EP0576069A1 - Verfahren zum Führen der Spannung UF eines elektrostatischen Abscheiders an der Durchschlagsgrenze - Google Patents

Verfahren zum Führen der Spannung UF eines elektrostatischen Abscheiders an der Durchschlagsgrenze Download PDF

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EP0576069A1
EP0576069A1 EP93201715A EP93201715A EP0576069A1 EP 0576069 A1 EP0576069 A1 EP 0576069A1 EP 93201715 A EP93201715 A EP 93201715A EP 93201715 A EP93201715 A EP 93201715A EP 0576069 A1 EP0576069 A1 EP 0576069A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
time
voltage
time interval
breakdown
realized
Prior art date
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Granted
Application number
EP93201715A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0576069B1 (de
Inventor
Helmut Schummer
Heinrich Böcker
Ralph Hundertmark
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GEA Group AG
Original Assignee
Metallgesellschaft AG
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Publication date
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Publication of EP0576069B1 publication Critical patent/EP0576069B1/de
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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
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/66—Applications of electricity supply techniques
    • B03C3/68—Control systems therefor

Definitions

  • the invention relates to a method for guiding the voltage U F of an electrostatic precipitator at the breakdown limit.
  • German patent application P 4111673.9 describes a method for determining the optimal number of breakdowns per unit time Ds n in an electrostatic precipitator.
  • a certain number of breakdowns per time unit Ds i is specified in n successive steps and the voltage Ui established is determined, the individual values of the breakdown voltage Ui D being determined as a function of time t.
  • German patent application P 4142501.4 describes a method for setting the target voltage UZ F after a breakdown in an electrostatic precipitator, in which the filter voltage U F is gradually increased up to the respective breakdown voltage Uj D by specifying several ignition angles ⁇ i j.
  • the filter voltage U F j is set to 70 to 85% of the target voltage UZ F j is gradually increased by a controller.
  • EP-PS 0030657 describes a method for automatically guiding the voltage of an electrostatic precipitator at the breakdown limit by increasing the filter voltage as a function of time until it breaks down and then reducing it as a function of breakdown. In this method it is provided to continuously scan the breakdown limit in a time-dependent manner, driving as close as possible to the breakdown limit and at the same time keeping the number of breakdowns required for driving at this limit within predetermined limits.
  • the invention has for its object to provide a method for guiding the voltage U F of an electrostatic precipitator at the breakdown limit, in which the breakdown limit is scanned depending on the process taking into account the course of the breakdown voltage curve.
  • Dry and wet electrostatic precipitators can be used as electrostatic separators. After a breakdown, the voltage of the electrostatic precipitator drops to a lower limit, the residual voltage U R.
  • the target voltage UZ F is to be understood as the voltage which is then set in the electrostatic separator based on the residual voltage U R.
  • the target voltage UZ F is generally 80 to 99% of the breakdown voltage of the immediately preceding breakdown.
  • the target voltage UZ F can be determined by a person skilled in the art on the basis of his experience or can be determined using the method for setting the target voltage UZ F , which is described in German patent application P 4142501.4.
  • the optimal number of breakdowns per unit time Ds n is to be understood as the number of breakdowns per unit time, the default of which is the greatest efficiency of the electrostatic precipitator.
  • the optimum number of discharges per unit of time Ds n for example, determined by the method for determining the optimum number of discharges per unit of time Ds n, which is described in the German patent application P 4111673.9.
  • the time interval ⁇ t n is to be understood as the time interval at the end of which the subsequent operating time t B ends.
  • the process according to the invention can be used to scan the breakdown limit depending on the process, so that fluctuations in the exhaust gas with regard to the temperature and concentration of the pollutants are taken into account.
  • Fig. 1 shows the breakdown voltage and the voltage U F of the electrostatic precipitator as a function of time t.
  • Fig. 2 shows a falling breakdown voltage and the voltage U F of the electrostatic precipitator as a function of time t.
  • FIG. 3 shows a simplified illustration of FIG. 1.
  • Example 4 shows the course of the breakdown voltage curve and the voltage U F of the electrostatic precipitator as a function of the time t according to Example 1.
  • Example 5 shows the course of the breakdown voltage curve and the voltage U F of the electrostatic precipitator as a function of the time t according to Example 2.
  • a subsequent operating time t B becomes a predetermined optimal number of breakdowns per time unit Ds n , the subsequent operating time t B being divided into n time intervals ⁇ t i .
  • the aim is that a breakdown occurs in every time interval ⁇ t i .
  • the target voltage UZ F is maintained until there is a first breakdown D1, as shown in Fig. 1. Then the voltage U F suddenly drops to a residual voltage U R.
  • the voltage U F (2) of the electrostatic precipitator is increased to a newly determined target voltage Z 1 and kept at the target voltage Z 1 until a second breakdown D 2 occurs.
  • the voltage U F (2) of the electrostatic precipitator drops again to the residual voltage U R , the voltage U F (2) of the electrostatic precipitator is then raised to a newly determined target voltage Z 2.
  • ⁇ t1 and ⁇ t2 each two breakdowns D1 and D2 have been set, which corresponds to a relatively optimal course of the voltage U F (2) of the electrostatic precipitator.
  • the slope of the breakdown voltage curve (1) shown is equal to 0 or less than 0.
  • the individual designations Z i for the target voltages Z i set again during the operating time t B were not entered in FIG. 2 for reasons of clarity.
  • the voltage U F (2) of the electrostatic precipitator suddenly drops from the set target voltage U F at the first breakdown D 1 to the residual voltage U R.
  • the voltage U F (2) of the electrostatic precipitator is raised to a new target voltage Z 1 and kept constant until the second breakdown D 2 occurs.
  • there are three breakthroughs D2 to D4 within the second time interval ⁇ t2 so that after the time T2 of the second time interval ⁇ t2 a total of four breakthroughs have been realized, but only two time intervals of the operating time t B have expired.
  • the third time interval ⁇ t3 must be increased in comparison to the time intervals ⁇ t1 and ⁇ t2 of the same size, where: An extension of the time interval ⁇ t3 is necessary because the number of breakthroughs D * 2 realized in the second time interval ⁇ t2 is to be given as 3, that is to say neither assumes the value 1 nor the value 0.
  • FIG. 3 the course of the breakdown voltage curve (1) and the voltage U F (2) of the electrostatic precipitator as a function of time t according to FIG. 1 is shown in a simplified manner, the sudden drop in voltage to the residual voltage U R not for reasons of clarity were entered. 3 was also chosen for FIGS. 4 to 6, which relate to the examples described below.
  • the procedure for carrying the voltage U F of an electrostatic precipitator at the breakdown limit is as follows: After setting a determined target voltage UZ F after a breakdown in the electrostatic separator, the electrostatic separator is operated during an operating time t B which is determined from a previously determined optimal number of breakdowns per unit time Ds n .
  • the operating time t B is divided into n time intervals ⁇ t i , the size of which is selected so that the previously determined optimal number of breakdowns per unit time Ds n can be realized. In practice, this requires a course of the breakdown voltage curve, which was also used as a basis for determining the optimal number of breakdowns per unit time Ds n .
  • the course of the breakdown voltage curve can change, so that a corresponding process-dependent correction must be made by changing the individual time intervals ⁇ t i .
  • the first time interval ⁇ t 1 is always set as the reciprocal of the optimal number of breakthroughs per unit time Ds n .
  • a time interval is selected as the second time interval .DELTA.t2, which is identical to the first time interval .DELTA.t1, as shown in FIGS. 1 and 3.
  • a time interval must be selected as the second time interval ⁇ t 2 that is greater than the first time interval ⁇ t 1.
  • Such a case is shown in Fig. 2 for the time intervals ⁇ t2 and ⁇ t3.
  • an optimal number of breakthroughs per unit time Ds n is determined and a new subsequent operating time t B is determined therefrom, which is also divided into n time intervals ⁇ t i .
  • the case may occur that the optimal number of breakdowns D is realized before the last time interval ⁇ t n has elapsed. This can be done for example in the third time interval ⁇ t3 or in the fourth time interval ⁇ t ⁇ . Furthermore, there may be a situation where the optimum number of carbon copies D is exceeded before the last time interval .DELTA.t n has elapsed. In both cases, the optimal number of breakthroughs per unit time Ds n can no longer be realized, so that the method before the end of the subsequent operating time t B is terminated immediately after one of these two cases. The method is then started again in a corresponding manner on the basis of a newly determined number of breakthroughs per time unit DS n .
  • Ds n 10/300 sec.
  • the operating time t B is 300 seconds.
  • D * 1 0.
  • the voltage U F is therefore increased up to the breakdown limit, so that it becomes process independent Punch comes.
  • D * 1 0, 30 seconds are also set for the second time interval ⁇ t 2.
  • the third time interval ⁇ t3 must be chosen larger than the second time interval ⁇ t2.
  • the following applies to the time interval ⁇ t3: In the third time interval ⁇ t3 8 breakdowns are realized, so that: D * 3 8.
  • the optimal number of carbon breakdowns D of 30 has already been achieved.
  • the fourth time interval ⁇ t4 is not the time interval ⁇ t n .
  • the optimal number of breakthroughs D was realized before the start of the time interval ⁇ t n , and that the optimal number of breakthroughs per unit time Ds n can no longer be achieved.
  • the method must therefore be interrupted and restarted before the subsequent operating time t B of 300 seconds.
  • T N when the optimum number of carbon breakdowns D of 30 has already been realized in the fourth time interval ⁇ t4, an optimal number of carbon breakdowns per unit time Ds n is again determined and the resulting further operating time t B is determined.
  • Table 2 gives more information regarding the times and the number of breakthroughs.
  • the course of the breakdown voltage curve (1) for the time intervals ⁇ t1 to ⁇ t5 according to Example 3 is shown in Fig. 6.

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  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

Verfahren zum Führen der Spannung UF eines elektrostatischen Abscheiders an der Durchschlagsgrenze. Bei diesem Verfahren wird ausgehend von einer optimalen Anzahl von Druchschlägen pro Zeiteinheit Dsn und einer eingestellten Zielspannung UZF eine anschließende Betriebszeit tB ermittelt, die in n Zeitintervalle Δti aufgeteilt wird, wobei gilt: <IMAGE> Die Spannung UF wird unmittelbar nach Ablauf des jeweiligen Zeitintervalls Δti bis zur Durchschlagsgrenze erhöht, wenn gilt: D*i = 0. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Führen der Spannung UF eines elektrostatischen Abscheiders an der Durchschlagsgrenze.
  • Verfahren zur Optimierung der Abscheidung von Schadstoffen in eletrostatischen Abscheidern sind bekannt. In der deutschen Patentanmeldung P 4111673.9 wird ein Verfahren zur Bestimmung der optimalen Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn in einem elektrostatischen Abscheider beschrieben. Bei diesem Verfahren wird in n aufeinanderfolgenden Schritten jeweils eine bestimmte Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsi vorgegeben und die sich einstellende Spannung Ui ermittelt, wobei die einzelnen Werte der Durchschlagsspannung UiD als Funktion der Zeit t bestimmt werden. Für i = 1 bis n werden die Werte
    Figure imgb0001
    ermittelt, und die Werte Vhi jeweils zweier aufeinanderfolgender Schritte werden miteinander verglichen, wobei dieser Vergleich zur Wahl der Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit in den darauffolgenden Schritten herangezogen wird.
  • In der deutschen Patentanmeldung P 4142501.4 wird ein Verfahren zur Einstellung der Zielspannung UZF nach einem Durchschlag in einem elektrostatischen Abscheider beschrieben, bei dem die Filterspannung UF durch Vorgabe mehrerer Zündwinkel αij bis zur jeweiligen Durchlagsspannung UjD stufenweise erhöht wird. Die jeweiligen Maximalwerte UiFj der Filterspannung UFj der einzelnen Stufen i werden in den einzelnen Stufen i ermittelt und die jeweilige Funktion Ui F j = f(α i j)
    Figure imgb0002
     bestimmt, die zur Bestimmung weiterer Zündwinkel αij eingesetzt wird. Nach den einzelnen Durchschlägen wird die Filterspannung UFj auf 70 bis 85% der Zielspannung UZFj stufenweise durch eine Steuerung erhöht. Anschließend wird die Filterspannung UFj durch eine Regelung weiter erhöht, bis gilt: U F j = UZ F
    Figure imgb0003
     .
  • In der EP-PS 0030657 wird ein Verfahren zum selbsttätigen Führen der Spannung eines Elektrofilters an der Durchschlagsgrenze durch zeitabhängige Steigerung der Filterspannung bis zum Durchschlag und anschließende durchschlagsabhängige Absenkung beschrieben. Bei diesem Verfahren ist es vorgesehen, die Durchschlagsgrenze laufend zeitabhängig abzutasten, wobei möglichst nahe an der Durchschlagsgrenze gefahren wird und gleichzeitig die Zahl der zum Fahren an dieser Grenze erforderlichen Durchschläge in vorbestimmten Grenzen gehalten wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Führen der Spannung UF eines elektrostatischen Abscheiders an der Durchschlagsgrenze zu schaffen, bei dem die Durchschlagsgrenze unter Berücksichtigung des Verlaufs der Durchschlagsspannungskurve prozeßabhängig abgetastet wird.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Führen der Spannung UF eines elektrostatischen Abscheiders an der Durchschlagsgrenze gelöst, bei dem die Zielspannung UZF nach einem Durchschlag eingestellt wird und eine anschließende Betriebsszeit tB aus der optimalen Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn ermittelt wird, wobei mit der optimalen Anzahl der Durchschläge D gilt:
    Figure imgb0004
    und bei dem die anschließende Betriebszeit tB in n Zeitintervalle Δti aufgeteilt wird, wobei mit der Anzahl von realisierten Durchschlägen D*i im jeweiligen Zeitintervall Δti und i = 1 bis n gilt:
    Figure imgb0005
    und bei dem die Spannung UF unmittelbar nach Ablauf der Zeit Ti des jeweiligen Zeitintervalls Δt₁ bis zur Durchschlagsgrenze erhöht wird, wenn gilt: D*i = 0, wobei das Verfahren vor Ablauf der sich anschließenden Betriebszeit tB abgebrochen und ausgehend von einer erneut ermittelten Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn erneut in entsprechender Weise gestartet wird, sofern und sobald die optimale Anzahl der Durchschläge D vor Beginn des Zeitintervalls Δtn realisiert wurde oder vor Ablauf des Zeitintervalls Δtn durch realisierte Durchschläge überschritten wurde.
  • Als elektrostatische Abscheider können trocken und naß arbeitende Elektrofilter eingesetzt werden. Nach einem Durchschlag fällt die Spannung des elektrostatischen Abscheiders auf einen unteren Grenzwert, der Restspannung UR, ab. Unter der Zielspannung UZF ist diejenige Spannung zu verstehen, die anschließend, ausgehend von der Restspannung UR im elektrostatischen Abscheider eingestellt wird. Die Zielspannung UZF beträgt in der Regel 80 bis 99% der Durchschlagsspannung des unmittelbar vorangehenden Durchschlags. Die Zielspannung UZF kann vom Fachmann aufgrund seiner Erfahrung festgelegt, oder nach dem Verfahren zur Einstellung der Zielspannung UZF ermittelt werden, das in der deutschen Patentanmeldung P 4142501.4 beschrieben wird. Unter der optimalen Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn ist diejenige Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit zu verstehen, bei deren Vorgabe der Wirkungsgrad des elektrostatischen Abscheiders am größten ist. Die optimale Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn wird beispielsweise mit dem Verfahren zur Bestimmung der optimalen Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn ermittelt, das in der deutschen Patentanmeldung P 4111673.9 beschrieben wird. Unter dem Zeitintervall Δtn ist dasjenige Zeitintervall zu verstehen, mit dessen Ablauf die sich anschließende Betriebszeit tB endet.
  • Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein prozeßabhängiges Abtasten der Durchschlagsgrenze erfolgen kann, so daß Schwankungen im Abgas hinsichtlich Temperatur und Konzentration der Schadstoffe berücksichtigt werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (Fig. 1 bis 6) näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt die Durchschlagsspannung und die Spannung UF des elektrostatischen Abscheiders als Funktionen der Zeit t.
  • Fig. 2 zeigt eine fallende Durchschlagsspannung und die Spannung UF des elektrostatischen Abscheiders als Funktion der Zeit t.
  • Fig. 3 zeigt eine vereinfachte Darstellung von Fig. 1.
  • Fig. 4 zeigt den Verlauf der Durchschlagsspannungskurve und die Spannung UF des elektrostatischen Abscheiders als Funktion der Zeit t gemäß Beispiel 1.
  • Fig. 5 zeigt den Verlauf der Durchschlagsspannungskurve und die Spannung UF des elektrostatischen Abscheiders als Funktion der Zeit t gemäß Beispiel 2.
  • Fig. 6 zeigt den Verlauf der Durchschlagsspannungskurve und die Spannung UF des elektrostatischen Abscheiders als Funktion der Zeit t gemäß Beispiel 3.
  • In Fig. 1 ist die Durchschlagsspannung als Funktion der Zeit t in Form der Durchschlagsspannungskurve (1) und die Spannung UF (2) des elektrostatischen Abscheiders als Funktionen der Zeit t dargestellt. Ausgehend von einer eingestellten Zielspannung UZF nach einem Durchschlag in einem elektrostatischen Abscheider wird eine anschließende Betriebszeit tB aus einer vorher bestimmten optimalen Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn ermittelt, wobei die anschließende Betriebszeit tB in n Zeitintervalle Δti aufgeteilt wird. Dabei wird angestrebt, daß sich in jedem Zeitintervall Δti ein Durchschlag einstellt. Die Zielspannung UZF wird so lange aufrechterhalten, bis es zu einem ersten Durchschlag D₁ kommt, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Danach sinkt die Spannung UF schlagartig auf eine Restspannung UR ab. Nach einer Entionisierungszeit des Abgases wird die Spannung UF (2) des elektrostatischen Abscheiders auf eine erneut ermittelte Zielspannung Z₁ erhöht und auf der Zielspannung Z₁ gehalten, bis sich ein zweiter Durchschlag D₂ einstellt. Nach erneutem Abfallen der Spannung UF (2) des elektrostatischen Abscheiders auf die Restspannung UR wird danach die Spannung UF (2) des elektrostatischen Abscheiders auf eine erneut ermittelte Zielspannung Z₂ angehoben. Wie aus der Fig. 1 hervorgeht, haben sich in den ersten beiden Zeitintervallen Δt₁ und Δt₂ jeweils zwei Durchschläge D₁ und D₂ eingestellt, was einem relativ optimalen Verlauf der Spannung UF (2) des elektrostatischen Abscheiders entspricht. Dies ist der Fall, wenn nach Ablauf des ersten Zeitintervalls Δt₁ zum Zeitpunkt T₁ ein Durchschlag D₁ realisiert wurde und zwischen den Zeiten T₁ und T₂ ebenfalls ein Durchschlag D₂ realisiert wurde. Für die Zeitintervalle Δt₁ und Δt₂ betragen die Anzahlen von realisierten Durchschlägen D*₁ bzw. D*₂ somit jeweils gleich 1. Es ist daher nicht erforderlich, unmittelbar nach Ablauf der Zeit T₁ oder unmittelbar nach Ablauf der Zeit T₂ die Spannung UF (2) des elektrostatischen Abscheiders bis zur Durchschlagsgrenze zu erhöhen, um einen zusätzlichen Durchschlag zu realisieren. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, kommt es innerhalb des Zeitintervalls Δt₃ nicht zu einem weiteren Durchschlag, so daß nach Ablauf der Zeit T₃ bereits drei vorgegebene Zeitintervalle Δti abgelaufen sind, sich aber nur zwei Durchschläge D₁ und D₂ eingestellt haben. Für das Zeitintervall Δt₃ beträgt die Anzahl von realisierten Durchschlägen D*₃ = 0, so daß die Spannung UF (2) des eletrostatischen Abscheiders zum Zeitpunkt T₃ bis zur Durchschlagsgrenze erhöht wird. Dadurch wird bewirkt, daß ein zusätzlicher, prozeßunabhäniger Durchschlag D₃ realisiert wird, und somit die Anzahl der abgelaufenen Zeitintervalle Δti und die Anzahl von realisierten Durchschlägen D*i im jeweiligen Zeitintervall Δti wieder gleich ist, was einer Realisierung der optimalen Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn entspricht. Wird der zusätzliche, prozeßunabhängige Durchschlag D₃ realisiert, sinkt die Spannung UF (2) des elektrostatischen Abscheiders schlagartig erneut auf die Restspannung UR ab. Nach der Entionisierung des Abgases wird die Spannung UF (2) des elektrostatischen Abscheiders bis zur Zielspannung Z₃ erhöht und so lange konstant gehalten, bis sich erneut ein Durchschlag D₄ einstellt. Gemäß Fig. 1 wird der Durchschlag D₄ innerhalb des Zeitintervalls Δt₄ realisiert, so daß gilt: D*₄ = 1.
  • Gemäß Fig. 1 ist es somit auch unmittelbar nach Ablauf der Zeit T₄ nicht erforderlich, die Spannung UF (2) des elektrostatischen Abscheiders bis zur Durchschlagsgrenze zu erhöhen, um einen zusätzlichen Durchschlag zu realisieren. Da für i = 1 bis 4 gilt: D*i = 1 oder 0, folgt Δt₁ = Δt₂ = Δt₃ = Δt₄
    Figure imgb0006
     . Die Zeitintervalle Δti mit i = 1 bis 4 sind somit gleich groß, was ebenfalls Fig. 1 zu entnehmen ist. Nach dem Durchschlag D₄ wird daher die Spannung UF (2) des elektrostatischen Abscheiders, ausgehend von der Restspannung UR, auf eine erneut ermittelte Zielspannung Z₄ angehoben und konstant gehalten.
  • In Fig. 2 ist eine fallende Durchschlagsspannung als Funktion der Zeit t in Form der Durchschlagsspannungskurve (1) und der Verlauf der Spannung UF (2) des elektrostatischen Abscheiders als Funktion der Zeit t dargestellt. Die Steigung der dargestellten Durchschlagsspannungskurve (1) ist gleich 0 oder kleiner 0.
  • Die einzelnen Bezeichnungen Zi für die während der Betriebszeit tB erneut eingestellten Zielspannungen Zi wurden in Fig. 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingetragen. Innerhalb des ersten Zeitintervalls Δt₁ fällt die Spannung UF (2) des elektrostatischen Abscheiders , ausgehend von der eingestellten Zielspannung UZF bei dem ersten Durchschlag D₁ schlagartig auf die Restspannung UR ab. Nach Entionisierung des Abgases wird die Spannung UF (2) des elektrostatischen Abscheiders auf eine erneute Zielspannung Z₁ erhöht und konstant gehalten, bis sich der zweite Durchschlag D₂ einstellt. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, kommt es innerhalb des zweiten Zeitintervalls Δt₂ zu drei Durchschlägen D₂ bis D₄, so daß nach Ablauf der Zeit T₂ des zweiten Zeitintervalls Δt₂ bereits insgesamt vier Durchschläge realisiert wurden, aber erst zwei Zeitintervalle der Betriebszeit tB abgelaufen sind. Dies hat zur Folge, daß das dritte Zeitintervall Δt₃ im Vergleich zu den jeweils gleichgroßen Zeitintervallen Δt₁ und Δt₂ vergrößert werden muß, wobei gilt:
    Figure imgb0007
    Eine Verlängerung des Zeitintervalls Δt₃ ist erforderlich, da die Anzahl von realisierten Durchschlägen D*₂ im zweiten Zeitintervall Δt₂ mit 3 anzugeben ist, also weder den Wert 1 noch den Wert 0 annimmt. Eine Erhöhung der Spannung UF (2) des elektrostatischen Abscheiders unmittelbar nach Ablauf der Zeit Ti des jeweiligen Zeitintervalls Δti bis zur Durchschlagsgrenze ist bei einem Verlauf der Durchschlagsspannungskurve (1) gemäß Fig. 2 nicht erforderlich und wird erst dann wieder durchgeführt, wenn die Steigung der Durchschlagsspannungskurve (1) wieder positiv wird, was bewirkt, daß sich dann innerhalb eines Zeitintervalls Δti kein Durchschlag einstellen wird, so daß gilt D*i = 0.
  • In Fig. 3 ist der Verlauf der Durchschlagsspannungskurve (1) und die Spannung UF (2) des elektrostatischen Abscheiders als Funktion der Zeit t gemäß Fig. 1 vereinfacht dargestellt, wobei jeweils die schlagartigen Spannungsabfälle auf die Restspannung UR aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingetragen wurden. Die in Fig. 3 verwendete Darstellungsweise wurde auch bei den Fig. 4 bis 6 gewählt, die sich auf die nachfolgend beschriebenen Beispiele beziehen.
  • Das Verfahren zum Führen der Spannung UF eines elektrostatischen Abscheiders an der Durchschlagsgrenze läuft im einzelen folgendermaßen ab:
    Nach Einstellung einer ermittelten Zielspannung UZF nach einem Durchschlag im elektrostatischen Abscheider wird der elektrostatische Abscheider während einer Betriebszeit tB die aus einer vorher bestimmten optimalen Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn ermittelt wird, betrieben. Die Betriebszeit tB wird in n Zeitintervalle Δti aufgeteilt, deren Größe so gewählt wird, daß die vorher bestimmte optimale Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn realisiert werden kann. In der Praxis setzt dies einen Verlauf der Durchschlagsspannungskurve voraus, der auch bei der Ermittlung der optimalen Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn zugrundegelegt wurde. Während der Betriebszeit tB kann sich jedoch der Verlauf der Durchschalgsspannungskurve verändern, so daß eine entsprechende prozeßabhängige Korrektur durch Verändern der einzelnen Zeitintervalle Δti erfolgen muß. Das erste Zeitintervall Δt₁ wird jedoch immer als Kehrwert der optimalen Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn festgelegt. Sollte innerhalb des ersten Zeitintervalls Δt₁ die Anzahl von realisierten Durchschlägen D*₁ = 0 oder 1 betragen, so wird als zweites Zeitintervall Δt₂ ein Zeitintervall gewählt, das mit dem ersten Zeitintervall Δt₁ indentisch ist, wie es in den Fig. 1 und 3 dargestellt ist. Werden im ersten Zeitintervall Δt₁ mehrere Durchschläge erzielt, so muß als zweites Zeitintervall Δt₂ ein Zeitintervall gewählt werden, das größer ist, als das erste Zeitintervall Δt₁. Ein solcher Fall ist in Fig. 2 für die Zeitintervalle Δt₂ und Δt₃ dargestellt. Aufgrund dieser Verfahrensweise ist es möglich, durch eine entsprechende Wahl der Zeitintervalle Δti prozeßabhängige Schwankungen der Durchschlagsspannungskurve zu kompensieren. Für die Realisierung der optimalen Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn ist es bei diesem Verfahren erforderlich, die Spannung UF unmittelbar nach Ablauf der Zeit Ti des jeweiligen Zeitintervalls Δti bis zur Durchschlagsgrenze zu erhöhen, sofern innerhalb dieses Zeitintervalls Δti kein Durchschlag realisiert wurde, und somit gilt D*i = 0. Dies trifft beispielsweise für das Zeitintervall Δt₃ zu, das in den Fig. 1 und 3 dargestellt ist.
  • Nach Ablauf der Betriebszeit tB wird erneut eine optimale Anzahl von Durchschlägen pro zeiteinheit Dsn ermittelt und daraus eine neue anschließende Betriebszeit tB festgelegt, die ebenfalls in n Zeitintervalle Δti aufgeteilt wird.
  • Ist die Steigung der sich ergebenen Durchschlagsspannungskurve kleiner 0, so kann der Fall eintreten, daß die optimale Anzahl der Durchschläge D bereits vor Ablauf des letzten Zeitintervalls Δtn realisiert wird. Dies kann beispielsweise im dritten Zeitintervall Δt₃ oder im vierten Zeitintervall Δt₄ erfolgen. Ferner kann der Fall eintreten, daß die optimale Anzahl der Durchschläge D bereits vor Ablauf des letzten Zeitintervalls Δtn durch realisierte Durchschläge überschritten wird. In beiden Fällen läßt sich die optimale Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn nicht mehr realisieren, so daß das Verfahren vor Ablauf der sich anschließenden Betriebszeit tB unmittelbar nach Eintreten eines dieser beiden Fälle abgebrochen wird. Ausgehend von einer erneut ermittelten Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit DSn wird dann das Verfahren erneut in entsprechender Weise gestartet.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher beschrieben:
    Figure imgb0008

    Der Verlauf der Durchschlagsspannungskurve (1) gemäß Beispiel 1 ist in Fig. 4 dargestellt.
  • Als optimale Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn wurde ermittelt:

    Ds n = 10/300 sec.
    Figure imgb0009
  • Mit der optimalen Anzahl der Durchschläge D von 10 ergibt sich eine Betriebszeit tB von 300 sec. Für das erste Zeitintervall Δt₁ gilt somit: Δt₁ = 1/Ds n = 300 sec./10 = 30 sec
    Figure imgb0010
     . Innerhalb des ersten Zeitintervalls Δt₁ kommt es nicht zu einem realisierten Durchschlag D₁, so daß gilt: D*₁ = 0. Nach Ablauf der Zeit T₁ des ersten Zeitintervalls Δt₁ wird daher die Spannung UF bis zur Durchschschlagsgrenze erhöht, so daß es zu einem prozeßunabhängigen Durchschlag kommt. Da für das erste Zeitintervall Δt₁ gilt: D*₁ = 0, werden auch für das zweite Zeitintervall Δt₂ 30 sec. festgesetzt. Auch innerhalb des zweiten Zeitintervalls Δt₂ wird kein Durchschlag realisiert, so daß ebenfalls gilt, D*₂ = 0. Nach Ablauf der Zeit T₂ des zweiten Zeitintervalls Δt₂ werden daher die Spannung UF erneut bis zur Durchschlagsgrenze erhöht und für das dritte Zeitintervall Δt₃ 30 sec. festgelegt. Im vorliegenden Beispiel gilt für alle Zeitintervalle Δti: D*i = 0. Dies ist der Fall, wenn die Steigung der Durchschlagsspannungskurve (1) gleich 0 oder positiv ist. Nach 10 Zeitintervallen Δti mit i = 1 bis 10 ist die Betriebszeit tB abgelaufen. Dann kann eine erneute Bestimmung der optimalen Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn bestimmt werden und daraus eine weitere Betriebszeit tB ermittelt werden. Die einzelnen Angaben über Zeiten und Anzahlen von Durchschlägen werden in Tabelle 1 wiedergegeben.
    Figure imgb0011
    Figure imgb0012

    Der Verlauf der Durchschlagsspannungskurve (1) gemäß Beispiel 2 ist in Fig. 5 dargestellt.
  • Als optimale Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn wurde ermittelt: Dsn = 30/300 sec., so daß sich für die optimale Anzahl der Durchschläge D und der Betriebszeit tB ergibt: D = 30; tB = 300 sec.. Daraus ergibt sich für das erste Zeitintervall Δt₁ : Δt₁ = 1/Ds n = 10 sec.
    Figure imgb0013
     . Innerhalb des ersten Zeitintervalls Δt₁ werden 8 Durchschläge realisiert, so daß für die Anzahl von realisierten Durchschlägen D*₁ im ersten Zeitintervall Δt₁ gilt: D*₁ = 8. Für das zweite Zeitintervall Δt₂, das daher größer gewählt werden muß als das erste Zeitintervall Δt₁, muß somit gelten:
    Figure imgb0014
    Im zweiten Zeitintervall Δt₂ werden 5 Durchschläge realisiert, so daß gilt: D*₂ = 5. Dies hat zur Folge, daß das dritte Zeitintervall Δt₃ größer gewählt werden muß als das zweite Zeitintervall Δt₂. Für das Zeitintervall Δt₃ gilt:
    Figure imgb0015
    Im dritten Zeitintervall Δt₃ werden 8 Durchschläge realisiert, so daß gilt: D*₃ = 8. Dies hat zur Folge, daß das vierte Zeitintervall Δt₄ größer gewählt werden muß, als das dritte Zeitintervall Δt₃. Für das vierte Zeitintervall Δt₄ gilt:
    Figure imgb0016
    Im Beispiel 2 ist die Steigung der Durchschlagspannungskurve (1) immer negativ. Dies bedeutet, daß für alle D*i gilt: D*i ≠ 0, was zur Folge hat, daß die Spannung UF des elektostatischen Abscheiders während der Betriebszeit tB nicht bis zur Durchschlagsgrenze erhöht werden muß. Nach Ablauf des vierten Zeitintervalls Δt₄ wurde die optimale Anzahl der Durchschläge D von 30 bereits realisiert. Da mit Ablauf des vierten Zeitintervalls Δt₄ die sich anschließende Betriebszeit tB nicht endet, handelt es sich bei dem vierten Zeitintervall Δt₄ nicht um das Zeitintervall Δtn. Somit liegt der Fall vor, daß die optimale Anzahl der Durchschläge D vor Beginn des Zeitintervalls Δtn realisiert wurde, und daß die optimale Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn nicht mehr realisiert werden kann. Das Verfahren muß daher bereits vor Ablauf der sich anschließenden Betriebszeit tB von 300 sec. abgebrochen und erneut gestartet werden. Zum Zeitpunkt TN, wenn die optimale Anzahl der Durchschläge D von 30 im vierten Zeitintervall Δt₄ bereits realisiert wurde, wird daher erneut eine optimale Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn ermittelt und die daraus resultierende weitere Betriebszeit tB bestimmt. In der Tabelle 2 sind nähere Angaben bezüglich der Zeiten und der Anzahlen von Durchschlägen angeführt.
    Figure imgb0017
    Figure imgb0018

    Der Verlauf der Durchschlagsspannungskurve (1) für die Zeitintervalle Δt₁ bis Δt₅ gemäß Beispiel 3 ist in Fig. 6 dargestellt.
  • Aus der optimalen Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn von 30/300 sec. ergibt sich eine Betriebszeit tB von 300 sec.. Daraus ergibt sich ein erstes Zeitintervall Δt₁ von 10 sec.. Innerhalb des ersten Zeitintervalls Δt₁ wird kein Durchschlag realisiert, so daß gilt D*₁ = 0. Nach Ablauf des ersten Zeitintervalls Δt₁ wird daher die Spannung UF bis zur Durchschlagsgrenze erhöht, so daß es zu einem prozeßunabhängigen Durchschlag kommt. Da für das erste Zeitintervall Δt₁ gilt: D*₁ = 0, werden für das zweite Zeitintervall Δt₂ somit ebenfalls 10 sec. festgelegt. Wie aus der Tabelle 3 und aus der Fig. 6 hervorgeht, werden im zweiten Zeitintervall Δt₂ 4 Durchschläge realiesiert, so daß gilt: D*₄ = 4. Dies hat zur Folge, daß das dritte Zeitintervall Δt₃ verlängert werden muß. Für das dritte Zeitintervall Δt₃ gilt:
    Figure imgb0019
    Innerhalb des dritten Zeitintervalls Δt₃ werden ebenfalls 4 Durchschläge realisiert, so daß gilt: D*₄ = 4. Für das vierte Zeitintervall Δt₄, das somit größer gewählt werden muß als das dritte Zeitintervall Δt₃, gilt:
    Figure imgb0020
    Da im vierten Zeitintervall Δt₄ 7 Durchschläge realisiert werden, ergibt sich für das fünfte Zeitintervall Δt₅:
    Figure imgb0021
    Innerhalb des fünften Zeitintervalls Δt₅ wird ein Durchschlag realisiert, so daß für das sechste Zeitintervall Δt₆ ebenfalls 18,3 sec. festgelegt werden. Weitere Angaben über Zeiten und Anzahlen von Durchschlägen können Tabelle 3 entnommen werden.
    Figure imgb0022
  • Nach zehn festgelegten Zeitintervallen Δti ist die Betriebszeit tB abgelaufen. Nach einer erneuten Bestimmung der optimalen Anzahl von Durchlägen pro Zeiteinheit Dsn wird erneut eine weitere anschließende Betriebszeit tB ermittelt und das Verfahren zum Führen der Spannung UF eines elektrostatischen Abscheiders an der Durchschlagsgrenze entsprechend fortgesetzt.

Claims (1)

  1. Verfahren zum Führen der Spannung UF eines elektrostatischen Abscheiders an der Durchschlagsgrenze, bei dem die Zielspannung UZF nach einem Durchschlag eingestellt wird und eine anschließende Betriebszeit tB aus der optimalen Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn ermittelt wird, wobei mit der optimalen Anzahl der Durchschläge D gilt:
    Figure imgb0023
     und bei dem die anschließende Betriebszeit tB in n Zeitintervalle Δti aufgeteilt wird, wobei mit der Anzahl von realisierten Durchschlägen D*i im jeweiligen Zeitintervall Δti und i = 1 bis n gilt:
    Figure imgb0024
     und bei dem die Spannung UF unmittelbar nach Ablauf der Zeit Ti des jeweiligen Zeitintervalls Δti bis zur Durchschlagsgrenze erhöht wird, wenn gilt: D*i = 0, wobei das Verfahren vor Ablauf der sich anschließenden Betriebszeit tB abgebrochen und ausgehend von einer erneut ermittelten Anzahl von Durchschlägen pro Zeiteinheit Dsn erneut in entsprechender Weise gestartet wird, sofern und sobald die optimale Anzahl der Durchschläge D vor Beginn des Zeitintervalls Δtn realisiert wurde oder vor Ablauf des Zeitintervalls Δtn durch realisierte Durchschläge überschritten wurde.
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