WO1995025597A1 - Verfahren zur konditionierung von abgasen - Google Patents

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WO1995025597A1
WO1995025597A1 PCT/CH1995/000056 CH9500056W WO9525597A1 WO 1995025597 A1 WO1995025597 A1 WO 1995025597A1 CH 9500056 W CH9500056 W CH 9500056W WO 9525597 A1 WO9525597 A1 WO 9525597A1
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Ulrich Kogelschatz
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/01—Pretreatment of the gases prior to electrostatic precipitation
    • B03C3/013—Conditioning by chemical additives, e.g. with SO3
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/01—Pretreatment of the gases prior to electrostatic precipitation
    • B03C3/016—Pretreatment of the gases prior to electrostatic precipitation by acoustic or electromagnetic energy, e.g. ultraviolet light

Definitions

  • the invention relates to a method for conditioning exhaust gases by the action of sulfur trioxide on the exhaust gas and subsequent separation of the particles carried in the exhaust gas in an electrostatic filter.
  • electrostatic filters are used for the dedusting of exhaust gases.
  • the separation performance of these electrostatic filters depends, among other things, on the composition of the fly ash. With fly ash with low electrical conductivity (specific electrical resistance> 10 11 ⁇ cm), the separation efficiency drops drastically. The reason for this decrease is that the dust layer (filter cake) deposited on the separating electrodes in the filter represents an obstacle to the current flowing between the spraying and separating electrodes. The layer of dust then becomes so thick and has such a high electrical resistance that a large part of the voltage drops across it, so that Voltage flashovers occur in the filter cake.
  • the invention is based on the object of specifying a method for conditioning exhaust gases which increases the separating power in the downstream electrostatic filter even with comparatively low sulfur concentrations in the exhaust gas and, moreover, does without chemical additives and is simple and economical to carry out.
  • this object is achieved in that the exhaust gas is passed through a gas discharge path with silent electrical discharges before entering the electrostatic filter, which gas discharge path has rod-shaped or grid-shaped high-voltage and mass electrodes arranged transversely to the exhaust-gas flow and connected to a high-voltage source ⁇ are closed, at least one of the electrode types, preferably the high-voltage electrodes, being provided with a dielectric, in which gas discharge path essentially OH radiacs are generated from the water vapor, which is carried in the exhaust gas, and which are associated with the welding gas which is always present in the exhaust gas react field dioxide to sulfur trioxide.
  • the invention is based on the consideration that water vapor is contained in each exhaust gas that comes from an incineration plant. Furthermore, exhaust gas from such systems always contains a certain proportion of sulfur dioxide. In the case of fires in which coal with a high sulfur content (1-10%) is burned, the proportion of sulfur dioxide in the exhaust gas is typically 1000 to 2000 ppm SO 2 . Even when burning coal with a low sulfur content (0.1 - 1%) the S0 2 content is still a few hundred ppm S0 2 .
  • H 2 0 in the form of water vapor is abundant in the exhaust gas (typically 6 - 9% and more).
  • the main component of the exhaust gas is nitrogen with between 70 and 75%. If a gas discharge is initiated in such a gas mixture, positive ions N 2 + and H 2 0 + form primarily. OH radicals arise from the dissociation of water molecules through collisions with electrons
  • N 2 * and O (-O) OH radicals are formed:
  • M represents a third reactant.
  • This can be any gas molecule in the gas mixture or any surface, for example a fly ash particle.
  • HS0 3 is converted into S0 3 :
  • 4,695,384 describes a process in which sulfur dioxide and / or nitrogen oxides are mixed with another gas and converted into a separable substance by electrical discharge.
  • a special type of discharge is used, which is called "continous pulsed streamer corona discharge" in the English-speaking world.
  • the voltages to be applied are in the order of magnitude of several 10 kVolts, with rising speeds between 10 ns and 10 ⁇ s and pulse frequencies between 1 Hz and 10 kHz.
  • the provision of a suitable voltage source for this type of discharge alone entails considerable costs.
  • Fig.l is a greatly simplified longitudinal section through an exhaust gas signal with an integrated discharge gap, ground and high voltage electrodes being coated with a dielectric;
  • FIG. 2 shows a simplified cross section through the discharge section according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of a discharge path, in which only one type of electrode is coated with a dielectric; 4 shows an embodiment of the invention in which the discharge path is arranged in a bend in the exhaust gas duct:
  • FIG 5 shows an alternative embodiment of the invention, in which the discharge path is arranged at the filter inlet.
  • Fig. 1 of the drawing particle-laden exhaust gas from an incinerator 1, e.g. a coal-fired boiler of a power plant, via an exhaust pipe 2 to an electrostatic filter 3.
  • an incinerator e.g. a coal-fired boiler of a power plant
  • an electrostatic filter 3 In the exhaust pipe 2, a discharge path, generally designated by reference number 4, is provided, the structure of which can be seen in FIG.
  • the electrodes 5 and two ground electrodes 6 are installed alternately to the direction of flow of the exhaust gas.
  • the number of electrodes is considerably larger.
  • All electrodes 5, 6 have a metallic core and are coated with a dielectric 7.
  • the electrodes can have a circular cross section. However, they can also be plate-shaped, in which case the plates run parallel to the direction of flow of the exhaust gas.
  • the dielectric 7 consists of glass, quartz, enamel, ceramic or a filled plastic, that is to say materials such as have also been used in the construction of ozone generators for many years. Because it is sufficient if only one type of electrode is coated with a dielectric 7, in the alternative embodiment of the discharge path 4 according to FIG. 3 only the high-voltage electrodes 5 are provided with a dielectric.
  • the distance between adjacent electrodes is a few millimeters to 50 mm.
  • the ground electrodes 6 are each par switched allele and connected to the one ground potential connection of a high voltage source 8.
  • the exhaust pipe is also at earth potential.
  • the high-voltage electrodes 5 are also connected in parallel and connected to the other pole of the high-voltage source 8.
  • the high-voltage source 8 supplies an alternating voltage, the voltage of which is so high that silent electrical discharges form between the ground and high-voltage electrodes 6 and 5, typically in the range 10-100 kV.
  • the frequency of the AC voltage source is preferably in the range between 10 kHz and a few 10 MHz, a frequency range which modern switch mode power supplies can supply.
  • the discharge path 4 is preferably designed as a separate structural unit and can easily be installed in the exhaust gas duct.
  • FIG. 4 shows how the discharge path 4 can be combined with guide devices at a deflection point of the exhaust gas line 2.
  • the high-voltage electrodes and the ground electrodes are designed as curved plates 5a and 6a, which are each provided with a dielectric layer 7a.
  • the ground and high-voltage electrodes can be rod-shaped analogous to FIGS. 1 to 3.
  • the ground electrodes serve as ground electrodes two plane-parallel wire grids or perforated plates 9a and 9b, between which a further wire grid or perforated plate 10 is arranged insulated from the filter housing.
  • This wire mesh or perforated plate 10 is provided on all sides with a dielectric layer (not shown), for example enamelled.
  • a dielectric layer not shown
  • Such an electrode configuration can of course also be used for the Order of the discharge path in the exhaust duct according to Fig.l and 3 can be used.

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Abstract

Zur Konditionierung von Abgasen wird bisher Schwefeldioxid durch katalytische Umsetzung in Schwefeltrioxid umgewandelt und dieses in den Abgasstrom eingebracht. Die im Abgas mitgeführten Partikel werden dann in einem elektrostatischen Filter (3) abgeschieden. Das Einbringen des Schwefeltrioxids erfolgt neu in der Weise, dass das Abgas vor dem Eintritt in den elektrostatischen Filter (3) durch eine Gasentladungsstrecke (4) mit stillen elektrischen Entladungen geführt wird. In der Entladung werden aus dem im Abgas mitgeführten Wasserdampf OH-Radikale erzeugt, die mit dem im Abgas stets vorhandenen Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid reagieren. Dieses wiederum reagiert mit Wasserdampf zu Schwefelsäure, die auf den Partikeln kondensiert und zu einer Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit des auf den Abscheideelektroden des Elektrofilters abgeschiedenen Filterkuchens führt. Auf diese Weise wird die Abscheideleistung im Filter auch bei der Abgasreinigung von Verbrennungsanlagen für schwefelarme Brennstoffe wesentlich verbessert, ohne dass Chemikalien dem Abgas zugesetzt werden müssen.

Description

VERFAHREN ZUR KONDITIONIERUNG VON ABGASEN
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Konditionie¬ rung von Abgasen durch Einwirken von Schwefeltrioxid auf das Abgas und anschliessende Abscheidung der im Abgas mitgeführten Partikel in einem elektrostatischen Filter.
Ein Verfahren dieser Gattung ist beispielsweise im Konferenz¬ bericht von William G. Hankins und Ray E. George "A Novel, En- ergy-efficient S03 Flue Gas Conditioning Process", lOth Parti- culate Control Symposium, Washington D.D., April 5-8, 1993, Session B4 (Ash Properties and Particulate Collector Performance) , bekannt.
TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK
Für die Entstaubung von Abgasen werden neben Schlauchfiltern hauptsächlich elektrostaische Filter verwendet. Die Abschei¬ deleistung dieser Elektrofilter ist u.a. von der Zusammenset¬ zung der Flugasche abhängig. Bei Flugasche mit geringer elek¬ trischer Leitfähigkeit (spezifischer elektrischer Widerstand > 1011 Ω cm) nimmt die Abscheideleistung drastisch ab. Der Grund für diese Abnahme liegt darin, dass die auf den Abscheideelek¬ troden im Filter abgeschiedene Staubschicht (Filterkuchen) ein Hindernis für den zwischen Sprüh- und Abscheidelektroden fliessenden Strom darstellt. Die Staubschicht wird dann so dick und hat einen derart hohen elektrischen Widerstand, dass an ihr ein Grossteil der Spannung abfällt, so dass Spannungsüberschläge im Filterkuchen auftreten. Diese Spannungsüberschläge führen zu Gasentladungen an den Abscheideelektroden, ein Effekt, der in der Literatur mit Rücksprühen (engl. back corona oder back ionization) bezeichnet wird. Die Folge dieser (unerwünschten) Entladungen ist, dass Ionen mit entgegengesetzter Polarität freigesetzt werden, die sich in Richtung der Sprühelektroden bewegen und die Ladung der entgegenkommenden Staubpartikel erniedrigen. Ein weiterer unerwünschter Effekt ist darin zu sehen, dass durch das Rücksprühen bereits abgeschiedene Staubpartikel aus dem Filterkuchen herausgeschleudert werden.
Die geschilderten Vorgänge treten insbesondere bei der Abgas¬ reinigung von kohlebefeuerten Kraftwerken auf, in denen Kohle mit niedrigem Schwefelgehalt verbrannt wird.
Um die Abscheide1eistung der Abgasreinigungsanlage derartiger Kraftwerke zu erhöhen, wird seit langem dem Abgas vor dem Elektrofilter Wasserdampf, Schwefeltrioxid oder Ammoniak zuge¬ setzt. Diese Zusätze - in vergleichsweise geringer Dosierung zugesetzt - erhöhen die elektrische Leitfähigkeit der Flug¬ asche um eine oder mehrere Grössenordnungen, haben jedoch den Nachteil, dass aufwendige Zusatzeinrichtungen zur Lagerung, Aufbereitung und Einbringen des Zusatzes in das Abgas vor dem Elektrofilter notwendig sind. So wird im eingangs zitierten Konferenzbericht zunächst elementarer Schwefel zu Schwefeldi¬ oxid verbrannt und anschliessend in einem Katalysator in Schwefeltrioxid umgewandelt, wobei komplizierte Randbedingun¬ gen eingehalten werden müssen. Hinzu kommt, dass an einigen Standorten die Konditionierung durch Zusatz von Chemikalien nicht erwünscht oder gar durch gesetzliche Vorschriften nicht gestattet ist.
Bei einem anderen aus der US-A-5,011,516 bekannten Verfahren wird vor dem elektrostatischen Filter ein Teil des Schwefel¬ dioxid enthaltenden heissen Abgasstroms katalytisch in Schwe¬ feltrioxid umgewandelt und der so behandelte Teilstro ' wieder in den Gashauptstrom eingedüst, der vor der Eindüsstelle auf eine niedrigere Temperatur herabgekühlt wurde.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Konditionierung von Abgasen anzugeben, das die Abscheidelei¬ stung im nachgeschalteten elektrostatischen Filter auch bei vergleichsweise geringen Schwefelkonzentrationen im Abgas erhöht und darüber hinaus ohne chemische Zusätze auskommt und einfach und wirtschftlich durchzuführen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Abgas vor dem Eintritt in den elektrostatischen Filter durch eine Gasentladungsstrecke mit stillen elektrischen Entladungen geführt wird, welche Gasentladungsstrecke quer zum Abgasstrom angeordneten stab- oder gitterförmige Hochspannungs- und Mas¬ seelektroden aufweist, die an eine Hochspannungsquelle ange¬ schlossen sind, wobei mindestens eine der Elektrodenarten, vorzugsweise die Hochspannungselektroden, mit einem Dielektri¬ kum versehen sind, in welcher Gasentladungsstrecke im wesent¬ lichen aus dem im Abgas nitgeführten Wasserdampf OH-Radiakle erzeugt werden, die mit dem im Abgas stets vorhandenen Schwe¬ feldioxid zu Schwefeltrioxid reagieren.
Die Erfindung geht dabei von der Ueberlegung aus, dass in je¬ dem Abgas, das von einer Verbrennungsanlage stammt, Wasser¬ dampf enthalten ist. Ferner enthält Abgas aus derartigen Anla¬ gen stets einen gewissen Anteil an Schwefeldioxid. Bei Feue¬ rungen, in denen Kohle mit hohem Schwefelgehalt (1 - 10%) ver¬ brannt wird, beträgt der Anteil Schwefeldioxid im Abgas ty¬ pisch 1000 bis 2000 ppm S02. Selbst bei der Verbrennung von Kohle mit niedrigen Schwefelgehalt (0,1 - 1 %) liegt der S02- Gehalt immer noch bei einigen Hundert ppm S02. Bedenkt man nun, dass zur Konditionierung des Abgases zwecks Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit des Filterkuchens im Elektrofilter lediglich 5 bis 10 ppm S03 erforderlich sind, erhellt, dass es genügt, auch bei extrem wenig Schwefeldioxid enthaltenden Ab¬ gasen nur einen vergleichsweise kleinen Anteil des Schwefeldi¬ oxid in Schwefeltrioxid umzusetzen, um die gewünschte Wirkung zu erhalten.
Die Erzeugung von OH-Radikalen aus Wasserdampf im Abgas und die anschliessende Umwandlung von S02 in S03 erfolgt dabei in der Weise, dass in der stillen elektrischen Entladung OH- Radikale entstehen, diese einen Teil des S02 über die Zwi- schensufe HS03 zu S03 und schliesslich zu H2S04 umwandeln. H2S04 kondensiert auf den abzuscheidenden Staub- oder Asche¬ partikel und führt auf diese Weise zu einer Erhöhung der Leitfähigkeit des Filterkuchens auf den Abscheideelektroden des Elektrofilters.
H20 in Form von Wasserdampf ist im Abgas reichlich vorhanden (typisch 6 - 9% und mehr) . Der Hauptbestandteil des Abgases ist Stickstoff mit zwischen 70 und 75%. Wird in einem solchen Gasgemisch eine Gasentladung initiert, so bilden sich in er¬ ster Linie positive Ionen N2+ und H20+. OH-Radikale entstehen durch Dissoziation von Wassermolekülen durch Kollisionen mit Elektronen
e + H20 -==> e + H + OH (1)
und durch Ionen-Rekombinationen
H20+ + H20 ==> H30+ + OH (2)
Die am häufigsten vorkommenden Ionenart N2 + geht dabei nicht verloren, sondern gibt ihre Ladung an Wassermoleküle ab und nimmt damit an der Reaktionskette (2) teil:
N2 + + H20 ==> H20+ + N2 (3) Zusätzlich zu diesen Reaktionen bilden sich aus den Spezies N2* und O( -O) OH-Radikale:
N2* + H20 ==> OH + N2 + O (4)
0(1D) + H20 ==> OH + OH (5)
Reaktionen von OH-Radikalen und S0 führen in einer sehr schnellen Dreierstossreaktion zu HS03:
502 + OH + M ==> HS03 + M (6)
worin M einen dritten Reaktionspartner bedeutet. Dieser kann irgendein Gasmolekül im Gasgemisch oder irgendeine Oberfläche sein, z.B. ein Flugaschepartikel sein. In einer zweiten sehr schnell ablaufenden Reaktion wird HS03 in S03 umgewandelt:
HS03 + OH ==> S03 + H20 (7)
Dies führt bei den im Abgas herrschenden Bedingungen unmittel¬ bar zur Bildung von H2S04:
503 + H20 ==> H2S04 (8)
Modellrechnungen haben ergeben, dass unter Bedingungen, die typisch für Abgas sind, die Reaktionen (1) bis (8) sich in etwa 0,1 ms abspielen. Somit gestaltet sich die Integration der Gasentladungsstrecke in die Abgasreinigungsanlage sehr einfach. Es sind keine grossen Behandlungsstrecken notwendig. Die Gasentladungsstrecke kann in den Abgaskanal zwischen Kes¬ sel und Filter z.B. als eigenständige und auch nachrüstbare Baueinheit eingebaut werden. Sie lässt sich jedoch auch direkt am Filtereintritt oder den Diffusor des Elektrofilters ein¬ bauen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Entladungs¬ strecke an Stellen vorzusehen, wo der Abgasstrom ohnehin umge¬ lenkt oder auch abgelenkt werden muss. Dass durch elektrischen Entladungen chemischen Prozesse beeinflusst oder initiert werden können ist an sich bekannt. So wird in der US-A-4,695,384 ein Verfahren beschrieben, bei welchem Schwefeldioxid und/oder Stickoxide in Mischung mit einem anderen Gas durch elektrische Entladungen in eine abscheidbare Substanz umgewandelt werden. Dabei wird jedoch ein spezieller Entladungstyp verwendet, der im englischen Sprachraum als "continous pulsed streamer corona discharge" bezeichnet wird. Die dabei anzulegenden Spannungen liegen in der Grössenordnung mehrerer 10 kVolt, mit Ansteigsgeschwindig- keiten zwischen 10 ns und 10 μs und Pulsfrequenzen zwischen 1 Hz und_ 10 kHz. Allein die Bereitstellung einer geeigneten Spannungsquelle für diesen Entladungstyp ist mit erheblichen Kosten verbunden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie die damit erzielbaren Vorteile werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläu¬ tert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung sche¬ matisch dargestellt, und zwar zeigt:
Fig.l einen stark vereinfachten Längsschnitt durch einen Abgasknal mit integrierter Entladungsstrecke, wobei Masse- und Hochspannungselektroden mit einem Dielek¬ trikum beschichtet sind;
Fig.2 einen vereinfachten Querschnitt durch die Entla¬ dungsstrecke gemäss Fig.l;
Fig.3 eine alternative Ausführungsform einer Entladungs¬ strecke, bei der nur ein Elektrodentyp mit einem Di¬ elektrikum beschichtet sind; Fig.4 eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Ent¬ ladungsstrecke in einer Biegung des Abgaskanals ang¬ ordnet ist:
Fig.5 eine alternative Ausführungsform der Erfindung, bei der die Entladungsstrecke am Filtereintritt angeord¬ net ist.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In Fig.,1 der Zeichnung gelang mit Partikeln beladenes Abgas aus einer Verbrennungsanlage 1, z.B. ein kohlebefeuerter Kes¬ sel eines Kraftwerks, über eine Abgasleitung 2 zu einem elek¬ trostatischen Filter 3. In der Abgasleitung 2 ist eine gene¬ rell mit der Bezugsziffer 4 bezeichnete Entladungsstrecke vor¬ gesehen, deren Aufbau aus Fig.2 hervorgeht.
Quer zur Strömungsrichtung des Abgases sind im Beispielsfall abwechselnd drei Hochspannungselektroden 5 und zwei Masseelek¬ troden 6 eingebaut. In der Praxis ist die Anzahl der Elektro¬ den erheblich grösser. Alle Elektroden 5, 6 weisen einen me¬ tallischen Kern auf und sind mit einem Dielektrikum 7 be¬ schichtet. Die Elektroden können wie in Fig.l und 3 darge¬ stellt kreisrunden Querschnitt haben. Sie können jedoch auch plattenförmig sein, wobei dann die Platten parallel zur Strö¬ mungsrichtung des Abgases verlaufen. Das Dielektrikum 7 be¬ steht aus Glas, Quarz, Email, Keramik oder einem gefüllten Kunststoff, also Materialien, wie sie auch beim Bau von Ozon¬ erzeugern seit vielen Jahren verwendet werden. Weil es aus¬ reicht, wenn nur ein Elektrodentyp mit einem Dielektrikum 7 beschichtet ist, sind in der alternativen Ausführung der Ent¬ ladungsstrecke 4 gemäss Fig.3 nur die Hochspannungselektroden 5 mit einem Dielektrikum versehen.
Der Abstand zwischen benachbarten Elektroden beträgt wenige Millimeter bis 50 mm. Die Masseelektroden 6 sind jeweils par- allelgeschaltet und mit dem einen auf Erdpotential liegenden Anschluss einer Hochspannungsquelle 8 verbunden. Die Abgaslei¬ tung liegt ebenfalls auf Erdpotential. Die Hochspannungselek¬ troden 5 sind gleichfalls parallelgeschaltet und an den ande¬ ren Pol der Hochspannungsquelle 8 angeschlossen. Die Hochspan¬ nungsquelle 8 liefert eine Wechselspannung, deren Spannung so hoch ist, dass sich zwischen den Masse- und Hochspannungselek¬ troden 6 bzw. 5 stille elektrische Entladungen ausbilden, also typischerweise im Bereich 10 - 100 kV. Die Frequenz der Wech¬ selspannungsquelle liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 10 kHz und einigen 10 MHz, einem Frequenzbereich, den moderne Schaltnetzteile (engl. switch-mode power supply) liefern kön¬ nen.
Bei einer praktischen Realisierung der Erfindung ist die Ent¬ ladungsstrecke 4 vorzugsweise als separate Baueinheit ausge¬ bildet und kann leicht in den Abgaskanal eingebaut werden.
In Fig.4 ist veranschaulicht, wie sich die Entladungsstrecke 4 mit Leiteinrichtungen an einer Umlenkstelle der Abgasleitung 2 kombinieren lassen. Dort sind die Hochspannungselektroden und die Masseelektroden als gebogene Platten 5a bzw. 6a ausgebil¬ det, die jeweils mit einer dielektrischen Schicht 7a versehen sind.
Fig.5 schliesslich zeigt eine Möglichkeit, die Entladungs¬ strecke direkt in den Einlass oder Diffusor 3a des elektrosta¬ tischen Filter 3 einzubauen. Die Masse- und Hochspannungselek¬ troden können analog Fig.l bis 3 stabförmig ausgebildet sein. Hier dienen als Masseelektroden zwei planparallel zueinander verlaufende Drahtgitter oder Lochbleche 9a und 9b, zwischen denen ein weiteres Drahtgitter oder Lochblech 10 isoliert vom Filtergehäuse angeordnet ist. Dieses Drahtgitter oder Loch¬ blech 10 ist allseits mit einer dielektrischen Schicht (nicht eingezeichnet) versehen, z.B. emailliert. Eine derartige Elek¬ trodenkonfiguration kann selbstverständlich auch bei der An- Ordnung der Entladungsstrecke im Abgaskanal gemäss Fig.l und 3 verwendet werden.
Im Betrieb und bei eingeschalteter Hochspannung laufen bei al¬ len Ausführungsformen die eingangs anhand von Summenreaktionen geschilderten Vorgänge ab. Der im Abgas stets vorhandene Was¬ serdampf reagiert - initiert durch die Entladungen in der Ent¬ ladungsstrecke 4 mit dem ebenfalls vorhandenen Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid und schliesslich zu Schwefelsäure, die auf den Staubpartikel kondensiert und letztendlich die Leitfähig¬ keit des Filterkuchens erhöht, der sich auf den Abscheide¬ elektroden des elektrostatischen Filters 2 bildet.
BEZEICHNUNGSLISTE
1 Verbrennungsanlage 2 Abgasleitung 3 elektrostatisches Filter
5,5a Hochspannungseiektroden 6,6a Masselektroden
7 Dielektrikum
8 Hochspannungsque11e
9a,9b,10 Metallgitter

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zur Konditionierung von Abgasen durch Einwirken von Schwefeltrioxid auf das Abgas und anschliessende Ab¬ scheidung der im Abgas mitgeführten Partikel in einem elektrostatischen Filter (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas vor dem Eintritt in den elektrostatischen Filter (3) durch eine Gasentladungsstrecke (4) mit stil¬ len elektrischen Entladungen geführt wird, welche Gasent¬ ladungsstrecke quer zum Abgasstrom angeordneten stab- oder gitterförmige Hochspannungs- (5,5a,10) und Masse¬ elektroden (6;9a,9b) aufweist, die an eine Hochspannungs¬ quelle (8) angeschlossen sind, wobei mindestens eine der Elektrodenarten, vorzugsweise die Hochspannungselektro¬ den, mit einem Dielektrikum (8) versehen sind, in welcher Gasentladungsstrecke im wesentlichen aus dem im Abgas nitgeführten Wasserdampf OH-Radiakle erzeugt werden, die mit dem im Abgas stets vorhandenen Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid reagieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Abgas in der zwischen Verbrennungsanlage (1) und elektrostatischen Filter (3) befindlichen Abgasleitung (2) eingewirkt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Abgas am Gaseintritt in das elektrostatische Fil¬ ter (3) eingewirkt wird.
PCT/CH1995/000056 1994-03-24 1995-03-14 Verfahren zur konditionierung von abgasen WO1995025597A1 (de)

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