NO133692B

NO133692B -

Info

Publication number: NO133692B
Application number: NO4011/72A
Authority: NO
Inventors: Magnus Alskog
Original assignee: Alskog M
Priority date: 1971-11-09
Filing date: 1972-11-06
Publication date: 1976-03-08
Also published as: DE2254684A1; NO133692C; SE372180B

Abstract

Apparat for elektrisk utskilling av partikler fra en gasstrøm.Apparatus for electrically separating particles from a gas stream.

Description

Denne oppfinnelse angår et apparat for elektrisk utskilling av partikler fra en gasstrøm, omfattende et flertall høyspennings-elektroder for oppladning av partiklene i gasstrømmen, samt et flertall oppfangningselementer for de ladede partikler, hvilke høy-spenningselektroder og oppfangningselementer er utført som et flertall elementer som er anordnet med innbyrdes avstand på tvers av gassens strømningsretning med høyspenningselektrodene anordnet i mellomrommene mellom oppfangningselementene, hvilke oppfangningselementer er jordet og er fremstilt av et materiale med lav elektrisk ledningsevne. This invention relates to an apparatus for the electrical separation of particles from a gas stream, comprising a plurality of high-voltage electrodes for charging the particles in the gas stream, as well as a plurality of capture elements for the charged particles, which high-voltage electrodes and capture elements are designed as a plurality of elements which are arranged at a mutual distance across the flow direction of the gas with the high voltage electrodes arranged in the spaces between the interception elements, which interception elements are grounded and are made of a material with low electrical conductivity.

Ifølge oppfinnelsen er det funnet at utskillingseffekten kan økes vesentlig ved at hvert oppfangningselement består av et nettverk av papir som-danner gjennomstrømningskanaler for gassen. Under passasjen gjennom apparatet vil altså gassen flere ganger vekselvis passere gjennom oppladningssoner og utskillingssoner. Partiklene i gassen får så å si flere muligheter til å opplades og utskilles, og den gass som forlater det siste oppfangningselement, vil derfor være praktisk talt fri for partikler. According to the invention, it has been found that the separation effect can be increased significantly by each collection element consisting of a network of paper which forms flow channels for the gas. During the passage through the device, the gas will thus alternately pass through charging zones and separation zones several times. The particles in the gas get, so to speak, more opportunities to be charged and separated, and the gas that leaves the last capture element will therefore be practically free of particles.

Ifølge en utførelsesform for oppfinnelsen kan oppfarigningselemen-tene ha en tykkelse på noen få gentimeter, og åpningene for gassen ha form av kanaler med en lengde som er lik elementets tykkelse. Et slikt element kan hensiktsmessig ha en bølgepapp-lignende struktur, dvs. bestå vekselvis av plane"" papirskikt, tilsvarende bølgepappens "liner", og av korrugerte skikt, tilsvarende bølgepappens "fluting". Man har funnet at de fleste papirsorter har en tilstrekkelig elektrisk ledningsevne til at elementet skal kunne jordes effektivt. Jordingen kan hensiktsmessig utføres slik at elementets periferi forsynes med en metall-folie som settes i forbindelse med jord. Nettverket av papir skal altså fortrinnsvis utelukkende bestå av papir samt det klis-ter som er nødvendig for å danne en bølgepapp-lignende struktur. For å minske antenningsrisikoen kan papiret være impregnert med et brannhemmende middel, som f.eks. vannglass. According to one embodiment of the invention, the colorization elements can have a thickness of a few centimetres, and the openings for the gas have the form of channels with a length equal to the thickness of the element. Such an element can conveniently have a corrugated cardboard-like structure, i.e. consist alternately of flat paper layers, corresponding to the corrugated cardboard's "liner", and of corrugated layers, corresponding to the corrugated cardboard's "fluting". It has been found that most types of paper have sufficient electrical conductivity for the element to be effectively grounded. The grounding can be conveniently carried out so that the element's periphery is supplied with a metal foil which is connected to ground. The network of paper should therefore preferably consist exclusively of paper and the adhesive necessary to form a corrugated cardboard-like structure. To reduce the risk of ignition, the paper can be impregnated with a fire retardant, such as water glass.

Økt utskillingseffekt kan oppnås ved at et slikt element deles opp i to eller flere tynnere delelementer som er adskilt av smale spalter. Den økte effekt synes å bero på at partiklene har en tendens til først å avsette seg på kantene av de vegger som danner kanalene gjennom elementet. Increased separation effect can be achieved by dividing such an element into two or more thinner sub-elements which are separated by narrow gaps. The increased effect seems to be due to the fact that the particles tend to first settle on the edges of the walls that form the channels through the element.

Et oppfangningselement av den ovenfor beskrevne type bør være slik anordnet i apparatet at det kan tas ut individuelt, og helst under drift. Da elementet består av papir, kan det brennes sammen med oppfanget støv. Alternativt kan støvet fjernes fra elementet som siden gjeninnsettes i apparatet. A collection element of the type described above should be arranged in the device in such a way that it can be removed individually, and preferably during operation. As the element consists of paper, it can be burned together with collected dust. Alternatively, the dust can be removed from the element which is then reinserted into the device.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under hen-visning til tegningene, hvor The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings, where

figur 1 viser et horisontalt snitt gjennom et elektrofilter figure 1 shows a horizontal section through an electrostatic precipitator

ifølge oppfinnelsen, according to the invention,

figur 2 viser et av oppfangningselementene tilhørende apparatet ifølge fig. 1, figure 2 shows one of the capture elements belonging to the device according to fig. 1,

figur 3 viser en alternativ utførelse av oppfangningselementet, figur 4 viser et horisontalt snitt gjennom et annet e.lektro-filter ifølge oppfinnelsen, figure 3 shows an alternative embodiment of the capture element, figure 4 shows a horizontal section through another e.lektro filter according to the invention,

figur 5 viser i perspektiv elektrofilteret ifølge figur 4, figur 6 viser en hensiktsmessig elektrisk krets for et høy-spenningsaggregat for elektrofilteret ifølge oppfinnelsen. figure 5 shows in perspective the electrofilter according to figure 4, figure 6 shows an appropriate electrical circuit for a high-voltage unit for the electrofilter according to the invention.

Elektrofilteret ifølge fig. 1 og 2 omfatter en ramme 1 som er forsynt, med et flertall styrelister 2, som er parvis anordnet på The electrofilter according to fig. 1 and 2 comprise a frame 1 which is provided with a plurality of board strips 2, which are arranged in pairs on

den øvre og- nedre del slik at oppfangningselementene 3 kan inn-føres i filteret gjennom dets ene sidevegg. I rammen er anordnet jordkontakter 4 for jording av oppfangningselementene 3. I rammen er videre anordnet høyspenningselektroder som består av et flertall mellom hvert par nærliggende oppfangningselektroder beliggende, horisontale metalltråder 5 som er montert på vertikale stendere 6. Disse er tilsluttet et høyspenningsaggregat 7 som mates med vekselstrøm fra nettet, og som leverer likestrøm med en spenning av fortrinnsvis minst 6000 volt. Ved hjelp av denne høye spenning produserer trådene 5 en korona-utladning som på kjent måte frembringer den ønskede oppladning av partikler i luften. I rammen 1 er det videre anordnet en vifte 8 som drives av en motor 8a og som produserer en luftstrøm i retning av pilene gjennom filteret, hvorved luften flere ganger passerer vekselvis gjennom høyspenningselektrodene 5 og oppfangningselementene 3. the upper and lower part so that the collection elements 3 can be introduced into the filter through one of its side walls. Ground contacts 4 are arranged in the frame for grounding the capture elements 3. High-voltage electrodes are also arranged in the frame, which consist of a plurality of horizontal metal wires 5 located between each pair of nearby capture electrodes, which are mounted on vertical posts 6. These are connected to a high-voltage aggregate 7 which is fed with alternating current from the grid, and which supplies direct current with a voltage of preferably at least 6000 volts. With the help of this high voltage, the wires 5 produce a corona discharge which, in a known manner, produces the desired charging of particles in the air. In the frame 1 there is also arranged a fan 8 which is driven by a motor 8a and which produces an air flow in the direction of the arrows through the filter, whereby the air passes several times alternately through the high-voltage electrodes 5 and the collection elements 3.

Oppfangningselementene 3 består av en rektangulær ramme 9 av tre eller papp. På rammens utside er pålimt et tynt metallskikt 10, hensiktsmessig en aluminiumfolie, for å gi effektiv jording. I rammen er anordnet en bølgepapp-lignende struktur 11 som består av vekselvis plane papirremser 12 og korrugerte papirremser 13 som er fastlimt til hverandre. Oppfangnrngselementet vil så-ledes inneholde et stort antall kanaler for den gjennomstrøm-mende luft. Kanalene strekker seg i elektrofilterets lengde-retning og oppviser bare meget lav strømningsmotstand mot luften. En viss liten strømningsmotstand er imidlertid ønskelig for at luften skal bli jevnt fordelt over hele elementets overflate. Kanalenes dimensjoner bør være slike at en partikkel i luften i en kanal aldri befinner seg i mer enn noen få millimeters avstand fra kanalens vegg for at de oppladede partikler skal ha kort vei å gå til en jordet flate. Ved en bøl-gepapp-lignende struktur hvor kanalene har en tverrsnittsform i form av en "bølge", betyr dette at "bølgen" fortrinnsvis har en bredde pår 7-10 mm og en høyde på 4-7mm. Ved kanaler med en- annen tverrsnittsform bør den maksimale kanalbredde være 6-7 mm. The collection elements 3 consist of a rectangular frame 9 of wood or cardboard. A thin metal layer 10, suitably an aluminum foil, is glued on the outside of the frame to provide effective grounding. Arranged in the frame is a corrugated cardboard-like structure 11 which consists of alternating flat paper strips 12 and corrugated paper strips 13 which are glued to each other. The collection element will thus contain a large number of channels for the air flowing through. The channels extend in the lengthwise direction of the electrofilter and exhibit only very low flow resistance to the air. However, a certain small flow resistance is desirable in order for the air to be evenly distributed over the entire surface of the element. The dimensions of the ducts should be such that a particle in the air in a duct is never more than a few millimeters away from the wall of the duct so that the charged particles have a short path to an earthed surface. In the case of a corrugated cardboard-like structure where the channels have a cross-sectional shape in the form of a "wave", this means that the "wave" preferably has a width of 7-10 mm and a height of 4-7 mm. For channels with a different cross-sectional shape, the maximum channel width should be 6-7 mm.

Mellom bølgepapp-skiktene er det innlagt fire raetallstrimler 45 som hensiktsmessig består av aluminiumfolie. Disse strimler. 45 er med sine ender forenet med et metallskikt 10, og de har en slik bredde at de strekker seg noen millimeter utenfor bølgepapp-strimlene. Hvis en tråd i høyspenningselektroden brister, kommer den i kontakt med noen av metallstrimlene 45. På grunn av den gode jordforbindelsen oppstår det en kraftig kortslutnings-strøm som resulterer- i at de sikringer gjennom hvilke apparatet er tilkoblet det elektriske nett, umiddelbart bryter strømmen til apparatet og derved forhindrer at det oppstår brann. Between the corrugated cardboard layers, four raetal strips 45 are inserted, which suitably consist of aluminum foil. These strips. 45 are united at their ends with a metal layer 10, and they have such a width that they extend a few millimeters outside the corrugated cardboard strips. If a wire in the high-voltage electrode breaks, it comes into contact with some of the metal strips 45. Because of the good earth connection, a strong short-circuit current occurs, which results in the fuses through which the device is connected to the electrical network, immediately breaking the current to the appliance and thereby prevents a fire from occurring.

Den innkommende luft passerer først gjennom et jordet oppfangningselement 3 innen den passerer den første høyspenningselek-trode 5. Hvis den innkommende luft inneholder ladede partikler, vil disse utfelles på det første oppfangningselement. Stike ladede partikler har ellers en tendens til å falle ut på den før-ste høyspenningselektroden, hvilket ikke er" ønskelig eftersom man vil ha høyspenningstrådene rene. The incoming air first passes through a grounded capture element 3 before it passes the first high-voltage electrode 5. If the incoming air contains charged particles, these will precipitate on the first capture element. Sticky charged particles otherwise tend to fall out on the first high-voltage electrode, which is not desirable since you want the high-voltage wires to be clean.

Når et oppfangningselement 3 er btitt belagt med støv til den grad at strømnin<g>sarotstanden mot luft har økt vesentlig, tas elementet ut av filteret. Elementet kan rengjøres og gjeninnsettes, eller det kan forbrennes sammen med det oppsamlede støv. Fig. 3 viser et oppfangningselement som består av tre delelementer 14a, 14b, 14c montert med noe innbyrdes avstand ved hjelp av distanseribber 15. Hvert element består av en rektangulær ramme 17 som inneholder horisontale og vertikale ribber 18 av papp eller papir som danner et system av luftkanaler 19 med kvadratisk tverr-snitt. Hvert delelement er rundt omkretsen forsynt med en aluminiumfolie 16. When a collection element 3 is slightly coated with dust to the extent that the flow rate against air has increased significantly, the element is removed from the filter. The element can be cleaned and reinserted, or it can be incinerated along with the collected dust. Fig. 3 shows a collection element consisting of three sub-elements 14a, 14b, 14c mounted at some distance from each other by means of spacer ribs 15. Each element consists of a rectangular frame 17 containing horizontal and vertical ribs 18 of cardboard or paper which form a system of air ducts 19 with a square cross-section. Each sub-element is provided around the circumference with an aluminum foil 16.

En oppladet partikkel i luften har en større tilbøyelighet til A charged particle in the air has a greater tendency to

å slå seg ned på en kant enn på en flate i oppfangningsele- to settle on an edge rather than on a surface in the catchment el-

mentet. Under passasjen gjennom kanalene 19 passerer hver partikkel seks kanter, og delementet får derfor en større effekt og en større kapasitet enn et like tykt element som ikke be- intended. During the passage through the channels 19, each particle passes six edges, and the element therefore has a greater effect and a greater capacity than an equally thick element that does not

står av flere delelementer. consists of several sub-elements.

Elektrofilteret ifølge fig. 4 og 5 består av en ramme eller et The electrofilter according to fig. 4 and 5 consist of a frame or a

hus 25 som inneholder et flertall oppfangningselementer 20 med mellomliggende høyspenningselektroder 21. Hvert oppfangningselement består av en rektangulær ramme som bærer et nettverk 24 housing 25 which contains a plurality of capture elements 20 with intermediate high-voltage electrodes 21. Each capture element consists of a rectangular frame carrying a network 24

av papir med kvadratiske kanaler. Parallelt med huset 25 er det anordnet et rengjøringskammer 22 som i sin bunn har en støv- of paper with square channels. Parallel to the housing 25, a cleaning chamber 22 is arranged, which at its bottom has a dust

beholder 23. Ved rengjøring trekkes oppfangningselementet 20 container 23. When cleaning, the collection element 20 is pulled

ut til stillingen 20a i rengjøringskammeret 22 ved hjelp av en stang 26 som er festet til oppfangningselementet og som strekker seg gjennom rengjøringskammerets vegg. Det er nå tilstrekkelig med en lett risting av elementet for at støvet skal løsne fra elementet og falle ned i beholderen 23. Elementet skyves så out to the position 20a in the cleaning chamber 22 by means of a rod 26 which is attached to the catching element and which extends through the wall of the cleaning chamber. It is now sufficient to lightly shake the element for the dust to loosen from the element and fall into the container 23. The element is then pushed

ti^lbake i huset 25. back in the house on the 25th.

Kretsen ifølge fig. 6 inneholder en høyspenningstransformator The circuit according to fig. 6 contains a high voltage transformer

36 hvis sekundærspole 37 er jordet i sitt midtpunkt samt to like-retterdeler 38 som hver inneholder to dioder 39,40 og to kon-densatorer 41,42. Jordtilkoblingen 44 tilsluttes elektrofilterets jordede deler, og de to utledningene 43. som ligger i samme nega-tive potensial i forhold til jord, tilsluttes høyspenningselektrodene. Med den viste kobling oppnår man en spenningsfordobling. Den resulterende høyspente strøm har karakter av likestrøm med en overlagret vekselstrøm, dvs. en ufullstendig glattet likestrøm. 36 whose secondary coil 37 is grounded at its midpoint as well as two rectifier parts 38 which each contain two diodes 39,40 and two capacitors 41,42. The earth connection 44 is connected to the grounded parts of the electrofilter, and the two discharges 43. which are at the same negative potential in relation to earth, are connected to the high-voltage electrodes. With the connection shown, a voltage doubling is achieved. The resulting high-voltage current has the character of direct current with a superimposed alternating current, i.e. an incompletely smoothed direct current.

Man har funnet at denne egenskap ved likestrømmen, sammenlignet It has been found that this characteristic of the direct current, compared

med en helt glattet likestrøm, gir en forbedret utskilling og en tettere pakning av det utskilte støv på oppfangningselementene. with a completely smoothed direct current, provides an improved separation and a tighter packing of the separated dust on the collection elements.

Claims

1. Apparatus for electrical separation of particles from a gas stream, comprising a plurality of high-voltage electrodes (5) for charging the particles in the gas stream, as well as a plurality of capture elements (3) for the charged particles, which high-voltage electrodes (5) and. capture elements (3) are designed as a plurality of elements which are arranged at a distance from each other across the direction of gas flow with the high voltage electrodes (5) arranged in the spaces between the capture elements (3), which capture elements are grounded and are made of a material with low electrical conductivity, characterized in that each capture element consists of a network (11) of paper which forms flow channels for the gas.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the network (11) consists of alternating straight paper strips (12) and corrugated paper strips (13) which are glued to each other.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the perimeter of the network is provided with an electrically conductive, grounded metal layer (10).