EP1930081A2

EP1930081A2 - Optimierter elektrostatischer Abscheider

Info

Publication number: EP1930081A2
Application number: EP07022662A
Authority: EP
Inventors: Dietmar Dr. Steiner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2027-11-22
Also published as: DE102006057705B3; EP1930081A3; EP1930081B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrostatischen Abscheider (1, 1'), insbesondere für eine Abgasleitung einer Abgasreinigungsanlage, mit einem Strömungskanal (2) mit einer Kanalwandung (2a) und einem Kanalinneren (2b), durch welchen ein partikelbeinhaltendes Abgas in einer Strömungsrichtung strömt, einer sich in dem Kanalinneren (2b) im Wesentlichen in Strömungsrichtung erstreckenden Elektrode (3), und einer Elektrodenzuführung (4), um die Elektrode (3) zu speisen, wobei die Elektrodenzuführung (4) mit einem Isolator (5, 5') zumindest teilweise ummantelt ist. Es ist Aufgabe der Erfindung, einen elektrostatischen Abscheider und eine Heizungsanlage mit einem elektrostatischen Abscheider zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwinden und insbesondere eine Ablagerung von Partikeln auf dem Isolator verhindern oder reduzieren, um die Funktionsdauer des elektrostatischen Abscheiders zu erhöhen. Gekennzeichnet ist der elektrostatische Abscheider (1) dadurch gekennzeichnet, dass weiter ein Partikelabweisemittel (6, 7) umfasst ist, welches verhindert, dass sich Partikel des Abgases an dem Isolator ablagern.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrostatischen Abscheider, insbesondere für eine Abgasleitung einer Abgasreinigungsanlage, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Weiter betrifft die Erfindung ein Heizungssystem zur Erzeugung von Energie mittels Verbrennen von einem Energieträger mit einem elektrostatischen Abscheider nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Aufgrund der Emissionen von Heizungsanlagen und globaler Bemühungen, derartige Emissionen zu reduzieren - siehe zum Beispiel das Kyoto-Abkommen - werden bei Heizungsanlagen entsprechende Abgasreinigungsanlagen verwendet. Diese sollen insbesondere die schädlichen Stoffe und Partikel in Abgasen herausfiltern, so dass das verbleibende, gereinigte Abgas bedenkenlos an die Umwelt abgegeben werden kann. Insbesondere werden derartige Abgasreinigungsanlagen bei Biomasse-Heizanlagen eingesetzt, bei denen neben ansonsten ökonomischen und ökologischen Vorteilen eine erhöhte Emission an Schadstoffen in den Abgasen auftreten kann. Gerade die relativ hohe Emission an Feinstaub als ein Schadstoffanteil ist bei Biomasse-Heizungsanlagen ein Problem.
Aus der EP 1 193 445 A2 ist eine Abgasreinigungsanlage bekannt, welche für Biomasse-Heizungsanlagen zur Verringerung von Feinstaubemission verwendet wird. Die dort beschriebene Vorrichtung ist in einen Rauchgaskanal einbaubar und weist hierzu einen Deckel auf, der gasdicht auf eine zugehörige Öffnung an einem Rauchgaskanal äufsetzbar ist. An der Innenseite des Deckels ist über eine isolierende Halterung eine Sprühelektrode, zum Beispiel in Form eines gespannten Stabes, gehalten. Ein HochspannungsTransformator mit Gleichrichterfunktion erlaubt den Aufbau einer hohen Gleichspannung zwischen dem Draht und dem Deckel, welcher elektrisch leitend mit dem Ofenrohr verbunden ist, sodass dieses als Kollektorelektrode wirkt.
Ein derartiger Elektrofilter mit Sprühelektrode und Kollektorelektrode ist auch bekannt als elektrostatischer Abscheider. Dieser wird zur Abgasreinigung in einer Abgasleitung einer Heizungsanlage eingesetzt. Dabei wird durch die Sprühelektrode, welche etwa mittig durch die Abgasleitung verläuft und deshalb auch als Mittelelektrode bezeichnet wird, und eine umgebende Mantelfläche der Abgasleitung ein Kondensator gebildet, der bei einer zylinderrohrförmigen Ausbildung der Abgasleitung auch als Zylinderkondensator bezeichnet wird. Die Sprüh- oder Mittelelektrode weist dabei in der Regel einen kreisförmigen Querschnitt in Strömungsrichtung des Abgases auf, wobei der Durchmesser des Querschnitts oder auch der Krümmungsradius im Allgemeinen relativ klein ausgebildet ist (zum Beispiel kleiner als 0,4 mm). Um nun die Schadstoffe, genauer die nicht an die Umwelt abzugebenden Partikel des Abgases, aus dem Abgasstrom abzuscheiden, wird durch die Mittelelektrode und die durch die Mantelfläche gebildete Kollektorelektrode ein quer zur Strömungsrichtung verlaufendes Feld mit Feldlinien von der Mittelelektrode zur Kollektorelektrode gebildet. Hierzu wird an die Mittelelektrode eine Hochspannung angelegt, zum Beispiel in dem Bereich von 15 kV. Dadurch bildet sich eine Corona-Entladung aus, durch welche die in dem Abgas durch das Feld strömenden Partikel unipolar aufgeladen werden. Aufgrund dieser Aufladung wandern die Partikel durch die elektrostatischen Coulomb-Kräfte zur Innenwand der Abgasleitung, welche als Kollektorelektrode dient.
Die Hochspannung, welche an der Mittelelektrode anliegt, wird über eine Hochspannungszuführung von außen zu der Mittelelektrode zugeführt. Diese verläuft in der Regel quer zu der Strömungsrichtung des Abgases, bevorzugt radial zu der Mittelelektrode. Um ein frühzeitiges Durchschlagen der Hochspannung zu der Innenwand der Abgasleitung zu verhindern, ist die Hochspannungszuführung mit einem Isolator ummantelt.
Nachteil an dieser Isolierung ist, dass sich auf der Isolierung Abgaspartikel absetzen, welche bei entsprechender Anzahl an Partikeln eine elektrisch leitende Oberfläche auf dem Isolator bilden, über welche die Mittelelektrode entladen werden kann. Dies führt zu einem Versagen des elektrostatischen Abscheiders.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrostatischen Abscheider zu schaffen, der diesen Nachteil überwindet und der insbesondere eine Ablagerung von Partikeln auf dem Isolator verhindert oder reduziert, um die Funktionsdauer des elektrostatischen Abscheiders zu erhöhen.
Weiter liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Heizungsanlage mit einem erfindungsgemäßen Abscheider zu schaffen, die eine zuverlässige Abgasreinigung garantiert.
Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Der elektrostatische Abscheider ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einem erfindungsgemäßen elektrostatischem Abscheider, insbesondere für eine Abgasleitung einer Abgasreinigungsanlage, mit einem Strömungskanal mit einer Kanalwandung und einem Kanalinneren, durch welchen ein partikelbeinhaltendes Abgas in einer Strömungsrichtung strömt, einer sich in dem Kanalinneren im Wesentlichen in Strömungsrichtung erstreckenden Elektrode, und einer Elektrodenzuführung, um die Elektrode zu speisen, wobei die Elektrodenzuführung mit einem Isolator zumindest teilweise ummantelt ist, weiter ein Partikelabweisemittel umfasst ist, welches verhindert, dass sich Partikel des Abgases an dem Isolator ablagern.
In dem Strömungskanal ist durch die mit Hochspannung gespeiste Elektrode und die als Gegenelektrode fungierende Kanalwandung ein elektrisches Feld in dem Kanalinneren erzeugt, wobei die Feldlinien quer zur Strömungsrichtung des Abgases verlaufen, bevorzugt rechtwinklig zu der Elektrode. Quer zu der Elektrode ist eine Elektrodenzuführung vorgesehen, welche die Elektrode mit Hochspannung von einer externen Spannungsquelle versorgt. Damit keine Entladung der Elektrode über die Elektrodenzuführung erfolgt, ist diese mit einem Isolator zumindest teilweise ummantelt. Der Isolator ist bevorzugt aus einem isolierenden Material umfassend Keramik und dergleichen gebildet.
In einem Ausführungsbeispiel ist der Strömungskanal als Rohr ausgebildet, bevorzugt als Rohr mit einem kreisförmigen Querschnitt in Strömungs- oder Längsrichtung. Die Elektrode erstreckt sich bevorzugt mittig in diesem Rohr in Strömungsrichtung und wird deshalb auch als Mittelelektrode bezeichnet. Die Mittelelektrode ist vorzugsweise drahtförmig mit einem ebenfalls kreisförmigen Querschnitt in Strömungsrichtung ausgebildet. Damit bilden Elektrode und Rohr eine Art Zylinderkondensator. Der Radius des Querschnitts der Mittelelektrode ist verglichen mit dem Radius des Querschnitts des Rohrs relativ klein und liegt bevorzugt in einem Bereich von 0,5 mm oder weniger. Die Spannung, die über die Elektrodenzuführung an der Elektrode angelegt wird, ist eine Hochspannung und liegt bevorzugt in einem Bereich um die 15 kV.
In dem elektrischen Feld im Kanalinneren werden die Partikel aus ihrer Strömungsrichtung in Richtung der Kanalwandung abgelenkt und lagern sich an der Kanalwandung ab. Um zu verhindern, dass sich Partikel auf dem Isolator, der in das Kanalinnere zu der Elektrode hineinragt, ablagern, ist ein Partikelabweisemittel vorgesehen. Dies verhindert wirkungsvoll, dass aus ihrer Strömungsrichtung abgelenkte Partikel sich auf dem Isolator ablagern oder reduziert die Anzahl der sich auf dem Isolator ablagernden Partikel pro Zeiteinheit.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Partikelabweisemittel an und/oder in dem Isolator integriert ausgebildet. Zum einen kann das Partikelabweisemittel um den Isolator herum ausgebildet sein, um eine Art Mantelschicht zumindest teilweise um den Isolator zu bilden, welche Partikel nicht oder nur in geringem Maße zu dem Isolator passieren lässt. In diesem Fall ist das Partikelabweisemittel an dem Isolator ausgebildet. Zum anderen kann das Partikelabweisemittel in dem Isolator ausgebildet sein, wodurch ebenfalls eine Mantelschicht erzeugt werden kann, welche den Isolator zumindest teilweise umgibt. Das Partikelabweisemittel kann natürlich auch als Kombination von beiden Varianten ausgebildet sein.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Partikelabweisemittel als Thermophorese-Partikelabweisemittel ausgebildet ist. Unter Thermophorese versteht man insbesondere einen Effekt, der bei Aerosolen in Luft auftritt, wie dies zum Beispiel bei einer entsprechenden Anwendung des erfindungsgemäßen Elektroabscheiders in einer Abgasleitung vorkommt. Hierbei prasseln auf ein Staubteilchen von allen Seiten im Mittel gleichmäßige Luftmoleküle ein. Eine statische Fluktuation führt zu einer Brown'schen Bewegung der Teilchen, wobei die Bewegung statistisch und ungerichtet ist. Falls sich diese Teilchen in einem Temperaturgradienten (beispielsweise eines Temperaturfeldes) befinden, treffen auf der heißeren Seite schnellere Moleküle auf das Teilchen als auf der kälteren Seite. Hierdurch erfährt das Teilchen einen Nettoimpuls in Richtung der kälteren Seite. Die Bewegung ist dabei im Wesentlichen immer noch statistisch. Jedoch bewegt sich das Teilchen über eine Zeitspanne in Richtung der kälteren Seite.
Dieser Effekt wird bei dem Thermophorese-Partikelabweisemittel verwendet. Das heißt, das Thermophorese-Partikelabweisemittel ist ausgebildet, um die Teilchen mittels des Effekts der Thermophorese von dem Isolator abzuweisen.
Bevorzugt ist deshalb vorgesehen, dass das Thermophorese-Partikelabweisemittel eine Heizeinrichtung umfasst und insbesondere als Heizdraht oder dergleichen ausgebildet ist. Diese Heizeinrichtung ist ausgebildet, um die Oberfläche des Isolators in dem partikelbeladenen Abgasstrom zumindest teilweise zu erwärmen. Die Heizeinrichtung kann dabei sowohl an der Oberfläche des Isolators ausgebildet sein, als auch in dem Isolator ausgebildet sein. Kombinationen sind ebenfalls möglich. Die bevorzugt als Heizdraht ausgebildete Heizungseinrichtung verläuft bevorzugt in dem Isolator.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Heizeinrichtung geeignet ist, eine äußere Oberfläche des Isolators auf eine für eine Thermophorese erforderliche Temperatur, die entsprechend höher ist, als die des umgebenden Abgases, aufzuwärmen. Bevorzugt liegt diese erforderliche Temperatur bzw. genauer die Temperaturdifferenz zwischen Abgastemperatur und Oberflächentemperatur in einem Bereich von >= 50 bis <= 400 K, weiter bevorzugt etwa in dem Bereich von 100 K über der Abgastemperatur. Hierdurch wird ein Temperaturfeld erzeugt, dessen Temperaturgradient zu dem umgebenden Abgas zuverlässig das Ablagern von Partikeln, insbesondere von kleinen, deutlich submikroner Partikel in einem Bereich von etwa 200 nm und kleiner, verhindert.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Heizeinrichtung ausgebildet ist, den Isolator auf eine Temperatur zum Abbrennen von auf dem Isolator befindlichen Partikeln zu erwärmen. Trotz des Partikelabweisemittels kann es vorkommen, dass vereinzelt Partikel sich auf dem Isolator ablagern. Um diese zu entfernen, also von dem Isolator abzuweisen, ist die Heizeinrichtung so ausgebildet, dass an der Oberfläche des Isolators eine Temperatur erzeugbar ist, welche ein Abbrennen der Partikel ermöglicht.
Hierzu kann eine Steuerungseinheit vorgesehen werden, die beispielsweise bewirkt, dass der Isolator, der bevorzugt als Keramikisolator ausgebildet ist, zumindest an seiner Oberfläche auf eine Abbrenntemperatur erhöht wird, welche bevorzugt in einem Bereich von 550°C bis 750°C, weiter bevorzugt etwa bei 600°C und darüber ausgebildet ist. Ab Erreichen der Abbrenntemperatur verbrennen die brennbaren, abgelagerten Partikel auf dem Isolator. Nichtbrennbare Partikel verbleiben auf dem Isolator, wobei die nichtbrennbaren Partikel nicht elektrisch leitend sind und somit für die Funktionsweise des elektrostatischen Abscheiders unkritisch sind.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Partikelabweisemittels sieht vor, dass das Partikelabweisemittel als Ablenkmittel ausgebildet ist, um die Bahn der Partikel in dem Strömungskanal entsprechend abzulenken. Hierbei ist das Partikelmittel derart ausgebildet, dass die Partikel durch eine gerichtete Wirkungskraft gezielt von ihrer Bahn in Strömungsrichtung abgelenkt werden und so von dem Isolator weg gelenkt werden. Natürlich ist auch eine Kombination von Ablenkmittel und Thermophorese-Partikelabweisemittel möglich.
Für eine gerichtete Ablenkung der Partikel ist vorgesehen, dass das Ablenkmittel als Fluidströmungsmittel ausgebildet ist, um die Bahn der Partikel in dem Strömungskanal durch ein Fluid entsprechend abzulenken. Das Fluid wird dabei so in den Strömungskanal eingebracht, dass eine Strömung entsteht, welche die Abgaspartikel mitreißt in eine Richtung weg von dem Isolator.
Dafür ist es in einem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass das Fluidströmungsmittel als ein den Isolator zumindest teilweise umgebender Fluidströmungskanal ausgebildet ist, um eine Strömung entlang eine Mantelfläche des Isolators zu erzeugen. Der Fluidströmungskanal kann in einer Form als Ringspalt um den Isolator ausgebildet sein, welche eine das Abgasrohr extern umgebende Umgebungsluft mit dem Kanalinneren fluidisch verbindet. Der Ringspalt ist nach Art eines Einlauftrichters entsprechend dimensioniert, dass Umgebungsluft durch einen in dem Strömungskanal gegenüber der Umgebungsluft herrschenden Unterdruck in das Kanalinnere eingesogen wird. Die Strömungsgeschwindigkeit des eingesogenen Fluids ist dabei größer als die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases, bevorzugt um eine Vielfaches größer. Aufgrund der den Isolator umgebenden Ausbildung des Fluidströmungskanals wird auf diese Weise eine den Isolator umgebende Mantelströmung erzeugt, durch welche die Bahnkurven oder Trajektorien der Abgaspartikel, welche ohne das Partikelabweisemittel auf den Isolator treffen würden, ab- oder umgelenkt wird.
Die Form des Isolators und/oder des Ringspalts kann/können strömungstechnisch optimiert sein, um beispielsweise eine Mantelströmung mit entsprechenden Strömungseigenschaften zum Ablenken der Partikel (Strömungsgeschwindigkeit, Druck) zu bewirken. Bevorzugt ist die Form so gewählt, dass eine Mantelströmung bis zur Mittelelektrode an dem Isolator anliegt. Hierzu kann in einem Ausführungsbeispiel der Isolator sich verjüngend (beispielsweise von innen nach außen) ausgebildet sein. Der Ringspalt kann beispielsweise düsenartig ausgebildet sein.
Um entsprechende Strömungsgeräusche, verursacht durch den Fluidströmungskanal, zu minimieren, können entsprechende Schalldämpfungsmittel vorgesehen sein. Diese können beispielsweise auch durch die spezielle Formgebung des Ringspalts und/oder des Isolators realisiert sein.
Zur Vermeidung von Einwirkungen äußerer Einflüsse können an dem Ringspalt etwa im Mündungsbereich zu einer externen Umgebung Klappen wie Rückschlagklappen und dergleichen angebracht sein. Hierdurch ist der äußere Einfluss, wie beispielsweise durch ungünstige Witterungsbedingungen, welche einen Überdruck im Abgasrohr erzeugen könnten, weitestgehend vermieden, so dass hierdurch beispielsweise keine Abgase durch den Ringspalt den Strömungskanal verlassen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Fluidströmung nur periodisch, etwa für wenige Sekunden pro Monat, aktiviert wird. Die Fluidströmung kann auch stoßweise erfolgen. So könnten auf der Mantelfläche des Isolators niedergeschlagene Abgaspartikel fortgeblasen werden, was einen Ausbau und Reinigung des Partikelabweisemittels vermeiden bzw. dessen Standzeit verlängern würde.
Das Heizungssystem ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung von Energie mittels Verbrennen von einem Energieträger wie Biomasse mit einer Feinstaub emittierenden Heizungsanlage wie eine Biomasse-Heizungsanlage zum Verbrennen des Energieträgers, wobei partikelbeinhaltende Abgase entstehen, ein erfindungsgemäßer elektrostatischer Abscheider vorgesehen ist.
Mit dem erfindungsgemäßen elektrostatischen Abscheider und dem erfindungsgemäßen Heizungssystem werden insbesondere die folgenden Vorteile realisiert:

Durch das Partikelabweisemittel wird weitestgehend verhindert, dass sich Partikel, insbesondere elektrisch den Strom leitende Partikel, auf der Isolatoroberfläche ablagern. Hierdurch kann eine Entladung über elektrisch leitende Partikel entlang des Isolators verhindert werden und somit lässt sich die Funktionsfähigkeit des elektrostatischen Abscheiders wirkungsvoll verbessern. Die Partikelabweisemittel sind einfach aufgebaut und lassen sich leicht realisieren.

Die Zeichnungen stellen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und zeigen Folgendes :

Fig. 1: zeigt schematisch einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen elektrostatischen Abscheiders in einer Schnittansicht, mit einem als Heizeinrichtung ausgebildetem Partikelabweisemittel und
Fig. 2: zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen elektrostatischen Abscheiders in einer Schnittansicht, mit einem als Fluidströmungsmittel ausgebildetem Partikelabweisemittel.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen elektrostatischen Abscheiders 1, der in einer Abgasleitung einer Abgasreinigungsanlage (nicht dargestellt) angeordnet ist. Die Abgasleitung weist einen Strömungskanal 2 auf, welcher im Wesentlichen aus einer Kanalwandung 2a und einem Kanalinneren 2b besteht. Durch den Strömungskanal 2 strömt in Betrieb ein partikelbeinhaltendes Abgas einer Heizeinrichtung (nicht dargestellt). Der elektrostatische Abscheider 1 umfasst eine sich in dem Kanalinneren 2b in Strömungsrichtung erstreckende Elektrode 3 und eine Elektrodenzuführung 4. Die Elektrodenzuführung 4, welche hier etwa senkrecht zu der Elektrode 3 verläuft, ist mit einem Keramik-Isolator 5 ummantelt. Diese Elektrodenzuführung 4 ist elektrisch leitend mit der Elektrode 3 verbunden und speist diese von einer externen Spannungsversorgungsquelle (nicht dargestellt) mit einer Hochspannung. Die Kanalwandung 2a und die Elektrode 3 bilden dabei eine Art Kondensator, wobei sich zwischen den Oberflächen der Elektrode und der Kanalwandung 2a ein elektrisches Feld ausbildet. Um Entladungen von der Elektrode 3 zur Kanalwandung 2a über die Elektrodenzuführung 4 zu verhindern, ist die Elektrodenzuführung mit einem Isolator, hier dem Keramik-Isolator 5 isolierend ummantelt.

Um zu verhindern, dass sich Partikel aus dem strömenden Abgasstrom an dem Keramik-isolator 5 ablagern und ggf. eine leitende Oberfläche bilden, welche zu einer Entladung der Elektrode 3 entlang dieser leitenden Oberfläche zu der Kanalwandung 2a führen kann, ist in den Keramik-Isolator 5 ein als Heizeinrichtung 6 ausgebildetes Partikelabweisemittel integriert. Die Heizeinrichtung 6 ist aus mehreren Heizdrähten 6a ausgebildet (von denen zwei dargestellt sind), die sich in Bahnen in dem Keramik-Isolator 5 erstrecken. Diese Heizdrähte 6a sind dazu geeignet, die äußere Oberfläche des Keramik-Isolators 5 auf eine Temperatur zu erwärmen, welche mittels Thermophorese-Effekt dazu geeignet ist, Partikel von dem Keramik-Isolator 5 abzuweisen. Ein Beispiel für Bedingungen, die in einem Einsatzbereich für den elektrostatischen Abscheider vorliegen, sind die Folgenden:

Abgaswärme bei Eintritt in den Strömungskanal 2:	etwa 220°C
Strömungsgeschwindigkeit des Abgases:	etwa 2 m/s
Durchmesser des Keramik-Isolators 5:	etwa 10 mm
Länge des Keramik-Isolators 5:	etwa 35 mm
Heizleistung:	etwa 10 - 20 W

Somit ist eine Heizleistung einer Heizeinrichtung 6, die zum Beispiel als elektrische Widerstandsheizung ausgebildet ist, ausreichend, um Partikel von dem Keramik-Isolator 5 abzuweisen. Um möglicherweise auf dem Keramik-Isolator 5 abgelagerte Partikel zu entfernen, ist die Heizeinrichtung 6 ausgebildet, um Temperaturen von etwa 600°C und mehr an der Oberfläche des Keramik-Isolators 5 zu erzeugen.
Fig. 2 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen elektrostatischen Abscheiders 1' in einer Schnittansicht. Der elektrostatische Abscheider 1' ist ebenfalls in einer Abgasleitung einer Abgasreinigungsanlage (nicht dargestellt) angeordnet. Die Abgasleitung weist einen Strömungskanal 2 auf, welcher im Wesentlichen aus einer Kanalwandung 2a und einem Kanalinneren 2b besteht. Durch den Strömungskanal 2 strömt in Betrieb ein partikelbeinhaltendes Abgas einer Heizeinrichtung (nicht dargestellt). Der elektrostatische Abscheider 1 umfasst eine sich in dem Kanalinneren 2b in Strömungsrichtung erstreckende Elektrode 3 und eine Elektrodenzuführung 4. Die Elektrodenzuführung 4, welche auch hier etwa senkrecht zu der Elektrode 3 verläuft, ist mit einem Keramik-Isolator 5' ummantelt. Der Keramik-Isolator 5' durchdringt, wie auch in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, ebenso wie die Elektrodenzuführung 4 die Kanalwandung 2b. Die Elektrodenzuführung 4 ist elektrisch leitend mit der Elektrode 3 verbunden und speist diese von einer externen Spannungsversorgungsquelle (nicht dargestellt) mit einer Hochspannung. Die Kanalwandung 2a und die Elektrode 3 bilden eine Art Kondensator, wobei sich zwischen den Oberflächen der Elektrode 3 und der Kanalwandung 2a ein elektrisches Feld ausbildet. Um Entladungen von der Elektrode 3 zur Kanalwandung 2a über die Elektrodenzuführung 4 zu verhindern, ist die Elektrodenzuführung 4 mit einem Isolator, hier einem Keramik-Isolator 5' isolierend ummantelt. Der Keramik-Isolator 5' ist hier, im Gegensatz zu der zylindrischen Form des Isolators in Fig. 1, konisch ausgebildet, wobei der Keramik-Isolator 5' sich in Richtung Kanalwandung 2a von dem Kanalinneren 2b her verjüngt. Zwischen Kanalwandung 2a und Keramik-Isolator 5' ist ein als Ringspalt 7 ausgebildetes Partikelabweisemittel, genauer Fluidströmungsmittel, ausgeformt. Über diesen Ringspalt 7 kann beispielsweise Umgebungsluft in das Kanalinnere 2b strömen. Der Ringspalt 7 ist dabei so ausgebildet, dass Partikel in dem Abgas aufgrund der durch den Ringspalt und den Druckverhältnissen im Kanalinneren 2b und der Umgebung erzeugten Strömung so abgelenkt werden, dass diese sich nicht auf der Oberfläche des Keramik-Isolators 5' ablagern. Die in der Fig. 2 dargestellten Pfeile kennzeichnen diese Ablenkung, wobei der lange, vertikale Pfeil in der Fig. 2 den Abgasstrom ohne Partikelabweisemittel darstellt, die zwei schräg, entlang des Keramik-Isolators 5' verlaufenden Pfeile die Umgebungsluftströmung darstellen und die geschwungen beiden verbleibenden Pfeile die abgelenkte Abgasströmung darstellen.
Selbstverständlich ist auch eine Kombination verschiedener Partikelabweisemittel möglich.

Claims

Elektrostatischer Abscheider (1, 1'), insbesondere für eine Abgasleitung einer Abgasreinigungsanlage, umfassend einen Strömungskanal (2) mit einer Kanalwandung (2a) und einem Kanalinneren (2b), durch welchen ein partikelbeinhaltendes Abgas in einer Strömungsrichtung strömt, eine sich in dem Kanalinneren (2b) im Wesentlichen in Strömungsrichtung erstreckende Elektrode (3) und eine Elektrodenzuführung (4), um die Elektrode (3) zu speisen, wobei die Elektrodenzuführung (4) mit einem Isolator (5, 5') zumindest teilweise ummantelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass weiter ein Partikelabweisemittel (6, 7) umfasst ist, welches verhindert, dass sich Partikel des Abgases an dem Isolator ablagern.
Elektrostatischer Abscheider (1, 1') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Partikelabweisemittel (6, 7) an und/oder in dem Isolator (5, 5') integriert ausgebildet ist.
Elektrostatischer Abscheider (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Partikelabweisemittel (6, 7) als Thermophorese-Partikelabweisemittel (6) ausgebildet ist.
Elektrostatischer Abscheider (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermophorese-Partikelabweisemittel als eine Heizeinrichtung (6) ausgebildet ist.
Elektrostatischer Abscheider (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (6) geeignet ist, eine äußere Oberfläche des Isolators (5) auf eine für eine Thermophorese erforderliche Temperatur, die entsprechend höher ist, als die des umgebenden Abgase, aufzuwärmen.
Elektrostatischer Abscheider (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (6) ausgebildet ist, den Isolator (5) auf eine Temperatur zum Abbrennen von auf dem Isolator (5) befindlichen Partikeln zu erwärmen.
Elektrostatischer Abscheider (1') nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Partikelabweisemittel (7) als Ablenkmittel ausgebildet ist, um die Bahn der Partikel in dem Strömungskanal (2) entsprechend abzulenken.
Elektrostatischer Abscheider (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkmittel als Fluidströmungsmittel (7) ausgebildet ist, um die Bahn der Partikel in dem Strömungskanal (2) durch ein Fluid entsprechend abzulenken.
Elektrostatischer Abscheider (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidströmungsmittel als ein den Isolator (5') zumindest teilweise umgebender Fluidströmungskanal (7) ausgebildet ist, um eine Strömung entlang einer Mantelfläche des Isolators (5') zu erzeugen.
Heizungssystem zur Erzeugung von Energie mittels Verbrennen von einem Energieträger wie Biomasse mit einer Feinstaub emittierenden Heizungsanlage wie eine Biomasse-Heizungsanlage zum Verbrennen des Energieträgers, wobei partikelbeinhaltende Abgase entstehen, und einem elektrostatischen Abscheider (1, 1') nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 9.