WO2013023644A1 - Elektrostatischer feinstaubabscheider - Google Patents

Elektrostatischer feinstaubabscheider Download PDF

Info

Publication number
WO2013023644A1
WO2013023644A1 PCT/DE2012/000839 DE2012000839W WO2013023644A1 WO 2013023644 A1 WO2013023644 A1 WO 2013023644A1 DE 2012000839 W DE2012000839 W DE 2012000839W WO 2013023644 A1 WO2013023644 A1 WO 2013023644A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fine dust
dust particles
electrodes
perforated plates
perforated plate
Prior art date
Application number
PCT/DE2012/000839
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Oertmann
Original Assignee
Peter Oertmann
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
Priority claimed from DE201120104657 external-priority patent/DE202011104657U1/de
Priority claimed from DE102011110805.3A external-priority patent/DE102011110805B4/de
Application filed by Peter Oertmann filed Critical Peter Oertmann
Priority to EP12780398.9A priority Critical patent/EP2744597B1/de
Priority to US14/238,883 priority patent/US9550189B2/en
Publication of WO2013023644A1 publication Critical patent/WO2013023644A1/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
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/09—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by presence of stationary flat electrodes arranged with their flat surfaces at right angles to the gas stream
    • 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
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/14—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by the additional use of mechanical effects, e.g. gravity
    • B03C3/145—Inertia
    • 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
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/36—Controlling flow of gases or vapour
    • B03C3/361—Controlling flow of gases or vapour by static mechanical means, e.g. deflector
    • B03C3/366—Controlling flow of gases or vapour by static mechanical means, e.g. deflector located in the filter, e.g. special shape of the electrodes
    • 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
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/41—Ionising-electrodes
    • 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
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/45—Collecting-electrodes
    • B03C3/47—Collecting-electrodes flat, e.g. plates, discs, gratings
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/20—Humidity or temperature control also ozone evacuation; Internal apparatus environment control
    • 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
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/04—Ionising electrode being a wire

Definitions

  • the invention relates to an electronic
  • Opening of the device is used.
  • the dust particles are charged by passing the dust particles through the electric field.
  • separators are in one way or another based on the ionization of the particles by a high voltage electrical field so that they are trapped by electrostatic forces
  • Spraying electrode are strongly accelerated.
  • the charging process takes place with the small dust particles (d ⁇ 0.1 pm) by diffusion charging.
  • the dust particles are from the thermal movement of the
  • the particles are positively charged ⁇ 0.1 pm to approx. 40 pm (Penney principle) because no ozone is produced.
  • the particles In large industrial filters one uses the negative charge of the dust particles (Cotrell principle).
  • the Penney principle uses a positive corona, which is generated around the positively poled spray electrode.
  • the ionization takes place at 12 to 14 KV.
  • the precipitation zone in this case has plate capacitors with alternately negative and positively charged
  • the object of the invention is to propose a filter that reliably and over a defined period maintenance-free particulate matter, preferably in the
  • Electrostatic separation of fine dust particles from particulate matter contained gases which flow through a perforated plates and electrodes ⁇ housing, wherein at least the perforated plates are arranged transversely to the flow direction, at least the following method steps provided:
  • leaking gas stream strikes a deposition surface for negatively charged particulate matter of the following perforated plate and is deflected into the perforated plate plane.
  • the escaping gas stream can then be formed so that the gas stream, when hitting the depositing surface, causes a suction towards the depositing surface in its center.
  • the electrostatic forces acts such a
  • Electrostatic separation of fine dust particles from particulate matter contained gases are at least in a housing in the flow direction between a
  • the housing filling perforated plates, wherein the
  • Flow direction are arranged offset and- - one or more electrodes that are positively poled, There is an electric field between the inlet opening side electrode and the outlet opening side electrode (s).
  • the electrodes used are screen-like or net-like, preferably forming a flat surface.
  • Outflow opening takes place in an advantageous embodiment in the ionization a gas relaxation instead, which increases the time available for the ionization time.
  • the voltage applied to the outflow-side electrode or the electrodes is so dimensioned that impact ionization occurs in the ionization space between the last orifice plate and the outflow orifice-out side
  • Electrodes can be effected.
  • the perforated plates themselves consist of an electrically non-conductive material, preferably of a plastic material.
  • Perforated plates and the hole size are matched to the gas flow, that the exiting gas flow during
  • Fig. 4 the concentration curve of fine dust particles in front of and behind the separator when switched on
  • Fig. 1 shows the cross section of a preferred embodiment of the device for electrostatic deposition of
  • Fine dust particles 9, 10, 11 exhaust air from fine dust particles from copying technology in the flow direction 14.
  • an electrode 4 which is grounded or negative
  • the distance (a) between the plastic plates 6 in this embodiment is 2-3 mm and the width (b) of the ionization space 8 is 2-4 mm.
  • the electrodes 4 and 5 are sieves with screen wire diameters of 0.05 mm and smaller, each forming a flat surface.
  • Perforated plate 6.4 and the electrodes 5 impact ionization effected.
  • the perforated plates 6 are made of an electrically non-conductive plastic, wherein the surface of the
  • Perforated panels 6 is roughened.
  • Openings 7 of the perforated plates 6 is 1.5-2.2 mm, preferably 1.8-2 mm, and the distance of the centers of adjacent openings 7 from each other is about 6 mm.
  • Fine dust has a compact shape. Despite this comparatively small spatial extent of about 15-25 mm in the flow direction 14 allows the
  • FIG. 2 shows a section of two perforated plates 6.1 and 6.2 lying one behind the other.
  • the openings 7 of the perforated plate 6.2 are offset from the openings 7 of
  • the distance (a) between the perforated plates 6.1 and 6.2 is 2 - 3 mm and is with the hole size so on the
  • the exhaust air loaded with fine dust particles 9, 10, 11 strikes the electrically non-conductive perforated plate 6.1 after flowing through the grounded electrode 4 and passes through the openings 7 into the space between them
  • the particulate matter has either a positive 11, a negative 9 or no charge 10.
  • the remaining particulate matter fraction bounces off the support surface 13 and strikes the outflow side of the perforated plate 6.1. Due to the effect of the electric field, 12 parts of the positively charged fine dust particles 11 are deposited on this discharge side on the storage surfaces provided here.
  • a blockage of the openings 7 and the gaps is avoided by a reduction of the
  • Fig. 3 shows the ionization space 8 between the last hole plate 6.4 and the electrode 5, which is positively poled and at which a voltage of 8 - 14 KV is applied.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrostatischen Abscheiden von Feinstaubpartikeln aus Gasen, die ein Lochplatten(6) und Elektroden (4, 5) enthaltenes Gehäuse (1) durchströmen. Zwischen der anströmöffnungsseitigen Elektrode (4) und der oder den abstromseitigen positiv gepolten Elektroden (5) wird ein elektrisches Feld aufgebaut. Das Entfernen von negativ geladenen Feinstaubpartikeln (9) erfolgt durch Ablagerung auf der Anströmseite der Lochplatten (6) und von positiv geladenen Feinstaubpartikeln (11) auf deren Abströmseite. Ladungslose Feinstaubpartikel (10) werden nach der letzten Lochplatte (6) in einem lonisationsraum (8) aufgeladen und lagern sich auf der Abströmseite der letzten Lochplatte (6) ab.

Description

ELEKTROSTATISCHER FEINSTAUBABSCHEIDER
Die Erfindung betrifft einen elektronischen
Feinstaubabscheider, der insbesondere Feinstaubpartikel im Bereich von 0,05 - 0,5 μιϊι aus Gasen entfernt und der vorzugsweise als Feinstaubabscheider bei der Reinigung von Abluft aus der Druck- und Kopiertechnik einsetzbar ist.
Bekannt ist aus der DE 20 2007 011 263 Ul ein Filtersystem zum Filtern der Abluft bei Kopier- und Druckvorgängen, bei dem das Filtersystem mindestens einen flach ausgebildeten Feinstaubfilter aus Papier, Textilgewebe oder dergleichen sowie ein Verschlussmittel aufweist, das zur Befestigung des Filtersystems direkt auf der feinstaubabgebenden
Öffnung des Gerätes dient.
Derartige Filter haben den Nachteil, dass sie sich sehr schnell zusetzen, der Filterwiderstand sich erhöht und damit die Funktionsfähigkeit der notwendigen Lüftung
(Kühlung) infrage gestellt wird.
Aus der DE 20 2010 010 652 Ul ist es weiter bekannt, in einer Hülse angeordnete Metallfädenfilter,
Metallblechfilter oder Stahlwolle einem magnetischen Feld auszusetzen, so dass der Feinstaub aus der Luft beim
Durchströmen der Hülse absorbiert wird.
Hintergrund dieser Entwicklungen ist die Tatsache, dass durch die Übertragung des Toners auf das Papier sowie die Erhitzung beim Druck- oder Kopiervorgang winzige Partikel im Nanobereich freigesetzt werden. Es gilt zwischenzeitlich als erwiesen, dass Laserdrucker und Farbkopierer zu den stärksten Feinstaub-Quellen zählen. Feinstaub ist enorm gesundheitsschädlich und kann unter anderem zu Kopfschmerzen, gereizten Augen und sogar Krebs führen. Von besonderem Interesse sind dabei Partikelgrößen von 0,05 \i - 0,500 μπι, da diese durch den menschlichen Körper nicht ausgeschieden werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Anwendungsfall begrenzt.
Bekannt sind auch Elektroabscheider, die auf dem
elektrostatischen Prinzip beruhen. Dabei wird eine
elektrische Ladung erzeugt. Die Aufladung der Staubpartikel erfolgt beim Durchleiten der die Staubpartikel enthaltenen Luft durch das elektrische Feld. Die geladenen
Staubpartikel werden zur Niederschlagselektrode
transportiert, haften an dieser Niederschlagselektrode an und müssen in zeitlichen Abständen entfernt werden.
Beispielhaft soll hier auf die DE 35 35 826 C2 oder die EP 1 033 171 Bl verwiesen werden.
Typischerweise beruhen solche Abscheider in der einen oder anderen Weise auf der Ionisierung der Partikel durch ein elektrisches Feld mit festgelegter hoher Spannung, so dass diese durch elektrostatische Kräfte gefangen und
festgehalten werden können. Der dahinter stehende
technische Mechanismus der Ladungserzeugung ist die
Stoßionisation, bei der im Gas vorhandene freie Elektronen im elektrischen Feld der Korona in der Umgebung der
Sprühelektrode stark beschleunigt werden.
Beim Auftreffen auf Gasmoleküle werden entweder weitere Elektronen abgespaltet oder an die Gasmoleküle angelagert. Im ersten Fall entstehen so neue freie Elektronen und positive Gasionen, im zweiten Fall negative Gasionen. Die positiven Gasionen werden vom Sprühgitter neutralisiert, während die negativen Ladungen (freie Elektronen und
Gasionen) in Richtung der Niederschlagselektrode wandern. Die Aufladung eines Staubteilchens beginnt mit seinem
Eintritt in den vom Sprühstrom durchflossenen Raum und wird verursacht durch die Anlagerung von Ladungen, wenn diese mit dem Staubkorn zusammenstoßen.
Der Aufladevorgang erfolgt bei den kleinen Staubpartikeln (d < 0,1 pm) durch Diffusionsaufladung . Dabei werden die Staubpartikel durch von der thermischen Bewegung der
Gasmoleküle verursachte Stoßvorgänge aufgeladen.
In kleineren Abscheidern werden die Partikel < 0,1 pm bis ca. 40 pm positiv geladen (Penney-Prinzip), weil dabei kein Ozon entsteht. In großen Industriefiltern nutzt man die Negativaufladung der Staubteilchen (Cotrell-Prinzip) .
Beim Penney-Prinzip wird mit einer positiven Korona gearbeitet, die um die positiv gepolte Sprühelektrode erzeugt wird. Die Ionisation erfolgt bei 12 bis 14 KV. Die Niederschlagszone weist dabei Plattenkondensatoren mit abwechselnd negativ und positiv geladenen
Niederschlagsplatten auf (Stieß, Mechanische
Verfahrenstechnik, Bad 2, Spinger Berlin 1997, S. 40, 45, DE 10 2006 033 945 B4) .
Für den genannten Verwendungszweck der Filterung von
Feinstäuben aus der Ablauft von Druck- und Kopiertechnik sind die nach dem Cotrell-Prinzip arbeitenden Abscheider wegen des entstehenden Ozons nachteilig und die
ausschließlich nach dem Penney-Prinzip arbeitenden wegen der Partikelablöungsgefahr .
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Filter vorzuschlagen, der zuverlässig und über einen definierten Zeitraum wartungsfrei Feinstaubpartikel, vorzugsweise in der
Größenordnung von 0,05 - 0,5 pm aus einem Luftstrom entfernt. Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Verfahrensanspruches 1 und des Vorrichtungsanspruches 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der
Unteransprüche .
Erfindungsgemäß sind bei einem Verfahren zum
elektrostatischen Abscheiden von Feinstaubpartikeln aus Feinstaubpartikel enthaltenen Gasen, die ein Lochplatten und Elektroden enthaltenes · Gehäuse durchströmen, wobei mindestens die Lochplatten quer zur Strömungsrichtung angeordnet sind, mindestens folgende Verfahrensschritte vorgesehen :
Aufbau eines elektrischen Feldes zwischen der
anströmöffnungsseitigen Elektrode und der oder den abströmseitigen positiv gepolten Elektroden,
Entfernen von negativ geladenen Feinstaubpartikeln durch Ablagerung auf der Anströmseite der Lochplatten, Entfernen von positiv geladenen Feinstaubpartikeln durch Ablagerung auf der Abströmseite der Lochplatten und Entfernen von ladungslosen Feinstaubpartikeln oder von Feinstaubpartikeln mit zu geringer
Ladung nach der letzten Lochplatte durch Aufladen in einem Ionisationsraum und Ablagerung auf
der Abströmseite der letzten Lochplatte.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind in
Strömungsrichtung die Öffnungen benachbarter Lochplatten versetzt angeordnet, so dass der aus einer Öffnung
austretende Gasstrom auf eine Ablagefläche für negativ geladene Feinstaubpartikel der nachfolgenden Lochplatte trifft und in die Lochplattenebene abgelenkt wird. Der austretende Gasstrom lässt sich dann so ausbilden, dass der Gasstrom beim Auftreffen auf die Ablagefläche in seinem Zentrum einen Sog zur Ablagefläche hin entstehen lässt. Neben den elektrostatische Kräften wirkt so eine
zusätzliche Kraft zur Ablagerung von Feinstaubpartikeln.
Natürlich wäre es auch möglich, eine umgekehrte
Elektrodenpolung vorzusehen, wodurch die' auf den
Ablageflächen abgelagerten Feinstaubpa-rtikel dann ebenfalls eine entgegengesetzte Polüng aufweisen würden.
In diesem Falle müsste aber entstehendes Ozon beseitigt werden .
Durch eine Gasstromentspannung im Ionisationsraum lässt sich in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der für die Ionisation zur Verfügung stehende Zeitraum erhöhen.
Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum
elektrostatischen Abscheiden von Feinstaubpartikeln aus Feinstaubpartikel enthaltenen Gasen sind mindestens in einem Gehäuse in Strömungsrichtung zwischen einer
Einströmöffnung und einer Ausströmöffnung nacheinander und beabstandet angeordnet: eine Elektrode, die geerdet ist oder negativ
gepolt ist
zwei oder mehr quer zur Strömungsrichtung
das Gehäuse ausfüllende Lochplatten, wobei die
Öffnungen benachbarter Lochplatten in
Strömungsrichtung versetzt angeordnet sind und- - eine oder mehrere Elektroden, die positiv gepolt sind, Zwischen der einströmöffnungsseitigen Elektrode und der oder den ausströmöffnungsseitigen Elektroden besteht ein elektrisches Feld.
Die eingesetzten Elektroden sind siebartig oder netzartig ausgebildet, vorzugsweise eine ebene Fläche bildend.
Durch eine gegenüber der letzten Lochplatte größere
Durchströmflache der Elektroden im Bereich der
Ausströmöffnung findet in einer vorteilhaften Ausführung im Ionisationsraum eine Gasentspannung statt, wodurch sich die für die Ionisation zur Verfügung stehende Zeit vergrößert.
Die an die ausströmöffnungsseitige Elektrode oder die Elektroden angelegte Spannung ist so bemessen, dass eine Stoßionisation im Ionisationsraum zwischen der letzten Lochplatte und der oder den ausströmöffnungsseitigen
Elektroden bewirkbar ist.
Die Lochplatten selbst bestehen aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material, vorzugsweise aus einem Kunststoff.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist
vorgesehen, dass der Abstand zwischen benachbarten
Lochplatten und die Lochgröße so auf die Gasströmung abgestimmt sind, dass der austretende Gasstrom beim
Auftreffen .auf die Ablagefläche der folgenden Lochplatte in seinem Zentrum einen Sog zur Ablagefläche hin entstehen lässt,.
Der Feinstaubabscheider soll an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 den Querschnitt in Strömungsrichtung, Fig. 2 das Ablagern von Feinstaubparikeln,
Fig. 3 den Ionisationsraum und
Fig . 4 den Konzentrationsverlauf von Feinstaubpartikeln vor und hinter dem Abscheider bei eingeschaltetem
Abscheider und nach dem Abschalten des
Abscheiders .
Fig. 1 zeigt den Querschnitt einer bevorzugten Ausführung der Vorrichtung zum elektrostatischen Abscheiden von
Feinstaubpartikeln 9, 10, 11 aus Feinstaubpartikel enthaltener Abluft aus Kopiertechnik in Strömungsrichtung 14.
Im Gehäuse 1 sind in Strömungsrichtung 14 zwischen der Einströmöffnung 2 und der Ausströmöffnung 3 nacheinander und beabstandet angeordnet: eine Elektrode 4, die geerdet ist oder negativ
gepolt ist
vier quer zur Strömungsrichtung 14 das Gehäuse 1 ausfüllende Lochplatten 6, wobei die Öffnungen 7 benachbarter Lochplatten 6.1,6.2; 6.2,6.3 und 6.3,6.4 in Strömungsrichtung 14 versetzt angeordnet sind und vier Elektroden 5, die positiv gepolt sind.
Zwischen den Elektroden 4 und 5 besteht ein elektrisches Feld durch die an die Elektroden angelegte Spannung von 8 -
14 KV
Der Abstand (a) zwischen den Kunststoffplatten 6 beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel 2 - 3 mm und die Breite (b) des Ionisationsraumes 8 ist 2 - 4 mm. Die Elektroden 4 und 5 sind Siebe mit Siebdrahtdurchmessern von 0,05 mm und kleiner, die jeweils eine ebene Fläche bilden.
Durch die an die Elektroden 5 anliegende Spannung von 8 - 14 KV ist im Ionisationsraum 8 zwischen der letzten
Lochplatte 6.4 und den Elektroden 5 eine Stoßionisation bewirkbar.
Die Lochplatten 6 bestehen aus einem elektrisch nicht leitfähigen Kunststoff, wobei die Oberfläche der
Lochplatten 6 aufgerauht ist. Der Lochdurchmesser der
Öffnungen 7 der Lochplatten 6 beträgt 1,5 - 2,2 mm, vorzugsweise 1,8 - 2 mm und der Abstand der Mittelpunkte benachbarter Öffnungen 7 zueinander beträgt ca. 6 mm.
Die Beschreibung lässt erkennen, dass der
Feinstaubabscheider eine kompakte Form aufweist. Trotz dieser vergleichsweise geringen räumlichen Ausdehnung von ca. 15 - 25 mm in Strömungsrichtung 14 gestattet der
Abscheider z.B. die Feinstaubadsorption bei der Herstellung von rund 100 000 Kopien, ohne dass es einer Wartung bedarf.
Die Funktionsweise soll anhand der Fig. 2 und der Fig. 3 erläutert werden.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt von zwei hintereinander- liegenden Lochplatten 6.1 und 6.2. Die Öffnungen 7 der Lochplatte 6.2 sind versetzt zu den Öffnungen 7 der
Lochplatte 6.1 angeordnet.
Der Abstand (a) zwischen den Lochplatten 6.1 und 6.2 beträgt 2 - 3 mm und ist mit der Lochgröße so auf die
Gasströmung abgestimmt, dass der austretende Gasstrom beim Auftreffen auf die Ablagefläche 13 der Lochplatte 6.2 in seinem Zentrum einen Sog zur Ablagefläche 13 hin entstehen lässt .
Die mit Feinstaubpartikeln 9, 10, 11 belastete Abluft trifft nach dem Durchströmen der geerdeten Elektrode 4 auf die elektrisch nichtleitende Lochplatte 6.1 und tritt durch die Öffnungen 7 in den Zwischenraum zwischen den
Lochplatten 6.1 und 6.2 ein.
Die Feinstaubpartikel weisen entweder eine positive 11, eine negative 9 oder keine Ladung 10 auf.
Beim Einströmen in den Zwischenraum zwischen den
Lochplatten 6.1 und 6.2 prallen die Feinstaubpartikel 9, 10, 11 auf die Anströmseite der Lochplatte 6.2, auf die hier vorhandene Ablagefläche 13.
Dabei wirken auf die Feinstaubpartikel 9, 10, 11 Kräfte des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden 4 und 5,
Strömungskräfte und die vorn erläuterten Sogkräfte.
Beim Aufprallen auf- die Ablagefläche 13 der Anströmseite der Lochplatte 6.2 bleiben wesentliche Feinstaubpartikelanteile mit negativer Ladung hier haften.
Der verbleibende Feinstaubpartikelanteil prallt von der Ablagefläche 13 ab und trifft auf die Abströmseite der Lochplatte 6.1. Aufgrund der Wirkung des elektrischen Feldes lagern sich auf' dieser Abströmseite auf den hier vorhandenen Ablageflächen 12 Teile der positiv geladenen Feinstaubpartikel 11 ab.
Der verbleibende Feinstaubpartikelanteil gelagt durch die Öffnungen 7 der Lochplatte 6.2 in den Zwischenraum zwischen den Lochplatten 6.2 und 6.3. Hier wiederholt sich der Abscheidevorgang in der vorab geschilderten Weise.
Eine Verstopfung der Öffnungen 7 bzw. der Zwischenräume wird dadurch vermieden, dass eine Reduzierung des
Strömungsquerschnittes zu größeren Strömungsgeschwindigkeiten führt, wodurch Anlagekräfte überwunden werden und der in den nächsten Zwischenraum weiterströmende Feinstoffpartikelanteil sich vergrößert.
Zusammenfassend lässt sich somit feststellen, dass das Entfernen von negativ geladenen Feinstaubpartikeln 9 durch Ablagerung auf der Anstörmseite der Lochplatten 6 erfolgt und das Entfernen von positiv geladenen Feinstaubpartikeln 11 durch Ablagerung auf der Abströmseite der Lochplatten 6.
Fig. 3 zeigt den Ionisationsraum 8 zwischen der letzten Lochplatte 6.4 und der Elektrode 5, die positiv gepolt ist und an der eine Spannung von 8 - 14 KV anliegt.
Aufgrund der Abscheidung von positiv und negativ geladenen Feinstaubpartikeln treten in den Ionisationsraum 8 nur Partikel mit einer sehr schwachen Ladung oder neutrale Feinstaubpartikel 10 ein. Diese Feinstaubpartikel 10 und die Feinstaubpartikeln mit geringer Ladung werden im
Ionisationsraum durch Diffusionsaufladung positiv
aufgeladen, mit der Folge, dass sie sich in Richtung
Abströmseite der letzten Lochplatte 6 bewegen und sich hier anlagern.
Das Entfernen von ladungslosen Feinstaubpartikeln 10 oder von Feinstaubpartikeln mit zu geringer Ladung erfolgt somit nach der letzten Lochplatte durch Aufladen in einem
Ionisationsraum 8 und Ablagerung auf der Abströmseite der letzten Lochplatte 6. In Fig.4 ist der Konzentrationsverlauf von
Feinstaubpartikeln vor dem Abscheider und nach dem
Abscheider über die Zeit dargestellt. Mit dem
vorgeschlagenen Abscheider werden mindestens Abscheideraten von 90 bis 96 % erreicht.
Während nach dem Einschalten des Abscheiders die
Feinstaubkonzentration (Kurve 3) sprunghaft abfällt und sich auf einen nahezu konstanten Wert einpegelt ,(Fig. oben) steigt die Konzentration mit dem Abschalten wieder deutlich an (Kurve 3 in Fig. unten) .
Bezugszeichenliste
1 Gehäuse
2 Einströmöffnung
3 Ausströmöffnung
4 Elektrode geerdet oder minus gepolt
5 Elektroden positiv gepolt
6 Lochplatten
7 Öffnungen der Lochplatten
8 Ionisationsraum
9 Feinstaubpartikel negativ geladen
10 Feinstaubpartikel ladungslos
11 Feinstabpartikel positiv geladen
12 Ablagerung von positiv geladenen Feinstaubpartikeln
13 Ablagerung von negativ geladenen Feinstaubpartikeln
14 Strömungsrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum elektrostatischen Abscheiden von
Feinstaubpartikeln aus Feinstaubpartikel enthaltenen Gasen, die ein Lochplatten und Elektroden enthaltenes Gehäuse durchströmen, wobei mindestens die Lochplatten quer zur Strömungsrichtung angeordnet sind, mit folgenden Verfahrensschritten:
Aufbau eines elektrischen Feldes zwischen der anströmöffnungsseitigen Elektrode (4) und der oder den abströmseitigen positiv gepolten
Elektroden (5),
Entfernen von negativ geladenen
Feinstaubpartikeln (9) durch Ablagerung auf der Anströmseite der Lochplatten (6),
Entfernen von positiv geladenen
Feinstaubpartikeln (11) durch Ablagerung auf der Abströmseite der Lochplatten (6) und
Entfernen von ladungslosen Feinstaubpartikeln (10) oder von Feinstaubpartikeln mit zu geringer Ladung nach der letzten Lochplatte (6) durch Aufladen in einem Ionisationsraum (8) und
Ablagerung auf der Abströmseite der letzten Lochplatte ( 6) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung (14) die Öffnungen (7) der
Lochplatten (6) versetzt angeordnet sind, so dass der aus einer Öffnung (7) austretende Gasstrom auf eine Ablagefläche (13) für negativ geladene Feinstaubpartikel der nachfolgenden Lochplatte (7) trifft und in die Lochplattenebene abgelenkt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der austretende Gasstrom beim Auftreffen auf die Ablagefläche (13) in seinem Zentrum einen Sog zur Ablagefläche (13) hin entstehen lässt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Polung der Elektroden (4, 5) umgekehrt erfolgt, wodurch die Ablagerungsflächen (12, 13) durch
Feinstoffpartikel mit umgekehrten Vorzeichen belegt werden und eine Ozonbeseitigung Abscheider- ausgangsseitig erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Ionisationsraum (8) eine Gasentspannung
stattfindet.
6. Vorrichtung zum elektrostatischen Abscheiden von
Feinstaubpartikeln aus Feinstaubpartikel enthaltenen Gasen bei der mindestens in einem Gehäuse (1) in Strömungsrichtung (14) zwischen einer Einströmöffnung (2) und einer Ausströmöffnung (3) nacheinander und beabstandet angeordnet sind: eine Elektrode (4), die geerdet ist oder negativ gepolt ist,
zwei oder mehr quer zur Strömungsrichtung (14) das Gehäuse (1) ausfüllende Lochplatten (6), wobei die Öffnungen (7) benachbarter Lochplatten (6.1, 6.2) in Strömungsrichtung (14)
versetzt angeordnet sind,
eine oder mehrere Elektroden (5) , die positiv gepolt sind, und
zwischen den Elektroden (4) und (5) ein
elektrisches Feld besteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (4) und (5) siebartig oder netzartig ausgebildet sind, vorzugsweise eine ebene Fläche bildend.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Elektroden (5) eine größere Gasdurchströmfläche aufweisen als die letzte Lochplatte (6.4).
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch die an die Elektroden (5) angelegte Spannung eine Stoßionisation im Ionisationsraum (8) zwischen der letzten Lochplatte (6) und der ersten Elektrode (5) bewirkbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochplatten (6) aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material bestehen, vorzugsweise aus Kunststoff .
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen benachbarten Lochplatten (6.1, 6.2) und die Lochgröße so auf die Gasströmung abgestimmt sind, dass der austretende Gasstrom beim Auftreffen auf die Ablagefläche (13) der folgenden Lochplatte in seinem Zentrum einen Sog zur
Ablagefläche (13) hin entstehen lässt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Lochplatten (6) aufgerauht ist.
PCT/DE2012/000839 2011-08-15 2012-08-13 Elektrostatischer feinstaubabscheider WO2013023644A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12780398.9A EP2744597B1 (de) 2011-08-15 2012-08-13 Elektrostatischer feinstaubabscheider
US14/238,883 US9550189B2 (en) 2011-08-15 2012-08-13 Electronic fine dust separator

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202011104657.9 2011-08-15
DE102011110805.3 2011-08-15
DE201120104657 DE202011104657U1 (de) 2011-08-15 2011-08-15 Elektronischer Feinstaubabscheider
DE102011110805.3A DE102011110805B4 (de) 2011-08-15 2011-08-15 Elektronischer Feinstaubabscheider

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013023644A1 true WO2013023644A1 (de) 2013-02-21

Family

ID=47115083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2012/000839 WO2013023644A1 (de) 2011-08-15 2012-08-13 Elektrostatischer feinstaubabscheider

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9550189B2 (de)
EP (1) EP2744597B1 (de)
WO (1) WO2013023644A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016027635A1 (ja) * 2014-08-18 2016-02-25 株式会社クリエイティブテクノロジー 集塵装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170354980A1 (en) 2016-06-14 2017-12-14 Pacific Air Filtration Holdings, LLC Collecting electrode
US10882053B2 (en) 2016-06-14 2021-01-05 Agentis Air Llc Electrostatic air filter
US20170354977A1 (en) * 2016-06-14 2017-12-14 Pacific Air Filtration Holdings, LLC Electrostatic precipitator
US10828646B2 (en) 2016-07-18 2020-11-10 Agentis Air Llc Electrostatic air filter
US11285491B2 (en) * 2019-05-20 2022-03-29 Americair Corporation Polymerized metal catalyst air cleaner
US10792673B2 (en) 2018-12-13 2020-10-06 Agentis Air Llc Electrostatic air cleaner
US10875034B2 (en) * 2018-12-13 2020-12-29 Agentis Air Llc Electrostatic precipitator
CN110560265B (zh) * 2019-09-11 2024-07-23 珠海格力电器股份有限公司 静电除尘装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3820306A (en) * 1969-02-25 1974-06-28 American Standard Inc Electrostatic precipitator employing dielectric grids
DE3535826C2 (de) 1985-10-08 1989-03-16 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt, De
DE202007011263U1 (de) 2007-08-11 2007-10-25 Witt, Stefan, Dipl.-Wirt. Ing. (FH) Filstersystem zum Filtern von Feinstaub
EP1033171B1 (de) 1999-03-01 2008-08-20 Heinz Aigner Elektrofilter, insbesondere zur Abluftreinigung für Strassentunnel, Tiefgaragen od. dgl.
DE102006033945B4 (de) 2006-07-22 2009-04-09 Gea Air Treatment Gmbh Steuern der Hochspannung einer Elektroluftfiltervorrichtung
DE202009015871U1 (de) * 2009-11-20 2010-09-02 Wu, Fu-Chi, Northridge Luftbehandlungsgerät
DE202010010652U1 (de) 2010-09-15 2010-12-30 Oertmann, Peter Elektromagnetischer Feinstaubfilter
DE202010015173U1 (de) * 2010-11-16 2011-04-21 Oertmann, Peter Elektrostatischer Feinstaubfilter
US20110115415A1 (en) * 2009-11-16 2011-05-19 Kun-Liang Hong Low ozone ratio, high-performance dielectric barrier discharge reactor

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1427370A (en) * 1919-02-15 1922-08-29 Westinghouse Electric & Mfg Co Apparatus for electrical precipitation
CH416566A (de) 1961-12-15 1966-07-15 Omnical Gmbh Verfahren und Einrichtung zum Abscheiden von Schwebeteilchen aus Gasen
US3740927A (en) * 1969-10-24 1973-06-26 American Standard Inc Electrostatic precipitator
US3678653A (en) * 1970-05-11 1972-07-25 Elmer W Buschman Electrostatic precipitator
US4725289A (en) * 1986-11-28 1988-02-16 Quintilian B Frank High conversion electrostatic precipitator
IT1264824B1 (it) * 1993-07-28 1996-10-10 Luigi Bontempi Filtro elettrostatico bistadio ad elementi estrusifiltro elettrostatico bistadio ad elementi estrusi modulari particolarmente per apparecchiature di modulari particolarmente per apparecchiature di ricircolo dell'aria ricircolo dell'aria
US5695549A (en) * 1996-04-05 1997-12-09 Environmental Elements Corp. System for removing fine particulates from a gas stream
US7258729B1 (en) * 2004-08-04 2007-08-21 Air Ion Devices Inc. Electronic bi-polar electrostatic air cleaner
US7160506B2 (en) 2004-12-14 2007-01-09 University Of Florida Research Foundation, Inc. Electronic disinfection of airborne pollutants
ES2301415B1 (es) 2006-12-11 2009-04-16 Bsh Electrodomesticos España, S.A. Dispositivo separador de particulas electrostaticas.
US8268058B2 (en) * 2009-11-16 2012-09-18 Fu-Chi Wu High-performance labyrinth type air treatment apparatus
DE102009054031A1 (de) * 2009-11-20 2011-05-26 Wu, Fu-Chi, Northridge Luftbehandlungsgerät

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3820306A (en) * 1969-02-25 1974-06-28 American Standard Inc Electrostatic precipitator employing dielectric grids
DE3535826C2 (de) 1985-10-08 1989-03-16 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt, De
EP1033171B1 (de) 1999-03-01 2008-08-20 Heinz Aigner Elektrofilter, insbesondere zur Abluftreinigung für Strassentunnel, Tiefgaragen od. dgl.
DE102006033945B4 (de) 2006-07-22 2009-04-09 Gea Air Treatment Gmbh Steuern der Hochspannung einer Elektroluftfiltervorrichtung
DE202007011263U1 (de) 2007-08-11 2007-10-25 Witt, Stefan, Dipl.-Wirt. Ing. (FH) Filstersystem zum Filtern von Feinstaub
US20110115415A1 (en) * 2009-11-16 2011-05-19 Kun-Liang Hong Low ozone ratio, high-performance dielectric barrier discharge reactor
DE202009015871U1 (de) * 2009-11-20 2010-09-02 Wu, Fu-Chi, Northridge Luftbehandlungsgerät
DE202010010652U1 (de) 2010-09-15 2010-12-30 Oertmann, Peter Elektromagnetischer Feinstaubfilter
DE202010015173U1 (de) * 2010-11-16 2011-04-21 Oertmann, Peter Elektrostatischer Feinstaubfilter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
STIESS: "Mechanische Verfahrenstechnik", vol. 2, 1997, SPINGER BERLIN, pages: 40,45

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016027635A1 (ja) * 2014-08-18 2016-02-25 株式会社クリエイティブテクノロジー 集塵装置
US10357781B2 (en) 2014-08-18 2019-07-23 Creative Technology Corporation Dust collection device

Also Published As

Publication number Publication date
US20140352535A1 (en) 2014-12-04
EP2744597A1 (de) 2014-06-25
US9550189B2 (en) 2017-01-24
EP2744597B1 (de) 2019-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2744597B1 (de) Elektrostatischer feinstaubabscheider
DE69508810T2 (de) Elektrostatischer Abscheider
DE2822456A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum neutralisieren elektrisch geladener schwebeteilchen
EP1976639B1 (de) Vorrichtung zur luftreinigung, insbesondere für lüftungs- und klimaanlagen
DE102011110805B4 (de) Elektronischer Feinstaubabscheider
DE69705226T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur agglomerierung von partikeln in einem gasstrom
WO2022037973A2 (de) Luftreinigungseinheit und verfahren zur beschichtung einer elektrode einer luftreinigungseinheit
WO2002066167A1 (de) Elektrostatischer staubabscheider mit integrierten filterschläuchen
DE102006033945B4 (de) Steuern der Hochspannung einer Elektroluftfiltervorrichtung
DE202011104657U1 (de) Elektronischer Feinstaubabscheider
DE102006009765B4 (de) Röhrenelektrofilter
EP0345309B1 (de) Elektrostatisches filter für die kontinuierliche abscheidung von in einem gasstrom suspendierten festen oder flüssigen partikeln
EP0265451B1 (de) Elektrostatische abscheidevorrichtung
EP4048955A1 (de) Elektrostatische filtereinheit für luftreinigungsvorrichtung und luftreinigungsvorrichtung
DE2216436A1 (de) Staubfiltervorrichtung
EP4000738B1 (de) Filter zur reinigung eines gasstroms
EP0545943B1 (de) Verfahren zur abtrennung von festen und/oder flüssigen und/oder gasförmigen teilchen aus einem gasstrom und anlage zur durchführung des verfahrens
DE10124871C1 (de) Reinigung von Elektroden eines Elektrofilters
EP0342539B1 (de) Elektrostatischer Staubabscheider
WO2004030825A1 (de) Elektrostatisch arbeitender filter und verfahren zum abscheiden von partikeln aus einem gas
WO1990006181A1 (de) Vorrichtung zum elektrostatischen abscheiden von festen teilchen und aerosolen aus gasen
EP2772309B1 (de) Vorrichtung zum Abscheiden von Partikeln aus einem mit Partikeln beladenen Gasstrom und Verfahren
DD274364A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur voraufladung und/oder abscheidung fester und/oder fluessiger partikel aus stroemenden gasen im diffusor und/oder konfusor von elektroabscheidern
EP0973615B1 (de) Verfahren zur reinigung von staubbeladenen prozessabgasen
DE202006003340U1 (de) Röhrenelektrofilter

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: 12780398

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14238883

Country of ref document: US