the separating plates in the device according to FIG. 3.
  • the device according to FIG. 1 comprises a cylinder-shaped housing 10 with a rectangular cross-section which merges at both ends via a cone 12 into a feed pipe 14 or an outlet pipe 16 for the exhaust gas to be cleaned.
  • a fan 18 for conveying the exhaust gas G through the device (the housing 10) is arranged.
  • a plurality of vertically aligned plates 20 are arranged in parallel and at a distance from one another in the housing 10.
  • the plates 20 are connected to one another via spacers.
  • the plate spacing is the same in each case and an ionization wire (spray wire) 22 runs between adjacent plates 20 such that the spray wires 22 lie one below the other within an (imaginary) plane.
  • the vertically running spray wires 22 are - as can be seen in FIG. 1 - arranged at the gas inlet end of the plates 20 at a distance behind the front end faces 20a.
  • the spray wires 22 each run at the same distance between adjacent plates 20 and protrude above the plates 20 upwards and downwards, where they are fastened on horizontally running clamping brackets 24 (FIG. 2), which are insulated from the outside by insulators 26 are.
  • the plates 20 are flat and free of notches.
  • a distributor channel 28 is arranged in each case on the upper edge 20 b of each plate 20, a distributor channel 28 is arranged. It can be designed as a weir that tapers conically to the plate edge 20b; FIG. 2 shows a form in which the distributor channel 28 is formed by a tube which is firmly connected to the associated plate 20. The diameter of the pipe 28 is greater than the thickness of the associated plate 20, so that the distribution channel 28 slightly extends beyond the plate 20 on both sides.
  • the channel 28 is open at the top and is fed via a feed direction (not shown) with a washing liquid which overflows on both sides over the edges of the channel 28 at a given time and then along the outer wall of the channel 28 onto the outer surfaces of the plate 20 reached, which is flushed over the entire surface and evenly.
  • a feed direction not shown
  • these sections can be covered with a reinforced rinse water film. This design feature takes into account in particular the increased pollutant separation at the front end section of the plates 20 in the gas supply direction.
  • the plates 20 on the one hand and the spray wires 22 on the other hand must be provided with a different charge.
  • the spray wires 22 are positive and the plates 20 are charged negatively, or the plates 20 form the earth potential, for which purpose a voltage source (not shown) is used.
  • the fine particles which are contained in the gas which is blown into the housing 10 via the gas inlet connector 14 are then charged up (here: positive) when they pass the spray wires 22 and are then applied by the plates 20 which act as counter electrodes ⁇ moved where they encounter the continuous water film and are immediately and completely discharged down with it.
  • the bottom 30 of the housing has openings, not shown in detail, through which the washing liquid reaches a collecting basin 32.
  • the flushing water stream containing the solid particles then preferably passes through a clarifier.
  • FIG. 3 another embodiment of the device is shown, which is angeor net here in the upper part of a tower 34.
  • the device consists of a plurality of water-rinsed plates 20 which are arranged in parallel and at a distance from one another and which are suspended from a support structure 36 on the upper side. Above each plate there is a rinsing channel 28 analogous to FIGS. 1, 2. The water feed is schematically identified by 38.
  • a spray wire 22 runs between two adjacent plates 20, which, however, in contrast to the exemplary embodiment according to FIGS. 1, 2, is arranged horizontally, specifically in the region of the lower end section of the plates 20.
  • the spray wires 22 become at their ends , which each protrude from the plates 20, stretched over bows 40, which are insulated from earth by insulators.
  • These spray wires 22 are arranged so that they lie in an (imaginary) horizontal plane.
  • an evaporative cooling zone 42 is arranged in the tower 34, which extends over the entire cross section of the tower 34 and is designed here as a countercurrent spray washer.
  • a spray head 44 is arranged in the center of the tower 34 and is supplied with a separate wash water stream 48 via a line 46.
  • the spray liquid 44 is sprayed in a star shape over the entire cross-sectional area of the evaporative cooler 42, which consists of a gas-permeable plastic network.
  • the exhaust gas / aerosol is conveyed through the tower 34 via a blower via an inlet connection 14 located at the lower end of the tower 34 and then passes through the tower 34 from bottom to top.
  • the exhaust gas first passes through the evaporative cooler 42, where a first separation of coarse particles takes place.
  • the coarser particles are taken up by the sprayed-on washing liquid and, owing to the gravitation with the washing water flow, are returned to the bottom area of the tower 34 against the gas direction G and discharged laterally via an outlet 50 below the gas inlet connection 14.
  • the exhaust gas which has already been conditioned in this way, flows further upwards under the action of the fan and then reaches the actual wet ionization washer, in which the particulate gas constituents first ionize in the area of the first spray level (spray wires 22) and then by separation on the flushing water film flowing off the plates the way described above are deposited.
  • the gas cleaned further flows through the tower 34 upwards until it reaches the region of the second spray level (spray wires 22a), where any solid particles still remaining in the gas are removed in the same way
  • the separation effect of the system described is particularly high, because the described distribution channels ensure that the plates 20 are completely flushed and the fine particles separated in the area of the spray levels always reach the counterelectrodes (plates 20) by the shortest route and with the Flushing water flow are carried away.
  • the gas is therefore conducted in countercurrent to the flushing liquid.
  • the device according to FIGS. 1, 2 works in a so-called cross flow, that is to say the gas is guided through the ionization device (plates 20, spray wires 22) perpendicular to the flow direction of the washing liquid.
  • these can also, as shown in FIG. 4, be arranged at an angle alpha to the horizontal.
  • This embodiment has the advantage that water droplets, which may deposit on the spray wires 22, 22a, are led to the lower end of the spray wire and thus away from the actual ionization device, as a result of which the risk of a short circuit between the spray wires 22 and the adjacent plates 20 can be prevented.
  • the distance between the plates depends on the voltage applied to the spray wires 22, 22a, taking into account the limited dielectric strength of the non-heated insulators used in the ionizing device, which preferably results in working voltages of up to + 20 kV or - 20 kV when treating moist gases . Accordingly, depending on the gas to be treated, plate spacings of 15 to 60 mm are preferred.
  • the panels themselves can be made of practically any material and are usually grounded. In any case, the board material should be easily wettable and resistant to the respective area of application. Furthermore, the plates should have the smoothest possible surface in order to prevent the washing liquid from tearing off.

Description

Vorrichtung zum elektrostatischen Abscheiden von festen Teilchen und Aerosolen aus Gasen.
B e s c h r e i b u n q
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von festen Teilchen und Aerosolen aus Gasen.
Es sind verschiedene Naß- und Trocken-Elektrofilter bekannt um kleine feste Teilchen und Aerosole aus gas- oder aeroso förmig vorliegenden Stoffen, insbesondere Abgasen, abzu¬ scheiden. Die Erfindung betrifft eine solche Vorrichtung zur Naßabscheidun .
Aus der DE-A 31 52 216 ist ein elektrischer Naßfilter bekannt, bei dem das Gas zunächst durch eine Ionisier- einrichtunq qeleitet wird, die aus mehreren, vertikal verlaufenden und im Abstnad zueinander angeordneten, positiv qeladenen Metalldrähten besteht, zwischen denen neqativ geladene, ebenfalls drahtförmige Gegenelektroden anqeordnet sind. Das Gas gelangt aus der lonisiereinrichtung in das elektro¬ statische Feld eines Filters, der aus einer Gruppe von parallelen Plattenelektroden besteht, wobei abwechselnd eine Platte mit dem positiven Pol einer Spannungsquelle verbunden ist, während die jeweils dazwischenliegende andere Platte mit dem negativen Pol verbunden ist.
Die Plattenclektroden bestehen aus Glas und werden von einem Wasserfilm umspült, wobei die eigentliche Elektrode durch den leitfähigen Wasserfilm gebildet wird. Die Be¬ spülung der Platten erfolgt über Rohre, die in der Nähe des oberen Randes der Platten angeordnet sind und in denen Düsenlöcher ausgebildet sind, so daß die Wasserstrahlen von den Rohren schräg nach unten zu den Seitenflächen der Glasplatten auf deren oberen Rand in Torrn von zahl reichen feinen Strahlen gerichtet sind.
Der bekannte Elektrofilter weist verschiedene Nachteile auf. Dadurch, daß die lonisiereinrichtung vor den eigent¬ lichen Abscheideplatten liegt, besteht die Gefahr, daß ionisierte Feststoffteilchen sich überwiegend an den in Gaszuführrichtung vorderen Kanten der Platten anlagern, wobei insbesondere die Kanten aufgrund der beschriebenen Besprühung der Platten über Düsen nicht vollflächig bespült sind, so daß nicht immer sichergestellt werden kann, daß die Feststoffteilchen sofort und vollständig mit der Wasch¬ flüssigkeit weggeführt werden. Außerdem besteht die Gefahr, daß durch die horizontale Eindüsung des zu behandelnden Abgases der Wasserfilm an den Plattenkanten abreißt, wo¬ durch der Abscheidegrad weiter verschlechtert wird. Dabei besteht gleichzeitig die Gefahr von Kurzschlüssen. Aus der FR-A-25 75 675 ist ein sogenannter Rohrfilter bekannt, dessen Innenwand zwar über ein umfangsseitig angeordnetes Wasserreservoir vollflächig bespült wird, bei dem sich jedoch nur sehr geringe Abscheideflächen und damit eine geringe spezifische Gasdurchsatzleistung bei gleichzeitig hohem apparativem Aufwand ergibt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Naß-Ionisationswäscher zur Verfügung zu stellen, der mit möglichst geringem apparativen Aufwand eine hohe Gasdurchsatzleistung und einen hohen Abscheidegrad von festen Teilchen aus den hindurchgeführten Gasen oder Aero¬ solen ermöglicht.
Die Erfindung steht unter der Erkenntnis, daß dies mit einer Vorrichtung erreicht werden kann, die aus mehreren, parallel zueinander und im Abstand angeordneten, als Elek¬ troden mit einer bestimmten Ladung geschalteten Platten besteht, die kontinuierlich und vollflächig mit einer Waschflüssigkeit bespült werden, bei der in den Zwischen¬ räumen zwischen benachbarten Platten Ionisationsdrähte verlaufen, die eine unterschiedliche Ladung gegenüber den Platten besitzen. Hierdurch werden die mit dem Gasstrom in die Zwischenräume zwischen den Platten eingebrachten festen Teilchen im Bereich zwischen den Platten mit einer den Ionisationsdrähten entsprechenden Ladung versehen und anschließend unmittelbar von den als Gegenelektroden geschalteten Platten angezogen, wo sie aufgrund der voll¬ flächigen Bespϋlung mit einer Waschflüssigkeit schnell und vollständig in ein Sammelbecken zum Austrag der Wasch¬ flüssigkeit gemeinsam mit den festen Teilchen abgeführt werden . Durch die' Anordnung der Ionisationsdrähte zwischen den einzelnen Platten wird sichergestellt, daß die aufgeladenen festen Teilchen sich gezielt auf dem kürzesten Wege zu den Plattenelektroden bewegen und nicht an Kanten oder nicht bespülten Flächenabschnitten anhaften können.
Hierdurch wird bei hoher Gasdurchsatzleistung ein hoher Abscheidegrad ermöglicht, der durch den gewählten Abstand der Platten sowie die angelegte Spannung einstellbar ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch die Merkmale des Anspruches 1 im einzelnen gekennzeichnet.
Nach einer ersten Ausführungsform wird vorgeschlagen, die Ionisationsdrähte vertikal zwischen den Platten anzu¬ ordnen, wobei dies vorzugsweise so erfolgt, daß die Drähte zueinander in einer (gedachten) vertikalen Ebene liegen. Hierbei erfolgt die Gaszuführung vorzugsweise horizontal und die Drähte sind dann an dem der Gaszuführung zugewandten Endabschπitt zwischen den Platten angeordnet, so daß die Ionisierung der Feststoffteilchen gleichmäßig und unmittel¬ bar nach Eintritt des Gasstromes zwischen die Platten erfolgt.
Insbesondere bei einem hohen Gasdurchsatz könnte auch hier die Gefahr bestehen, daß der Wasserfilm auf den Plat- tenelektrodeπ am gaseintrittsseitigen Ende stellenweise abreißt. Aufgrund der Anordnung der Drähte zwischen den Platten hat dies bei der erfinduπgsge äßen Vorrichtung zwar nicht den Nachteil, daß größere Mengen an Feststoff¬ teilchen sich auf dem nicht bespülten Bereich der Platten abscheiden; die Erfindung schlägt jedoch in einer bevor- zuqten Ausführunqsform gleichermaßen vor, die Ionisations¬ drähte horizontal zwischen den vertikal ausgerichteten Platten anzuordnen und das Gas dann im Gleich- oder Gegen¬ strom mit der Waschflüssigkeit durch die Zwischenräume zwischen den Platten zu führen.
In diesem Zusammenhang wird gleichzeitig vorgeschlagen, die Einrichtung zur kontinuierlichen und vollflächigen Besoülunq der Platten mit einer Waschflüssigkeit, die vorzugsweise eine eigene elektrische Leitfähigkeit besitzt, (von oben nach unten) mit Verteilerrinnen auszubilden, die oben offen sind und unmittelbar auf dem oberen Rand jeder Platte angeordnet werden. Die Waschflüssigkeit läuft dann über den Rand der Rinnen zunächst über die Außenfläche der Rinnen und dann über die gesamte Länge der Platten gleichmäßig und vollflächig über deren Oberfläche. Die Rinnen können eine größere Breite als die Platten aufweisen.
Auc-h bei einer Gaszuführung im Gegenstrom wird ein Ablösen des Flüssigkeitsfilms ausgeschlossen, da die Unterkanten der Platten stets über die gesamte Länge/Breite bespült werden und von oben immer wieder neues Wasser nachgeführt wird .
Hierbei sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor, die Drähte unter einem Winkel kleiner 90° zur Horizontalen zwischen benachbarten Platten anzuordnen. Dies hat den Vorteil, daß etwaige Wassertröpfchen, die sich auf den Tonisationsdrähten (die auch Sprühdrähte genannt werden) abscheiden sollten, sofort in Richtung auf das tiefer- lieqende Ende abgeleitet werden, so daß die Gefahr eines Kurzschlusses zwischen benachbarten Platten mit gleicher Ladung sicher verhindert wird. Vorzugsweise beträgt die Neigung der Sprühdrähte zur Horizontalen zwischen 10 und 30 Grad.
Je nachdem, welchen Abstand die Platten zueinander auf¬ weisen, kann eine mehr oder weniger hohe Spannung an die Sprühdrähte angelegt werden. Im einzelnen wird sich der Plattenabstand und die angelegte Spannung nach der Qualität und Quantität des zu reinigenden Gases/Aerosols richten. Bei entsprechend hoher Spannung wird eine einzige "Sprühebene" aus Sprühdrähteπ ausreichen, das heißt, zwischen benach¬ barten Platten verläuft dann jeweils nur ein Ionisations¬ draht. Sofern eine geringere Energie gewählt werden muß oder um den Abscheidegrad noch weiter zu verbessern, wird in einer weiteren Alternative vorgeschlagen, mehrere "Sprüh¬ ebenen" zwischen den Platten anzuordnen. Zwischen benach¬ barten Platten verlaufen dann mehrere Sprühdrähte im Ab¬ stand zueinander, wobei benachbarte Sprühdrähte zwischen benachbarten Platten wiederum vorzugsweise jeweils in einer Ebene angeordnet werden. Dabei können die einzelnen "Sprühebenen" gemeinsam oder getrennt an eine Spannuπgs- quelle angeschlossen werden.
Die oben beschriebenen Verteilerrinnen auf den Oberkanten der Platten, über deren Rand die Waschflüssigkeit auf die Platten läuft, haben den Vorteil, daß zur Bespülung auch Dispersionen verwendet werden können. Die erfindungs¬ gemäße Vorrichtung weist damit einen weiteren Vorteil gegenüber dem aus der DE-A-31 52 216 bekannten elektrischen Filter auf, bei dem die Waschflüssigkeit über Düsen auf die Platten gespritzt wird, weil diese Düsen bei Verwendung von Dispersionen leicht verstopfen können. Die Verteilerrinne kann aus einem Rohr bestehen, das auf der Oberseite aufgeschnitten ist. Zur leichmäß gen Ver¬ teilung der Spülflüssigkeit kann die Verteilerrinne mit einem Wehr ausgebildet sein. Insbesondere zur Erzielung großer Abscheideflächen wird vorgeschlagen, zwischen den bespülten Platten und in ausreichendem Abstand zu den Sprühdrähten Abscheidehilfen anzuordnen, die von der Waschflüssigkeit benetzt werden.
Als Waschflüssigkeit können beispielsweise wäßrige Lösungen saurer oder basischer Elektrolyte, tensidhaltige Lösungen oder Polyelektrolyte verwendet werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, der Vorrichtung einen Ver¬ dampfungskühler vorzuschalten, durch den das Gas/Aerosol hindurchgeführt wird. Der Verdampfungskühler stellt eine Art Hochleistungsabsorber dar und kann aus einem Sprüh¬ wäscher oder einem Festbett bestehen, das mit einer Wasch¬ flüssigkeit besprüht wird. Hier wird das Gas/Aerosol bis auf den Taupunkt abgekühlt. Dabei werden gröbere Fest- steffteilchen bereits abgeschieden. Aerosolförmig vorlie¬ gende Feststoffteilchen werden durch das Festbett oder den Sprühwäscher geleitet und dann vorzugsweise im Gegen¬ strom durch den sich anschließenden Naßionisationswäscher der vorstehend beschriebenen Art abgeschieden. Diese Alter¬ native stellt quasi ein zweistufiges Verfahren dar, das insbesondere bei stark belasteten Abgasen sowie teerartigen, sauren, basischen und salzartigen Aerosolen aus Abgasen vorteilhaft ist. Die Gesamtvorrichtuπg besteht dann vorzugs weise aus einem vertikalen Turm mit einer ersten Sprüh¬ ebene, durch die das Abgas zunächst hindurchgeleitet wird, bevor es in den Naßionisationswäscher gelangt. Dabei kann die Waschflüssigkeit aus dem Naßionisationswäscher in der vorgeschalteten Sprühstufe erneut genutzt werden; ebenso ist es aber auch möglich, den Sprühwäscher mit einer separaten Zuführeinrichtung für eine Waschflüssigkeit auszubilden und die Waschflüssigkeit aus dem Naßionisationε- wäschex getrennt abzuziehen.
Wird der Verdampfungskühler von einem Festbett gebildet, so kann dieser beispielsweise aus einer Füllkörperschüttung oder einer geordneten Packung, zum Beispiel einer Gewebe¬ packung, bestehen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merk¬ malen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungs- uπterlagen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier Ausführungs¬ beispiele näher erläutert. Dabei zeigen in stark schema¬ tisierter Darstellung
Figur 1: eine Seitenansicht - teilweise auf eschnitten - einer ersten Ausführungsform eines Naß-Elektro- filters ,
Figur 2: eine perspektivische Ansicht auf die Zuordnung von Abscheideplatten und Sprühdrähten der Vorrich¬ tung nach Figur 1 ,
Figur 3: eine Seitenansicht auf eine zweite Ausführungsform eines Naß-Ionisationswäschers mit vorgeschaltetem Hochleistungsabsorber,
Figur 4: eine alternative Zuordnung der Sprühdrähte zu den Abscheideplatten bei der Vorrichtung nach Fi ur 3. Die Vorrichtung nach Figur 1 umfaßt ein zylinderför iges Gehäuse 10 mit rechteckigem Querschni t, das an beiden Enden jeweils über einen Konus 12 in einen Zuführs utzen 14 beziehungsweise einen Auslaßstutzen 16 für das zu rei¬ nigende Abgas übergeht. Im Einlaßstutzeπ 14 ist ein Gebläs 18 zur Förderung des Abgases G durch die Vorrichtung (das Gehäuse 10) angeordnet.
Im mittleren Teil (zwischen den Konen 12) sind im Gehäuse 10 eine Vielzahl von vertikal ausgerichteten Platten 20 parallel und im Abstand zueinander angeordnet. Die Platten 20 sind über Distanzhalter miteinander verbunden. Der Plattenabstand ist jeweils gleich und zwischen benachbarten Platten 20 verläuft jeweils ein Ionisationsdraht (Sprüh¬ draht) 22 derart, daß die Sprühdrähte 22 untereinander innerhalb einer (gedachten) Ebene liegen. Die vertikal verlaufenden Sprühdrähte 22 sind - wie Figur 1 zu entnehmen ist - am gaseinlaßseitigen Ende der Platten 20 mit Abstand hinter den vorderen Stirnflächen 20a angeordnet. Die Sprüh¬ drähte 22 verlaufen jeweils mit gleichem Abstand zwischen be-nachbarten Platten 20 und überragen die Platten 20 nach oben und unten, wo sie auf horizontal verlaufenden Spann¬ bügeln 24 (Figur 2) befestigt sind, die außenseitig durch Isolatoren 26 gegen Masse isoliert sind.
Die Platten 20 sind plan und frei von Kerben. Jeweils auf der oberen Kante 20b jeder Platte 20 ist eine Verteiler rinne 28 angeordnet. Sie kann als konisch zur Plattenkante 20b sich verjüngendes Wehr ausgebildet sein; in Figur 2 ist eine Form dargestellt, bei der die Verteilerrinne 28 von eine Rohr gebildet wird, das mit der zugehörigen Platte 20 fest verbunden ist. Der Durchmesser des Rohres 28 ist größer als die Dicke der zugehörigen Platte 20, so daß die Verteilerrinne 28 die Platte 20 beidseitig etwas überragt. Die Rinne 28 ist oben offen und wird über eine (nicht dargestellte) Zuführrichtung mit einer Wasch¬ flüssigkeit gespeist, die beidseitig über die Ränder der Rinne 28 zu gegebener Zeit überläuft und entlang der Außen¬ wand der Rinne 28 dann auf die Außenflächen der Platte 20 gelangt, die auf diese Weise vollflächig und gleichmäßig bespült wird. Sowohl durch eine Änderung der Steigung über die Länge als auch durch Ausbildung einer Kerbe guer zur Rinne oder durch Aufsetzen eines verschiebbaren Ringes auf das der lonisiereinrichtung zugewandte Ende können diese Abschnitte mit einem verstärkten Spülwasserfilm belegt werden. Dieses Konstruktionsmerkmal berücksichtigt besonders die erhöhte Schadstoffabscheidung an dem in Gaszuführrichtung vorderen Endabschnitt der Platten 20.
Um überhaupt eine Abscheidung zu erhalten, müssen die Platten 20 einerseits und die Sprühdrähte 22 andererseits mit einer unterschiedlichen Ladung versehen werden. In dem- in den Figuren 1, 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Sprühdrähte 22 positiv und die Platten 20 negativ geladen, beziehungsweise die Platten 20 bilden das Erd¬ potential, wozu eine (nicht dargestellte) Spannungsguelle dient. Die Feinteilchen, die in dem Gas enthalten sind, das über den Gaseinlaßstutzen 14 in das Gehäuse 10 ein¬ geblasen wird, werden dann beim Vorbeiführen an den Sprüh¬ drähten 22 aufgeladen (hier: positiv) und anschließend von den als Gegenelektroden wirkenden Platten 20 ange¬ zogen, wo sie auf den kontinuierlichen Wasserfilm stoßen und mit diesem unmittelbar und vollständig nach unten abgeführt werden. Zu diesem Zweck weist der Boden 30 des Gehäuses im einzelnen nicht dargestellte Öffnungen auf, über die die Waschflüssigkeit in ein Sammelbecken 32 gelangt. Vorzugsweise durchläuft der die Feststoffteilchen enthaltende Spülwasserstrom anschließend ein Klärbecken.
In Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtun dargestellt, die hier im oberen Teil eines Turms 34 angeor net ist. Analog dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1, 2 besteht die Vorrichtung aus mehreren, parallel und im Abstand zueinander angeordneten, wasserbespülten Platte 20, die oberseitig an einer Tragkonstruktion 36 aufgehängt sind. Oberhalb jeder Platte verläuft jeweils eine Spülrinn 28 analog den Figuren 1, 2. Die Wassereinspeisung ist schematisch mit 38 gekennzeichnet.
Auch hier verläuft jeweils zwischen zwei benachbarten Platten 20 ein Sprühdraht 22, der jedoch im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1, 2 horizonta angeordnet ist, und zwar im Bereich des unteren Endab¬ schnittes der Platten 20. Die Sprühdrähte 22 werden an ihren Enden, die die Platten 20 jeweils überragen, über Bü-qel 40 gespannt, die durch Isolatoren gegen Masse iso¬ liert sind.
Diese Sprühdrähte 22 sind so angeordnet, daß sie in einer (gedachten) horizontalen Ebene liegen.
Wie Figur 3 zeigt, sind außer den Sprühdrähten 22 zwischen den oberen Endabschnitten der Platten 20 weitere Sprϋh- drähte 22a auf analoge Weise wie die Sprühdrähte 22 ange¬ ordnet, woraus sich eine zweite Sprüh-/Ionisationsebene ergibt . In einem bestimmten Abstand unterhalb der vorstehend be¬ schriebenen Vorrichtung ist in dem Turm 34 eine Verdampfungs kühlzone 42 angeordnet, die sich über den gesamten Quer¬ schnitt des Turms 34 erstreckt und hier als Gegenstromsprüh- wäscher ausgebildet ist. Oberhalb der Verdampfungskühlzone 42 ist mittig im Turm 34 ein Sprühkopf 44 angeordnet, der über eine Leitung 46 mit einem getrennten Waschwasser¬ strom 48 versorqt wird. Über den Sprühkopf 44 wird die Waschflüssigkeit sternförmig über die gesamte Querschnitts¬ fläche des Verdampfungskühlers 42 versprüht, der aus einem gasdurchlässigen Kunststoff-Netzwerk besteht.
Die Funktionsweise dieser Anlage ist wie folgt:
Über einen am unteren Ende des Turms 34 befindlichen Ein¬ laßstutzen 14 wird das Abgas/Aerosol über ein Gebläse durch den Turm 34 gefördert und durchläuft den Turm 34 danach von unten nach oben. Auf diesem Wege durchläuft das Abgas zunächst den Verdampfungskühler 42, wo eine erste Abscheidung von Grobteilchen erfolgt. Die gröberen Teilchen werden von der aufgesprühten Waschflüssigkeit aufgenommen und aufgrund der Gravitation mit dem Wasch¬ wasserstrom entgegen der Gasrichtung G in den Bodenbereich des Turms 34 zurückgeführt und über einen Auslaß 50 unter¬ halb des Gaseinlaßstutzens 14 seitlich ausgetragen.
Das so bereits vorkonditionierte Abgas strömt unter der Wirkung des Gebläses weiter nach oben und gelangt dann in den eigentlichen Naßionisationswäscher, in dem die partikelförmigen Gasbestandteile zunächst im Bereich der ersten Sprühebene (Sprühdrähte 22) ionisiert und anschließe durch Abscheidung auf dem von den Platten abfließenden Spülwasserfilm auf die zuvor beschriebene Art und Weise abgeschieden werden. Das so weiter gereinigte Gas durchströmt den Turm 34 weite nach oben, bis es in den Bereich der zweiten Sprühebene (Sprühdrähte 22a) gelangt, wo etwaig noch im Gas verbliebe Feststoffteilchen auf gleiche Art und Weise entfernt werde
Während das gereinigte Abgas die Vorrichtung anschließend nach oben verläßt und über den Gasauslaßstutzen 16 am oberen Ende des Turms 34 abgezogen wird, werden die auf den Platten 20 beziehungsweise dem Spülwπsserfilm abgeschie denen Feinstteilchen über den Spülwasserstrom nach unten ausgetragen, der durch den Verdampfungskühler 42 zum Aus¬ laß 50 geführt wird, an den sich eine Klärstufe anschließt.
Die Abscheidewirkung der beschriebenen Anlage ist besonders hoch, weil über die beschriebenen Verteilerrinnen eine vollflächige Bespülung der Platten 20 gewährleistet wird und die im Bereich der Sprühebenen abgeschiedenen Feinst¬ teilchen so stets auf kürzestem Wege an die Gegenelektro¬ den (Platten 20) gelangen und mit dem Spülwasserstrom weggeführt werden. Es wird hier also das Gas im Gegeπstrom zur Spülflüssigkeit geführt. Ebenso wäre es aber auch möglich, Gas und Spülflüssigkeit im Gleichstrom zu führen. Im Gegensatz dazu arbeitet die Vorrichtung nach den Figu¬ ren 1, 2 im sogenannten Kreuzstrom, das heißt, das Gas wird senkrecht zur Strömungsrichtung der Waschflüssigkeit durch die Ionisationseinrichtung (Platten 20, Sprühdrähte 22) geführt.
Anstelle der horizontalen Anordnung der Sprühdrähte 22, 22a können diese auch, wie in Figur 4 dargestellt, unter einem Winkel Alpha zur Horizontalen angeordnet werden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß Wassertröpfchen, die sich gegebenenfalls auf den Sprühdrähten 22, 22a ab¬ scheiden, zum tiefergelegenen Ende des Sprühdrahtes und damit aus der eigentlichen Ionisationseinrichtung weggeführ werden, wodurch die Gefahr eines Kurzschlusses zwischen den Sprühdrähten 22 und den benachbarten Platten 20 verhin¬ dert werden kann.
Im übrigen entspricht die Befestigung und Ladung der Sprüh¬ drähte der, wie vorstehend beschrieben.
Der Plattenabstand richtet sich nach der an die Sprüh¬ drähte 22, 22a angelegten Spannung, wobei unter Berück¬ sichtigung der begrenzten Durchschlagsfestigkeit der in der lonisiereinrichtung eingesetzten, nicht beheizten Isolatoren bei der Behandlung feuchter Gase vorzugsweise Arbeitsspannungen bis + 20 kV beziehungsweise - 20 kV resultieren. Dementsprechend sind in Abhängigkeit von dem zu behandelnden Gas Plattenabstände von 15 bis 60 mm bevorzugt. Die Platten selbst können praktisch aus jedem beliebigen Material bestehen und sind in der Regel qererdet. Auf jeden Fall sollte der Plattenwerkstoff gut benetzbar und für das jeweilige Einsatzgebiet resistent sein. Weiterhin sollen die Platten eine möglichst glatte Oberfläche aufweisen, um einen Abriß der Spülflüssigkeit zu verhindern.

Claims

A n s p r ü c h e :
1. Vorrichtung zum Abscheiden von festen Teilchen und Aerosolen aus Gasen mit folgenden Merkmalen:
1.1 mehreren, parallel zueinander im Abstand angeord¬ neten Platten (20) ,
1.2 mindestens einem zwischen benachbarten Platten (20) verlaufenden Ionisationsdraht (22, 22a) ,
1.3 wobei die Platten (20) eine unterschiedliche La¬ dung gegenüber den Ionisationsdrähten (22, 22a) aufweisen ,
1.4 einem Gebläse (18) zum Hindurchführen des Gases/ Aerosols über die Ionisationsdrähte (22, 22a) und durch die Zwischenräume zwischen den Platten (20) ,
1.5 einer Einrichtung (28) zur kontinuierlichen und vollflächigen Bespülung der Platten (20) mit einer Waschflüssigkeit von oben nach unten und
1.6 einem Sammelbecken (32) zum Austrag der Waschflüs sigkeit aus der Vorrichtung.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ionisations¬ drähte (22) vertikal zwischen den Platten (20) ange¬ ordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ionisations¬ drähte (22, 22a) horizontal zwischen den Platten (20) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ionisations¬ drähte (22, 22a) unter einem Winkel kleiner 90° zur Horizontalen zwischen den Platten (20) angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, v/obei die Ionisationsdrähte (22, 22a) an dem, der Gaszu¬ führung zugewandten Endabschnitt zwischen den Plat¬ ten (20) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Ionisationsdrähte (22, 22a) so angeordnet sind,
- daß sie in einer (gedachten) Ebene zueinander ver¬ laufen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei zwischen benachbarten Platten (20) jeweils mehrere Ionisationsdrähte (22, 22a) im Abstand zueinander und benachbarte Ionisationsdrähte (22, 22a) zwischen benachbarten Platten (20) jeweils in einer (gedachten) Ebene zueinander angeordnet sind.
8'. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüch 5 bis 7, wobei das Gebläse (18) so angeordnet ist, daß eine horizontale Zuführung des Gases/Aerosols in die Zwischenräume zwischen den Platten erfolgt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das Gebläse (18) so angeordnet ist, daß eine verti¬ kale Zuführung des Gases/Aerosols in die Zwischen¬ räume zwischen den Platten (20) im Gleich- oder Gegenstrom zur Fließrichtung der Waschflüssigkeit auf den Platten (20) erfolgt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Einrichtung (28) aus mehreren, nach oben offene Verteilerrinnen für die Spülflüssigkeit besteht, wobei jeweils über einer Platte (20) eine Verteiler rinne (28) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Verteiler rinnen (28) auf den Oberkanten (20b) der zugehöri¬ gen Platten (20) bündig montiert sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Vorrichtung ein Verdampfungskühler (42) vorgeschaltet ist, durch den das Gas/Aerosol hin¬ durchgeleitet wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Verdampfungs kühler (42) aus e'inem Sprühwäscher oder einem Fest¬ bett besteht.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Verdampfungskühler (42) mit einer separaten Zuführ¬ einrichtung (48, 46, 44) für eine Waschflüssigkeit ausgebildet ist.
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