EP2535115A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Partikeln aus einem Gas - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Partikeln aus einem Gas Download PDF

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EP2535115A1
EP2535115A1 EP11170145A EP11170145A EP2535115A1 EP 2535115 A1 EP2535115 A1 EP 2535115A1 EP 11170145 A EP11170145 A EP 11170145A EP 11170145 A EP11170145 A EP 11170145A EP 2535115 A1 EP2535115 A1 EP 2535115A1
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EP
European Patent Office
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gas
particles
liquid
pipe
pipeline
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11170145A
Other languages
English (en)
French (fr)
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Heinrich Böcker
Wolfgang Schieren
Rainer Skroch
Franz Windschmitt
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GEA Bischoff GmbH
Original Assignee
GEA Bischoff GmbH
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Filing date
Publication date
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Priority to PCT/EP2012/061517 priority patent/WO2012172086A1/de
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    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/10—Ionising electrode has multiple serrated ends or parts

Definitions

  • the invention relates to a method for removing particles from a gas, in particular from a wet gas and preferably from a wet saturated gas, wherein the gas is passed through at least one pipe, wherein at least in the gas particles present by at least one arranged in the pipeline Ionizing be ionized or electrically charged.
  • the invention further relates to an apparatus for removing particles from a gas, in particular from a wet gas and preferably from a wet saturated gas.
  • the particles are in particular impurity particles which are to be separated from the gas.
  • the term "particles" refers in particular to dusty or liquid particles or aerosols. It is within the scope of the invention that the gas to be purified has a moisture content specified in more detail below.
  • Known particle separation devices often include a plurality of relatively small diameter tubing. This is associated with an undesirably high material usage and relatively high costs. These known devices are also characterized by a disadvantageously high weight. In addition, the maintenance and repair of the devices is problematic due to the large number of small diameter tubing.
  • the invention is the technical problem of providing a method of the type mentioned, in which the above-described disadvantages can be reduced or minimized efficiently.
  • the invention is further based on the technical problem of specifying a corresponding device for removing particles from a gas.
  • the invention teaches a method for removing particles from a gas, in particular from a wet gas and preferably from a wet saturated gas, wherein the gas is passed through at least one pipeline, wherein at least particles present in the gas are ionized or electrically charged by means of at least one ionization electrode arranged in the pipeline and moved to the pipeline wall, wherein the particles are taken up and removed from the pipeline wall by a liquid film present on the pipeline wall, wherein the maximum diameter of the pipeline is 500 mm to 2500 mm, preferably 900 mm to 1500 mm and wherein a voltage applied to the ionizing electrode of 80 kV to 350 kV, preferably from 100 kV to 250 kV is used.
  • the maximum diameter of the pipeline is preferably 1000 to 1500 mm, very preferably 1000 to 1350 mm and particularly preferably more than 1000 mm.
  • - Diameter of a pipeline meant in the context of the invention, in particular the inner diameter of a pipeline.
  • Empfohleneimi have all the pipes of a pipe bundle the same diameter or the same maximum diameter or substantially the same diameter or substantially the same maximum diameter.
  • the term maximum diameter was chosen in particular to make it clear that in a pipeline with respect to a cross-section of the pipeline of different diameters, the largest or maximum diameter is meant. This applies, for example, to a pipeline with a hexagonal cross-section. In the case of a pipeline with an exactly circular cross section, the maximum diameter then corresponds to the same diameter with respect to a cross section of the pipeline everywhere. It is otherwise within the scope of the invention that a pipeline over its length has the same diameter or a substantially same diameter.
  • the voltage applied to the ionization electrode is preferably more than 100 kV, preferably 105 kV to 250 kV, and particularly preferably 110 kV to 250 kV.
  • An embodiment of the invention is characterized in that working with a voltage applied to the ionizing electrode of more than 110 kV.
  • the particles to be removed from the gas are, in particular, solid or liquid contaminant particles contained in the gas, such as, for example, dust and sulfuric acid aerosols.
  • the claimed in claim 1 feature, according to which "at least" the particles to be removed from the gas to be electrically charged, it is expressed that in principle all gas particles contained in the gas or gas molecules or the belonging to the gas gas particles or gas molecules ionized or can be charged electrically and can be moved to the pipe wall. It is within the scope of the invention that only or primarily the particles or impurity particles to be removed from the gas are taken up by the liquid film on the pipe wall and transported away.
  • the particles are either dissolved in the liquid of the liquid film and transported away in the form of a solution or solid particles are transported away with the liquid of the liquid film in the form of a suspension. It is recommended that a collecting container is provided for the liquid removing the particles or for the draining liquid of the liquid film.
  • the liquid is preferably water or conductive water or a mixture of water and sulfuric acid.
  • wet gases means in particular gases with a moisture content of 2 to 50% by volume and preferably 3 to 40% by volume, namely at a temperature of 25 to 75 ° C. and at a pressure of 1 bar.
  • the wet gas is a water vapor saturated gas.
  • the invention relates, inter alia, to a method and an apparatus for removing particles from wet corrosive gases.
  • the particles to be removed from the gas are electrically charged by an ionization electrode via a corona discharge.
  • the charged in this way particles are then moved in the existing electric field to the pipe wall and deposited on the pipe wall.
  • the pipe wall acts as a counter electrode to the ionizing electrode. Conveniently, the pipe wall of a pipeline is grounded.
  • the gas is passed through the pipeline at a gas velocity of 0.2 to 4 m / s, preferably at a gas velocity of 1 to 3.5 m / s and more preferably at a gas velocity of 2 to 3 m / s.
  • the gas temperature is suitably 35 to 100 ° C and especially 40 to 80 ° C.
  • a corrosive gas or a corrosive wet gas is purified in the context of the method according to the invention or passed through the at least one pipeline.
  • Corrosive gas means in particular an acidic gas.
  • a sulfur dioxide-containing gas is purified and the sulfur dioxide content is preferably 5 to 50 wt .-%, in particular 10 to 30 wt .-%.
  • the gas to be cleaned according to the invention is an offgas or a sulfur dioxide-containing offgas from the field of non-ferrous metallurgy or the chemical industry.
  • the invention also provides a device for removing particles from a gas, in particular from a wet gas and preferably from a corrosive wet gas, at least one pipeline being provided for the passage of the gas, wherein at least one ionization electrode for ionizing or for electrically charging at least the particles contained in the gas extends over at least a portion of the pipeline in the longitudinal direction of the pipeline, so that the particles are moved to the pipeline wall due to the charge and the existing electric field, wherein the pipe wall is covered or wetted with a liquid film for receiving and removing the particles, wherein the maximum diameter of the pipeline is 500 mm to 2500 mm, preferably 900 mm to 1500 mm and wherein the voltage applied to the ionizing electrode is 80 kV to 350 kV, preferably 100 kV to 250 kV.
  • the features described here and below to the device according to the invention can also relate to the inventive method or can also be used in the context of the inventive method.
  • Embodiment of the invention however, a plurality of pipes are combined into a pipe bundle and the piping of this pipe bundle parallel or substantially parallel to each other.
  • the pipelines are arranged directly or immediately adjacent to each other in such a pipe bundle.
  • a pipeline may have a circular or a substantially circular cross-section.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that the at least one pipe or the pipes has / have a hexagonal cross-section.
  • the cross section corresponds expediently an equilateral hexagon with six equal sides. It is recommended that a plurality of pipes with hexagonal cross-section are arranged in a pipe bundle directly next to each other.
  • the hexagonal sides of the pipelines are in each case common walls of adjacent pipelines.
  • this embodiment is understood in particular by the term piping bundle.
  • pipelines with a hexagonal cross-section in the context of the feature combination according to the invention are characterized by a surprisingly functionally reliable and effective separation of particles.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that the pipe wall of the pipe or the pipe walls of the pipes of plastic or substantially consists of plastic / consist.
  • This embodiment is especially recommended when a wet corrosive gas is to be cleaned.
  • the entire pipe wall of a pipeline to more than 75 wt .-%, preferably more than 80 wt .-% and particularly preferably more than 85 wt .-% of plastic.
  • the plastic is in particular a polyolefin, preferably polypropylene. Also, the material selection of the polyolefin is in view of the solution of the technical problem in the context of the invention is of particular importance.
  • a particularly recommended embodiment of the invention is characterized in that the at least one pipe or the at least one pipe wall has an electrically conductive inner surface.
  • Inner surface means the surface of the pipe, which faces the ionizing electrode.
  • the pipeline wall of the pipeline or of the pipelines is a laminate of at least one outer non-electrically conductive carrier layer and at least one electrically conductive inner surface layer.
  • the carrier layer consists of non-conductive plastic or substantially non-conductive plastic and preferably the inner surface layer of electrically conductive plastic.
  • Electrically conductive plastic means in particular a modified by at least one additive plastic, through which an electrical conductivity of the plastic is achieved.
  • the plastic of the carrier layer is recommended to be a polyolefin and particularly preferably polypropylene or flame-retardant polypropylene.
  • the pipeline or the Pipe wall with the at least one carrier layer made of plastic and the at least one electrically conductive inner surface layer made of plastic by co-extruding or as a co-extrudate.
  • the thickness of the carrier layer or the total thickness of the carrier layers is 10 to 35 mm, preferably 10 to 30 mm and preferably 15 to 25 mm. It is recommended that the thickness of the inner surface layer is 1 to 10 mm, preferably 1.5 to 7 mm, and preferably 2 to 5 mm.
  • an ionization electrode is arranged centrally in the associated pipeline.
  • the central longitudinal axis of the ionization electrode coincides with the central longitudinal axis of the pipeline.
  • extends an ionizing electrode in the longitudinal direction of the associated pipe wherein preferably ionizing mandrels are arranged distributed in the longitudinal direction of the ionizing electrode and over the circumference of the ionizing electrode.
  • the ionizing spikes are arranged transversely to the longitudinal axis of the ionization electrode and are preferably arranged perpendicularly or essentially perpendicular to the longitudinal axis of the ionization electrode.
  • the tips of the ionizing mandrels point in the direction of the pipe wall. It is within the scope of the invention that a corona discharge takes place for charging at least the particles at the tips of the ionization electrode.
  • the ionization electrode or the ionization electrodes consist of lead or substantially of lead or of stainless steel or substantially of stainless steel.
  • the longitudinal axis of the pipe or the longitudinal axes of the pipes of a pipe bundle vertically or in the Essentially arranged vertically is / are.
  • the gas to be purified is introduced from below into the vertically arranged pipe or into the vertically arranged pipes and thus flows through the pipe or the pipes from bottom to top.
  • the liquid of the liquid film in particular with the particles taken up, flows vertically downward from the gas under the effect of gravity and expediently into a collecting container arranged below the pipe or below the pipes.
  • the length of the pipeline or of the pipelines is preferably 3 to 9 m, preferably 4 to 6 m and particularly preferably 4.5 to 5.4 m.
  • the inner surface of the pipeline wall acted upon by the charged and ejected particles is completely or virtually completely covered by the liquid film.
  • the liquid film is always present during operation of the device according to the invention and continuously flows off the pipe wall.
  • the liquid of the liquid film is preferably water.
  • the liquid film on the pipe wall or on the pipeline walls at least partially generated by means of this liquid from the liquid dispensing device.
  • the at least one liquid dispensing device is preferably above the Piping or piping arranged.
  • the liquid film is generated on the pipe wall or on the pipe walls on the one hand by means of the moisture of the flowing wet gas and on the other hand by means of the liquid discharged from the liquid dispensing device.
  • the liquid is preferably water or conductive water.
  • a dilute with water sulfuric acid as a liquid.
  • the introduction of the liquid with the at least one liquid dispensing device can take place continuously or discontinuously.
  • the liquid of the liquid film flows downwards, in particular under the action of gravity, and preferably into a collecting container arranged below the pipeline or below the pipelines.
  • the device according to the invention can be used as a single-stage device with only one filter stage or filter device.
  • a device according to the invention has two or more filter stages or filter devices.
  • each filter stage or filter device consists of a single pipe or a plurality of juxtaposed and parallel to each other pipelines.
  • the invention further teaches a device for removing particles from a wet gas, in particular from a wet saturated gas, wherein at least two filter stages or filter means are arranged one above the other or vertically one above the other in a single housing, each filter means at least a pipeline for passing the wet gas to be cleaned, wherein at least one ionization electrode for ionizing or for electrically charging at least the particles contained in the gas extends over at least a portion of each pipe in the longitudinal direction of the pipes, so that the particles are repelled or pressed due to the charge to the pipe wall, the pipe wall each Pipeline is covered or wetted with a liquid film for receiving and transporting the particles, wherein the maximum diameter of the pipelines 500 mm to 2500 mm, preferably 900 mm to 1500 mm and wherein a collecting device is provided, which prevents the liquid of the liquid film or the liquid films from an upper filter stage or filter device in the arranged underneath or in the vertically arranged underneath filter stage or filter device.
  • the voltage applied to the ionization electrodes of the at least two filter stages or filter devices is recommended to be 80 kV to 350 kV, preferably 100 kV to 250 kV.
  • all features or embodiments cited to the device according to the invention first described can also be realized in the two-stage or multi-stage device according to the invention described here or implemented in one or more filter stages / filter devices of this device.
  • this concerns the arrangement, the design, the diameter and the cross-sectional shape of the pipelines, the moisture content, the speed and the temperature of the gas to be purified and the design of the ionizing electrodes as well as the voltage applied to the ionizing electrodes.
  • each filter stage or filter device of the two-stage or multi-stage device has its own or a separate high-voltage supply device. It is within the scope of the invention that the high voltage of each filter stage can be set or controlled separately and thus the high voltage for the different filter stages can also be set differently.
  • a single pipeline can be used to purify the gas.
  • a plurality of pipelines is combined or combined into a pipe bundle in at least one filter stage or filter device, preferably in the at least two filter stages or filter devices.
  • the inventive two-stage or multi-stage device for the purification of gases or exhaust gases from the steel industry is used. It is within the scope of the invention that non-corrosive or less corrosive gases are cleaned with this device.
  • the pipe walls of the pipes are made of metal and preferably of steel.
  • a particularly recommended embodiment of the invention is characterized in that at least one liquid dispensing device is provided for each filter stage / filter device of the two-stage / multi-stage device, with which liquid can be introduced into the pipes or can be applied to the pipe walls.
  • at least one liquid dispensing device is arranged above the pipeline or the pipes of a filter stage.
  • the two- / multi-stage device according to the invention is operated discontinuously and after switching off the voltage applied to the ionizing electrodes, liquid is applied to the pipeline walls with the liquid dispensing device or with the liquid dispensing devices for cleaning the pipeline walls.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that a collecting tray for the liquid flowing out of the upper filter stage is provided between an upper filter stage or filter device and a lower filter stage or filter device arranged directly underneath or vertically below it.
  • the collecting tray thus serves to catch this downflowing liquid and prevents liquid from the upper filter stage from entering the lower or the filter stage arranged below it.
  • the gas to be cleaned through the housing or the filter stages from bottom to top recommended vertical or substantially vertically flows from bottom to top.
  • the gas to be cleaned first flows through the pipes of a lower filter stage from bottom to top, then the gas flows through the collecting tray and then the pipes of an upper filter stage from bottom to top.
  • the collecting device or the collecting tray for the liquid has a plurality of openings for the gas flowing through and to be cleaned. These openings are formed with the proviso or protected with the proviso that a penetration of the liquid from the upper filter stage is prevented by these openings.
  • the collecting tray is like a column bottom or sieve bottom of a Distillation column formed. EmpfohleneIER protruding ridges are provided from the top of the collecting tray, which limit to an elongated opening channels for the gas flowing through and form the other gutters for the collected liquid.
  • the elongated opening channels are each covered by at least one hood member, wherein the openings for the gas flowing through between the hood elements and the webs are provided and wherein the hood elements protect the opening channels against the ingress of liquid from the upper filter stage.
  • the upper side of the collecting tray means the side or surface of the collecting tray facing the upper filter stage.
  • the hood elements are formed in cross-section V-shaped. It is within the scope of the invention that the gas flows from a lower filter stage through the opening channels of the collecting tray and then through the openings between the hood elements and the webs. Empfohleneores the collected from the collecting tray liquid via the gutters a collecting container can be fed.
  • the collecting tray is arranged inclined thereto.
  • the collecting container can be a collecting container arranged below the lower filter stage or else a separate collecting container.
  • the invention is based on the finding that a surprisingly complete removal of particles from a gas can be achieved with the method according to the invention and with the device according to the invention.
  • the method and the device are thus characterized by a high degree of separation or by a high degree of efficiency.
  • Particular importance in the context of the invention with regard to the solution of the technical problem of the feature combination "wet gases - large diameter of the pipe (s) - high voltage - removal of the particles with the help
  • the device according to the invention can be produced with an advantageously low use of material and thus at relatively low cost, and the operating costs for the device according to the invention and for the method according to the invention are also relatively low Inspection and Maintenance of the Device
  • the device according to the invention is additionally characterized by an advantageously low weight.
  • High efficiency also distinguishes the two-stage or multi-stage design of a device according to the invention.
  • an effective coarse cleaning of the gas to be purified can be carried out with a lower filter stage of this device according to the invention, and then an effective fine cleaning of the gas to be cleaned can then be realized with an upper filter stage of the apparatus. It can be achieved in the lower filter stage, a degree of separation up to 99.6% and in the upper filter stage preferably a degree of separation up to 99.5%.
  • FIGS. 1 and 2 show two embodiments of a device according to the invention for the removal of particles 1 or impurity particles from a wet gas.
  • the gas is recommended for cleaning purposes and, in the exemplary embodiment, is conducted through a plurality of pipelines 2 leading to a pipeline bundle 3 (FIG. Fig. 1 ) or to two pipe bundles 3 ( Fig. 2 ) are bundled.
  • the pipes 2 and the pipe bundles 3 are oriented vertically with the longitudinal axes and the pipes 2 are preferably and in the embodiment flows through from below from the gas to be cleaned. From the Fig. 3 shows that the pipes 2 are preferred and in the exemplary embodiment have a hexagonal cross-section in the form of an equilateral hexagon.
  • the hexagonal cross-section pipelines 2 are in the pipe bundle 3 directly next to each other and in this way optimal space utilization is achieved.
  • the maximum diameter d of a pipeline 2 may be 1400 mm in the exemplary embodiment.
  • the hexagonal sides of the pipelines 2 are in each case common walls of two adjacent pipelines 2.
  • this particularly preferred embodiment is understood in particular by the term piping bundle 3.
  • each pipe 2 extends an ionization electrode 4, which is preferably and in the embodiment, each centrally located in the associated pipe 2.
  • Each ionization electrode 4 has a plurality of ionization mandrels 5, which are arranged distributed in the longitudinal direction of the ionization electrode 4 and over the circumference of the ionization electrode 4.
  • the ionizing mandrels 5 are arranged perpendicular to the longitudinal axis of the associated iontechnischselektrode 4 and the tips of the ionizing mandrels 5 point in the direction of the pipe wall 6 of the associated pipe 2.
  • Die Fig. 3 shows a preferred embodiment of an ionization electrode used in the invention 4.
  • the ionization electrode 4 has a central electrode rod 12 and this electrode rod 12 is connected via connecting elements 13 with electrode rings 14.
  • the electrode rings 14 are arranged distributed over the longitudinal direction of the electrode rod 12.
  • Ionticiansdorne 5 are connected.
  • the ionization electrode 4 may consist in particular of stainless steel or lead.
  • a voltage of 240 kV At each ionization electrode 4 may be applied in the embodiment, a voltage of 240 kV.
  • the particles 1 to be removed from the gas are electrically charged by means of the ionizing electrodes 4. That is in the Fig. 4 shown schematically.
  • each pipe wall 6 On the inner surface of each pipe wall 6, a continuous liquid film 7 is present, which preferably and in the embodiment consists of water.
  • the pipe wall 6 is expediently and grounded in the embodiment and acts as a counter-electrode to the associated opposing ionizing electrode 4.
  • the pressed to the pipe wall 6 or moving particles 1 are taken up by the liquid film 7 and the liquid of the liquid film 7 flows under the action of gravity in vertical Direction down and transported the recorded particles 1 thus in this direction.
  • the particles 1 can either be dissolved in the liquid of the liquid film 7 or be transported away in the form of a suspension.
  • Pipe bundles 3 are shown collecting container 8 for the laden with the particles and vertically downflowing liquid of the liquid film. 7
  • each pipeline 2 has a liquid dispensing device in the form of dispensing nozzles 9. With these dispensing nozzles 9 liquid or water is applied to the pipe walls 6 and thereby the formation of continuous liquid films 7 is supported on the pipe walls 6.
  • a pipe wall 6 of the pipes 2 made of plastic or substantially of plastic is suitable especially when wet corrosive gases are to be cleaned.
  • Empfohlene justify the pipe walls 6 made of polypropylene or substantially of polypropylene.
  • the pipe walls 6 have an electrically conductive inner surface.
  • a pipe wall 6 is preferred and in the exemplary embodiment has an outer carrier layer 10 of non-conductive plastic and an inner surface layer 11 of electrically conductive plastic. Both the carrier layer 10 and the inner surface layer 11 consist in the exemplary embodiment of polypropylene.
  • the pipe walls 6 and the pipes 2 are produced by coextrusion.
  • the thickness of the carrier layer 10 may be 20 mm in the embodiment, and the thickness of the electrically conductive inner surface layer 11 may be 3 mm.
  • the pipe walls can also consist of a metal, in particular steel.
  • the device according to the invention is a single-stage device or a device with only one filter stage.
  • This filter stage has a single pipe bundle 3 of a plurality of pipes 2.
  • the pipe bundle 3 or the one filter stage is flowed through by the gas to be cleaned from bottom to top.
  • a wet corrosive gas can be cleaned with this single-stage device.
  • a device according to the invention is a two-stage device or to a device with two filter stages or filter devices 15, 16.
  • the two filter devices 15, 16 are vertically stacked in a single housing 17 arranged.
  • the gas flows through the housing 17 and the filter means 15, 16 from bottom to top. This means that the gas to be purified first flows through the lower filter device 15 and then flows through the upper filter device 16.
  • Each filter device 15, 16 preferably and in the exemplary embodiment, a plurality of pipes 2, which are bundled into a pipe bundle 3. The pipes 2 are thus flowed through from below by the gas to be cleaned.
  • each filter device 15, 16 has its own or a separate high-voltage supply device 18.
  • the high voltage for each filter device 15, 16 can be set or controlled separately.
  • Below the lower filter device 15 is preferably a non-illustrated collecting container for the charged with the particles 1 and vertically down from the lower filter device 15 draining liquid.
  • the two-stage device has a collecting device, which prevents liquid from the liquid films 7 of the upper filter device 16 from entering the filter device 15 arranged vertically underneath.
  • this collecting device is designed as a collecting tray 19 and this collecting tray 19 is disposed between the upper filter means 16 and the lower filter means 15 arranged vertically below. With this collecting tray 19, the effluent from the upper filter means 16 is collected and thus prevents this liquid from entering the lower filter means 15.
  • a plurality of openings 21 is provided for the gas to be cleaned.
  • these openings 21 are formed with the proviso or protected with the proviso that liquid from the liquid films 7 of the upper filter means 16 can not pass through the openings 21 in the lower filter means 15.
  • said webs 23 limit the one provided in the collecting tray 19 opening channels 24 for the gas flowing through and form the other gutters 25 for the collected liquid.
  • the opening channels 24 and drainage channels 25 expediently extend over the entire collecting tray 19.
  • the opening channels 24 are preferably covered in the exemplary embodiment by hood elements 26 which are V-shaped in cross-section, the openings 21 for the gas to be cleaned or for the gas flowing through between the hood elements 26 and the webs 23 are provided.
  • the gas thus flows through opening channels 24 upwards and then through the openings 21 and then in the direction of the upper filter device 16.
  • the hood elements 26 thereby protect the opening channels 24 from the ingress of the upper filter device 16th originating liquid.
  • the pairs of webs 24 limiting web pairs are formed alternately with different height.
  • the pair of webs can be arranged at a small distance from each other and nonetheless, the liquid can pass through the hood elements 26 in the gutters 25 of the collecting tray 19.
  • the collecting tray 19 is preferably inclined, so that the liquid originating from the upper filter device 16 can flow off via the drainage channels 25. Appropriately, the liquid is then passed into a collecting vessel, not shown.
  • the two-stage device according to Fig. 2 is particularly suitable for the purification of gases or exhaust gases from steelmaking. It is also within the scope of the invention that non-corrosive gases can be cleaned with this device.
  • the two-stage device according to Fig. 2 is particularly suitable for discontinuous operation. In this case, after switching off the voltage applied to the ionizing electrodes, the "resting phases" can be used to clean off the pipeline walls 6 by means of the liquid discharged from the dispensing nozzles 9. Subsequently, the voltage for the ionizing electrodes 4 can be switched on again and there is a further deposition process.

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Abstract

Verfahren zur Entfernung von Partikeln (1) aus einem Gas, insbesondere aus einem nassen Gas, wobei das Gas durch zumindest eine Rohrleitung (2) geleitet wird. Zumindest in dem Gas vorhandene Partikel (1) werden mittels zumindest einer in der Rohrleitung (2) angeordneten Ionisierungselektrode (4) ionisiert bzw. elektrisch aufgeladen und im vorhandenen elektrischen Feld zur Rohrleitungswand (6) hin abgestoßen bzw. bewegt. Die Partikel (1) werden an der Rohrleitungswand (6) von einem auf der Rohrleitungswand (6) vorhandenen Flüssigkeitsfilm (7) aufgenommen und abtransportiert. Der maximale Durchmesser (d) der Rohrleitung (2) beträgt 500 mm bis 2500 mm und vorzugsweise 900 mm bis 1500 mm. Es wird mit einer an der Ionisierungselektrode (4) angelegten Spannung von 80 kV bis 350 kV, vorzugsweise von 100 kV bis 250 kV gearbeitet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Partikeln aus einem Gas, insbesondere aus einem nassen Gas und bevorzugt aus einem nassen gesättigten Gas, wobei das Gas durch zumindest eine Rohrleitung geleitet wird, wobei zumindest in dem Gas vorhandene Partikel mittels zumindest einer in der Rohrleitung angeordneten Ionisierungselektrode ionisiert bzw. elektrisch aufgeladen werden. Die Erfindung betrifft fernerhin eine Vorrichtung zur Entfernung von Partikeln aus einem Gas, insbesondere aus einem nassen Gas und bevorzugt aus einem nassen gesättigten Gas. Bei den Partikeln handelt es sich insbesondere um Verunreinigungspartikel, die aus dem Gas abgeschieden werden sollen. Mit dem Begriff Partikel sind im Rahmen der Erfindung insbesondere staubförmige oder flüssige Partikel oder auch Aerosole bezeichnet. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das zu reinigende Gas einen weiter unten noch näher spezifizierten Feuchtigkeitsgehalt aufweist.
  • Verfahren und Vorrichtungen zur Entfernung von Partikeln aus Gasen mit Hilfe einer lonisierung des Gases bzw. einer elektrischen Aufladung sind aus der Praxis in verschiedenen Ausführungsformen, insbesondere unter den Begriffen Elektrofilter oder Elektroabscheider bekannt. Dabei werden in dem Gas vorhandene Partikel bzw. Verunreinigungspartikel mittels einer lonisierungselektrode ionisiert bzw. elektrisch aufgeladen und an einer als Gegenelektrode zu der Ionisierungselektrode wirkenden Wand abgeschieden. Die Gegenelektrode wird auch als Abscheidungselektrode bezeichnet. Bei den Partikeln kann es sich insbesondere um feste oder auch um flüssige Partikel bzw. Verunreinigungspartikel handeln. Bei den aus der Praxis bekannten Verfahren und Vorrichtungen lässt häufig die Effizienz der Partikelabscheidung und somit der Wirkungsgrad zu wünschen übrig. Das gilt insbesondere für nasse Gase. Um eine Steigerung der Effizienz bzw. des Wirkungsgrades zu erreichen, sind andererseits material- und kostenaufwendige Maßnahmen erforderlich. Bekannte Vorrichtungen zur Partikelabscheidung weisen häufig eine Vielzahl von Rohrleitungen mit relativ geringem Durchmesser auf. Das ist mit einem unerwünscht hohen Materialeinsatz verbunden sowie mit verhältnismäßig hohen Kosten. Diese bekannten Vorrichtungen zeichnen sich auch durch ein nachteilhaft hohes Gewicht aus. Darüber hinaus ist die Wartung und Reparatur der Vorrichtungen aufgrund der hohen Anzahl an Rohrleitungen mit geringem Durchmesser problematisch.
  • Demgegenüber liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die vorstehend geschilderten Nachteile effizient reduziert bzw. minimiert werden können. Der Erfindung liegt weiterhin das technische Problem zugrunde, eine entsprechende Vorrichtung zur Entfernung von Partikeln aus einem Gas anzugeben.
  • Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Entfernung von Partikeln aus einem Gas, insbesondere aus einem nassen Gas und bevorzugt aus einem nassen gesättigten Gas, wobei das Gas durch zumindest eine Rohrleitung geleitet wird,
    wobei zumindest in dem Gas vorhandene Partikel mittels zumindest einer in der Rohrleitung angeordneten Ionisierungselektrode ionisiert bzw. elektrisch aufgeladen werden und zur Rohrleitungswand bewegt werden,
    wobei die Partikel an der Rohrleitungswand von einem auf der Rohrleitungswand vorhandenen Flüssigkeitsfilm aufgenommen und abtransportiert werden,
    wobei der maximale Durchmesser der Rohrleitung 500 mm bis 2500 mm, vorzugsweise 900 mm bis 1500 mm beträgt und wobei mit einer an der Ionisierungselektrode angelegten Spannung von 80 kV bis 350 kV, vorzugsweise von 100 kV bis 250 kV gearbeitet wird.
  • Die Rohrleitungen bezeichnet man im Übrigen auch als Niederschlagselektroden. Bevorzugt beträgt der maximale Durchmesser der Rohrleitung 1000 bis 1500 mm sehr bevorzugt 1000 bis 1350 mm und besonders bevorzugt mehr als 1000 mm. - Durchmesser einer Rohrleitung meinte im Rahmen der Erfindung insbesondere den Innendurchmesser einer Rohrleitung. Empfohlenermaßen weisen alle Rohrleitungen eines Rohrleitungsbündels den gleichen Durchmesser bzw. den gleichen maximalen Durchmesser auf oder im Wesentlichen den gleichen Durchmesser bzw. im Wesentlichen den gleichen maximalen Durchmesser auf. Der Begriff maximaler Durchmesser wurde insbesondere gewählt um deutlich zu machen, dass bei einer Rohrleitung mit bezüglich eines Querschnittes der Rohrleitung unterschiedlichen Durchmessern der größte bzw. maximale Durchmesser gemeint ist. Das trifft beispielsweise für eine Rohrleitung mit hexagonalem Querschnitt zu. Bei einer Rohrleitung mit exakt kreisrundem Querschnitt entspricht der maximale Durchmesser dann dem bezüglich eines Querschnittes der Rohrleitung überall gleichen Durchmesser. Es liegt im Übrigen im Rahmen der Erfindung, dass eine Rohrleitung über ihre Länge den gleichen Durchmesser bzw. einen im Wesentlichen gleichen Durchmesser aufweist.
  • Die an der Ionisierungselektrode angelegte Spannung beträgt vorzugsweise mehr als 100 kV, bevorzugt 105 kV bis 250 kV und besonders bevorzugt 110 kV bis 250 kV. Eine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mit einer an der Ionisierungselektrode angelegten Spannung von mehr als 110 kV gearbeitet wird.
  • Bei den aus dem Gas zu entfernenden Partikeln handelt es sich insbesondere um im Gas enthaltene feste oder flüssige Verunreinigungspartikel, wie beispielsweise Staub und Schwefelsäure-Aerosole. Mit dem im Patentanspruch 1 beanspruchten Merkmal, wonach "zumindest" die aus dem Gas zu entfernenden Partikel elektrisch aufgeladen werden, wird ausgedrückt, dass grundsätzlich auch alle in dem Gas enthaltenen Gaspartikeln bzw. Gasmoleküle bzw. die zu dem Gas gehörenden Gaspartikel bzw. Gasmoleküle ionisiert bzw. elektrisch aufgeladen werden können und zur Rohrleitungswand hin bewegt werden können. Es liegt dabei im Rahmen der Erfindung, dass lediglich bzw. in erster Linie die aus dem Gas zu entfernenden Partikel bzw. Verunreinigungspartikel von dem Flüssigkeitsfilm auf der Rohrleitungswand aufgenommen und abtransportiert werden. Zweckmäßigerweise werden die Partikel entweder in der Flüssigkeit des Flüssigkeitsfilms gelöst und in Form einer Lösung abtransportiert oder feste Partikel werden mit der Flüssigkeit des Flüssigkeitsfilms in Form einer Suspension abtransportiert. Es empfiehlt sich, dass für die die Partikel abtransportierende Flüssigkeit bzw. für die ablaufende Flüssigkeit des Flüssigkeitsfilms ein Auffangbehälter vorhanden ist. Bei der Flüssigkeit handelt es sich bevorzugt um Wasser bzw. leitfähiges Wasser oder um eine Mischung aus Wasser und Schwefelsäure.
  • Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Partikel aus einem nassen Gas entfernt werden und dass es sich somit um ein Nassgasreinigungsverfahren handelt. Nasse Gase meint im Rahmen der Erfindung insbesondere Gase mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 2 bis 50 Vol.-% und bevorzugt 3 bis 40 Vol.-% und zwar bei einer Temperatur von 25 bis 75°C und bei einem Druck von 1 bar. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei dem nassen Gas um ein wasserdampfgesättigtes Gas. Wie weiter unten noch ausgeführt betrifft die Erfindung unter anderem ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung von Partikeln aus nassen korrosiven Gasen.
  • Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die aus dem Gas zu entfernenden Partikel von einer Ionisierungselektrode über eine Corona-Entladung elektrisch aufgeladen werden. Die auf diese Weise aufgeladenen Partikel werden dann im vorhandenen elektrischen Feld zur Rohrleitungswand hin bewegt und an der Rohrleitungswand abgeschieden. Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, dass die Rohrleitungswand gleichsam als Gegenelektrode zu der lonisierungselektrode wirkt. Zweckmäßigerweise wird die Rohrleitungswand einer Rohrleitung geerdet.
  • Vorzugsweise wird das Gas mit einer Gasgeschwindigkeit von 0,2 bis 4 m/s bevorzugt mit einer Gasgeschwindigkeit von 1 bis 3,5 m/s und besonders bevorzugt mit einer Gasgeschwindigkeit von 2 bis 3 m/s durch die Rohrleitung geführt. Die Gastemperatur beträgt zweckmäßigerweise 35 bis 100°C und insbesondere 40 bis 80°C.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird ein korrosives Gas bzw. ein korrosives nasses Gas im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens gereinigt bzw. durch die zumindest eine Rohrleitung geleitet. Korrosives Gas meint insbesondere ein säurehaltiges Gas. Gemäß einer Ausführungsform wird ein schwefeldioxidhaltiges Gas gereinigt und der Schwefeldioxidgehalt beträgt bevorzugt 5 bis 50 Gew.-%, insbesondere 10 bis 30 Gew.-%. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass es sich bei dem erfindungsgemäß zu reinigenden Gas um ein Abgas bzw. um ein schwefeldioxidhaltiges Abgas aus dem Bereich der Nichteisenmetallurgie oder der chemischen Industrie handelt. - Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein nasses Gas bzw. nasses Abgas aus der Stahlindustrie gereinigt.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Entfernung von Partikeln aus einem Gas, insbesondere aus einem nassen Gas und bevorzugt aus einem korrosiven nassen Gas, wobei zumindest eine Rohrleitung zum Durchleiten des Gases vorgesehen ist,
    wobei sich in Längsrichtung der Rohrleitung über zumindest einen Teilbereich der Rohrleitung zumindest eine Ionisierungselektrode zur Ionisierung bzw. zur elektrischen Aufladung zumindest der in dem Gas enthaltenen Partikel erstreckt, so dass die Partikel aufgrund der Aufladung und des vorhandenen elektrischen Feldes zur Rohrleitungswand bewegt werden,
    wobei die Rohrleitungswand mit einem Flüssigkeitsfilm zur Aufnahme und zum Abtransport der Partikel bedeckt bzw. benetzt ist,
    wobei der maximale Durchmesser der Rohrleitung 500 mm bis 2500 mm, vorzugsweise 900 mm bis 1500 mm beträgt
    und wobei die an der Ionisierungselektrode angelegte Spannung 80 kV bis 350 kV, vorzugsweise 100 kV bis 250 kV beträgt. - Es versteht sich, dass die hier und nachfolgend zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschriebenen Merkmale sich auch auf das erfindungsgemäße Verfahren beziehen können bzw. auch im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden können.
  • Grundsätzlich kann im Rahmen der Erfindung auch nur eine einzige Rohrleitung zur Reinigung des Gases verwendet werden. Nach sehr bevorzugter
  • Ausführungsform der Erfindung sind jedoch eine Mehrzahl von Rohrleitungen zu einem Rohrleitungsbündel kombiniert und die Rohrleitungen dieses Rohrleitungsbündels verlaufen parallel bzw. im Wesentlichen parallel zueinander. Zweckmäßigerweise sind in einem solchen Rohrleitungsbündel die Rohrleitungen direkt bzw. unmittelbar nebeneinander angeordnet.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann eine Rohrleitung einen kreisrunden bzw. einen im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt aufweisen. Eine ganz besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Rohrleitung bzw. die Rohrleitungen einen hexagonalen Querschnitt aufweist/aufweisen. Der Querschnitt entspricht dabei zweckmäßigerweise einem gleichseitigen Sechseck mit sechs gleichlangen Seiten. Es empfiehlt sich, dass eine Mehrzahl von Rohrleitungen mit hexagonalem Querschnitt in einem Rohrleitungsbündel unmittelbar nebeneinander angeordnet sind. Bei Rohrleitungen mit hexagonalem Querschnitt kann in vorteilhafter Weise eine sehr weitgehende bzw. vollständige Raumausnutzung realisiert werden. Nach besonders bevorzugter Ausführungsform sind dabei die Sechseckseiten der Rohrleitungen jeweils gemeinsame Wände von benachbarten Rohrleitungen. Bei hexagonalem Querschnitt der Rohrleitungen wird diese Ausführungsform insbesondere unter dem Begriff Rohrleitungsbündel verstanden. - Außerdem zeichnen sich Rohrleitungen mit hexagonalem Querschnitt im Rahmen der erfindungsgemäßen Merkmalskombination durch eine überraschend funktionssichere und effektive Abscheidung von Partikeln aus.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitungswand der Rohrleitung bzw. die Rohrleitungswände der Rohrleitungen aus Kunststoff bzw. im Wesentlichen aus Kunststoff besteht/bestehen. Diese Ausführungsform empfiehlt sich vor allem, wenn ein nasses korrosives Gas gereinigt werden soll. Vorzugsweise besteht die gesamte Rohrleitungswand einer Rohrleitung zu mehr als 75 Gew.-%, bevorzugt zu mehr als 80 Gew.-% und besonders bevorzugt zu mehr als 85 Gew.-% aus Kunststoff. Bei dem Kunststoff handelt es sich insbesondere um ein Polyolefin, bevorzugt um Polypropylen. Auch der Materialauswahl des Polyolefins kommt im Hinblick auf die Lösung des technischen Problems im Rahmen der Erfindung besondere Bedeutung zu.
  • Eine ganz besonders empfohlene Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die zumindest eine Rohrleitung bzw. die zumindest eine Rohrleitungswand eine elektrisch leitfähige Innenoberfläche aufweist. Innenoberfläche meint dabei die Oberfläche der Rohrleitung, die der lonisierungselektrode zugewandt ist. Besonders bevorzugt ist im Rahmen der Erfindung, dass die Rohrleitungswand der Rohrleitung bzw. der Rohrleitungen ein Laminat aus zumindest einer äußeren nicht elektrisch leitfähigen Trägerschicht und zumindest einer elektrisch leitfähigen Innenoberflächenschicht ist. Empfohlenermaßen besteht die Trägerschicht aus nicht leitfähigem Kunststoff bzw. im Wesentlichen aus nicht leitfähigem Kunststoff und bevorzugt besteht die Innenoberflächenschicht aus elektrisch leitfähigem Kunststoff. Elektrisch leitfähiger Kunststoff meint insbesondere einen durch zumindest einen Zusatz modifizierten Kunststoff, durch den eine elektrische Leitfähigkeit des Kunststoffes erreicht wird. Empfohlenermaßen sind in dem elektrisch leitfähigen Kunststoff Kohlenstoffpartikel und/oder Kohlenstofffasern bzw. Carbonfasern enthalten. Grundsätzlich können aber zur Gewährleistung der elektrischen Leitfähigkeit auch andere Zusätze in dem Kunststoff der Innenoberflächenschicht enthalten sein. Bei dem Kunststoff der Trägerschicht handelt es sich empfohlenermaßen um ein Polyolefin und besonders bevorzugt um Polypropylen bzw. schwerentflammbares Polypropylen. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird die Rohrleitung bzw. die Rohrleitungswandung mit der zumindest einen Trägerschicht aus Kunststoff und der zumindest einen elektrisch leitfähigen Innenoberflächenschicht aus Kunststoff durch Koextrudieren bzw. als Koextrudat hergestellt.
  • Zweckmäßigerweise beträgt die Dicke der Trägerschicht bzw. die Gesamtdicke der Trägerschichten 10 bis 35 mm, vorzugsweise 10 bis 30 mm und bevorzugt 15 bis 25 mm. Empfohlenermaßen beträgt die Dicke der Innenoberflächenschicht 1 bis 10 mm, vorzugsweise 1,5 bis 7 mm und bevorzugt 2 bis 5 mm.
  • Es empfiehlt sich, dass eine Ionisierungselektrode zentralmittig in der zugeordneten Rohrleitung angeordnet ist. Bevorzugt stimmt also die zentrale Längsachse der Ionisierungselektrode mit der zentralen Längsachse der Rohrleitung überein. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass sich eine Ionisierungselektrode in Längsrichtung der zugeordneten Rohrleitung erstreckt, wobei vorzugsweise Ionisierungsdorne in Längsrichtung der Ionisierungselektrode und über den Umfang der Ionisierungselektrode verteilt angeordnet sind. Zweckmäßigerweise sind die Ionisierungsdorne quer zur Längsachse der Ionisierungselektrode angeordnet und bevorzugt senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Ionisierungselektrode angeordnet. Es empfiehlt sich, dass die Spitzen der Ionisierungsdorne in Richtung der Rohrleitungswand weisen. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass eine Corona-Entladung zur Aufladung zumindest der Partikel an den Spitzen der Ionisierungselektrode stattfindet. - Gemäß bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besteht die Ionisierungselektrode bzw. bestehen die Ionisierungselektroden aus Blei bzw. im Wesentlichen aus Blei oder aus Edelstahl bzw. im Wesentlichen aus Edelstahl.
  • Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Längsachse der Rohrleitung bzw. die Längsachsen der Rohrleitungen eines Rohrleitungsbündels vertikal bzw. im Wesentlichen vertikal angeordnet ist/sind. Nach einer Ausführungsform wird das zu reinigende Gas von unten in die vertikal angeordnete Rohrleitung bzw. in die vertikal angeordneten Rohrleitungen eingeführt und durchströmt somit die Rohrleitung bzw. die Rohrleitungen von unten nach oben. Bei vertikaler Anordnung der Rohrleitung bzw. der Rohrleitungen fließt die Flüssigkeit des Flüssigkeitsfilmes insbesondere mit den aufgenommenen Partikeln aus dem Gas unter Einwirkung der Schwerkraft vertikal nach unten und zweckmäßigerweise in einen unterhalb der Rohrleitung bzw. unterhalb der Rohrleitungen angeordneten Auffangbehälter. - Vorzugsweise beträgt die Länge der Rohrleitung bzw. der Rohrleitungen 3 bis 9 m, bevorzugt 4 bis 6 m und besonders bevorzugt 4,5 bis 5,4 m.
  • Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, dass die von den aufgeladenen und abgestoßenen Partikeln beaufschlagte Innenoberfläche der Rohrleitungswand vollständig bzw. quasi vollständig von dem Flüssigkeitsfilm bedeckt ist. Zweckmäßigerweise befindet sich auf der Rohrleitungswand somit ein durchgehender bzw. ein lückenloser Flüssigkeitsfilm. Es liegt fernerhin im Rahmen der Erfindung, dass der Flüssigkeitsfilm während des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung stets vorhanden ist und kontinuierlich an der Rohrleitungswand abfließt. Bei der Flüssigkeit des Flüssigkeitsfilmes handelt es sich bevorzugt um Wasser.
  • Es empfiehlt sich, dass zumindest eine Flüssigkeitsabgabevorrichtung vorgesehen ist, mit der Flüssigkeit bzw. Flüssigkeitsnebel in die Rohrleitung bzw. in die Rohrleitungen einbringbar ist. Zweckmäßigerweise ist der Flüssigkeitsfilm auf der Rohrleitungswand bzw. auf den Rohrleitungswänden zumindest teilweise mittels dieser Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsabgabevorrichtung erzeugbar. Bei vertikaler Anordnung der Rohrleitung bzw. der Rohrleitungen ist die zumindest eine Flüssigkeitsabgabevorrichtung vorzugsweise oberhalb der Rohrleitung bzw. der Rohrleitungen angeordnet. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Flüssigkeitsfilm an der Rohrleitungswand bzw. an den Rohrleitungswänden zum einen mittels der Feuchtigkeit des durchströmenden nassen Gases erzeugt und zum anderen mittels der aus der Flüssigkeitsabgabevorrichtung abgegebenen Flüssigkeit. Wie oben bereits dargelegt, handelt es sich bei der Flüssigkeit bevorzugt um Wasser bzw. um leitfähiges Wasser. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung eine mit Wasser verdünnte Schwefelsäure als Flüssigkeit einzusetzen. Das Einbringen der Flüssigkeit mit der zumindest einen Flüssigkeitsabgabevorrichtung kann im Übrigen kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Bei vertikaler Anordnung der Rohrleitung bzw. der Rohrleitungen fließt die Flüssigkeit des Flüssigkeitsfilmes insbesondere unter Einwirkung der Schwerkraft nach unten und vorzugsweise in einen unterhalb der Rohrleitung bzw. unterhalb der Rohrleitungen angeordneten Auffangbehälter.
  • Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung als einstufige Vorrichtung mit lediglich einer Filterstufe bzw. Filtereinrichtung eingesetzt werden. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung zwei oder mehr Filterstufen bzw. Filtereinrichtungen aufweist. Zweckmäßigerweise besteht dann jede Filterstufe bzw. Filtereinrichtung aus einer einzigen Rohrleitung oder aus einer Mehrzahl von nebeneinander und parallel zu einander angeordneten Rohrleitungen.
  • Zur Lösung des technischen Problems lehrt die Erfindung weiterhin eine Vorrichtung zum Entfernen von Partikeln aus einem nassen Gas, insbesondere aus einem nassen gesättigten Gas, wobei zumindest zwei Filterstufen bzw. Filtereinrichtungen übereinander bzw. vertikal übereinander in einem einzigen Gehäuse angeordnet sind, wobei jede Filtereinrichtung zumindest eine Rohrleitung zum Durchleiten des zu reinigenden nassen Gases aufweist, wobei sich in Längsrichtung der Rohrleitungen über zumindest einen Teilbereich jeder Rohrleitung zumindest eine Ionisierungselektrode zur Ionisierung bzw. zur elektrischen Aufladung zumindest der in dem Gas enthaltenen Partikel erstreckt, so dass die Partikel aufgrund der Aufladung zur Rohrleitungswand abgestoßen bzw. gedrückt werden, wobei die Rohrleitungswand jeder Rohrleitung mit einem Flüssigkeitsfilm zur Aufnahme und zum Abtransport der Partikel bedeckt bzw. benetzt ist,
    wobei der maximale Durchmesser der Rohrleitungen 500 mm bis 2500 mm, vorzugsweise 900 mm bis 1500 mm beträgt und wobei eine Auffangeinrichtung vorgesehen ist, mit der verhindert wird, das Flüssigkeit des Flüssigkeitsfilms bzw. der Flüssigkeitsfilme aus einer oberen Filterstufe bzw. Filtereinrichtung in die darunter angeordnete bzw. in die vertikal darunter angeordnete Filterstufe bzw. Filtereinrichtung gelangt.
  • Die an den Ionisierungselektroden der zumindest zwei Filterstufen bzw. Filtereinrichtungen angelegte Spannung beträgt empfohlenermaßen 80 kV bis 350 kV, vorzugsweise 100 kV bis 250 kV.
  • Vorzugsweise können alle zu der zuerst beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung angeführten Merkmale bzw. Ausführungsformen auch bei der hier beschriebenen erfindungsgemäßen zwei- oder mehrstufigen Vorrichtung realisiert sein bzw. bei einer oder mehreren Filterstufen/Filtereinrichtungen dieser Vorrichtung realisiert sein. Das betrifft unter anderem die Anordnung, die Ausgestaltung, den Durchmesser und die Querschnittsform der Rohrleitungen, den Feuchtigkeitsgehalt, die Geschwindigkeit und die Temperatur des zur reinigenden Gases und die Ausgestaltung der Ionisierungselektroden sowie die an den Ionisierungselektroden angelegte Spannung.
  • Nach besonders bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weist jede Filterstufe bzw. Filtereinrichtung der zwei- bzw. mehrstufigen Vorrichtung eine eigene bzw. eine separate Hochspannungsversorgungseinrichtung auf. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Hochspannung jeder Filterstufe separat eingestellt bzw. gesteuert werden kann und somit die Hochspannung für die verschiedenen Filterstufen auch unterschiedlich eingestellt werden kann.
  • Grundsätzlich kann in einer Filterstufe der erfindungsgemäßen zwei- oder mehrstufigen Vorrichtung auch nur eine einzige Rohrleitung zur Reinigung des Gases eingesetzt werden. Nach besonders bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist jedoch in zumindest einer Filterstufe bzw. Filtereinrichtung, vorzugsweise in den zumindest zwei Filterstufen bzw. Filtereinrichtungen jeweils eine Mehrzahl von Rohrleitungen zu einem Rohrleitungsbündel zusammengefasst bzw. kombiniert.
  • Gemäß bevorzugter Ausführungsform wird die erfindungsgemäße zweistufige bzw. mehrstufige Vorrichtung zur Reinigung von Gasen bzw. Abgasen aus der Stahlindustrie eingesetzt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass mit dieser Vorrichtung nicht korrosive bzw. wenig korrosive Gase gereinigt werden. Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen zwei-/mehrstufigen Vorrichtung bestehen die Rohrleitungswände der Rohrleitungen aus Metall und bevorzugt aus Stahl. Eine besonders empfohlene Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass für jede Filterstufe/Filtereinrichtung der zwei-/mehrstufigen Vorrichtung zumindest eine Flüssigkeitsabgabevorrichtung vorgesehen ist, mit der Flüssigkeit in die Rohrleitungen einbringbar ist bzw. auf die Rohrleitungswände aufbringbar ist. Zweckmäßigerweise ist zumindest eine Flüssigkeitsabgabevorrichtung oberhalb der Rohrleitung bzw. der Rohrleitungen einer Filterstufe angeordnet. Gemäß einer Ausführungsvariante wird die erfindungsgemäße zwei-/mehrstufige Vorrichtung diskontinuierlich betrieben und nach Abschaltung der an den Ionisierungselektroden anliegenden Spannung wird Flüssigkeit mit der Flüssigkeitsabgabevorrichtung bzw. mit den Flüssigkeitsabgabevorrichtungen zum Abreinigen der Rohrleitungswände auf die Rohrleitungswände aufgebracht.
  • Eine ganz besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer oberen Filterstufe bzw. Filtereinrichtung und einer unmittelbar darunter bzw. vertikal darunter angeordneten unteren Filterstufe bzw. Filtereinrichtung ein Auffangboden für die aus der oberen Filterstufe ablaufende Flüssigkeit vorgesehen ist. Der Auffangboden dient also zum Auffangen dieser nach unten ablaufenden Flüssigkeit und verhindert, dass Flüssigkeit aus der oberen Filterstufe in die untere bzw. in die darunter angeordnete Filterstufe gelangt.
  • Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das zu reinigende Gas das Gehäuse bzw. die Filterstufen von unten nach oben, empfohlenermaßen vertikal oder im Wesentlichen vertikal von unten nach oben durchströmt. Gemäß einer bewährten Ausführungsform durchströmt das zu reinigende Gas zunächst die Rohrleitungen einer unteren Filterstufe von unten nach oben, anschließend durchströmt das Gas den Auffangboden und daraufhin die Rohrleitungen einer oberen Filterstufe von unten nach oben.
  • Es empfiehlt sich, dass die Auffangeinrichtung bzw. der Auffangboden für die Flüssigkeit eine Mehrzahl von Öffnungen für das durchströmende und zu reinigende Gas aufweist. Diese Öffnungen sind mit der Maßgabe ausgebildet bzw. mit der Maßgabe geschützt, dass ein Durchdringen der Flüssigkeit aus der oberen Filterstufe durch diese Öffnungen verhindert wird. Zweckmäßigerweise ist der Auffangboden wie ein Kolonnenboden bzw. Siebboden einer Destillationskolonne ausgebildet. Empfohlenermaßen sind aus der Oberseite des Auffangbodens herausragende Stege vorgesehen, die zum einen längliche Öffnungskanäle für das durchströmende Gas begrenzen und zum anderen Ablaufrinnen für die aufgefangene Flüssigkeit bilden. Vorzugsweise werden die länglichen Öffnungskanäle jeweils durch zumindest ein Haubenelement abgedeckt, wobei die Öffnungen für das durchströmende Gas zwischen den Haubenelementen und den Stegen vorgesehen sind und wobei die Haubenelemente die Öffnungskanäle vor dem Eindringen von Flüssigkeit aus der oberen Filterstufe schützen. Oberseite des Auffangbodens meint im Übrigen die der oberen Filterstufe zugewandte Seite bzw. Oberfläche des Auffangbodens. Zweckmäßigerweise sind die Haubenelemente im Querschnitt V-förmig ausgebildet. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das Gas aus einer unteren Filterstufe durch die Öffnungskanäle des Auffangbodens und dann durch die Öffnungen zwischen den Haubenelementen und den Stegen strömt. Empfohlenermaßen ist die von dem Auffangboden aufgefangene Flüssigkeit über die Ablaufrinnen einem Auffangbehälter zuführbar. Zweckmäßigerweise ist hierzu der Auffangboden geneigt angeordnet. Bei dem Auffangbehälter kann es sich um einen unter der unteren Filterstufe angeordneten Auffangbehälter handeln oder auch um einen separaten Auffangbehälter.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine überraschend vollständige Entfernung von Partikeln aus einem Gas erreicht werden kann. Das Verfahren und die Vorrichtung zeichnen sich somit durch einen hohen Abscheidegrad bzw. durch einen hohen Wirkungsgrad aus. Besondere Bedeutung kommt im Rahmen der Erfindung im Hinblick auf die Lösung des technischen Problems der Merkmalskombination "nasse Gase - großer Durchmesser der Rohrleitung(en) - hohe Spannung - Abtransport der Partikel mit Hilfe eines Flüssigkeitsfilmes" zu. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit einem vorteilhaft geringen Materialeinsatz und somit mit verhältnismäßig geringen Kosten hergestellt werden. Auch die Betriebskosten für die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. für das erfindungsgemäße Verfahren sind relativ gering. Die großen Durchmesser der Rohrleitungen erlauben im Übrigen eine einfache Inspektion und Wartung der Vorrichtung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich zudem durch ein vorteilhaft geringes Gewicht aus.
  • Durch einen hohen Wirkungsgrad zeichnet sich auch die zweistufige bzw. mehrstufige Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aus. Mit einer unteren Filterstufe dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung kann insbesondere eine effektive Grobreinigung des zu reinigenden Gases durchgeführt werden und mit einer oberen Filterstufe der Vorrichtung kann dann anschließend eine wirksame Feinreinigung des zu reinigenden Gases realisiert werden. Dabei kann in der unteren Filterstufe ein Abscheidungsgrad bis zu 99,6 % erzielt werden und in der oberen Filterstufe vorzugsweise ein Abscheidungsgrad bis zu 99,5 %.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt,
    Fig. 2
    eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt,
    Fig. 3
    ausschnittsweise eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1 bzw. Fig. 2 im Schnitt,
    Fig. 4
    einen vergrößerten Ausschnitt A aus der Fig. 1 bzw. aus der Fig. 2 und
    Fig. 5
    einen vergrößerten Ausschnitt B aus der Fig. 2 in Ansicht.
  • Die Figuren 1 und 2 zeigen zwei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Entfernung von Partikeln 1 bzw. Verunreinigungspartikeln aus einem nassen Gas. Das Gas wird zur Reinigung empfohlenermaßen und im Ausführungsbeispiel durch eine Mehrzahl von Rohrleitungen 2 geleitet, die zu einem Rohrleitungsbündel 3 (Fig. 1) bzw. zu zwei Rohrleitungsbündeln 3 (Fig. 2) gebündelt sind. Die Rohrleitungen 2 bzw. das die Rohrleitungsbündel 3 sind mit den Längsachsen vertikal orientiert und die Rohrleitungen 2 werden bevorzugt und im Ausführungsbeispiel von unten her von dem zu reinigenden Gas durchströmt. Aus der Fig. 3 ergibt sich, dass die Rohrleitungen 2 bevorzugt und im Ausführungsbeispiel einen hexagonalen Querschnitt aufweisen und zwar in Form eines gleichseitigen Sechseckes. Die im Querschnitt hexagonal ausgebildeten Rohrleitungen 2 liegen im Rohrleitungsbündel 3 unmittelbar nebeneinander und auf diese Weise wird eine optimale Raumausnutzung erreicht. Der maximale Durchmesser d einer Rohrleitung 2 mag im Ausführungsbeispiel 1400 mm betragen. - In der Fig. 3 ist weiterhin erkennbar, dass nach besonders bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Sechseckseiten der Rohrleitungen 2 jeweils gemeinsame Wände zweier benachbarter Rohrleitungen 2 sind. Bei hexagonalem Querschnitt der Rohrleitungen 2 wird diese besonders bevorzugte Ausführungsform insbesondere unter den Begriff Rohrleitungsbündel 3 verstanden.
  • In Längsrichtung jeder Rohrleitung 2 erstreckt sich eine Ionisierungselektrode 4, die bevorzugt und im Ausführungsbeispiel jeweils zentralmittig in der zugeordneten Rohrleitung 2 angeordnet ist. Jede Ionisierungselektrode 4 weist eine Mehrzahl von Ionisierungsdornen 5 auf, die in Längsrichtung der lonisierungselektrode 4 und über den Umfang der Ionisierungselektrode 4 verteilt angeordnet sind. Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel sind die Ionisierungsdorne 5 senkrecht zur Längsachse der zugeordneten lonisierungselektrode 4 angeordnet und die Spitzen der Ionisierungsdorne 5 weisen in Richtung der Rohrleitungswand 6 der zugeordneten Rohrleitung 2. Die Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer im Rahmen der Erfindung eingesetzten Ionisierungselektrode 4. Die Ionisierungselektrode 4 weist einen zentralen Elektrodenstab 12 auf und dieser Elektrodenstab 12 ist über Verbindungselemente 13 mit Elektrodenringen 14 verbunden. Die Elektrodenringe 14 sind über die Längsrichtung des Elektrodenstabes 12 verteilt angeordnet. An den Elektrodenringen 14 sind die zu der Rohrleitungswand 6 weisenden Ionisierungsdorne 5 angeschlossen. Die Ionisierungselektrode 4 kann insbesondere aus Edelstahl oder Blei bestehen. An jeder Ionisierungselektrode 4 mag im Ausführungsbeispiel eine Spannung von 240 kV angelegt sein. Neben Gasmolekülen des durch die Rohrleitungen 2 geleiteten und zu reinigenden Gases werden die aus dem Gas zu entfernenden Partikel 1 mit Hilfe der Ionisierungselektroden 4 elektrisch aufgeladen. Das ist in der Fig. 4 schematisch dargestellt. An den Ionisierungsdornen 5 der Ionisierungselektrode 4 findet eine Corona-Entladung statt und auf diese Weise werden die Partikel 1 im Ausführungsbeispiel negativ aufgeladen. Aufgrund der Ladungen und dem gleichzeitig vorhandenen elektrischen Feld werden die Partikel 1 unter Einwirkung von Coulomb-Kräften zu der den Ionisierungsdornen 5 gegenüberliegenden Rohrleitungswand 6 hin abgestoßen bzw. bewegt.
  • An der Innenoberfläche jeder Rohrleitungswand 6 ist ein durchgehender Flüssigkeitsfilm 7 vorhanden, der bevorzugt und im Ausführungsbeispiel aus Wasser besteht. Die Rohrleitungswand 6 ist zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel geerdet und wirkt gleichsam als Gegenelektrode zu der zugeordneten gegenüberliegenden Ionisierungselektrode 4. Die zur Rohrleitungswand 6 gedrückten bzw. bewegten Partikel 1 werden von dem Flüssigkeitsfilm 7 aufgenommen und die Flüssigkeit des Flüssigkeitsfilms 7 fließt unter Einwirkung der Schwerkraft in vertikaler Richtung nach unten und transportiert die aufgenommenen Partikel 1 somit in diese Richtung ab. Die Partikel 1 können dabei entweder in der Flüssigkeit des Flüssigkeitsfilms 7 gelöst sein oder aber in Form einer Suspension abtransportiert werden. Unter dem in Fig. 1 dargestellten Rohrleitungsbündel 3 befinden sich Auffangbehälter 8 für die mit den Partikeln beladene und vertikal nach unten ablaufende Flüssigkeit des Flüssigkeitsfilms 7.
  • Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass es insbesondere im Rahmen der Erfindung liegt, ein nasses Gas zu reinigen, wobei es sich insbesondere um ein wasserdampfgesättigtes Gas handelt. Die in dem Gas enthaltene Flüssigkeit bzw. das in dem Gas enthaltene Wasser trägt zur Ausbildung des Flüssigkeitsfilmes 7 an jeder Rohrleitungswand 6 zumindest bei. Im Ausführungsbeispiel nach den Figuren weist jede Rohrleitung 2 eine Flüssigkeitsabgabevorrichtung in Form von Abgabedüsen 9 auf. Mit diesen Abgabedüsen 9 wird Flüssigkeit bzw. Wasser auf die Rohrleitungswände 6 aufgebracht und dadurch wird die Ausbildung von durchgehenden Flüssigkeitsfilmen 7 an den Rohrleitungswänden 6 unterstützt.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform und im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 bestehen die Rohrleitungswände 6 der Rohrleitungen 2 aus Kunststoff bzw. im Wesentlichen aus Kunststoff. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere, wenn nasse korrosive Gase gereinigt werden sollen. Empfohlenermaßen bestehen die Rohrleitungswände 6 aus Polypropylen bzw. im Wesentlichen aus Polypropylen. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Rohrleitungswände 6 eine elektrisch leitfähige Innenoberfläche aufweisen. In dem vergrößerten Ausschnitt der Fig. 4 ist erkennbar, dass eine Rohrleitungswand 6 bevorzugt und im Ausführungsbeispiel eine äußere Trägerschicht 10 aus nicht leitfähigem Kunststoff aufweist sowie eine Innenoberflächenschicht 11 aus elektrisch leitfähigem Kunststoff. Sowohl die Trägerschicht 10 als auch die Innenoberflächenschicht 11 bestehen im Ausführungsbeispiel aus Polypropylen. Zur Gewährleistung der elektrischen Leitfähigkeit sind in dem Polypropylen der Innenoberflächenschicht 11 Carbonfasern enthalten. Zweckmäßigerweise werden die Rohrleitungswände 6 bzw. die Rohrleitungen 2 durch Koextrusion hergestellt. Die Dicke der Trägerschicht 10 mag im Ausführungsbeispiel 20 mm betragen und die Dicke der elektrisch leitfähigen Innenoberflächenschicht 11 mag 3 mm betragen. - Grundsätzlich können die Rohrleitungswände auch aus einem Metall, insbesondere aus Stahl bestehen.
  • Bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich um eine einstufige Vorrichtung bzw. um eine Vorrichtung mit nur einer Filterstufe. Diese Filterstufe weist ein einziges Rohrleitungsbündel 3 aus einer Mehrzahl von Rohrleitungen 2 auf. Wie oben bereits dargelegt, wird das Rohrleitungsbündel 3 bzw. die eine Filterstufe von dem zu reinigenden Gas von unten nach oben durchströmt. Mit dieser einstufigen Vorrichtung kann unter anderem ein nasses korrosives Gas gereinigt werden.
  • Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich um eine zweistufige Vorrichtung bzw. um eine Vorrichtung mit zwei Filterstufen bzw. Filtereinrichtungen 15, 16. Die beiden Filtereinrichtungen 15, 16 sind vertikal übereinander in einem einzigen Gehäuse 17 angeordnet. Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel durchströmt das Gas das Gehäuse 17 bzw. die Filtereinrichtungen 15, 16 von unten nach oben. Das bedeutet, dass das zu reinigende Gas zunächst durch die untere Filtereinrichtung 15 strömt und anschließend durch die obere Filtereinrichtung 16 strömt. Jede Filtereinrichtung 15, 16 weist bevorzugt und im Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Rohrleitungen 2 auf, die zu einem Rohrleitungsbündel 3 gebündelt sind. Die Rohrleitungen 2 werden also von unten her von dem zu reinigenden Gas durchströmt.
  • Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel weist jede Filtereinrichtung 15, 16 eine eigene bzw. eine separate Hochspannungsversorgungseinrichtung 18 auf. Dadurch kann die Hochspannung für jede Filtereinrichtung 15, 16 separat eingestellt bzw. gesteuert werden.
  • Unter der unteren Filtereinrichtung 15 befindet sich bevorzugt ein nicht näher dargestellter Auffangbehälter für die mit den Partikeln 1 beladene und vertikal nach unten aus der unteren Filtereinrichtung 15 ablaufende Flüssigkeit.
  • Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die zweistufige Vorrichtung eine Auffangeinrichtung aufweist, mit der verhindert wird, dass Flüssigkeit der Flüssigkeitsfilme 7 der oberen Filtereinrichtung 16 in die vertikal darunter angeordnete Filtereinrichtung 15 gelangt. Nach sehr bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist diese Auffangeinrichtung als Auffangboden 19 ausgebildet und dieser Auffangboden 19 ist zwischen der oberen Filtereinrichtung 16 und der vertikal darunter angeordneten unteren Filtereinrichtung 15 angeordnet. Mit diesem Auffangboden 19 wird die aus der oberen Filtereinrichtung 16 ablaufende Flüssigkeit aufgefangen und somit wird verhindert, dass diese Flüssigkeit in die untere Filtereinrichtung 15 gelangt. Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass nach bevorzugter Ausführungsform und im Ausführungsbeispiel das zu reinigende Gas das Gehäuse 17 bzw. die Filtereinrichtungen 15, 16 vertikal von unten nach oben durchströmt. Das zu reinigende Gas wird im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 durch die unten am Gehäuse 17 vorgesehene Einführungsöffnung 20 in das Gehäuse 17 eingeführt, abgelenkt und durchströmt dann die untere Filtereinrichtung 15. Danach strömt das in der unteren Filtereinrichtung 15 bereits vorgereinigte Gas durch Öffnungen 21 im Auffangboden 19 nach oben und durchströmt dann die obere Filtereinrichtung 16, in der das Gas quasi endgereinigt wird. Das gereinigte Gas verlässt das Gehäuse 17 durch die obere Auslassöffnung 22.
  • Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass in dem Auffangboden eine Mehrzahl von Öffnungen 21 für das zu reinigende Gas vorhanden ist. Zweckmäßigerweise sind diese Öffnungen 21 mit der Maßgabe ausgebildet bzw. mit der Maßgabe geschützt, dass Flüssigkeit aus den Flüssigkeitsfilmen 7 der oberen Filtereinrichtung 16 nicht durch die Öffnungen 21 in die untere Filtereinrichtung 15 gelangen kann. Dazu sind im Ausführungsbeispiel (Fig. 5) aus der Oberseite des Auffangbodens 19 herausragende Stege 23 vorgesehen, wobei diese Stege 23 zum einen in dem Auffangboden 19 vorgesehene Öffnungskanäle 24 für das durchströmende Gas begrenzen und zum anderen Ablaufrinnen 25 für die aufgefangene Flüssigkeit bilden. Zweckmäßigerweise verlaufen die Öffnungskanäle 24 und Ablaufrinnen 25 über den gesamten Auffangboden 19. Die Öffnungskanäle 24 werden bevorzugt und im Ausführungsbeispiel durch im Querschnitt V-förmige Haubenelemente 26 abgedeckt, wobei die Öffnungen 21 für das zu reinigende bzw. für das durchströmende Gas zwischen den Haubenelementen 26 und den Stegen 23 vorgesehen sind. Das Gas strömt also durch Öffnungskanäle 24 nach oben und dann durch die Öffnungen 21 sowie anschließend in Richtung der oberen Filtereinrichtung 16. Die Haubenelemente 26 schützen dabei die Öffnungskanäle 24 vor dem Eindringen von aus der oberen Filtereinrichtung 16 stammenden Flüssigkeit. In der Fig. 5 ist erkennbar, dass die die Öffnungskanäle 24 begrenzenden Stegpaare alternierend mit unterschiedlicher Höhe ausgebildet sind. Dadurch können die Stegpaare im geringen Abstand voneinander angeordnet werden und nichtsdestoweniger kann die Flüssigkeit über die Haubenelemente 26 in die Ablaufrinnen 25 des Auffangbodens 19 gelangen. Der Auffangboden 19 ist bevorzugt geneigt ausgebildet, so dass die aus der oberen Filtereinrichtung 16 stammende Flüssigkeit über die Ablaufrinnen 25 abfließen kann. Zweckmäßgerweise wird die Flüssigkeit dann in einen nicht näher dargestellten Auffangbehälter geführt.
  • Die zweistufige Vorrichtung gemäß Fig. 2 eignet sich insbesondere zur Reinigung von Gasen bzw. Abgasen aus der Stahlerzeugung. Es liegt fernerhin im Rahmen der Erfindung, dass mit dieser Vorrichtung nicht korrosive Gase gereinigt werden können. - Die zweistufige Vorrichtung gemäß Fig. 2 ist insbesondere für einen diskontinuierlichen Betrieb geeignet. Dabei können nach Abschalten der an den Ionisierungselektroden anliegenden Spannung die "Ruhephasen" dazu genutzt werden, die Rohrleitungswände 6 mittels der aus den Abgabedüsen 9 abgegebenen Flüssigkeit abzureinigen. Anschließend kann die Spannung für die Ionisierungselektroden 4 wieder eingeschaltet werden und es erfolgt ein weiterer Abscheidevorgang.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Entfernung von Partikeln (1) aus einem Gas, insbesondere aus einem nassen Gas, wobei das Gas durch zumindest eine Rohrleitung (2) geleitet wird, wobei zumindest in dem Gas vorhandene Partikel (1) mittels zumindest einer in der Rohrleitung (2) angeordneten Ionisierungselektrode (4) ionisiert bzw. elektrisch aufgeladen werden und zur Rohrleitungswand (6) abgestoßen bzw. bewegt werden, wobei die Partikel (1) an der Rohrleitungswand (6) von einem auf der Rohrleitungswand (6) vorhandenen Flüssigkeitsfilm (7) aufgenommen und abtransportiert werden, wobei der maximale Durchmesser (d) der Rohrleitung (2) 500 mm bis 2500 mm, vorzugsweise 900 mm bis 1500 mm beträgt und wobei mit einer an der Ionisierungselektrode (4) angelegten Spannung von 80 kV bis 350 kV, vorzugsweise von 100 kV bis 250 kV gearbeitet wird.
  2. Vorrichtung zur Entfernung von Partikeln (1) aus einem Gas, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, wobei zumindest eine Rohrleitung (2) zum Durchleiten des Gases vorgesehen ist, wobei sich in Längsrichtung der Rohrleitung (2) über zumindest einen Teilbereich der Rohrleitung (2) zumindest eine Ionisierungselektrode (4) zur Ionisierung bzw. zur elektrischen Aufladung zumindest der Partikel (1) erstreckt, so dass die Partikel (1) aufgrund der Aufladung zur Rohrleitungswand (6) abgestoßen werden bzw. bewegt werden, wobei die Rohrleitungswand (6) mit einem Flüssigkeitsfilm (7) zur Aufnahme und zum Abtransport der Partikel (1) bedeckt bzw. benetzt ist, wobei der maximale Durchmesser (d) der Rohrleitung (2) 500 bis 2500 mm, vorzugsweise 900 bis 1500 mm beträgt und wobei die an der Ionisierungselektrode (4) angelegte Spannung 80 kV bis 350 kV, vorzugsweise 100 kV bis 250 kV beträgt.
  3. Vorrichtung zum Entfernen von Partikeln (1) aus einem Gas, bevorzugt aus einem nassen Gas, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, wobei zumindest zwei Filterstufen bzw. Filtereinrichtungen (15, 16) übereinander bzw. vertikal übereinander in einem Gehäuse (17) angeordnet sind,
    wobei jede Filtereinrichtung (15, 16) zumindest eine Rohrleitung (2) zum Durchleiten des zu reinigenden Gases aufweist, wobei sich in Längsrichtung der Rohrleitungen (2) über zumindest einen Teilbereich jede Rohrleitung (2) zumindest eine Ionisierungselektrode (4) zur Ionisierung bzw. zur elektrischen Aufladung zumindest der in dem Gas enthaltenen Partikel (1) erstreckt, so dass die Partikel (1) aufgrund der Aufladung zur Rohrleitungswand (6) abgestoßen bzw. bewegt werden, wobei die Rohrleitungswand (6) jeder Rohrleitung (2) mit einem Flüssigkeitsfilm (7) zur Aufnahme und zum Abtransport der Partikel (1) bedeckt bzw. benetzt ist,
    wobei der maximale Durchmesser (d) der Rohrleitungen (2) 500 mm bis 2500 mm, vorzugsweise 900 mm bis 1500 mm beträgt und wobei zumindest eine Auffangeinrichtung vorgesehen ist, mit der verhindert wird, dass Flüssigkeit des Flüssigkeitsfilms (7) bzw. der Flüssigkeitsfilme (7) der oberen Filterstufe bzw. Filtereinrichtung (16) in die darunter angeordnete bzw. in die vertikal darunter angeordnete Filterstufe bzw. Filtereinrichtung (15) gelangt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei eine Mehrzahl von Rohrleitungen (2) zu einem Rohrleitungsbündel (3) kombiniert sind und wobei die Rohrleitungen (2) des Rohrleitungsbündels (3) parallel bzw. im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die zumindest eine Rohrleitung (2) bzw. die Rohrleitungen (2) einen hexagonalen Querschnitt aufweist/aufweisen.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Rohrleitungswand (6) der Rohrleitung (2) bzw. der Rohrleitungen (2) aus Kunststoff bzw. im Wesentlichen aus Kunststoff besteht.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die zumindest eine Rohrleitung (2) bzw. die zumindest eine Rohrleitungswand (6) eine elektrisch leitfähige Innenoberfläche aufweist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Rohrleitungswand (6) ein Laminat aus zumindest einer äußeren Trägerschicht (10) und zumindest einer elektrisch leitfähigen Innenoberflächenschicht (11) ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Trägerschicht (10) aus Kunststoff bzw. im Wesentlichen aus Kunststoff besteht und wobei die Innenoberflächenschicht (11) aus elektrisch leitfähigem Kunststoff besteht.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei eine lonisierungselektrode (4) sich in Längsrichtung der zugeordneten Rohrleitung (2) erstreckt, wobei Ionisierungsdorne (5) in Längsrichtung der Ionisierungselektrode (4) und über den Umfang der Ionisierungselektrode (4) verteilt angeordnet sind und wobei die Ionisierungsdorne (5) quer zur Längsachse der Ionisierungselektrode (4) angeordnet sind.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei zumindest eine Flüssigkeitsabgabevorrichtung vorgesehen ist, mit der Flüssigkeit in eine Rohrleitung (2) bzw. in die Rohrleitungen (2) einbringbar ist und wobei der Flüssigkeitsfilm (7) auf der Rohrleitungswand (6) bzw. auf den Rohrleitungswänden (6) zumindest teilweise mittels dieser Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsabgabevorrichtung erzeugbar ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, wobei jede Filterstufe bzw. Filtereinrichtung (15, 16) eine Hochspannungsversorgungseinrichtung (18) aufweist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, wobei zwischen einer oberen Filterstufe bzw. Filtereinrichtung (16) und einer darunter bzw. vertikal darunter angeordneten unteren Filterstufe bzw. Filtereinrichtung (15) ein Auffangboden (19) für die aus der oberen Filtereinrichtung (16) ablaufende Flüssigkeit angeordnet ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, wobei die Auffangeinrichtung bzw. der Auffangboden (19) eine Mehrzahl von Öffnungen (21) für das zu reinigende Gas aufweist und wobei diese Öffnungen (21) mit der Maßgabe ausgebildet bzw. mit der Maßgabe geschützt sind, dass ein Durchdringen der Öffnungen (21) durch Flüssigkeit aus der oberen Filtereinrichtung (16) verhindert wird.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei aus der Oberseite des Auffangbodens (19) herausragende Stege (23) vorgesehen sind, wobei die Stege (23) zum einen in dem Auffangboden (19) vorgesehene Öffnungskanäle (24) für das durchströmende Gas begrenzen und zum anderen Ablaufrinnen (25) für die aufgefangene Flüssigkeit bilden und wobei die Öffnungskanäle (24) jeweils von zumindest einem Haubenelement (26) abgedeckt sind, wobei die Öffnungen (21) für das durchströmende Gas zwischen den Haubenelementen (26) und den Stegen (23) vorgesehen sind und wobei die Haubenelemente (26) die Öffnungskanäle (24) vor dem Eindringen von Flüssigkeit aus der oberen Filtereinrichtung (16) schützen.
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