WO2008071136A1 - Elektrostatischer nasswäscher zur abgasreinigung und/oder wärmerückgewinnung - Google Patents

Elektrostatischer nasswäscher zur abgasreinigung und/oder wärmerückgewinnung Download PDF

Info

Publication number
WO2008071136A1
WO2008071136A1 PCT/DE2007/001605 DE2007001605W WO2008071136A1 WO 2008071136 A1 WO2008071136 A1 WO 2008071136A1 DE 2007001605 W DE2007001605 W DE 2007001605W WO 2008071136 A1 WO2008071136 A1 WO 2008071136A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cleaning liquid
wet scrubber
exhaust gas
deposition chamber
electrically
Prior art date
Application number
PCT/DE2007/001605
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Julius Rawe
Original Assignee
Julius Rawe
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Julius Rawe filed Critical Julius Rawe
Publication of WO2008071136A1 publication Critical patent/WO2008071136A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/16—Plant or installations having external electricity supply wet type

Definitions

  • the invention relates to an electrostatic wet scrubber for Abgasreini- supply and / or heat recovery according to claim 1 and to a method according to claim 26 for exhaust gas purification and / or heat recovery by means of a wet scrubber for any application - especially for the flue gases of biomass furnaces.
  • exhaust gas purification here is understood both the reduction of particulate as well as gas and odor emissions.
  • scrubbers have been used as wet scrubbers for particulate emissions.
  • Their design principle is based on the inertia of the dust particles to be removed in the exhaust stream, which can not follow the flow of spray droplets in the spray field of the exhaust gas flow, impact the droplets and be deposited with them. This justifies that wet scrubbers only cause the deposition of coarser dust particles up to about 0.5 ⁇ m. Smaller dust particles can no longer be effectively separated due to the low mass inertia of the dust particles, since they follow the gaseous fluid flow and thus do not undergo any interactions with the liquid droplets produced in the scrubber.
  • the maximum of particulate emissions is less than 0.5 ⁇ m with a mean aerodynamic diameter.
  • the maximum of particulate matter emissions from wood pellet firing is less than 100 nm, ie in the fine dust dust range.
  • wet scrubbers can therefore not cause any particulate matter reduction.
  • dry electrostatic precipitators are able to deposit even the finest dust particles smaller than 100 nm with up to 99% effectiveness.
  • the deposition principle is based on a corona-tip discharge and the subsequent particle charging, so that the negatively charged particles can be deposited on a grounded precipitation electrode. Typical designs are tube or plate electrostatic precipitator z. B. in power plants.
  • dry electrostatic working separator have some disadvantages. These are on the one hand design and size. They must be mechanically cleaned, which either has an interruption in the operation of the separator and thus possibly an entire system according to or at the same time causes emissions of the fluidized dust particles separated during cleaning. Unlike wet scrubbers, they can not recover energy from the flue gases. Likewise, flashovers from the high voltage electrode can cause ignition and explosions of the flue gas.
  • wet electrostatic precipitators are known. The mechanical cleaning is eliminated. Instead, it is done by spraying the collecting electrode with water.
  • wet electrostatic precipitators have disadvantages in terms of design and size and are technically complex, resulting in high costs.
  • a wet scrubber developed by the Japanese company Mitsubishi called MDDS Mitsubishi Di-Electric Droplet Scrubber
  • MDDS Mitsubishi Di-Electric Droplet Scrubber
  • the particulate-laden exhaust gas is pre-charged before entering the actual deposition chamber and passed through a scrubber field. It then flows through a chamber similar to a plate capacitor, with one side of the chamber at high voltage and the other at ground / earth potential. As a result, a homogeneous electric field is generated between the plates, whereby the water molecules (dipoles) align.
  • the object of the invention is to provide a wet scrubber, which requires relatively little space even with high operating capacity and can be retrofitted for all current wet scrubber or scrubber types without high technical complexity and cost-efficient.
  • the separator should be powerful and reliable by simple but effective design and be virtually maintenance and low operating costs for longer periods of operation.
  • the basic idea of this invention is to combine the respective advantages of scrubber and electrostatic precipitator in one component by means of an electrostatic charging of the spray field of the separator.
  • charging of the cleaning liquid sprayed in droplet form as well as the dust particles in the exhaust gas flow as well as a combination of both measures is possible, whereby fresh or circulating water can be used as cleaning fluid depending on the degree of soiling.
  • fresh or circulating water can be used as cleaning fluid depending on the degree of soiling.
  • the mechanical cleaning is eliminated, the re-turbulence of the accumulation is avoided and the secondary pollution of the exhaust gas is prevented. This is ensured, inter alia, by the particles to be separated interacting with the cleaning fluid and thereby reliably dissipated.
  • This basic idea can be implemented in practice in a wet scrubber for exhaust gas purification and / or heat recovery, in particular also for exhaust gas purification for the exhaust gases of biomass furnaces, which has a separation chamber through which the exhaust gas is passed and brought into contact with a cleaning liquid, wherein in the deposition chamber, a charging device is arranged for electrical charging.
  • the charging device electrically charges the cleaning liquid to be brought into contact with the exhaust gas in droplet form, as a result of which dust particles which are in the exhaust gas also charge electrically, accumulate on the electrically charged droplets of the cleaning fluid and can be removed therefrom from the exhaust gas.
  • the dust particles By attaching the dust particles to the droplets of the cleaning liquid, the dust particles are securely bound even with sizes in the field of fine dust and disposed of with the cleaning liquid or reprocessed.
  • the electrical interaction between the dust particles and the droplets due to the electrostatic charge can be used here for the targeted attraction of the dust particles to the droplets.
  • the charging device electrically charges the cleaning liquid introduced in droplet form into the deposition chamber immediately after entering the deposition chamber, preferably substantially before contact with the exhaust gas.
  • the charging device electrically charges the cleaning liquid introduced in droplet form into the deposition chamber immediately after entering the deposition chamber, preferably substantially before contact with the exhaust gas.
  • the charging device for electrically charging the droplets of the cleaning liquid may comprise an electrical conductor, preferably a conductor loop, and / or an electrically conductive body, in particular a hollow body such as a hollow truncated cone, a hollow cylinder or a Hohlhyperboloid, or the in the area of the outlet of the droplets of the Cleaning liquid, for example, are arranged symmetrically around the outlet opening in the interior of the deposition chamber and together with a not necessarily electrically grounded nozzle as an exit opening of the droplets of the cleaning liquid form an electric field. In this way, an essentially complete charging of all droplets of the cleaning liquid is achieved, adapted to the stream of droplets of the cleaning liquid which is typically formed as a spray cone.
  • an electrical conductor preferably a conductor loop
  • an electrically conductive body in particular a hollow body such as a hollow truncated cone, a hollow cylinder or a Hohlhyperboloid, or the in the area of the outlet of the droplets of the
  • the polarity of the conductor loop / the hollow body and the nozzle can be freely adjustable, so that the polarity of the droplets can be adjusted to match the optimal polarizability of the dust particles and thus the yield of cleaning of the exhaust gases is additionally increased. It is also conceivable for the charging device to control the electric field in such a way that the polarity of the electric field changes temporarily or constantly as a result of a repolarization of the conductor loop / hollow body and nozzle of the outlet opening, which is preferably caused by alternating voltage, and thus also differently polarizable particles in the exhaust gas a charging device can be filtered out.
  • the hollow body or the conductor loop may be fixed in an electrically insulated manner via insulating materials on the deposition chamber and to be substantially completely formed from an electrically conductive material.
  • the hollow body may also essentially be formed from an electrically insulating material, wherein the supply of the electrical voltage from an electrically conductive material is formed only in the region of the nozzle for the ejection of the cleaning liquid.
  • more than one charging device can be arranged in the deposition chamber in order to increase the efficiency of the scrubbing of the exhaust gases.
  • the more than one charging device in the deposition chamber can temporarily or constantly generate reversed polarities relative to each other and thus charge the droplets of the cleaning liquid differently electrically, as a result of which dust particles of different polarity can also be better detected.
  • the walls of the deposition chamber are formed of a corrosion-resistant material, preferably of solvent-resistant plastic or metallic materials, in particular stainless steel.
  • droplet separators or the like may be arranged in the region of the inlet and / or outlet openings of the deposition chamber, which prevent carry-over of cleaning liquid from the separation chamber.
  • An improvement in the deposition rates of the dust particles from the exhaust gas can be achieved if the exhaust gas is charged before or during entry into the deposition chamber, preferably by means of spray electrodes or the like, in particular by corona discharge. It is conceivable here that the charging of the exhaust gas before or on entering the deposition chamber is carried out with a polarity which is opposite to the respective current polarity of the electrically charged droplets of the interacting with the exhaust gas cleaning liquid in the deposition chamber. As a result, the potential difference between the dust particles of the exhaust gas and additionally increases the droplet of the cleaning liquid and the dust particles deposit faster and more firmly on the droplets of the cleaning liquid.
  • a conductor can be provided as the supply line for the high voltage to the conductor loop or the body, which passes through the wall of the deposition chamber, wherein a flushing fluid, preferably purge air, constantly enters or leaves the separation chamber around the conductor. This prevents dust particles from the exhaust gas from accumulating on this conductor and enveloping it as a crust, since the dust particles approaching the conductor and attracted by the conductor are sucked away by the flushing fluid.
  • a flushing fluid preferably purge air
  • wet scrubber according to the invention and in particular the charging device for electrical charging even on existing wet scrubber is easy to retrofit, since it requires only minor modifications to existing wet scrubber.
  • the invention further relates to a method for exhaust gas purification and / or heat recovery by means of a wet scrubber, in particular a wet scrubber according to claim 1 and in particular also for exhaust gas purification for the exhaust gases of biomass furnaces, wherein the wet scrubber has a separation chamber through which the exhaust passed and is brought into contact with a cleaning liquid and in the deposition chamber, a charging device is arranged for electrical charging.
  • the cleaning liquid to be brought into contact with the exhaust gas in droplet form is charged directly from the charging device, wherein the dust particles in the exhaust gas also electrically charge in the interaction with the cleaning liquid via influent, attach themselves to the electrically oppositely charged droplets of the cleaning liquid and then be removed from the exhaust gas with this.
  • a further advantageous effect of charging the droplets of the cleaning liquid is that the electric field of, charging causes a reduction in the size of the droplets of the cleaning liquid, thus enabling a finer atomisation of the cleaning liquid.
  • the exhaust gas is charged before or during entry into the deposition chamber, preferably by means of spray electrodes or the like, in particular by corona discharge. This achieves an increase in the potential difference between the particles of the exhaust gas on the one hand and the electrically charged droplets of the cleaning liquid on the other hand, as a result of which the precharged particles of the exhaust gas can be better absorbed by the droplets of the cleaning liquid and charged therewith. As a result, a further increase in the efficiency of the exhaust gas purification can be achieved.
  • the cleaning liquid introduced droplet-like into the exhaust gas heats up in contact with the exhaust gas such that the heat content of the cleaning liquid subsequently discharged from the separation chamber can be introduced into the corresponding device for recovery or further use.
  • a cooling of the exhaust gases to well below their dew point is possible and the water vapor contained in the exhaust gas condenses, whereby calorific value effects can be exploited.
  • the exhaust gas purification - in contrast to the other described exhaust gas purification - thereby a considerable energy recovery possible: In the scrubber spray field takes place an intensive heat and mass transfer - due to heating of the injected circulating water with simultaneous cooling of the exhaust gases.
  • This heat recovery can for any application -.
  • the circulating water is cooled down again to the lower injection temperature required for heat recovery.
  • At a sufficiently low temperature of the heat consumer is a cooling of the exhaust gases until well below their dew point and corresponding condensation of water vapor - even using condensing - possible.
  • Excess condensate is optionally filtered and / or neutralized and then disposed of.
  • FIG. 1 shows the schematic structure of a wet scrubber according to the invention
  • FIG 3 Detail of the wet scrubber according to Figure 1 with respect to the implementation of the electrical supply line through the wall of the deposition chamber.
  • Fig. 1 the device used in the invention for improving the separation efficiency of wet scrubbers is shown in countercurrent.
  • the device has a separation chamber 1, which is provided with an inlet pipe 2 and an outlet pipe 3, whereby the flue gas in the direction of arrow through the inlet pipe 2 on or through the outlet pipe 3 can escape.
  • the wall of the deposition chamber 1 does not serve as a precipitation electrode, corrosion- and / or solvent-resistant plastics can be used as the material.
  • stainless metallic materials e.g. suitable stainless steels are used.
  • the possibility according to the invention for charging the spray field from the nozzle 4 of the cleaning liquid 5 consists of charging the droplets 14 of the cleaning liquid 5 produced by the wet scrubber as shown in FIG. 2 as a result of an influence caused by a strong electric field.
  • the idea now is to electrostatically charge the spray field of the cleaning liquid 5 by arranging a conductive hollow body 6 (for example a hollow truncated cone, hollow cylinder, hollow hyperboloid) or a conductor loop 6 downstream of the outlet nozzle (s) 4 of the wet scrubber.
  • the conductor loop 6 or the conductive hollow body 6 is brought to electrical potential by applying a high voltage 7 of several kV. This results in an electric field around the conductor loop 6 or the waveguide 6, which acts on the one hand on the electrically grounded nozzle 4.
  • the use of nozzles 4 made of plastic instead of metal may increase this effect, in which case the nozzle feed 13 (made of metal) should be grounded.
  • This strong electric field causes charge separation in or downstream of the nozzle 4. If the waveguide 6 or the conductor loop 6 is charged electrically negatively, the droplets 14 of the cleaning liquid 5 are positively charged by influence. This results in a charging of the droplets 14 result.
  • the application of a high alternating voltage is also conceivable in order to equally deposit dust particles 16 of different polarity in the exhaust gas.
  • the electric charging of the droplets 14 also causes a reduction in the droplet diameter produced by the nozzle 4, and thus the active washing surface of the cleaning liquid 5 is further increased by this method. This can be explained by the fact that repulsion forces within the droplets 14 occur due to the charges of the same name contained in the droplets 14. These entail a reduction in droplet diameter.
  • the injected cleaning fluid 5 heats up as a result of the intensive heat and mass transfer with the exhaust gas.
  • the energy obtained from the cooling of the exhaust gases can then be used meaningful for other heat consumers using a heat exchanger, not shown.
  • different states occur. If the temperature is so high that the injection temperature of the cleaning liquid 5 via the Wasserdampftauddling the exhaust gases is, occurs only a dry cooling of the exhaust gases and, accordingly, only a sensitive heat recovery.
  • the water that evaporates during heating must be removed by means of suitable devices - eg. B. by a reservoir with level control 10 - be nachgespeist.
  • the exhaust gas can be supplied to the device in countercurrent as well as in cocurrent with respect to the detergent stream, wherein a countercurrent introduction is recommended due to the higher relative velocity with respect to the dust particles 15 and the drops 14 of the cleaning liquid 5.
  • One or more sensibly arranged electrically grounded nozzles 4 generate one or more spray fields 5 in chamber 1, which is electrically charged by one or more conductor loops 6 or waveguide 6 by a high voltage source 7 which provides either DC or AC voltage due to influenza effect. to become.
  • a high voltage source 7 which provides either DC or AC voltage due to influenza effect. to become.
  • the conductor loops 6 or waveguide 6 are fastened to the deposition chamber 1 via an insulator and connected to a conductor 8 with a high-voltage source 7.
  • the spray field of the cleaning liquid 5 in the deposition chamber 1 is used for washing and cooling of the exhaust gases.
  • the condensate flowing down the wall of the separating chamber 1 and the cleaning liquid 5 are then collected by a collecting device 9 at the bottom of the separating chamber 1 in order to supply it with any subsequent use of heat and cleaning. If necessary, excess condensate must be disposed of.
  • a liquid film forms, which is suitable must be earthed.
  • a float 10 at the bottom of the deposition chamber 1 ensures that after evaporation cleaning liquid 5 is fed or excess condensate is discharged on condensation. It is optionally filtered and / or neutralized and then disposed of. Prevent droplet 11 before the exhaust gas inlet 2 and the exhaust gas outlet 3, the cleaning liquid 5 can enter the exhaust system.
  • the high-voltage feed line 8 It has been found to be useful for the high-voltage feed line 8 to be surrounded, as shown in FIG. 3, by means of scavenging air drawn in from the outside in order to counteract soot and particle deposits.
  • the high voltage supply line 8 is guided through a plastic pipe in the inside of the housing of the deposition chamber 1 shown in FIG.
  • the plastic pipe has external intake openings 17, so that the high-voltage supply line 8 is surrounded by purging air.

Landscapes

  • Electrostatic Separation (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Nasswäscher zur Abgasreinigung und/oder Wärmerückgewinnung, insbesondere auch zur Abgasreinigung für die Abgase von Biomasse- Feuerungen, der eine Abscheidekammer (1) aufweist, durch die das Abgas geleitet und mit einer Reinigungsflüssigkeit (5) in Kontakt gebracht wird, wobei in der Abscheidekammer (1) eine Aufladeeinrichtung (4, 6) zur elektrischen Aufladung angeordnet ist. Hierbei lädt die Aufladeeinrichtung (4, 6) die in Tröpfchenform mit dem Abgas in Kontakt zu bringende Reinigungsflüssigkeit (5) elektrisch auf, wodurch in dem Abgas befindliche neutrale Staubpartikel (15) einen elektrischen Dipol ausbil- den, sich an den elektrisch geladenen Tröpfchen (14) der Reinigungsflüssigkeit (5) anlagern und mit dieser aus dem Abgas entfernbar sind. Weiterhin wird ein entsprechendes Verfahren vorgeschlagen, bei dem die in Tröpfchenform mit dem Abgas in Kontakt zu bringende Reinigungsflüssigkeit (5) direkt von der Aufladeeinrichtung (4, 6) aufgeladen wird und die sich in dem Abgas befindlichen neutralen Staubpartikel (15) bei der Wechselwirkung mit der Reinigungsflüssigkeit (5) über Influenz ebenfalls elektrisch aufladen, sich an den elektrisch gegensinnig geladenen Tröpfchen (14) der Reinigungsflüssigkeit (5) anlagern und anschließend mit dieser aus dem Abgas entfernbar sind.

Description

Elektrostatischer Nasswäscher zur Abgasreinigung und/oder Wärmerückgewinnung
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrostatischen Nasswäscher zur Abgasreini- gung und/oder Wärmerückgewinnung gemäß Anspruch 1 sowie auf ein Verfahren gemäß Anspruch 26 zur Abgasreinigung und/oder Wärmerückgewinnung mittels eines Nasswäschers für beliebige Anwendungsfälle - insbesondere auch für die Rauchgase von Biomasse-Feuerungen. Unter Abgasreinigung wird hier sowohl die Minderung von partikel- als auch gas- und geruchsförmigen Emissionen verstanden.
Die anhaltende Feinstaubdiskussion hat bewirkt, dass der Gesetzgeber eine Verschärfung der Anforderungen an die Emissionen beabsichtigt. Dabei steht insbesondere die Minderung der Fein- und Feinststaubemissionen zur Debatte.
Schon seit langem werden sogenannte Wäscher als Nassabscheider für partikelförmige Emissionen verwendet. Ihr Konstruktionsprinzip beruht auf der Massenträgheit der zu entfernenden Staubpartikel im Abgasstrom, die beim Umströmen der eingesprühten Wassertropfen im Sprühfeld der Abgasströmung nicht folgen können, auf die Tröpfchen aufprallen und mit ihnen abgeschieden werden. Dies begründet, dass Nassabscheider nur die Abscheidung gröberer Staubpartikel bis ca. 0,5 μm bewirken. Kleinere Staubpartikel können aufgrund der geringen Massenträgheit der Staubpartikel nicht mehr effektiv abgeschieden werden, da sie der gasförmigen FIu- idströmung folgen und somit keine Wechselwirkungen mit den im Wäscher erzeugten Flüssigkeitströpfchen unterliegen.
Aktuelle Veröffentlichungen belegen jedoch, dass das Maximum der Feinstaubemissionen z.B. von Holzfeuerungen bei einem mittleren aerodynamischen Durch- messer von unter 0,5 μm liegt. So liegt zum Beispiel das Maximum der Feinstaubemissionen von Holzpellets-Feuerungen bei unter 100 nm, also im Feinststaubbereich. Theoretisch können Nassabscheider demnach keine Feinst- staub-Minderung bewirken. Demgegenüber sind trockene elektrostatische Abscheider in der Lage, auch feinste Staubpartikel kleiner als 100 nm mit bis zu 99% Effektivität abzuscheiden. Das Abscheideprinzip beruht auf einer Korona-Spitzenentladung und der daraus folgenden Partikelaufladung, so dass die negativ aufgeladenen Partikel an einer geerdeten Niederschlagselektrode abgeschieden werden können. Übliche Bauformen sind Rohr- oder Plattenelektrofilter z. B. bei Kraftwerken. Derartige trocken elektrostatisch arbeitende Abscheider weisen jedoch einige Nachteile auf. Dies sind zum einen Bauform und Baugröße. Sie müssen mechanisch abgereinigt werden, was entweder eine Unterbrechung des Betriebes des Abscheiders und damit ggf. einer gesamten Anlage zufolge hat oder gleichzeitig Emissionen der aufgewirbelten abgeschiedenen Staubpartikel während der Abreinigung hervorruft. Sie können im Gegensatz zu Nassabscheidem keine Energie aus den Rauchgasen rückgewinnen. Ebenso können Funkenüberschläge von der Hochspannungselektrode Entzündungen und Explosionen des Rauchgases zur Folge haben.
Darüber hinaus sind auch Nass-Elektrofilter bekannt. Die mechanische Abreinigung entfällt. Sie erfolgt stattdessen durch ein Besprühen der Niederschlagselektrode mit Wasser. Allerdings haben auch diese Nass-Elektrofilter Nachteile in Bezug auf Bauform und Baugröße und sind technisch aufwendig aufgebaut, woraus hohe Kosten resultieren.
Ein von der japanischen Firma Mitsubishi entwickelter Nassabscheider namens MDDS (Mitsubishi Di-Electric Droplet Scrubber) kombiniert dagegen eine elektrostatische Abscheidung mit einer Nasswäsche, wobei diese in dem dargelegten Verfahren den Dipolcharakter des Wassers nutzt. Das partikelbeladene Abgas wird vor Eintritt in die eigentliche Abscheidekammer voraufgeladen und durch ein Wäscherfeld geleitet. Anschließend durchströmt es eine einem Plattenkondensator ähnliche Kammer, wobei eine Seite der Kammer auf Hochspannung, die andere auf Masse/ Erdpotenttal liegt. Hierdurch wird zwischen den Platten ein homogenes elektrisches Feld erzeugt, wodurch sich die Wassermoleküle (Dipole) ausrichten. Zwischen den sich in der Kammer befindlichen Wassertropfen bilden sich aufgrund dessen eben- falls elektrische Felder aus, weswegen Staubteilchen und andere im Abgasstrom befindliche Verunreinigungen, die sich zwischen den Wassertropfen befinden, zu den Tropfen hin beschleunigt werden. Dieses Verfahren erlaubt Abscheideraten von 90-99%. Nachteile an diesem Verfahren resultieren aus Bauform und Baugröße sowie daraus, dass man mit diesem Verfahren ohne hohen technischen Aufwand nicht bereits bestehende Wäscher nachrüsten kann. Ebenfalls bedarf es bei dem Mitsubishi-Verfahren zwingend einer Voraufladung.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Nassabscheider zu schaffen, der auch bei hoher Betriebskapazität verhältnismäßig wenig Platz beansprucht sowie für alle gängigen Nass-Abscheider bzw. Wäschertypen ohne hohen technischen Aufwand und kosteneffizient nachrüstbar ist. Weiter soll der Abscheider durch einfache, aber wirksame Konstruktion leistungsfähig und zuverlässig sein und praktisch über längere Betriebszeiten wartungs- und betriebskostenarm sein.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und hinsichtlich des Verfahrens aus den Merkmalen des Anspruches 26 jeweils in Zusammenwirken mit den Merkmalen des zugehörigen Oberbegriffes. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Grundgedanke dieser Erfindung ist es, durch eine elektrostatische Aufladung des Sprühfeldes des Abscheiders die jeweiligen Vorteile von Wäscher und Elektrofilter in einem Bauteil miteinander zu vereinen. Dabei ist sowohl eine Aufladung der in Tröpfchenform versprühten Reinigungsflüssigkeit als auch der Staubpartikel im Ab- gasstrom als auch eine Kombination beider Maßnahmen möglich, wobei als Reinigungsflüssigkeit je nach Verschmutzungsgrad etwa Frisch- bzw. Umlaufwasser verwendet werden kann. Damit werden nicht nur die Grob-, sondern auch die Feinststaubfraktionen sowohl wirksam abgeschieden als auch problemlos nass abgereinigt. Die mechanische Abreinigung entfällt, die Wiederaufwirbelung des Stau- bes wird vermieden und die Sekundärbelastung des Abgases verhindert. Dieses wird unter anderem dadurch gewährleistet, dass die abzuscheidenden Partikel mit der Reinigungsflüssigkeit wechselwirken und hierdurch zuverlässig abgeführt werden. Durch den kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom der Reinigungsflüssigkeit werden Anbackungen an der Wandung des Wäschers auch bei hohen Staubbelastungen ver- mieden. Diese genannten Eigenschaften werden schon bei einstufiger Bauweise erreicht, wodurch Platzbedarf, Investitions- und Betriebskosten erheblich gesenkt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, die elektrostatische Aufladung mehrstufig zu realisieren. Darüber hinaus wird durch die hier beschriebene Erfindung die eingesetzte Menge der Reinigungsflüssigkeit erheblich reduziert.
Praktisch umgesetzt werden kann diese Grundidee in einem Nasswäscher zur Ab- gasreinigung und/oder Wärmerückgewinnung, insbesondere auch zur Abgasreinigung für die Abgase von Biomasse-Feuerungen, der eine Abscheidekammer aufweist, durch die das Abgas geleitet und mit einer Reinigungsflüssigkeit in Kontakt gebracht wird, wobei in der Abscheidekammer eine Aufladeeinrichtung zur elektrischen Aufladung angeordnet ist. Hierbei lädt die Aufladeeinrichtung die in Tröpf- chenform mit dem Abgas in Kontakt zu bringende Reinigungsflüssigkeit elektrisch auf, wodurch sich in dem Abgas befindliche Staubpartikel mittels Influenz ebenfalls elektrisch aufladen, an den elektrisch geladenen Tröpfchen der Reinigungsflüssigkeit anlagern und mit dieser aus dem Abgas entfernbar sind. Durch die Anlagerung der Staubpartikel an die Tröpfchen der Reinigungsflüssigkeit werden die Staubpartikel auch bei Größen im Bereich des Feinststaubes sicher gebunden und mit der Reinigungsflüssigkeit entsorgt oder wieder aufbereitet. Die elektrische Wechselwirkung zwischen den Staubpartikeln und den Tröpfchen aufgrund der elektrostatischen Aufladung kann hierbei zur gezielten Anziehung der Staubpartikel an die Tröpfchen genutzt werden.
Von Vorteil ist es, wenn die Aufladeeinrichtung die in Tröpfchenform in die Abscheidekammer eingebrachte Reinigungsflüssigkeit unmittelbar nach dem Eintreten in die Abscheidekammer, vorzugsweise im wesentlichen vor dem Kontakt mit dem Abgas elektrisch auflädt. Hierdurch sind im wesentlichen alle Tröpfchen schon entsprechend elektrisch geladen, bevor sie mit den Staubpartikeln bei der Mischung des Sprühstrahles der Tröpfchen mit dem Abgas in Kontakt kommen und können daher in besonders hohem Maße die Staubpartikel in dem Abgas binden.
In einer ersten Ausgestaltung kann die Aufladeeinrichtung zur elektrischen Aufladung der Tröpfchen der Reinigungsflüssigkeit einen elektrischen Leiter, vorzugsweise eine Leiterschleife, und/oder einen elektrisch leitenden Körper, insbesondere ei- nen Hohlkörper wie etwa ein Hohlkegelstumpf, ein Hohlzylinder oder ein Hohlhyperboloid aufweisen, die oder der im Bereich der Austrittsöffnung der Tröpfchen der Reinigungsflüssigkeit, vorzugsweise um die Austrittsöffnung in dem Inneren der Abscheidekammer z.B. symmetrisch herum angeordnet sind und gemeinsam mit einer nicht zwangsweise elektrisch geerdeten Düse als Austrittsöffnung der Tröpfchen der Reinigungsflüssigkeit ein elektrisches Feld bilden. Damit wird angepasst an den typi- scherweise als Sprühkegel ausgebildeten Strom der Tröpfchen der Reinigungsflüssigkeit eine im wesentlichen vollständige Aufladung aller Tröpfchen der Reinigungsflüssigkeit erreicht.
Hierbei kann im weiteren die Polarität der Leiterschleife/ des Hohlkörpers und der Düse frei einstellbar sein, so dass die Polarität der Tröpfchen passend zur optimalen Polarisierbarkeit der Staubpartikel eingestellt werden kann und damit die Ausbeute der Reinigung der Abgase zusätzlich erhöht wird. Denkbar ist es auch, dass die Aufladeeinrichtung das elektrische Feld derart steuert, dass durch eine vorzugsweise durch Wechselspannung hervorgerufene Umpolarisierung von Leiterschleife/ Hohlkörper und Düse der Austrittsöffnung die Polarität des elektrischen Feldes zeitweise oder ständig wechselt und damit auch unterschiedlich polarisierbare Partikel in dem Abgas mit nur einer Aufladeeinrichtung herausgefiltert werden können.
Denkbar ist es weiterhin, dass der Hohlkörper oder die Leiterschleife über isolierende Materialien an der Abscheidekammer elektrisch isoliert festgelegt und im wesentlichen vollständig aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist. In einer ande- ren Ausgestaltung kann der Hohlkörper aber auch im wesentlichen aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet sein, wobei die Zuleitung der elektrischen Spannung aus einem elektrisch leitfähigen Material nur im Bereich der Düse für das Ausstoßen der Reinigungsflüssigkeit ausgebildet ist.
Weiterhin kann mehr als eine Aufladeeinrichtung in der Abscheidekammer angeord- net sein, um die Effektivität der Wäsche der Abgase zu erhöhen. Hierbei kann die mehr als eine Aufladeeinrichtung in der Abscheidekammer zeitweise oder ständig zueinander jeweils umgekehrte Polaritäten erzeugen und so die Tröpfchen der Reinigungsflüssigkeit unterschiedlich elektrisch aufladen, wodurch ebenfalls Staubpartikel unterschiedlicher Polarität besser erfasst werden können.
Denkbar ist es, dass das Abgas bezogen auf die Sprührichtung der Austrittsöffnung der Reinigungsflüssigkeit im Gleichstrom oder im Gegenstrom durch die Abscheide- kammer hindurchtritt, wobei durch die Sprührichtung im Gegenstrom zu der Strömungsrichtung des Abgases eine Verbesserung der Wirkung der Wäsche des Abgases festzustellen sein wird.
Ebenfalls ist es möglich, dass mehr als eine Abscheidekammer in Stromrichtung des Abgases hintereinander angeordnet sind, so dass das Abgas mehrere Abscheidekammern mit gleicher und/oder unterschiedlicher Polarität der zugehörigen Aufladeeinrichtung durchtreten muss.
Von besonderem Vorteil für den möglichst wartungsfreien Betrieb des Nasswäschers ist es, wenn die tröpfchenförmig in das Innere der Abscheidekammer eingesprühte Reinigungsflüssigkeit sich im wesentlichen entlang der gesamten Innenwandung der Abscheidekammer verteilt und diese zeitweise oder ständig von sich absetzenden Staubteilchen oder sonstigen Verunreinigungen reinigt. Hierdurch reinigt die Reinigungsflüssigkeit laufend die Innenwandungen des Nasswäschers, wodurch unzulässige Anbackungen oder dgl. gar nicht erst in störendem Maße auftreten können.
Für die Lebensdauer des Nasswäschers ist es von Vorteil, wenn die Wandungen der Abscheidekammer aus einem korrosionsbeständigen Material, vorzugsweise aus lösemittelbeständigem Kunststoff oder metallischen Werkstoffen, insbesondere E- delstahl gebildet sind.
Zur Vermeidung von Verschleppungen der Reinigungsflüssigkeit aus der Abscheide- kammer können im Bereich der Eintritts- und/oder der Austrittsöffnungen der Abscheidekammer Tropfenabscheider oder dgl. angeordnet sein, die eine Verschleppung von Reinigungsflüssigkeit aus der Abscheidekammer verhindern.
Eine Verbesserung der Abscheideraten der Staubpartikel aus dem Abgas kann erreicht werden, wenn das Abgas vor oder beim Eintritt in die Abscheidekammer, vor- zugsweise mittels Sprühelektroden oder dgl., insbesondere durch Koronaentladung aufgeladen wird. Denkbar ist es hierbei, dass die Aufladung des Abgases vor oder beim Eintritt in die Abscheidekammer mit einer Polarität vorgenommen wird, die der jeweils aktuellen Polarität der elektrisch geladenen Tröpfchen der mit dem Abgas wechselwirkenden Reinigungsflüssigkeit in der Abscheidekammer entgegengesetzt ist. Hierdurch wird die Potentialdifferenz zwischen den Staubpartikeln des Abgases und den Tröpfchen der Reinigungsflüssigkeit zusätzlich erhöht und die Staubpartikel lagern sich schneller und fester an die Tröpfchen der Reinigungsflüssigkeit an.
In weiterer Ausgestaltung kann als Zuleitung der Hochspannung zu der Leiterschleife oder dem Körper ein Leiter vorgesehen werden, der die Wandung der Abscheide- kammer durchtritt, wobei um den Leiter herum ständig ein Spülfluid, vorzugsweise Spülluft in die Abscheidekammer eintritt oder aus ihr austritt. Hierdurch wird vermieden, dass sich Staubpartikel aus dem Abgas an diesen Leiter anlagern und diesen als Kruste umhüllen, da die sich dem Leiter nähernden und vom Leiter angezogenen Staubpartikel durch das Spülfluid abgesogen werden.
Von besonderem Vorteil ist es, dass der erfindungsgemäße Nasswäscher und insbesondere die Aufladeeinrichtung zur elektrischen Aufladung auch an bestehenden Nasswäscher einfach nachrüstbar ist, da er nur geringe Umbauten an bestehenden Nasswäscher erfordert.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Abgasreinigung und/oder Wärme- rückgewinnung mittels eines Nasswäschers, insbesondere eines Nasswäschers gemäß Anspruch 1 und insbesondere auch zur Abgasreinigung für die Abgase von Biomasse-Feuerungen, wobei der Nasswäscher eine Abscheidekammer aufweist, durch die das Abgas geleitet und mit einer Reinigungsflüssigkeit in Kontakt gebracht wird und in der Abscheidekammer eine Aufladeeinrichtung zur elektrischen Aufladung angeordnet ist. Hierbei wird die in Tröpfchenform mit dem Abgas in Kontakt zu bringende Reinigungsflüssigkeit direkt von der Aufladeeinrichtung aufgeladen, wobei die in dem Abgas befindlichen Staubpartikel sich bei der Wechselwirkung mit der Reinigungsflüssigkeit über Influenz ebenfalls elektrisch aufladen, sich an den elektrisch gegensinnig geladenen Tröpfchen der Reinigungsflüssigkeit anlagern und anschlie- ßend mit dieser aus dem Abgas entfernbar sind.
Ein weiterer vorteilhafter Effekt der Aufladung der Tröpfchen der Reinigungsflüssigkeit besteht darin, dass das elektrische Feld der, Aufladeeinrichtung eine Verringerung der Größe der Tröpfchen der Reinigungsflüssigkeit bewirkt und damit eine feinere Zerstäubung der Reinigungsflüssigkeit ermöglicht. Denkbar ist es weiterhin, dass das Abgas vor oder beim Eintritt in die Abscheidekammer, vorzugsweise mittels Sprühelektroden oder dgl., insbesondere durch Koronaentladung, aufgeladen wird. Hierdurch wird eine Erhöhung des Potentialunterschiedes zwischen einerseits den Partikeln des Abgases und andererseits den elekt- risch geladenen Tröpfchen der Reinigungsflüssigkeit erreicht, wodurch sich die voraufgeladenen Teilchen des Abgases verbessert an den gegenpolig aufgeladenen Tröpfchen der Reinigungsflüssigkeit anlagern und mit diesen abgeführt werden können. Hierdurch ist eine weitere Erhöhung der Effizienz der Abgasreinigung zu erreichen.
Von Vorteil ist es aus energetischer Sicht weiterhin, dass die in das Abgas tröpfchen- förmig eingebrachte Reinigungsflüssigkeit sich bei dem Kontakt mit dem Abgas derart erwärmt, dass der Wärmeinhalt der danach aus der Abscheidekammer abgeführten Reinigungsflüssigkeit zur Rückgewinnung oder weiteren Nutzung in entsprechende Einrichtung einbringbar ist. Es ist hierbei sogar denkbar, dass bei der Wär- merückgewinnung eine Abkühlung der Abgase bis weit unter ihren Taupunkt möglich wird und der im Abgas enthaltene Wasserdampf kondensiert, wodurch Brennwerteffekte ausgenutzt werden können. Zusätzlich zur Abgasreinigung wird - im Gegensatz zu den geschilderten anderen Abgasreinigungsverfahren - dadurch eine beachtliche Energierückgewinnung möglich: Im Wäscher-Sprühfeld findet ein intensiver Wärme- und Stoffaustausch - infolge Aufwärmung des eingedüsten Umlaufwassers bei gleichzeitiger Abkühlung der Abgase - statt. Dieser Wärmerückgewinn kann für beliebige Anwendungsfälle - z. B. industrielle Prozesse, Gewerbe, Heizungsanlagen, Warmwasserbereitung - genutzt werden. Zugleich wird das Umlaufwasser wieder auf die zur Wärmerückgewinnung erforderliche niedrigere Einspritztemperatur abge- kühlt. Bei hinreichend tiefer Temperatur des Wärmeverbrauchers ist eine Abkühlung der Abgase bis weit unter ihren Taupunkt und dementsprechender Kondensation von Wasserdampf - also sogar Brennwertnutzung - möglich. Überschüssiges Kondensat wird gegebenenfalls gefiltert und/oder neutralisiert und anschließend entsorgt.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nasswä- schers zeigt die Zeichnung.
Es zeigen: Figur 1 - den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Nasswäschers,
Figur 2 - Ladungsverteilung und Ausbildung der elektrischen Felder bei der
Anlagerung von Staubpartikeln an ein Tröpfchen der Reinigungsflüs- sigkeit,
Figur 3 - Detail des Nasswäschers gemäß Figur 1 bezüglich der Durchführung der elektrischen Zuleitung durch die Wandung der Abscheidekammer.
In Fig. 1 ist die erfindungsgemäß verwendete Vorrichtung zur Verbesserung der Ab- scheideleistung von Nasswäschern im Gegenstrom gezeigt. Die Vorrichtung weist eine Abscheidekammer 1 auf, die mit einem Einlassrohr 2 und einem Auslassrohr 3 versehen ist, wodurch das Rauchgas in Pfeilrichtung durch das Einlassrohr 2 ein- bzw. durch das Auslassrohr 3 austreten kann. Da die Wandung der Abscheidekammer 1 nicht als Niederschlagselektrode dient, können Korrosions- und/oder lösungs- mittelbeständige Kunststoffe als Werkstoff eingesetzt werden. Selbstverständlich können auch nicht rostende metallische Werkstoffe, z.B. geeignete Edelstahle verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Möglichkeit zur Aufladung des Sprühfeldes aus der Düse 4 der Reinigungsflüssigkeit 5 besteht darin, die wie in Figur 2 dargestellt vom Nasswä- scher erzeugten Tröpfchen 14 der Reinigungsflüssigkeit 5 infolge von Influenzwirkung, hervorgerufen durch ein starkes elektrisches Feld, aufzuladen. Die Idee ist nun, durch Anordnung eines leitenden Hohlkörpers 6 (z.B. Hohlkegelstumpf, Hohlzy- linder, Hohlhyperboloid) oder einer Leiterschleife 6 stromabwärts der Austrittsdüse(n) 4 des Nasswäschers das Sprühfeld der Reinigungsflüssigkeit 5 elektrostatisch aufzu- laden.
Die Leiterschleife 6 oder der leitende Hohlkörper 6 wird durch Anlegen einer Hochspannung 7 von mehreren kV auf elektrisches Potential gebracht. Hierdurch ergibt sich ein elektrisches Feld um die Leiterschleife 6 bzw. den Hohlleiter 6, welches einerseits auf die elektrisch geerdete Düse 4 wirkt. Die Verwendung von aus Kunst- stoff anstelle aus Metall gefertigten Düsen 4 erhöht möglicherweise diesen Effekt, wobei dann die Düsenzuleitung 13 (aus Metall) geerdet sein sollte. Durch dieses starke elektrische Feld wird in bzw. stromabwärts der Düse 4 eine Ladungstrennung bewirkt. Lädt man den Hohlleiter 6 oder die Leiterschleife 6 elektrisch negativ auf, so werden die Tröpfchen 14 der Reinigungsflüssigkeit 5 durch Influenz positiv aufgela- den. Dies hat eine Aufladung der Tröpfchen 14 zur Folge. Natürlich kann man die Polarität der Leiterschleife 6/des Hohlleiters 6 frei wählen. Auch das Anlegen einer hohen Wechselspannung ist denkbar, um Staubpartikel 16 unterschiedlicher Polarität im Abgas gleichermaßen abscheiden zu können.
Mikroskopisch betrachtet wechselwirkt im Nahfeld ein elektrostatisch aufgeladenes Tröpfchen 14 nun mit dem neutralen Staubteilchen 15 ebenfalls über Influenz. Somit bildet sich das in Fig. 2 schematisch dargestellte Verhalten zwischen Staubpartikeln 15, 16 und den Tröpfchen 14 der Reinigungsflüssigkeit 5 aus.
Statistisch gesehen sind infolge von Luftreibung und/oder aus dem Verbrennungs- prozess herrührend einzelne Staubpartikel 16 mehr oder weniger stark elektrisch mit unterschiedlicher Polarität aufgeladen. Um auch diese abscheiden zu können, ist deshalb auch die Verwendung einer an die Elektrode(n) 6 angelegte Wechselspannung denkbar. Das Sprühfeld wird dann bei Bedarf wechselnd positiv und negativ aufgeladen.
Darüber hinaus ist anzumerken, dass die elektrische Aufladung der Tröpfchen 14 auch eine Verringerung der von der Düse 4 erzeugten Tropfendurchmesser bewirkt, und somit die aktive Waschoberfläche der Reinigungsflüssigkeit 5 durch dieses Verfahren zusätzlich vergrößert wird. Dies ist damit zu erklären, dass durch die im Inneren der Tröpfchen 14 enthaltenen gleichnamigen Ladungen Abstoßungskräfte innerhalb der Tröpfchen 14 auftreten. Diese ziehen eine Verringerung der Tröpfchen- durchmesser nach sich.
Die eingedüste Reinigungsflüssigkeit 5 erwärmt sich infolge des intensiven Wärme- und Stoffaustausches mit dem Abgas. Somit kann anschließend die aus der Abkühlung der Abgase gewonnene Energie mit Hilfe eines nicht dargestellten Wärmeaustauschers für weitere Wärmeverbraucher sinnvoll genutzt werden. Je nach Höhe der Temperatur der Wärmeverbraucher treten unterschiedliche Zustände auf. Ist die Temperatur so hoch, dass die Einspritztemperatur der Reinigungsflüssigkeit 5 über dem Wasserdampftaupunkt der Abgase liegt, tritt nur eine trockene Abkühlung der Abgase und dementsprechend nur ein sensibler Wärmerückgewinn auf. Das bei der Erwärmung verdunstende Wasser muss mittels geeigneter Vorrichtungen - z. B. durch einen Vorratsbehälter mit Füllstandsregelung 10 - nachgespeist werden. Ist die Temperatur des Wärmeverbrauchers jedoch so niedrig, dass die Einspritztemperatur der Reinigungsflüssigkeit 5 unter dem Wasserdampftaupunkt der Abgase liegt, tritt eine Kondensation des im Abgas enthaltenen Wasserdampfes auf. Dadurch wird nicht nur sensible Wärme, sondern auch latente Verdampfungswärme für den oder die Wärmeverbraucher zurück gewonnen. Es tritt also eine intensive Brennwertnut- zung auf. Überschüssiges Kondensat kann gegebenenfalls anschließend einer Aufbereitung unterzogen und entsorgt werden.
Das Abgas kann sowohl im Gegenstrom als auch im Gleichstrom bezüglich des Waschmittelstromes der Vorrichtung zugeführt werden, wobei eine Gegenstromein- leitung aufgrund der höheren Relativgeschwindigkeit bezüglich der Staubpartikel 15 und der Tropfen 14 der Reinigungsflüssigkeit 5 empfehlenswert ist.
Eine oder auch mehrere sinnvoll angeordnete elektrisch geerdete Düsen 4 erzeugen ein oder mehrere Sprühfelder 5 in Kammer 1 , welches durch eine oder auch mehrere Leiterschleifen 6 bzw. Hohlleiter 6 durch eine Hochspannungsquelle 7, die wahlweise Gleich- oder Wechselspannung liefert, infolge Influenzwirkung elektrisch gela- den werden. Bei der Verwendung von mehreren Düsen 4 besteht die Möglichkeit, dass man die von den einzelnen Düsen 4 erzeugten Wäscherfelder mit unterschiedlicher Polarität auflädt.
Die Leiterschleifen 6 bzw. Hohlleiter 6 werden über einen Isolator an der Abscheidekammer 1 befestigt und mit einem Leiter 8 mit einer Hochspannungsquelle 7 ver- bunden. Das Sprühfeld der Reinigungsflüssigkeit 5 in der Abscheidekammer 1 dient zur Waschung und Abkühlung der Abgase. Das die Wandung der Abscheidekammer 1 herunter fließende Kondensat und die Reinigungsflüssigkeit 5 wird anschließend durch eine Sammelvorrichtung 9 am Boden der Abscheidekammer 1 gesammelt, um dieses einer eventuellen nachgeschalteten Wärmenutzung und Reinigung zuzufüh- ren. Überschüssiges Kondensat muss gegebenenfalls entsorgt werden. Auf der Innenseite der Abscheidekammer 1 bildet sich ein Flüssigkeitsfilm, welcher geeignet geerdet werden muss. Ein Schwimmer 10 am Boden der Abscheidekammer 1 sorgt dafür, dass bei Verdunstung Reinigungsflüssigkeit 5 nachgespeist oder bei Kondensation überschüssiges Kondensat abgeleitet wird. Es wird gegebenenfalls gefiltert und/oder neutralisiert und anschließend entsorgt. Tropfenabscheider 11 vor dem Abgaseintritt 2 bzw. dem Abgasaustritt 3 verhindern, das Reinigungsflüssigkeit 5 in das Abgassystem eintreten kann.
Um die Abscheideleistung gegebenenfalls noch weiter zu steigern, besteht zusätzlich die Möglichkeit, das partikelbeladene Abgas vor Kontakt mit der tröpfchenförmig versprühten Reinigungsflüssigkeit 5 mittels Sprühelektroden 12 infolge Koronaentla- düng mit einer der aufgeladenen Reinigungsflüssigkeit 5 entgegengesetzten Polarität voraufzuladen. Hierdurch werden die Anziehungskräfte zwischen Staubteilchen 15 und 16 und den Tröpfchen 14 der Reinigungsflüssigkeit 5 noch größer, wodurch eine weitere Steigerung der Wechselwirkung erzielt wird. Dazu wird wie in Abbildung 1 dargestellt eine oder mehrere Sprühelektroden 12 vor Eintritt in die Abscheidekam- mer 1 angeordnet.
Es hat sich als sinnvoll herausgestellt, dass die Hochspannungszuleitung 8 wie in Figur 3 gezeigt mittels von außen angesaugter Spülluft umgeben wird, um Ruß- und Partikelanlagerungen entgegen zu wirken. Die Hochspannungszuleitung 8 wird durch ein Kunststoffrohr in die Gehäuseinnenseite der Abscheidekammer 1 gemäß Fig. 3 geführt. Das Kunststoffrohr besitzt außenliegende Ansaugöffnungen 17, damit die Hochspannungszuleitung 8 von Spülluft umgeben wird.
Sachnummernliste
1 Abscheidekammer
2 Einlassrohr
3 Auslassrohr
4 Düse
5 Reinigungsflüssigkeit
6 Hohlkörpers/Leiterschleife
7 Hochspannung
8 Leiter
9 Sammelvorrichtung
10 Schwimmer
11 Tropfenabscheider
12 Sprühelektroden
13 Düsenzuleitung
14 Tröpfchen
15 Staubpartikel
16 Staubpartikel
17 Ansaugöffnung

Claims

raτentansprucne
1. Nasswäscher zur Abgasreinigung und/oder Wärmerückgewinnung, insbesondere auch zur Abgasreinigung für die Abgase von Biomasse-Feuerungen, aufweisend eine Abscheidekammer (1), durch die das Abgas geleitet und mit einer Reinigungsflüssigkeit (5) in Kontakt gebracht wird, wobei in der Abscheidekammer (1) eine Aufladeeinrichtung (4, 6) zur elektrischen Aufladung angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Aufladeeinrichtung (4, 6) die in Tröpfchenform mit dem Abgas in Kontakt zu bringende Reinigungsflüssigkeit (5) elektrisch auflädt, wodurch sich in dem Abgas befindliche Staubpartikel (15) ebenfalls elektrisch aufladen, an den elektrisch geladenen Tröpfchen (14) der Reinigungsflüssigkeit (5) anlagern und mit dieser aus dem Abgas entfernbar sind.
2. Nasswäscher gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Aufla- deeinrichtung (4, 6) die in Tröpfchenform in die Abscheidekammer (1 ) eingebrachte Reinigungsflüssigkeit (5) unmittelbar nach dem Eintreten in die Abscheidekammer (1 ) elektrisch auflädt.
3. Nasswäscher gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladeeinrichtung (4, 6) die in Tröpfchenform in die Abscheidekammer (1 ) einge- brachte Reinigungsflüssigkeit (5) im wesentlichen vor dem Kontakt mit dem
Abgas elektrisch auflädt.
4. Nasswäscher gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladeeinrichtung (4, 6) zur elektrischen Aufladung der Tröpfchen (14) der Reinigungsflüssigkeit (5) einen elektrischen Leiter (6), vor- zugsweise eine Leiterschleife (6), und/oder einen elektrisch leitenden Körper
(6), insbesondere einen Hohlkörper (6) aufweist, die oder der im Bereich der Austrittsöffnung (4) der Tröpfchen (14) der Reinigungsflüssigkeit (5), vorzugsweise um die Austrittsöffnung (4) in dem Inneren der Abscheidekammer (1) herum angeordnet sind.
5. Nasswäscher gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladeeinrichtung (4, 6) die Tröpfchen (14) der Reinigungsflüssigkeit (5) mittels Influenz auflädt, die die elektrische Ladung der Leiterschleife (6) und/oder des elektrisch leitenden Körpers (6) auf die an sich e- lektrisch neutral geladenen Tröpfchen (14) der Reinigungsflüssigkeit (5) ausübt.
6. Nasswäscher gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (6) ein Hohlkegelstumpf, ein Hohlzylinder oder ein Hohlhyperboloid ist.
7. Nasswäscher gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (6) oder die Leiterschleife (6) im wesentlichen sym- metrisch um die Austrittsöffnung (4) der Tröpfchen (14) der Reinigungsflüssigkeit (5) herum angeordnet und elektrisch aufgeladen ist.
8. Nasswäscher gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (6) oder die Leiterschleife (6), die vorzugsweise über eine Hochspannung (7) elektrisch aufgeladen ist, gemeinsam mit einer elektrisch geerdeten Düse (4) als Austrittsöffnung (4) der Tröpfchen (14) der Reinigungsflüssigkeit (5) ein elektrisches Feld bildet.
9. Nasswäscher gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarität der Leiterschleife (6)/ des Hohlkörpers (6) und der Düse (4) frei einstellbar ist.
10. Nasswäscher gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (6) oder die Leiterschleife (6) über isolierende Materialien an der Abscheidekammer (1 ) elektrisch isoliert festgelegt ist.
11. Nasswäscher gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (6) oder die Leiterschleife (6) im wesentlichen vollständig aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist.
12. Nasswäscher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (6) im wesentlichen aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist, wobei die Zuleitung (8) der elektrischen Spannung aus ei- nem elektrisch leitfähigen Material nur im Bereich der Düse (4) für das Ausstoßen der Reinigungsflüssigkeit (5) ausgebildet ist.
13. Nasswäscher gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladeeinrichtung (4, 6) das elektrische Feld derart steuert, dass durch eine vorzugsweise durch Wechselspannung hervorgerufene Umpolarisierung von Leiterschleife (6)/ Hohlkörper (6) und Düse (4) der Austrittsöffnung die Polarität des elektrischen Feldes zeitweise oder ständig wechselt.
14. Nasswäscher gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als eine Aufladeeinrichtung (4, 6) in der Abscheidekam- mer (1 ) angeordnet ist.
15. Nasswäscher gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mehr als eine Aufladeeinrichtung (4, 6) in der Abscheidekammer (1 ) zeitweise oder ständig zueinander jeweils umgekehrte Polaritäten erzeugen und so die Tröpfchen (14) der Reinigungsflüssigkeit (15) unterschiedlich elektrisch aufladen.
16. Nasswäscher gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas bezogen auf die Sprührichtung der Austrittsöffnung (4) der Reinigungsflüssigkeit (5) im Gleichstrom oder im Gegenstrom durch die Abscheidekammer (1) hindurchtritt.
17. Nasswäscher gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass mehr als eine Abscheidekammer (1 ) in Stromrichtung des Abgases hintereinander angeordnet sind, so dass das Abgas mehrere Abscheidekammern (1) mit gleicher und/oder unterschiedlicher Polarität der zugehörigen Aufladeeinrichtung (4, 6) durchtreten muss.
18. Nasswäscher gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Reinigungsflüssigkeit (5) nach dem Kontakt mit dem Abgas in der Abscheidekammer (1 ) auffangbar und einer Aufbereitung und/oder Wärmerückgewinnung zuleitbar ist.
19. Nasswäscher gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die tröpfchenförmig in das Innere der Abscheidekammer (1) eingesprühte Reinigungsflüssigkeit (5) sich zumindest teilweise entlang der gesamten Innenwandung der Abscheidekammer (1) verteilt und diese zeitweise oder ständig von sich absetzenden Staubteilchen (15, 16) oder sonstigen Verunreinigungen reinigt.
20. Nasswäscher gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen der Abscheidekammer (1 ) aus einem korrosionsbeständigen Material, vorzugsweise aus lösemittelbeständigem Kunststoff oder metallischen Werkstoffen, insbesondere Edelstahl gebildet sind.
21. Nasswäscher gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Eintritts- und/oder der Austrittsöffnungen (2, 3) der Abscheidekammer (1) Tropfenabscheider (11) oder dgl. angeordnet sind, die eine Verschleppung von Reinigungsflüssigkeit (5) aus der Abscheidekam- mer (1) verhindern.
22. Nasswäscher gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas vor oder beim Eintritt in die Abscheidekammer (1), vorzugsweise mittels Sprühelektroden (12) oder dgl., insbesondere durch Koronaentladung, aufladbar ist.
23. Nasswäscher gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladung des Abgases vor oder beim Eintritt in die Abscheidekammer (1) mit einer Polarität vornehmbar ist, die der jeweils aktuellen Polarität der elektrisch geladenen Tröpfchen (14) der mit dem Abgas wechselwirkenden Reinigungsflüssigkeit (5) in der Abscheidekammer (1 ) entgegengesetzt ist.
24. Nasswäscher gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Zuleitung der Hochspannung (7) zu der Leiterschleife (6) oder dem Körper (6) ein Leiter (8) vorsehbar ist, der die Wandung der Abscheidekammer (1 ) durchtritt, wobei um den Leiter (8) herum ständig ein Spülfluid, vorzugsweise Spülluft in die Abscheidekammer (1 ) eintritt oder aus ihr austritt.
25. Nasswäscher gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladeeinrichtung (4, 6) zur elektrischen Aufladung auch an bestehenden Nasswäschern nachrüstbar ist.
26. Verfahren zur Abgasreinigung und/oder Wärmerückgewinnung mittels eines Nasswäschers, insbesondere eines Nasswäschers gemäß Anspruch 1 und insbesondere auch zur Abgasreinigung für die Abgase von Biomasse- Feuerungen, wobei der Nasswäscher eine Abscheidekammer (1 ) aufweist, durch die das Abgas geleitet und mit einer Reinigungsflüssigkeit (5) in Kontakt gebracht wird und in der Abscheidekammer (1) eine Aufladeeinrichtung (4, 6) zur elektrischen Aufladung angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die in Tröpfchenform mit dem Abgas in Kontakt zu bringende Reinigungsflüssigkeit (5) direkt von der Aufladeeinrichtung (4, 6) aufgeladen wird und die sich in dem Abgas befindlichen, elektrisch neutralen Staubpartikel (15) bei der Wechselwirkung mit der Reinigungsflüssigkeit (5) über Influenz ebenfalls elektrisch aufladen, sich an den elektrisch gegensinnig geladenen Tröpfchen (14) der Reinigungsflüssigkeit (4) anlagern und anschließend mit dieser aus dem Abgas entfembar sind.
27. Verfahren gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Tröpfchen (14) der Reinigungsflüssigkeit (5) elektrostatisch aufgeladen werden.
28. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Feld in bzw. stromabwärts einer als Elektrode ausgebildeten oder mit einer Elektrode versehenen Düse (4) zur Abgabe der tröpfchen- förmig eingebrachten Reinigungsflüssigkeit (5) eine Ladungstrennung bewirkt.
29. Verfahren gemäß Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungstrennung im Staubteilchen (15) ein Dipol ausbildet, der von dem elektrisch geladenen Tröpfchen (14) angezogen und gebunden wird.
30. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Feld der Aufladeeinrichtung (4, 6) eine Verringerung der Größe der Tröpfchen (14) der Reinigungsflüssigkeit (5) bewirkt.
31. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas vor oder beim Eintritt in die Abscheidekammer (1), vorzugsweise mittels Sprühelektroden (12) oder dgl., insbesondere durch Koronaentladung, aufgeladen wird.
32. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 26 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die voraufgeladenen Teilchen des Abgases sich an den vorzugsweise gegenpolig aufgeladenen Tröpfchen (14) der Reinigungsflüssigkeit (5) anlagern.
33. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 26 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die in das Abgas tröpfchenförmig eingebrachte Reinigungsflüssigkeit (5) sich bei dem Kontakt mit dem Abgas derart erwärmt, dass der Wärmeinhalt der danach aus der Abscheidekammer (1 ) abgeführten Reinigungsflüssigkeit (5) zur Rückgewinnung oder weiteren Nutzung in eine entsprechende Einrichtung einbringbar ist.
34. Verfahren gemäß Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Wärmerückgewinnung eine Abkühlung der Abgase bis weit unter ihren Taupunkt möglich wird und der im Abgas enthaltene Wasserdampf kondensiert.
35. Verfahren gemäß Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass überschüssiges Kondensat gegebenenfalls gefiltert und/oder neutralisiert und anschließend entsorgt wird.
36. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 26 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass als Reinigungsflüssigkeit (5) Wasser verwendet wird.
37. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 26 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Staubpartikel (15, 16) als auch die Tröpfchen (14) der Reinigungsflüssigkeit (5) gemeinsam elektrostatisch gegenpolig aufgeladen werden.
PCT/DE2007/001605 2006-12-11 2007-09-10 Elektrostatischer nasswäscher zur abgasreinigung und/oder wärmerückgewinnung WO2008071136A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610058700 DE102006058700A1 (de) 2006-12-11 2006-12-11 Nachrüstbarer elektrostatischer Nasswäscher zur Abgasreinigung und Wärmerückgewinnung
DE102006058700.6 2006-12-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008071136A1 true WO2008071136A1 (de) 2008-06-19

Family

ID=39048026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2007/001605 WO2008071136A1 (de) 2006-12-11 2007-09-10 Elektrostatischer nasswäscher zur abgasreinigung und/oder wärmerückgewinnung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102006058700A1 (de)
WO (1) WO2008071136A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB556939A (en) * 1941-05-13 1943-10-28 Westinghouse Electric Int Co Improved method of and apparatus for removing dust or other foreign particles from gas or air
US3988128A (en) * 1974-05-21 1976-10-26 Coulter Electronics, Inc. Electric particle precipitator
GB1455708A (en) * 1973-12-19 1976-11-17 Svenska Flaektfabriken Ab Apparatus for the treatment of hot gases fumes and the like
US4619670A (en) * 1984-04-30 1986-10-28 Malcolm David H Apparatus for dielectrophoretically enhanced particle collection
US6365112B1 (en) * 2000-08-17 2002-04-02 Sergei Babko-Malyi Distribution of corona discharge activated reagent fluid injected into electrostatic precipitators
EP1582251A1 (de) * 2004-03-02 2005-10-05 Scheuch GmbH Verfahren und Anlage zur Reinigung von Abgasen

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB556939A (en) * 1941-05-13 1943-10-28 Westinghouse Electric Int Co Improved method of and apparatus for removing dust or other foreign particles from gas or air
GB1455708A (en) * 1973-12-19 1976-11-17 Svenska Flaektfabriken Ab Apparatus for the treatment of hot gases fumes and the like
US3988128A (en) * 1974-05-21 1976-10-26 Coulter Electronics, Inc. Electric particle precipitator
US4619670A (en) * 1984-04-30 1986-10-28 Malcolm David H Apparatus for dielectrophoretically enhanced particle collection
US6365112B1 (en) * 2000-08-17 2002-04-02 Sergei Babko-Malyi Distribution of corona discharge activated reagent fluid injected into electrostatic precipitators
EP1582251A1 (de) * 2004-03-02 2005-10-05 Scheuch GmbH Verfahren und Anlage zur Reinigung von Abgasen

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006058700A1 (de) 2008-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2244834B1 (de) Elektrostatischer abscheider
WO2016177652A1 (de) Abgasbehandlungseinrichtung für abgas einer kleinfeuerungsanlage und verfahren zur behandlung von abgas einer kleinfeuerungsanlage
EP0121540B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum reinigen von gasen
DE102008049211B4 (de) Elektrostatischer Abscheider für die Reinigung von Rauchgasen
DE102011052946B4 (de) Elektroabscheider
DE102007029549B4 (de) Vorrichtung
WO2010057488A1 (de) Nass abreinigender elektrofilter zur abgasreinigung sowie ein hierfür geeignetes verfahren
DE3121054C2 (de) "Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischen Staubabscheidung
EP1771254B1 (de) Bauprinzip einer abgasreinigungsanlage und verfahren zum reinigen eines abgases damit
DE102009036957A1 (de) Elektrostatischer Abscheider und Heizungssystem
CH636778A5 (de) Verfahren und vorrichtung zur abscheidung von feinstaeuben und aerosolen aus einem gasstrom.
WO2008071136A1 (de) Elektrostatischer nasswäscher zur abgasreinigung und/oder wärmerückgewinnung
EP2062649B1 (de) Elektrostatischer Abscheider mit Partikelabweisemittel, Heizungssystem und Verfahren zum Betrieb
EP3025785A2 (de) Vorrichtung und verfahren zum reinigen von rauchgas einer metallurgischen anlage
EP1545785B1 (de) Elektrostatisch arbeitender filter und verfahren zum abscheiden von partikeln aus einem gas
DE2235531A1 (de) Verfahren und einrichtung zum entfernen von fremdstoffteilchen u. dgl. aus einem gasstrom
DE102010053168A1 (de) Gaswäscher und / oder Gas- Flüssigkeitswärmeübertrager auf der Basis elekrostarisch geladener Aerosole.
DE421203C (de) Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Ausscheidung von Schwebekoerpern aus Gasen durch gleichzeitige Einwirkung von positiven und negativen Entladungen
AT514230B1 (de) Rauchgasreinigungsanlage
DE1557087A1 (de) Elektrostatische Vorrichtung zum Ausfaellen
DE2709808A1 (de) Vorrichtung zum eliminieren von in einem gas suspendierten teilchen
WO1993000147A1 (de) Verfahren zur abtrennung von festen und/oder flüssigen teilchen und/oder von schadgas aus einem gasstrom und anlage zur durchführung des verfahrens
DE102008055732A1 (de) Verfahren zur elektrischen Abscheidung von Aerosolen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
AT232803B (de) Verfahren und Einrichtung zur Reinigung der Abgase von Verbrennungskraftmaschinen
DE102011012011A1 (de) Vorrichtung zum Abscheiden von Overspray

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07817478

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07817478

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1