NO175570B

NO175570B - Emission electrode

Info

Publication number: NO175570B
Application number: NO905207A
Authority: NO
Inventors: Harry Johansson
Original assignee: Boliden Contech Ab
Priority date: 1988-06-03
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1994-07-25
Also published as: NO905207L; NO905207D0; NO175570C

Description

Oppfinnelsen angår en emisjonselektrode for anvendelse i en elektrostatisk støvutfeller, i kombinasjon med én eller flere kollektorelektroder, idet emisjonselektroden omfatter en bærestav og et antall elektrodeelementer. The invention relates to an emission electrode for use in an electrostatic dust precipitator, in combination with one or more collector electrodes, the emission electrode comprising a carrier rod and a number of electrode elements.

Emisj onselektroder som er beregnet for elektrostatiske støvutfeilere, skal fortrinnsvis oppvise en rekke vesentlige egenskaper, såsom høy mekanisk styrke og stivhet, ikke hyppige krav til ettersyn, høy korrosjonsmotstand og høy virkningsgrad, og bør være i stand til å fremstilles og håndteres på rasjonell og effektiv måte. Emission electrodes intended for electrostatic precipitators should preferably exhibit a number of essential properties, such as high mechanical strength and stiffness, no frequent maintenance requirements, high corrosion resistance and high efficiency, and should be able to be manufactured and handled in a rational and efficient manner manner.

Elektrostatiske støvutfellere benyttes for eksempel for å rense medier i form av f.eks. støvfylte gasser som kommer fra svovelsyreproduksjonsprosesser, metallsmelteprosesser, sement-fremstillingsanlegg og forbrenningsovner. Electrostatic dust precipitators are used, for example, to clean media in the form of e.g. dust-filled gases coming from sulfuric acid production processes, metal smelting processes, cement manufacturing plants and incinerators.

Elektrostatiske støvutfellere kan konstrueres for å rense både tørre og fuktige gasser for det støv som medføres av disse. Støvutfellere for tørre gasser er normalt konstruert for horisontal gassgjennomstrømning, mens støvutfellere for fuktige gasser normalt er konstruert for vertikal gassgjennomstrømning. Electrostatic dust precipitators can be designed to clean both dry and moist gases of the dust they carry. Dust precipitators for dry gases are normally designed for horizontal gas flow, while dust precipitators for moist gases are normally designed for vertical gas flow.

I tillegg til de forannevnte emisjonselektroder omfatter sådanne elektrostatiske støvutfellere også oppsamlings-eller kollektorelektroder. En spenningskilde er tilveiebrakt for å frembringe en potensialforskjell mellom emisjonselektrodene og kollektorelektrodene, slik at det genereres et elektrisk felt mellom elektrodene i et område gjennom hvilket den støvfylte gass strømmer, idet støvpartiklene primært bringes til å avsette seg på kollektorelektrodene, slik at den gass som kommer ut fra støvutfelleren, i det vesentlige vil være fri for støvpartikler. In addition to the aforementioned emission electrodes, such electrostatic dust precipitators also include collection or collector electrodes. A voltage source is provided to produce a potential difference between the emission electrodes and the collector electrodes, so that an electric field is generated between the electrodes in an area through which the dust-laden gas flows, the dust particles being primarily caused to settle on the collector electrodes, so that the gas arriving from the dust precipitator, will essentially be free of dust particles.

Den spenning som anvendes når det dreier seg om sådanne støvutfellere, er fortrinnsvis en likespenning som fortrinnsvis ligger ved overslagsgrensen, dvs. slik at det oppnås høyest mulig elektrisk feltstyrke ved hvilken en koronaeffekt og glimutladning vil finne sted, for derved å tilveiebringe den maksimale utfellingskraft på de atskilte støvpartikler, og for følgelig å oppnå den høyest mulige gassrensingsvirkning. The voltage used when it comes to such dust precipitators is preferably a direct voltage which is preferably at the flashover limit, i.e. so that the highest possible electric field strength is achieved at which a corona effect and flash discharge will take place, thereby providing the maximum precipitation force of the separated dust particles, and consequently to achieve the highest possible gas cleaning effect.

I teknikken er det tidligere kjent forskjellige typer av såkalte stive emis j onselektroder som alle har en rekke forskjellige ulemper: Disse ulemper elimineres i stor utstrekning ved hjelp av emisjonselektroden ifølge den foreliggende oppfinnelse. Different types of so-called rigid emission electrodes are previously known in the art, all of which have a number of different disadvantages: These disadvantages are eliminated to a large extent by means of the emission electrode according to the present invention.

Man ønsker således å utforme emisjonselektrodens elektrodeelementer på en måte som vil stimulere glimutladning og koronaeffekt, mens man på samme tid eliminerer kavitasjonskor-rosjon mellom elektrodeelementene og bærestaven som bærer elemen-tene. Videre bør utformingen av elektrodeelementene være slik at emisjonselektrodene settes i stand til å fremstilles og håndteres på rasjonell måte. Emisjonselektrodene skal fortrinnsvis også kreve bare et minimum av tilsyn, og skal være meget effektive. One thus wants to design the electrode elements of the emission electrode in a way that will stimulate glow discharge and corona effect, while at the same time eliminating cavitation corrosion between the electrode elements and the support rod that carries the elements. Furthermore, the design of the electrode elements should be such that the emission electrodes are enabled to be manufactured and handled in a rational manner. The emission electrodes should preferably also require only a minimum of supervision, and should be very efficient.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en emisjonselektrode som i stor utstrekning vil oppfylle de forannevnte krav, og dette formål oppnås med en emisjonselektrode med de karakteristiske trekk som er angitt i de etterfølgende krav. The purpose of the invention is to provide an emission electrode which will largely fulfill the aforementioned requirements, and this purpose is achieved with an emission electrode with the characteristic features specified in the subsequent claims.

Et eksempel på en utførelse av oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et perspektivriss av en elektroderamme som er konstruert av et antall emisjonselektroder ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et perspektivriss av én utførelse av en emisjonselektrode ifølge oppfinnelsen, fig. 3 viser et perspektivriss av en ytterligere utførelse av en emisjonselektrode ifølge oppfinnelsen, og fig. 4 viser et antall emisjonselektroder som er stablet sammen i en lagrings- og. transportstilling. Fig. 1 viser en elektroderamme 1 som omfatter en gruppe elektroder 10 ifølge oppfinnelsen hvis ender er festet til en respektiv øvre 3 og nedre 4 holder anordning, hvor rammen 1 er beregnet å monteres i den ene del av en elektrostatisk støvut-feller som gjennomstrømmes av støvfylt gass som skal renses for sitt støvinnhold. Én eller fleré rammer 1 samvirker med én eller flere kollektorelektroder som er anordnet i støvutfelleren, ved å generere et elektrisk felt mellom emisjonselektrodene og kollektorelektrodene, slik at støvpartikler primært vil avsette seg på kollektorelektrodene og dermed rense den støvfylte gass. Fig. 2 viser en emisjonselektrode 10 ifølge oppfinnelsen som er demontert fra rammen 1. Elektroden 10 omfatter en bærestav 11 på hvilken det er montert et antall elektrodeelementer 12. An example of an embodiment of the invention will be described in more detail below with reference to the drawings, where fig. 1 shows a perspective view of an electrode frame which is constructed of a number of emission electrodes according to the invention, fig. 2 shows a perspective view of one embodiment of an emission electrode according to the invention, fig. 3 shows a perspective view of a further embodiment of an emission electrode according to the invention, and fig. 4 shows a number of emission electrodes which are stacked together in a storage and. transport position. Fig. 1 shows an electrode frame 1 which comprises a group of electrodes 10 according to the invention whose ends are attached to a respective upper 3 and lower 4 holding device, where the frame 1 is intended to be mounted in one part of an electrostatic dust precipitator that flows through dust-filled gas that must be cleaned of its dust content. One or more frames 1 cooperate with one or more collector electrodes arranged in the dust precipitator, by generating an electric field between the emission electrodes and the collector electrodes, so that dust particles will primarily deposit on the collector electrodes and thus purify the dust-filled gas. Fig. 2 shows an emission electrode 10 according to the invention which has been dismantled from the frame 1. The electrode 10 comprises a support rod 11 on which a number of electrode elements 12 are mounted.

Bærestaven 11 i den viste utførelse omfatter en hul stav eller stang med firkantet tverrsnitt, selv om det vil innses at staven eller stangen kan ha rundt tverrsnitt eller hvilken som helst annen tverrsnittsform. Videre kan bærestaven være massiv i stedet for hul. The support rod 11 in the embodiment shown comprises a hollow rod or rod with a square cross-section, although it will be appreciated that the rod or rod may have a round cross-section or any other cross-sectional shape. Furthermore, the supporting rod can be solid instead of hollow.

For å tilveiebringe en gunstig koronaeffekt, har elektrodeelementene 12 fortrinnsvis en pyramideformet spiss 13, idet begrensningskantene 14 av spissenes 13 pyramideform også bidrar til elektrodeelementets 12 høye effektivitet eller virkningsgrad. Skaftdelen 15 av elektrodeelementet 12 i den viste utførelse har rundt tverrsnitt, selv om det vil innses at skaftdelen kan ha en annen tverrsnittsform enn rund. Det vil også innses at elektrodeelementets spiss 13 kan være konisk. In order to provide a favorable corona effect, the electrode elements 12 preferably have a pyramidal tip 13, the limiting edges 14 of the pyramidal shape of the tips 13 also contributing to the high efficiency of the electrode element 12. The shaft part 15 of the electrode element 12 in the embodiment shown has a round cross-section, although it will be realized that the shaft part can have a different cross-sectional shape than round. It will also be appreciated that the tip 13 of the electrode element may be conical.

Slik det fremgår av fig. 2, er et antall elektrodeelementer 12 montert på bærestaven 11 slik at elektrodeelementene rager ut fra bærestaven i fire innbyrdes forskjellige retninger. Det vil imidlertid innses at det ligger innenfor oppfinnelsens ramme at elektrodeelementene 12 kan rage ut i hvilket som helst ønsket antall innbyrdes forskjellige retninger fra bærestaven 11, innenfor hovedkravets ramme, dvs. i mer enn to retninger. Denne nye elektrode tilveiebringer en vesentlig øket utfellingseffekt sammenliknet med kjent teknikk, som konsekvent oppviser elektrodeelementer som rager i to retninger som er parallelle med hverandre. Fremspringsutformingen av det foreliggende elektrode-element er særlig fordelaktig ved anvendelse av emisjonselektrodene plassert i rørformede kollektorelektroder. As can be seen from fig. 2, a number of electrode elements 12 are mounted on the support rod 11 so that the electrode elements protrude from the support rod in four mutually different directions. However, it will be realized that it is within the framework of the invention that the electrode elements 12 can protrude in any desired number of mutually different directions from the support rod 11, within the scope of the main claim, i.e. in more than two directions. This new electrode provides a substantially increased deposition effect compared to the prior art, which consistently exhibits electrode elements projecting in two directions that are parallel to each other. The protruding design of the present electrode element is particularly advantageous when using the emission electrodes placed in tubular collector electrodes.

Ifølge oppfinnelsen er elektrodeelementene 12 fortrinnsvis festet til bærestaven 11 ved hjelp av såkalte bolt-sveisingsteknikker som sikrer spalte- eller mellomromsfri forbindelse mellom elektrodeelementene 12 og bærestaven 11, og dermed på effektiv måte eliminerer faren for kavitasjonskor-rosjon. According to the invention, the electrode elements 12 are preferably attached to the support rod 11 using so-called bolt-welding techniques which ensure a gap- or space-free connection between the electrode elements 12 and the support rod 11, thus effectively eliminating the risk of cavitation corrosion.

Den forannevnte metode for befestigelse av elektrodeelementene til bærestaven muliggjør også at fremstillingen av emisjonselektrodene i høy grad kan automatiseres. The aforementioned method of attaching the electrode elements to the support rod also enables the production of the emission electrodes to be automated to a high degree.

Andre sveisemetoder ved hvilke den ene endedel av respektive elektrodeelementer smeltes eller på annen måte forbindes med bærestaven, slik at det dannes en mellomromsfri forbindelse, kan selvsagt anvendes ved fremstilling av emisjons- Other welding methods in which one end part of respective electrode elements is melted or otherwise connected to the carrier rod, so that a gap-free connection is formed, can of course be used when producing emission-

elektrodene ifølge oppfinnelsen. the electrodes according to the invention.

På respektive ender av emisjonselektroden 10 i den viste utførelse er det montert en skruegjenget bolt i6 som er beregnet å passere gjennom et respektiv hull i holdeanordningene 3 og 4, idet emisjonselektrodene 10 i dette tilfelle festes til holdeanordningene ved hjelp av muttere 17. On respective ends of the emission electrode 10 in the embodiment shown, a screw-threaded bolt i6 is mounted which is intended to pass through a respective hole in the holding devices 3 and 4, the emission electrodes 10 being in this case attached to the holding devices by means of nuts 17.

Det vil innses at emisjonselektrodene ifølge oppfinnelsen kan festes til holderanordningene på en rekke måter som er forskjellige fra den som er vist. For eksempel kan endene av bærestaven 11 være gjort plane eller flate, i hvilket tilfelle emisjonselektrodene festes til holderanordningene ved hjelp av passende festeanordninger, for eksempel en skrue som passerer gjennom de flatgjorte ender. It will be appreciated that the emission electrodes according to the invention can be attached to the holder devices in a number of ways different from that shown. For example, the ends of the support rod 11 may be made planar or flat, in which case the emission electrodes are attached to the holder devices by means of suitable fastening devices, for example a screw passing through the flattened ends.

Fig. 3 viser en alternativ utførelse av en emisjonselektrode ifølge oppfinnelsen, hvilken elektrode er betegnet med 10' og hvis elektrodeelementer 12' har forskjellig utforming i forhold til de ovenfor beskrevne elektrodeelementer. I likhet med elektrodeelementet 12 har elektrodeelementet 12' en pyramideformet spiss 13' som oppviser pyramidebegrensende kanter 14', og som også oppviser en skaftdel 15' med rundt tverrsnitt som er forsynt med en skruegjenge 20', hvor skruegjengens spiss på gunstig måte innvirker på emisjonselektrodens effektivitet og koronadannende evne. Fig. 3 shows an alternative embodiment of an emission electrode according to the invention, which electrode is denoted by 10' and whose electrode elements 12' have a different design compared to the electrode elements described above. Like the electrode element 12, the electrode element 12' has a pyramid-shaped tip 13' which exhibits pyramid-limiting edges 14', and which also exhibits a shaft part 15' with a round cross-section which is provided with a screw thread 20', where the tip of the screw thread favorably affects the emission electrode's efficiency and corona-forming ability.

I emisjonselektrodens normale bruksstilling strekker bærestaven seg vertikalt, som vist på fig. 1-3, og elektrodeelementenes lengdeakser er følgelig beliggende horisontalt. De dermed i hovedsaken vertikalt anordnede spor i skruegjengene 20' tilveiebringer en tilfredsstillende elektrodef unks jon, også f.eks. ved tilstedeværelse av fuktighet, da eventuell dråpedan-nelse som opptrer, vil være konsentrert utelukkende til den del av skruegjengen som er beliggende på elektrodeelementenes underside, og dermed muliggjør at en stor del av skruegj engen kan virke på den tilsiktede måte, på tross av tilstedeværelsen av fuktighet. Det skal også bemerkes at når de vertikalt anordnede emisjonselektroder arbeider i tørre omgivelser, vil støvpartik-lene uten vanskelighet forlate skruegjengenes spor, da disse spor strekker seg i hovedsaken vertikalt, og dermed muliggjør at skruegj engens koronastimulerende funksjon kan opprettholdes over en lang tidsperiode. In the emission electrode's normal operating position, the support rod extends vertically, as shown in fig. 1-3, and the longitudinal axes of the electrode elements are consequently located horizontally. The thus mainly vertically arranged grooves in the screw threads 20' provide a satisfactory electrode function, also e.g. in the presence of moisture, as any droplet formation that occurs will be concentrated exclusively to the part of the screw thread that is located on the underside of the electrode elements, thus enabling a large part of the screw thread to work in the intended way, despite the presence of humidity. It should also be noted that when the vertically arranged emission electrodes work in a dry environment, the dust particles will leave the screw thread's tracks without difficulty, as these tracks extend mainly vertically, thus enabling the screw thread's corona-stimulating function to be maintained over a long period of time.

Man skal også merke seg at elektrodeelementets spisser 13; 13' er viktige både med hensyn til oppnåelse av maksimal koronadannelse og med hensyn til å hindre støvbelegg på selve elektrodeelementet. Som et resultat av den spesielle utforming av elektrodeelementene ifølge oppfinnelsen vil støvbelegget på emisjonselektroden 10; 10' være konsentrert til i nærheten av bærestaven 11; 11', og følgelig vil intervallene mellom de tidspunkter da det er nødvendig å rengjøre elektrodene, være forholdsvis lange. It should also be noted that the electrode element's tips 13; 13' are important both with regard to achieving maximum corona formation and with regard to preventing dust coating on the electrode element itself. As a result of the special design of the electrode elements according to the invention, the dust coating on the emission electrode 10; 10' be concentrated in the vicinity of the support rod 11; 11', and consequently the intervals between the times when it is necessary to clean the electrodes will be relatively long.

Fig. 4 illustrerer muligheten av sammenstabling av emisjonselektrodene 10 ifølge oppfinnelsen på en særlig plassbe-sparende måte ved f.eks. lagring og transport av elektrodene, hvor denne stablingskonfigurasjon gjør det mulig for elektrodeelementenes 12 koniske eller pyramideformede spisser 13 å skjermes mot mekanisk skade. Den viste stablingskonfigurasjon beskytter også på effektiv måte skruegjengene 20' i den elektro-deelementutførelse som er forsynt med sådanne skruegjenger, da bare den ytre begrensningsdel av sidene av de respektive elektrodeelementer ved stabling på den viste måte er i kontakt med bærestavens 11' omkretsoverf late, mens de gjenværende deler av sideflatene forblir godt beskyttet og dermed intakte. De forannevnte innpakkingsfordeler oppnås på grunn av at lengden av respektive elektrodeelementer er kortere enn bærestavens breddedimensjon eller diameter, selv om det på samme tid kan være nødvendig å forskyve emisjonselektrodene aksialt i forhold til hverandre. Omkretsdelene av den stablede elektrodepakke må selvsagt være innpakket på tilfredsstillende måte, for eksempel ved hjelp av innpakkingslekter av tre eller liknende. Fig. 4 illustrates the possibility of stacking the emission electrodes 10 according to the invention in a particularly space-saving way by e.g. storage and transport of the electrodes, where this stacking configuration enables the conical or pyramidal tips 13 of the electrode elements 12 to be shielded from mechanical damage. The shown stacking configuration also effectively protects the screw threads 20' in the electrode element design which is provided with such screw threads, as only the outer limiting part of the sides of the respective electrode elements when stacked in the shown manner is in contact with the support rod 11' peripheral surface, while the remaining parts of the side surfaces remain well protected and thus intact. The aforementioned packaging advantages are achieved due to the length of respective electrode elements being shorter than the width dimension or diameter of the carrier rod, although at the same time it may be necessary to shift the emission electrodes axially relative to each other. The peripheral parts of the stacked electrode package must of course be wrapped in a satisfactory manner, for example by means of wooden packing battens or the like.

Man vil forstå at elektrodeelementene 12; 12' ikke nødvendigvis trenger å være anbrakt på den måte som er vist på tegningsf igurene, men at elektrodeelementene på én side av bærestaven 11; 11' kan være forskjøvet i forhold til elektrodeelementene på en annen side av bærestaven. It will be understood that the electrode elements 12; 12' does not necessarily need to be placed in the manner shown in the drawings, but that the electrode elements on one side of the support rod 11; 11' can be offset in relation to the electrode elements on another side of the support rod.

Videre vil det innses at anbringelsen eller innstillin-gen av emisjonselektrodene i strømmen av støvfylt medium ikke er begrenset til den vertikale stilling, men at hvilken som helst ønsket stilling eller orientering er mulig. Furthermore, it will be realized that the placement or setting of the emission electrodes in the stream of dust-filled medium is not limited to the vertical position, but that any desired position or orientation is possible.

Det vil også innses at bærestaven må være dimensjonert slik at emisjonselektroden vil være tilstrekkelig stiv for den anvendelse som den er beregnet for. It will also be realized that the support rod must be dimensioned so that the emission electrode will be sufficiently rigid for the application for which it is intended.

Claims

1. Emission electrode for use in an electrostatic dust precipitator, in combination with one or more collector electrodes, which emission electrode (10; 10' ) comprises a carrier rod (11; 11') and a number of electrode elements (12; 12') where one end part of the respective electrode elements (12; 12') are connected to the outer circumferential surface of the support rod (11; 11'), so that the electrode elements will protrude outwards from said surface, and where the tips of the electrode elements are pointed (13; 13'), CHARACTERIZED IN THAT the electrode elements ( 12; 12') protrude in several mutually different directions.

2. Emission electrode according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the tips (13; 13') have a pyramid shape.

3. Emission electrode according to claim 1 or 2, CHARACTERIZED IN THAT the tips (13; 13') have a conical shape.

4. Emission electrode according to one of claims 1-3, CHARACTERIZED IN THAT the shaft (15') of the respective electrode elements is screw-threaded (20').

5. Emission electrode according to one of claims 1-4, CHARACTERIZED IN THAT the electrode element (12; 12') is connected to the support rod (11; 11') in a space-free manner.

6. Emission electrode according to one of claims 1-5, CHARACTERIZED IN THAT the support rod (11; 11<*>) has a rectangular cross-section and is solid or hollow.

7. Emission electrode according to one of claims 1-6, CHARACTERIZED IN THAT the end parts of the support rod (11; 11') are provided with devices (16) for attaching the emission electrode to holder devices (3, 4).