Verfahren und Einrichtung zur Abacheidung von Staubpartikeln aus einem Gasstrom. Vorliegende Erfindung betrifft ein Ver fahren und eine Einrichtung zum Abscheiden von Staubpartikeln aus einem Gasstrom, wo bei unter Staubpartikeln jeder Fremdstoff zu verstehen isst, welcher auf elektrischem Wego aus Gasen abgeschieden werden kann, z. B. atmosphärischer Staub in strömender Luft oder Bearbeitungsstaub in industriellen Abgasen oder andern Gasen, selbst mit hohem Staubgehalt.
Die bisher in der Praxis verwendeten elektrischen Fällapparaturen arbeiten meist mach dem Prinzip, die Staubpartikel elek trisch zu laden und dann gegen eine Anzahl begrenzter, entgegengesetzt geladener Fäl lungselektroden, w elche sich längs des Gas stromes erstrecken, zu leiten, damit sich die Partikel auf den Fällungselektroden sam meln. Die gewöhnliche Cottrell-Fällungsan- lage z.
B., welche gewöhnlich für die Ab- von Flugasche aus Verbrennungs- basen und auch von Arbeitsstaub benützt Wird, ist eine Form dieser bekannten Vor richtungen, bei welchen die Staubpartikel ge laden und in einer einzigen Zone gesammelt werden, und zwar werden die Staubpartikel zuerst durch eine Ionisieruugseinrichtung in einer Zone geladen und dann in einer dar auffolgenden getrennten Zone durch Fäl lungsmittel gesammelt. Je mehr Staub sich auf den Fällelektroden ansammelt, desto mehr nimmt die Wirksamkeit der Fällmittel ab, so dass die Fällelektroden auf irgendeine Art gereinigt werden müssen, falls eine dauernd befriedigende Gasreinigung erzielt werden soll.
Es sind schon viele Mittel zum Entfernen des angesammelten Schmutzes von den Fällelektroden vorgeschlagen worden, welche von der besonderen Art und Konstruk tion der Fällungsvorrichtung abhängen und welche z. B. den angesammelten Schmutz davon abstreifen, und zwar gewöhnlich in einen darunter befindlichen Behälter; ferner kann diese Reinigung durch ein gelegent liches Abspülen der Fällelektroden erfolgen oder indem die Fällelektroden in Form eines vertikal angeordneten, laufenden, endlosen Bandes oder einer Kette angeordnet werden, wovon der untere Teil in ein Ölbad ein taucht, um den angesammelten Schmutz ab zuspülen.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht, periodisch zu betätigende Rteinigungseinrich- tungen für Fällelektroden, gegen welche die geladenen Staubpartikel wandern und. sich darauf ansammeln, wegzulassen und die Zahl dieser Elektroden oder deren Umfang zu reduzieren, da sie ermöglicht, den angesam melten Staub :derart aus dem Gastram zu entfernen, dass sich auf den Teilen der Staub- fällungsvori-ichtung kein oder nur wenig Staub kann.
Dass Verfahren gemäss der Erfindung be- steht,d'arin dass man die im Gasistrom befind lichen Staubpartikel in einem elektrostati schen Feld mit der einen Palgrität elektrisch lädt und das Gas und die geladenen Partikel mit einer zerstäubten und mit der andern Polarität geladenen Flüssigkeit mischt, zum Zwecke, eine Anziehung zwischen den gela denen Flüssigkeitsteilchen und den geladenen Staubpartikeln zu bewirken und diese danach mit den Flüssigkeitstropfen vom Gas zu trennen.
Die Erfindung betrifft ferner eine Ein richtung zur Ausführung des Verfahrens mit einem Gaskanal mit einer ionisierenden Zone zur Ionisierung der Staubpartikel im Gasstrom.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung zeichnet sich durch mindestens eine in Rich tung der Gasströmung gesehen nach der Ionisierungszone angeordnete Flüssigkeitszer- stäubungsvorrichtung aus sowie durch eine Felderzeugungselektrode, welche mit der Zer stäubungsvorrichtung derart zusammenwirkt, dass die Flüssigkeitsteilchen in einem Zer stäubungskegel elektrisch geladen werden.
Einige Ausführungsbeispiele der zur Durchführung des erfindungsgemässen Ver fahrens dienenden Einrichtung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine erste, einen waagrechten Gaskanal auf weisende Ausführungsform.
Fig. 2 und 3 zeigen horizontale Schnitte von Varianten der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform.
Fig. 4 zeigt in senkrechtem Schnitt eine weitere Ausführungsform.
Fig. 5 zeigt in einem senkrechten Schnitt eine der in Fig. 4 gezeigten ähnliche Gas- reinigungseinrivhtung mit Doppelausrüstung in einem einzigen Gaskanal.
Fig. 6 zeigt in senkrechtem Schnitt eine weitere Ausführungsform der Einrichtung mit senkrecht abwärtsströmendem Gas, und Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch eine Variante derselben.
Die dargestellten Einrichtungen besitzen einen Gaskanal zur Aufnahme des zu reini genden Gasstromes, in welchen Gaskanal nacheinander in Richtung des Gasstromes folgende Vorrichtungen eingesetzt sind: Eine Staubaufladevorrichtung in einer Ionisierungszone, in welche Ionisierungs mittel zur Erzeugung eines elektrostatischen Ionisierungsfeldes eingesetzt sind, durch wel ches das Gas hindurchströmt und in welchem die Staubpartikel des Gases mit der einen Polarität geladen werden, ferner eine Staub fällvorrichtung mit einer Flüssigkeitszerstäu- bungsvorrichtung und einem Mittel zum elek trischen Laden des durch die Zerstäubungs vorrichtung erzeugten Zerstäubungskegels mit der andern Polarität, welche Flüssigkeit derart in den Gaskanal eingespritzt wird,
dass das Gas durch diessen Kegel hindurchströmt und weitere Mittel zum Trennen der zufolge ihrer Ladung mit den Staubpartikeln ver einigten Flüssigkeitsteilchen vom gereinigten Gas. Es können ausserdem Mittel vorgesehen sein zur Verminderung der Raumladung, welche der geladene Flüssigkeitsstreukegel zu erzeugen bestrebt ist.
Die in Fig. 1 dargestellte Gasreinigungs apparatur 2 weist eine metallische Gasleitung 4, 6 mit einem waagrechten Leitungsabschnitt 4 und einem senkrechten Kanalstück 6 auf. Die Richtung des Gasstromes isst durch die Pfeile 7 angedeutet; in einem ersten Teil des Leitungsabschnittes 4 befindet sich die Ioni sierungszone 8, in welcher als Ionisierungs mittel ein von der Kanalwand elektrisch isoliert angebrachter Ionisierungsdraht 10 zwischen zwei geerdeten, röhrenförmigen, nicht sprühenden Elektroden 12 endet. Wenn die Elektroden 10 und 12 in geeigneter Weise gespeist werden, entsteht in der Ionisierungs zone 8 ein elektrostatisches Ionisierungsfeld. Bei dieser Ausführungsform hat der Lei tungsabschnitt 4 gewöhnlich rechteckigen Querschnitt.
Der Ionisierungsidraht 10 ist verhältnis, mässig dünn, so dass .genügende Aufladung -der Staubpartikel des Gases im Gasstrom er zielt werden kann;
.die Lade,ströme bewirken eine geringe Ozonerzeugung, bedingen aber nur einen geringen Energieaufwand. Die ge erdeten, röhrenförtmigen Elektroden 12 sind gewöhlieh und wie dargestellt im Querschnitt kreisrunde, metallische Hohlstangen von Pans- sendem Durchmesser, welcher im Verhältnis zu demjenigen des Ionisierungsdrahtes 10 relativ gross ist.
In der Ausführungsform nach Fig. 1 wird zweckmässig eine positive Ionisation benützt, und zu diesem Zweck ist der Ionisierungsdraht mit dem positiven Pol einer geeigneten elektrischen Energiequelle bei P+ verbunden, während die negative Klemme P- der Stromquelle geerdet ist, so dass in Wirklichkeit die geerdeten Elektroden 12 elektrisch mit der Klemme P- verbunden sind.
Als Stromquelle dient z. B. ein Gleich richter, welcher den in der Regel zur Verfü gung stehenden Wechselstrom umformt und Sicherungsvorrichtungen enthält, durch wel che ermöglicht wird, dass er wiederholten Kurzschlüssen standhalten kann und dass ausserdem Störungen im Betrieb angezeigt werden.
Als Teil der Fälleinrichtung ist bei der Ausführungsform nach Fig. 1 eine Zerstäu ber- oder Streudüse 14 vorhanden, deren Aus trittsöffnung 15 in der Läagsachse des Lei tungsabschnittes 4 oder wenig darüber ange ordnet ist; dieser Streudüse 14 wird ständig eine Flüssigkeit, im vorliegenden Falle Was ser, durch eine Speiseleitung 16 zugeführt. Der aus der Düse 14 austretende Streukegel 18 ist genügend ausgebreitet, um schliesslich die volle Querschnittafläche des Leitungsab schnittes 4 zu bestreichen. In axialem Ab- etand von der Öffnung 15 ist eine Felderzeu gungselektrode 20 angeordnet. Diese Felder zeugungselektrode ist ein im Querschnitt kreisförmiger Metalltorus 20, welcher ent weder völlig geschlossen oder auch offen sein kann.
Der Ring 20 ist mittels eines Stütz armes 21 auf einem an der Wand des Lei tungsabschnittes 4 befestigten Isolator 22 an gebracht. Der Ring 20 ist an einen isoliert durch die Wand der Leitung 4 hindurch gehenden Leiter 24 angeslchlossen. Zum Laden des Streukegels ist die negative Klemme P'- einer Gleichstromquelle mit der Wand des Kanalteils 4 verbunden, das heisst geerdet und die positive Klemme P'+ der- selben an den Leiter 24 angeschlossen, so dass der Metallring 20 in bezug auf den Lei tungsabschnitt 4 ein positives Potential be sitzt und infolgedessen auch ein positives Potential in bezug auf die Öffnung 15 der Düse 14, da ihre Zufuhrleitung 16 und die Leitung 4 geerdet sind und die Düse 14 und die Leitungen 4,
16 aus Metall bestehen. In manchen Fällen kann die gleiche Strom quelle mit Erfolg zur Erzeugung eines Fel des zwischen der Düse 14 und dem Ring 20 und zur Speisung der Ionisierungselektrode 10 der Ionisierungszone 8 verwendet werden.
Das zwischen den Teilen 15, 20 erzeugte elektrostatische Feld ist an der Düse 14 hoch konzentriert, so dass die Streutropfen durch Kontakt und durch Induktion negativ ge laden werden; diese Aufladung suoht ausser dem ein Ausbreiten der Tropfen und selbst eine bessere Zerstäubung zu bewirken. Im all gemeinen ergibt eine spitze Düse eine grössere Feldstärke und infolgedessen einen höheren Ladeeffekt für den Streukegel, als eine Boh rung in einer z. B. quadratischen Düsenend- fläche. Der Felderzeugungsring 20 oder an dessen Stelle ein Gitter irgendwelcher Art.
.sollten einen möglichst kleinen Spitzeneffekt zeigen, um hohe örtliche Feldstärken in der Nähe dieser Felderzeubgungselektroden und dadurch entstehendes Sprühen zu verhindern..
Während des G.aereinigungsvorgauges wird der Streukegel kontinuierlich in den Weg der strömenden Gase :eingespritzt und werden die aufgeladenen Staubpartikel von den erLtgegengesetzt geladenen Tröpfchen des Streukegels 18 angezogen und mechanisch an dieselben gebunden. Natürlich könnten die Polaritäten der beiden Felder auch umgekehrt sein, so dass die Staubpartikel negativ und die Wassertropfen positiv geladen werden.
Für die Erzeugung des Streukegels wird vorzugsweise eine Flüssigkeit oder eine Lö sung 'benützt, welche leicht erhältlich ist und nicht leicht Feuer fängt. Es eignen sich hier für Flüssigkeiten, welche mindestens in ge wissem Umfang elektrisch leitend. sind, da der Flüssigkeitsstrom beim Verlassen der Streudüse den Ladestrom bis zu der in ge ringem Abstand von der Düse liegenden Stelle leitet,
wo der Flüssigkeitsstrom in kleine Streupartikel oder Streutropfen zer teilt wird. Gewöhnliches Leitungswasser und selbst gewöhnliches destilliertes Wasser be sitzen zu diesem Zwecke eine genügende Leit fähigkeit.
Wenn die Flüssigkeit Wasser ist, können alle wasserlöslichen Staubpartikel im Wasser strahl gelöst werden; unlösliche oder schlecht lösliche, geladene Staubpartikel werden aber auch durch die entgegengesetzt geladenen Streutropfen durch elektrische Kraft ange zogen. Wenn die Staubpartikel keine gute Fähigkeit besitzen, an den Streutropfen anzu haften, kann der Streuflüssigkeit ein Benet zungsmittel beigefügt werden. Indessen sollte bei Luftreinigungsanlagen das Benetzungs mittel nicht ätzend und frei von für Menschen schädlichen Wirkungen sein und keinerlei Störung im Betrieb verursachen. Wenn Wasser als Streuflüssigkeit benützt wird, kann das zugesetzte Benetzungsmittel auch zur Herabsetzung des Gefrierpunktes der Streuflüssigkeit dienen.
Befriedigende Resul tate werden hierbei mit kohlensaurem Natron oder Kali und mit Äthylen-Glykol erzielt. Ein dem Wasser zugesetztes Benetzungsmit tel bewirkt ausserdem die Erzeugung kleinerer Streutropfen und kann auch dadurch den Wirkungsgrad der Reinigung verbessern.
Es wird vorzugsweise ein Streukegel be nützt, in welchem die Tropfen grösser sind als Nebeltröpfchen, aber kleiner als Regen tropfen oder als die aus einer Pipette von 1 mm Innendurchmesser und 2 mm Aussen durchmesser austretenden Tropfen. Indessen sollen diese Tropfen nicht so klein sein, dass sie von den strömenden Gasen nicht getrennt werden können; es hat sich gezeigt, dass die besten Resultate mit Tropfen von einer Grösse von 0,1 bis 0,5 mm erzielt werden, obgleich dieselben auch eine Grösse von 1 mm oder auch nur 0,01 mm haben können.
Manchmal ist es erwünscht, Streutropfen von einer sol ahen Grösse zu benützen, dass die Schwerkraft eine genügende Wirkung entgegen der Wir- kung des Luftstromes ausübt, um durch blosses senkrechtes Ablenken des Gasstromes die beladene Streuflüssigkeit vom gereinigten Gas zu scheiden.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausfüh rungsform werden die Flüssigkeitstropfen in mehrfacher Weise vom gereinigten Gas ge trennt, und zwar teilweise infolge ihrer Schwere, teilweise dadurch, dass man den die Flüssigkeitstropfen enthaltenden Gasstrom auf eine Anzahl Wasserabseheidungs-Prell- platten 30 auftreffen lässt, welche sämtlich mit der Gasleitung 4 elektrisch verbunden oder aber an einer bestimmten Spannung, wie z. B. an positivem Potential in bezug auf die Gasleitung 4 liegen, und teilweise infolge der Trägheit der Streutropfen, durch die diese Tropfen auf die Abschlusswand des horizon talen Leitungsabschnittes 4 aufprallen.
Ein Teil der geladenen Streutropfen kann auch von den geerdeten Metallwänden des Gaslei tungsabschnittes 4 elektrisch angezogen werden. Die aus der Sammlung der Streu tropfen sich ergebende, abgetrennte Flüssig keit fliesst auf dem geneigten Boden 32 des Leitungsabschnittes 4 abwärts in ein Abfluss rohr 34, das in ein Vorlagegefäss 36 ein taucht, das einen über dem Abflussrohr 34 liegenden Auslass 38 hat. Das Vorlagegefäss 36 verhütet ein Ausströmen von Gas durch das Auslassrohr 34.
Fig. 2 zeigt eine Variante mit einer Gas leitung von grösserer Qwerschnittsfläche. Bei dieser Ausführungsform sind drei geerdete Elektroden 50 und zwei Ionisierungsdrähte 52 vorgesehen, die durch die mittlere geerdete Elektrode 50 getragen werden. Es ist eine Wasserzufuhrleitung 54 vorhanden, welche mit einer Anzahl über ihren in den Gaskanal hineinragenden Teil gleichmässig verteilter Streudüsen 56 versehen ist.
Jeder Streudüse ist eine mit ihr zusammenwirkende Ringelek trode 58 zugeordnet. Die nebeneinander ange ordneten Ringe 58 können, wie gezeigt, mit einander in Berühru=ng stehen, so dass sämt- liche Ringe zusammen :durch eine einzige Hochspannungsleitung 24' .ges=peis=t werden können.
Indessen kann in grossen Einheiten und sogar in kleineren Einheiten durch die gela dene Streuflüssigkeit eine grosse Raumladung in der Zone des Streukegels stromabwärts von den Ringelektroden 58 erzeugt werden, und diese Raumladung kann, wie festgestellt wurde, zeitweise eine höhere Spannung als die Überschlagsspannung des durchströmen- dlen Gases haben, wodurch häufige Funken entladungen und Lichtbögen entstehen könn ten, welche den Betrieb und den Wirkungs grad der G asreinigungs-Fällvorrichtung be einträchtigen würden. Um nun diese Span nung in erträglichen Grenzen und insbeson- lere unter dem Überschlagswert zu halten.
können in dem vom Wasserstreukegel einge nommenen Teil auf der strömungsabwärts liegenden Seite der Streukegel-Ladeelektroden iRaumladungsfeldbeeinflussmittel vorgesehen sein. Diese bestehen, wie aus Fig. 2 ersicht lich, aus einer Anzahl Elektroden in Form paralleler Metallplatten 62 und 64, zwischen welchen je ein Wasserstreukegel hindurch tritt. Die Platten 62 und 64 stehen unter einer solchen Spannung, dass die durch die negativ geladenen Streupartikel angesam melte negative Raumladung aufgehoben oder verringert wird. In Fig. 2 sind diese Platten als geerdet dargestellt.
Die strömungsauf wärts liegenden Enden dieser Platten liegen in. einem solchen Abstand von den Ringen 58, dass eine zu hohe Feldkonzentration zwi schen den geerdeten Platten und den Hoch spannungsringen vermieden wird, und die Ausdehnung der Platten muss eine genügende sein, wenn dieselben ihre regelnde Einwir kung auf das Feld ausüben sollen.
Da im allgemeinen die totale Ladung der Staubpartikel im Vergleich zu jenem der Streutropfen gering ist, wird die Raumladung in dem von den Metallplatten 62 und 64 ein genommenen Teil der Gasleitung in erster Linie durch die Ladung der Streutropfen be stimmt; unter dem Einfluss des Raumladungs feldes werden indessen die Streutropfen gegen die geerdeten Platten 62 und 64 getrieben, wodurch das Raumladungsfeld geschwächt wird. Ausserdem werden durch die Metall- platten quer zum Streustrahl ausgedehnte Flächen mit Erdpotential geschaffen, wo durch hohe Totalspannungen zwischen zwei Punkten in der Streukegelzone vermieden werden.
Wenn man annimmt, dass der Luftstrom diese geladenen Streutropfen zwischen den parallelen Platten 62 und 64 hindurehführt, wird das Raumpotential in der Mitte zwi schen einem Paar benachbarten Platten ein Maximum sein und, wie durch Messungen festgestellt, mit dem Quadrat des Plattenab standes sich ändern mit einem maximalen Spannungsgradienten an den Oberflächen der Platten, wobei der Spannungsgradient direkt proportional dem Abstand der Platten vonein ander ist.
In diesem ungleichförmigen negativen Feld zwischen je zwei Platten 62 und 64 zier Fig. 2 werden .die negativ geladenen Wasser- tröpfchen und die positiv geladenen Staub partikel, welche an jedem Punkt ;
anders als in der genauen Mitte des Raumes zwischen den Platten sind, elektrostatischen Kräften ausgesetzt, welche bestrebt sind, dieselben gegen die Platten hin oder von denselben wegzubewegen. Die positiv geladenen Parti kel, nämlich die Staubpartikel bewegen sich gegen die Mitte des Raumes zwischen den Platten, wo ,das negative Potential am gröss ten ist.
Die negativ geladenen Partikel, also die Streupartikel, bewegen sich in der ent gegengesetzten Richtung, also gegen die Nähe der Platten. Es ist nun erwünscht, dass diese dicht nebeneinander vorbeiströmenden Paare entgegengesetzt sich bewegender und ent- gegengesetzt -geladener Partikel Zeit haben, bis zur Berührung miteinander angezogen zu werden. Die Anziehungskraft zwischen jedem Paar entgegengesetzt geila;
dener Parti kel ändert sich umgekehrt mit dem Abstand zwischen ihren Mittelpunkten, und es besteht deshalb -keinerlei Auziehungskra.ft ausser, wenn der Abstand zwischen den Partikeln nur einige wenige Durchmesser eines jeden beträgt, und zwa=r .des Durchmessers des grö sseren Partikels., welches gewöhnlich das Wassertröpfchen ist.
Es ist klar, dass, wenn die entgegengesetzten Geschwindigkeiten der entgegengesetzt geladenen Partikel unter dem Einfluss des allgemeinen Raumladungsfeldes zu gross werden, nur wenige dieser Partikel paare jemals dicht genug zusammenkommen, um unter dem Einfluss ihrer gegenseitigen Anziehungskräfte vereinigt zu werden.
Wenn man die Möglichkeit in Betracht zieht, mit welcher jedes gegebene geladene Staubpartikel mit einem entgegengesetzt ge ladenen Wassertropfen in Berührung kom men kann, müssen die Platten 62 und 64 sehr dicht beieinander liegen, um eine niedere Spannung im Raum zwischen den Platten zu erzeugen. Wenn jedoch die Platten näher zu sammengebracht werden, bewirkt fliese starke Herabsetzung der Spannung auch eine Ver- ringerungder Streutropfen, welche bei jedem Megebenen Staubpartikel vorbeigetrieben wer t' den.
Aus diesem Grunde müssen die Platten nur so dicht beieinander sitzen, dass ein Fun kenübergang verhütet wird, und unter den vorausgesetzten Verhältnissen würde dieser Abstand die Grössenanordnung von ungefähr 5 bis 12,7 cm am strömungsaufwärts liegen den Ende der Platten 62/64 haben, welcher Abstand am strömungsabwärts liegenden Ende infolge der durch die nun weniger zahl- reiehen, geladenen Wassertröpfchen und des halb verminderten Raumladungsdichte noch weiter erhöht werden kann. Dementsprechend können, wie aus Fig. 2 ersichtlich, die Platten 62 abwechselnd kürzer gemacht werden, in dem stromabwärts die Platten 62 vor den Platten 64 endigen.
Die oben beschriebenen Streudüsen 14 und 56 sind von jener Art, welche zum Ausstossen eines Streukegels bestimmt ist. Man kann diese Art Zerstäubung auch in irgendeiner andern Weise erhalten; bei der Ausführung nach Fig. 3 wird der Streustrahl durch die Verwendung von Druckluft erzeugt. Bei dieser Ausführungsform ist die Ionisierungs zone 70 in irgendeiner passenden, z. B. in der in Fig. 1 gezeigten Weise ausgebildet und als Zerstäubungsvorrichtung dient ein Was serzuleitungsrohr 72 mit einer Auslassspitze 74 und ein zweites Rohr 76, das Druckluft zu einer Luftauslassdüse 78 leitet, welche Luft quer über die Wasserauslassspitze 74 bläst, wodurch ein mit seiner Achse in Rieh- tung des Gasstromes liegender Wasserstreu kegel erzeugt wird.
Das in die Druckluftlei tung 76 einzuführende Gas kann dem dass gereinigte Gas enthaltenden Ende der Gas leitung entnommen werden.
Für die Erzeugung des Hoechspannungs- feldes für die Ladung der Flüssigkeitsteil chen kann mehr als eine Gegenelelktrode in Richtung des Gasstromes hintereinander an geordnet sein. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform dienen z. B. zwei Metall ringe 80 und 82 von gleicher Grösse als Gegenelektroden.
Die Mittel zur Reduktion der Raum ladung im Streukegel bestehen nach Fig. 3 aus einer Anzahl geerdeter Platten 86 und 88, welche elektrisch leitend an der Gasleitung- befestigt sind und welche gebogen oder ge wellt sind um die Streutropfen besser aufzu fangen und auf diese Weise als Trennvor richtung zum Trennen der Streutropfen vom gereinigten Gasstrom zu wirken. Im übrigen ist die Wirkungsweise die gleiche wie die der Platten 62 und 64 in Fig. 2.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausfüh rungsform ist die Zerstäubungsvorrichtung analog derjenigen in Fig. 3, jedoch nur mit einem Ring 90 als Gegenelektrode ausge rüstet. Die Wasserleitung ist mit 92 und die Druckluftleitung mit 94 bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch der Gas kanal 100 als Rohr von kreisförmigem Quer schnitt ausgeführt. Bei einem solchen Gas kanal eignet sich ein in Längsrichtung des Kanals anstatt in Querrichtung liegender. gleichaxiger Ionisierungsdraht 96 als Elek trode, wobei das äussere Rohr 100 wieder selbst als nicht sprühende Erdungselektrode der Ianisierungsvori: chtung dient.
Der Ioni- sierungsdraht 96 ist an zwei, am geerdeten Gasleitungsrohr 100 angebrachten Isolatoren 98 befestigt.
Wenn die Gasreinigungseinrichtung neu gebaut wird, können: die verschiedenen Teile für einen maximalen Wirkungsgrad der Ein richtung dimensioniert werden. Vene jedoch die Erfindung bei einem bestehenden Gas- hanal angewendet werden soll, kann es er wünscht sein, eine Anzahl von in Fig. 4 ge zeigten Gasreinigungsvorrichttungen in Serie enzuordnen; Fig. 5 zeigt eine solche Ausfüh rungsform.
Bei dieser ist links eine zweite, zusätzliche Einrichtung von im allgemeinen z ätzliche in jeder Beziehung gleicher Ausbildung wie jene nach Fig. 4 in den Gasstrom eingesetzt, so dass das Gas zwei Reinigungsbelandlun- gen unterzogen wird.
Indessen ist es er- die Streutropfen beim Verlassen der ersten Gasreinigungsvorrichtung zuerst gegen die Leitungswandung zu treiben, bevor das Gas in die nacehfolgende Gasreinigungsvor richtung eintritt und zu diesem Zweck ist eine Felderzeugungsvorrichtung vorgesehen, welche einen negativ geladenen (wie durch P- angegeben) isoliert angebrachten Ionisie rungsdraht 110 aufweist,
während der Ioni- isierungsdraht 96 der Gasreingungsvorrich- tung 112 auf der stromaufwä rts liegenden Seite und der Ionisierungsdraht 113 der Gras- ruiniguligsvorrichtung 114 auf der stromab- i v ärtes liegenden Seite positiv geladen sind uld die Streutropfen eine negative Ladung l haben, so dass die negativ geladenen Streu tropfen beim Austreten aus der ersten Gas- 112 zuerst geben die Leitungswandung getrieben und gehindert werden, in die Ionisierungszone der zweiten Gasreinigtungsvorrichtung 114 einzutreten.
Zu diesem Zweck sind die Stromquellen für die Ionisierungsdrähte 96 und 113 und für die Rirngelektroden mit ihren positiven Klein- i men an kiese Drähte Lund Elektroden ange schlossen, während die negativen Klemmen dieser Stromquellen mit der Gasleitung ver bunden sind. Der Ionisierungsdraht 110 ist seinerseits mit dem negativen Pol einer Stromquelle verbunden, deren positive Klamme mit der Gasleitung verbunden ist. Da die Sprühtropfen negativ geladen sind, werden sie vom negativ geladenen Draht 110 weggestossen und gegen die Leitungswandung getrieben.
Nach den bisher beschriebenen Ausfüh rungsformen ist die Einrichtung in waag rechten Gaskanälen eingebaut; die Erfindung kann natürlich aber auch bei senkrecht flie ssenden Gasströmen verwendet werden und Fig. 6 zeigt eine solche Ausführungsform, bei welcher der Gasstrom durch die Pfeile 120 angedeutet ist. Bei dieser Ausführungs form ist der Gaskanal 122 ein rundes Rohr mit einer Ionisierungszone l24 und einer Fällungszone 126. Die Ionisierungszone ent hält einen positiv geladenen Ionisierungs draht 127, welcher gleichaxig in einem innern, metallisclhen, im Querschnitt kreis förmigen Rohr 128 angeordnet ist; dieses innere Rohr ist zur Erzielung eines konzen trierteren Ionisierungsfeldes im Kanal 122 koaxial eingesetzt. Ringförmige Abschluss scheiben 130 und 132 verhindern das des Gases zwischen dem innern Rohr 128 und der äussern Gasleitung l22.
Die Fällungszone 126 in Fig. 6 enthält eine Zerstäubungsvorrichtung mit einer Streudüse 134 mit einer Auslassöffnung 136, welche ikoaxial in der Gasleitung 122 ange ordnet isst. Eine Hocbspannungsringelektrode 138 ist konzentrisch in der Leitung 122 in solchem Abstand von der Auslassspitze 136 der Düse 134 eingesetzt, dass der Streukegel entsprechend geladen wird.
Die Ringelek trodenvorrichtung 138 besteht aus zwei kon zentrischen Ringen 138' und 138" und zwei zusätzlichen konzentrischen Ringen 138''' und 138"", welche strömungsiabwärts in einem kleinen Abstand von den Ringen 138' unid 138" liegen. Alle vier Ringe sind miteinander leitend verbunden und werden durch den iso liert angebrachten Leiter P'-;- geladen.
Es ist ein Gasauslassrohr 1.40 vorhanden, welches innerhalb der Gasleitung 122 einen abwärts gerichteten Krümmer 142 besitzt, so dass das gereinigte Ga.s beim Entweichen durch die Auslassleitung 140 seine Strömungsrichtung vollständig umkehren muss. Infolgedessen wird die Streuflüssigkeit infolge ihrer Träg- heit und durch ihre Schwere in einer am untern Ende der Leitung 122 angeordneten Vorlage 144 esammelt. Eine geeignete Feld <B>e,</B> beeinflussungsvorriehtung kann in der Streu zone beigefügt werden, um die Raumladung in derselben zu begrenzen und die Streuflüs sigkeit zu sammeln.
Für die Ausscheidung von atmosphäri schem Staub, Flugasche und Russ ist ein nach Fig. 6 ausgebildeter Apparat in folgen der Ausbildung benützt worden: Ein Ionisie rungsdraht 127 aus Wolfram mit einem Durchmesser von 0,127 mm und einer Länge von 38 emn in symmetrischem Abstand von einem innern Metallrohr 128 mit einem In- rnendurchmesser von 76 mm und einer Länge von 30 cm wurde koaxial in eine Gasleitung mit einem Durchmesser von 16 cm über die ganze Ionisierungszone und die Fällungszone eingesetzt. Die Fällungszone enthielt eine Streudüse 134, deren Auslassöffnung 136 un gefähr 15 cm vom untern Ende des Ionisie rungsdrahtes entfernt lag.
Die Elektrode 138 enthielt zwei Paare konzentrierter Ringe mit einem Durchmesser von 53 bzw. 79 mm, und zwar lag das erste Paar in einem Abstand von 25 mm unter der Auslassspitze 136 der Streudüse und das zweite Paar in einem Ab stand von ungefähr 6 mm vom 'ersten Ring paar. Alle vier Ringe bestanden aus Draht mit 1,5 mm Durchmesser und waren leitend miteinander verbunden.
Bei einem der Versuche mit dieser Ein richtung wurden die Teile 127 und 138 elek trisch nicht angeschlossen; der Reinigungs wirkungsgrad wurde zu 13,8% gemessen. Alsdann wurde nach Laden des Wasserstreu kegels mit einer Gleichspannung zwischen 9 und 10 kV bei negativer Streudüse, wie dar gestellt, aber noch ohne irgendwelche Staub ladespannung am Ionisierungsdraht 127 ein Staubreinigungswirkungsgrad von 21,5 festgestellt, nach Laden des Ionisierungs drahtes 127 mit einer positiven Gleichspan nung von ungefähr 12,5 kV unter Benützung eines ungeladenen Wasserstreukegels einen Staubreinigungswirkungsgrad von 34,9 %. Schliesslich ergab sich bei Benützung gela denen Staubes und eines geladenen Streu wasserkegele ein Wirkungsgrad von 44,8 l o%.
Dieselbe Einrichtung wurde auch mit Er folg für das Abscheiden von Flugasche aus Luft mit einem guten Wirkungsgrad und sogar in befriedigender Weise zum Abschei den von Petroleumlampenruss aus der Luft benützt.
Die Menge der durch die Wassertropfen abgeführten Elektrizität hängt von der Span nung zwischen der Streudüse 134 und der Hoch spannungs-Ringelektrodenvorrichtung 138 für das Laden des Streukegels ab. Für einen be stimmten Abstand zwischen der Streudüse und der Ringelektrodenvorrichtung vergrö sserte sich der Ladestrom mit zunehmenden Spannungen bis zu einem optimalen Wert. Bei über dem Optimalwert liegenden Span nungen verringerte sich der Ladestrom des Wasserstreukegels, was auf das beginnende Sprühen der Ringelektrodenvorriehtung zu rückzuführen sein dürfte.
Der Betrag der dem Streukegel erteilten Ladung wird auch durch den Alistand zwi schen der Streudüse 134 und der mit ihr zu sammenwirkenden Elektrodenvorrichtung 138 beeinflusst. Der Ladestrom (und infolgedessen die Ladung der Wassertröpfehen des Streu kegels) nimmt gewöhnlich mit .einem gerin geren Abstand zwisich en der Ringelektroden- vorrichtung und der Streudüse zu, .obgleich auch ein Optima.lwert für diesen Abstand zu bestehen scheint. Indessen nimmt bei verhält nismässig,
grossen Abständen mit weiterer Er höhung des Abstandes zwischen der Ring elektrodenvorrichtung und der Düse der Ladestrom rapid ab.
Der Ladestrom: wird auch durch die Menge des zerstäubten Wassers, und zwar fast direkt proportional :dazu beeinflusst, in, dem mit zunehmendem Streustrom der Lade strom grösser wird, wobei zu berücksichtigen ist, dass eine .Streudüse :eine begrenzte Streu leistung hat.
Die Einrichtung kann so eingerichtet wer den, dass sie zur Luftkonditionierung benützt werden kann. Ein Streukegel mit kaltem Wasser dient z. B. zur Luftkonditionierung (Kühlen) im Sommer und ein Streukegel mit warmem Wasser für das Anfeuchten und Erwärmen der Luft im Winter. Überdies dient der Streukegel auch zur Beseitigung von in der Luft befindlichen lästigen Ge- riüchen oder löslichen Staubpartikeln. Wenn rauchhaltige Luft, welche S02 enthält, gerei nigt werden soll, ist die Zugabe von etwas Alkali zum Wasser erwünscht, um die durch die Aufnahme von S02 entstehende Säure zu neutralisieren.
Für das Reinigungswasser kann ge wünschtenfalls ein Kreislaus vorgesehen wer den, indem das Wasser mittels Pumpen durch passende Filter umgewälzt wird zwecks Ab scheidung des im Wasser festgehaltenen Staubes. Ein solcher Kreislauf ist erwünscht beim Reinigen von Gas oder Luft mit Flüs- igkeiten, welche Zusätze enthalten oder zu kostspielig sind, um ständig frisch zuge führt zu werden.
Die in Fig. 6 dargestellte Einrichtung zeigt einen solchen Kreislauf der Reinigungs flüssigkeit mittels einer Pumpe 145, deren Saugleitung, welche in die Vorlage 144 ein- taueht, ein Schmutzfilter 148 enthält. Die Pumpe 145 pumpt die Flüssigkeit durch eine Druckleitung 150 in die Düse 134. Wenn z. B. der zu sammelnde Staub wasserabsto ssend ist, ist es erwünscht, dem Wasser ein Benetzungsmittel beizufügen.
Ein besserer Wirkungsgrad der Reini gung kann, insbesondere bei Gasleitungen von geringerem Querschnitt, wie z. B. bei der in Fig. 6 dargestellten, erzielt werden, wenn eine Anzahl Gasreinsgungsvorrichtungen in Serie angeordnet werden.
Fig. 7 zeigt eine Variante zu Fig. 6, in welcher zwei in der Gasleitung in der Strö mungsrichtung hintereinander angeordnete Streudüsen vorhanden sind. Diese Ausfüh- run-gsform weist eine Ionisierungszone 160 nach Fig. 6 und die Streudüsen 162 und 164 in einer Gasleitung 166 auf. Jeder der Streu düsen 162 und 164 ist je eine Felderzeugungs elektrode 168 und 170 in Form eines metal lischen Ringes zugeordnet. Ferner ist ein zu sätzlicher Ablauf 172 für die Flüssigkeit vorhanden. Eine Verbesserung des Gasreinigungswir kungsgrades kann auch erzielt werden durch verbesserte Streuungsmittel, welche die Streuflüssigkeit in grösseren Mengen und in feineren Tropfen abgeben können.
Der Gas- reinigungswirkunbgrad kann auch durch Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Gases durch die Reinigungsapparatur ver bessert werden.
Obgleich in den dargestellten Ausfüh rungsformen die Flüssigkeitsspeiseleitung und die Streudüsen geerdet und die zugehörigen Felderzeugungselektroden, welche damit zu sammenwirken, isoliert sind, wäre es auch möglich, die Düse zu isolieren und die Feld erzeugungselektroden zu erden. In diesem Falle müsste die Flüssigkeit in besonderer Weise zugeführt werden, um einen Erd- schlu ss zu verhüten, und durch isolierte Mit tel gesammelt werden, um zu verhüten, dass ein ständiger Flüssigkeitsstrom die Hoch- spannungeseite der mit der Düse verbundenen Stromquelle erdet.