DE1632454A1

DE1632454A1 - Elektrostatischer Filter

Info

Publication number: DE1632454A1
Application number: DE19681632454
Authority: DE
Inventors: Henri-Jean Van Den Bosch; Marc Herman
Original assignee: DEN BOSCH HENRI JEAN VAN
Current assignee: DEN BOSCH HENRI JEAN VAN
Priority date: 1967-01-31
Filing date: 1968-01-30
Publication date: 1970-12-10
Also published as: NL6800633A; US3540191A; GB1206009A; BE693403A

Description

Patentanwalt· 30. Jan. 1968

Dipl.-Ing. A. Grünecker

. Dr.-lng. H, Kinkeldey 1632454

Dr.-Ing. W. Stockma/r ιγν*«.τ>/·?

9 München 22, MaxlmUianHr. 43

PH 1807
30/Fr

1. Marc HERMANJf, 192, rue Rogier, Brüssel, Belgien

2V Henri-Jean VAN DEN BOSCH, 34-9* avenue Louise, Ixelles, Belgien

Elektrostatischer Filter

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrostatisehen IiIter, umfassend eine Vorionisationszone -und, eine Niederschlags zone mit Jeweils zwei Gruppen^von Elektroden,'von denen eine Gruppe im Bereich der Vorionisationszone Emissionselektroden,bildet». ., .^ , ? - : '*.. - ■ ■■<■;

Es sind bereits elektrostatische Filter bekannt, bei denen die Emissionselektroden als Metalldrähte ausgebildet sind'. Diese sin^ff im'ailgiemeinen aus Wolfram gebildet, oxydieren schnell und brechen, was zu Störungen des Filterbetriebes führt, wie z.B» zu Kurzschlüssen, die ein Anhalten des Filters für das Ersetzen der gerissenen Drähte notwendig machen usw.

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, diesen Nachteil auszuräumen und einen einfach aufgebauten, im Betrieb

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zuverlässigen, wirtschaftlichen und wirksamen und einfach zu reinigenden Filter zu schaffen. .

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung einen Filter eingangs beschriebener Art vor, der dadurch gekennzeichnet ist, daß"'(jede Emissionselektrode einen relativ dünnen Metallstreifen (une fine bande metaliique) aufweist, welcher in einer Ebene quer zur Durchtrittsrichtung des zu filternden Gases angeordnet ist. '

Die Metallstreifen bilden selbst sehr viel starrere Elemente als die bisher als Emissionselektroden verwendeten Drähte. Sie sind also gegen Erschütterungen während des Transportes oder während des Betriebes der Entstaubungsanlage nicht so empfindlich, und zwar schon deshalb, weil sie an den Trägerorgajien "viel besser verankert werden können.

Jlit Vorteil-ist der<Filter gemäß der Erfindung so ■ * ausgebildet, daß jeder Metallstreifen von einer Ifetallflache vorragt, welche in einer im wesentlichen parallel zu der Durchtritt sricntung des zu filternden Gases liegenden Ebene angeord*· _v net; isV. Hierdurch wird ein stark einheitlich gerichteter Eiek-n trönenfluß gewährleistet, und zwar liegen der von der pbengenann-₁ ten Fläche auf die Elektronen ausgeübten Abstoßung« _ , , ",-■-'■·.

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Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist auch dadurch gegeben, daß die Emiseionselektroden-Metallstreifen in Richtung der Niederschlagszone geneigt sind. Diese Heigung bietet den Vorteil, daß die durch den Korona-Effekt entladenen Elektronen in einem Winkel von mehr als 90° auf die nächstbenachbarte Elektrode entgegengesetzten Potentials gerichtet werden· Diese Elektronenbewegung führt ihrerseits zu einer Luftansaugung durch den Filter in Richtung der Durchtrittsrichtung des zu filternden Gases. Diese Luftansaugung verringert die bei elektrostatischen Filtern gewöhnlich auftretenden Ladeverluste.

Eine günstige Auebildung des erfindungegenäfien Filters wird dadurch erreicht, daß zwischen jeweils zwei nicht emittierenden Elektroden im Bereich der Vbrionisationszone jeweils mindestens eine Doppel-Emissionselektrode vorgesehen ist, welche gebildet ist aus einer im Querschnitt TJ-förmigen Profilschiene geringer Wandstärke, deren Schenkel je einen in Richtung der nächstbenachbarten, nicht emittierenden Elektrode hinr weisende Randstreifen aufweisen.

Die Erfindung, betrifft auch eine dauernd mit dem Filter verbundene Vorrichtung sun periodischen Reinigen der Elektroden •des elektrostatischen filters, wobei deren Autbau und Ausgestair . } tung durch die besondere erfindungsgemäße Auebildung dfr Elektroden ermöglicht wird. Bach dieser vorteilhaften Ausgestaltung weist der erfindungsgteiÄe Filter Beinigungeorgane auf, die sich

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im wesentlichen parallel zur. Durchtrittsrichtung des zu filternden Gases erstrecken und mit Antriebsmitteln gekoppelt sind, mittels welcher die Reinigungsorgane in zwischen Je zwei benachbarten Elektroden entgegengesetzten ,Potentials gebildeten Kanälen während <|er Eeinigungsphase des Filters bewegbar sind. :'■■'--

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor. Es zeigen ■-■;■. ;■" - -■"■■ . .. ■■■'. ■-■■.■■■'■■..'

Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausfuhrungsbeispiels eines elektrostatischen Filters gemäß der Erfindung im Schnitt entsprechend : der Schnittlinie I-I lh Fig. 2₁ Fig* 2 eine Schnittaimicht entsprechend der Schnitt-

; linie II-II in Fig* 1, ^

Fig. 3 eine, raumbilälieh© Darstellung einer Einzelrheit der in Fig.. i dargestellten Ausführungsfona der Erfindung, ■>"

Fig. 4 in Vorderansicht einen Teil eines weiteren Aus

fiihrungsbeiB^iels eines Filters gemäßC der Er-

Fig. 5 eine Söhnittapsicht entsprechend der Schnitt-

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Der in den Zeichnungen dargestellte Filter weist ein metallisches Gehäuse 1 mit einer Einlaßöffnung 2 und einer Auslaßöffnung 3 für das zii filternde Gas aufV

Im Inneren des Gehäuses Λ sind zwei Gruppen von Elektroden angeordnet: einerseits MederspannungseleJftroden 4, welche gebildet sind durch Platten, die sich nahezu über die ggsamte Breite des Gehäuses erstrecken und auf drei Metallstäbe 5 aufgesteckt sind. Diese Stäbe sind mittels Schrauben 6 an der Wand des Gehäuses befestigt. Andererseits sind Jeweils aus zwei .

-"■"■■ ■_-.'"■. ■- -untereinander fluchtenden Platten 8, 8' gebildete Hoehspannungselektroden vorgesehen» Die Platten 8 und 8'sind auf Stäben 9 aufgesteckt, die von an den Wänden 7 des Gehäuses angeordneten Isolatoren 10 getragen sind. Die Platten 8 und 8' sind weniger als halb so lang wie die Platten 4 und so angeordnet, daß sie zwischen sich einen Zwischenraum 11 (lig* 1) aufweisen und einen leil 12 der benachbarten Platten 4 nächst den Wänden des Gehäuses 1 nicht überdecken* Die Platten 4 sind untereinander durch zylindrische, auf die Stäbe 5 aufgestecke Distänzteile Λ$ beanstandet. Ebensο sind die Platten 8 und. 8' untereinander durch auf die Stäbe % aufgesteckte Distanzteile 14 beabstandet.

An der Kante 16 ^eder liiederspannungsplatts;.4,^^ welche zum Einlaß 2 des Gehäuses 1 hinweistv ist nach kv\ eines Reit er/s eiövV im Querschnitt lf-fcirmiges schlaükasf Metäl^rofit (fin;-profil! mStallicjiae) mit Gleitsitz verschiebbar angeordnei?,

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dessen Schenkel in Richtung der nächstbenachbarten !Platten 8 bzw. 8¹ und in Richtung der Auslaßöffnung 3 derart abgebogen sind, daß sie von beiden Seiten der Platteii 4 abstehende

schlanke Streifen 18 Cfine bande) bilden·

In einem geringen Abstand Ton den Schienen 17 trägt jede Platte 4- eine zweite schlanke Profilschiene 19 (fin profilS) aus.Metall mit'-einem an die Blatte 4 angeschweißten,, Abschnitt und einem abstehenden Streifen 20* der parallel zu dem Streifen 18 gerichtet ist*

Der Filter weist Bainigungsorgane 21 für diePlatten 4, 8 und 8' sowie für die Emissionselektroden 18,20 auf, welche Reinigungsorgane in, den jeweils zwischen einer Platte 4 und einer Platte 8,3* gebildeten Kanälen hin- und herbeweglich sind. Diese Reinigungsorgane sind aus Bürsten 21 gebildet.

Jede Bürste 21 umfaßt eine zentrale Stange 22, die an ihrem oberen Ende mittels einer Wickelhalterung 23 an einer U-Schiene 24 befestigt ist* Diejse tJ-Sehiene 24 ist entlang der oberen Kante^f^der-,Platten. 4.Terschi#|>licß angeordnet. >

4 tragt iü^ Wirklicnlceit zwei öiteinandei \_: fluchtende ScMfeilen 17»t7'» die jeweils halb so lang sind wie die-⁰8|Λί3||ΙΙβ:'ΡΪβ±ΐο: h. Jie'^nden der Öiätiene 17 sind'-\ \ rechfewitt%^%D|ebogen und bilden Flügel 36, An der der Wland J des Gehäuses ⁴I augekehrten Seife sind die Flügel 36 der Schienen 17 und 17* jeweils swischen einem ¥-fÖrÄigen Halter 37 und-

V£ <5RfG!NAL INSPECTED

> 7 - -.■■■-■ · - ■"■: : ..■.■-■■■' .

einer .JSndplatte 38 eingespannte Im Bereich der Mitte der Platten4- sind die\~ eiiein|wider!liegenden .flügel'^.6. der. Frd* file..--_v1^:7 Mnä 17¹ zwischen^ zwei TJ-förmigen Teilen 39*40 eingespannt. . ■-.-"■ '-:^; ~\: -'=,.:;■; ;- · λ -' ; . "" -: ·' "■

Jede Stange 22 der Bürsten 21, welche am Eingang eines der zwischen den Platten Mr und 8 gebildeten Kanäle angeordnet ist, ist an ihrem unteren Ende an dem entsprechenden U-förmigen Halter 37 befestigt, während jede Stange 22 der Bürsten, welche am Eingang eines der zwischen-den Platten 4 und 8* gebildeten Kanäle angeordnet ist, an ihrem unteren Ende an dem entsprechenden U-förmigen Halter 39 befestigt ist. Ein Griff 27 durchdringt mit seinen Amen 28 eine Wand 30 des Gehäuses durch öffnungen 29 und ist an den im Bereich der Innenseite der Wand 30 befindlichen Endplatten 38 befestigt. Mit diesem Griff 27 können die Bürsten 21 bewegt werden, welche zur Vermeidung von Kurzschlüssen in Ruhestellung außerhalb der oben genannten Kanäle liegen.

Wenn der filter unter Spannung steht, und zwar vorzugsweise derart, daß der positive Pol der Hochspannungsquelle an eines der Enden der in den Isolatoren 10 gelager--; fen Stangen 9 angeschlossen ist, so daß die Platten 8 und 8* an einem hohen Potential liegen, während der «weit· Pol der Spannungsquell« und das Gehäuse 1 geerdet sind, so daß die

Platten M- und die Streifen 18 und 20 an einem niedrigen Potential liegen, dann wird, zwischen den Elektroden M- und den Elektroden 8,8' ein elektrostatisches Feld erzeugt, und an den Kanten der Streifen 18 und 20 entstehen Korona-Elektronenemissionen, die genau auf die Elektroden 8 und 8^r und in Richtung des Pfeiles 35 gerichtet sind, der der Durchtrittsrichtung des zu filternden Gases entspricht. Das Gas wird dabei durch eine nicht dargestellte, am Einlaß oder am Auslaß des Elektrofilters angeordnete Pumpe durch den Filter hindurchgeführt. In Richtung des Pfeiles 35 gesehen, hinter dem die beiden Schienen 17 und 19 umfassenden Bereich, der die Vor— ionisationszone des Filters bildet, werden die elektrisch geladenen Staubteilchen an den verbleibenden Teilen der Elektroden 8 und 8¹ niedergeschlagen, wobei diese Teile des Filters die Niederschlagszone des Filters bilden.

Periodisch wird die Spannung des Filters abgebaut, und man nimmt eine Reinigung der Platten vor, indem man mittels einer geeigneten mechanischen Vorrichtung eine Hin-und Herbewegung der Bürsten 21 entlang der Kanten 16 wem 25 der Platten 4 ausführt.

Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft einen elektrostatischen Filter gleicherArt wie der oben beschriebene, bei ihm wird das zu filternde Gas jedoch in horizontaler

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Richtung durch den Filter hindurchgeschickt. In diesem Fall sind die Platten 8 als ein Teil ausgebildet, ebenso wie die Schienen 17, die fest an den Kanten der Platten 4 angebracht sind. ^;. . > .--■-_:

In seinem oberen Teil ist das Gehäuse 44 durch einen abnehmbaren Deckel 45 verschossen, der mittels Schrauben 46 an den Seitenwänden 47 befestigt ist. Yon den Seitenwänden getragene Flansche 48 begrenzen eine Einlaßöffnung 49 und eine., Auslaßöffnung 50 für das Gas.

Die Bürsten 51 sind von zwei innen 53 und 54 getragen, die Im Inneren des Gehäuses 1 angeordnet und an zwei Winkeleisen ^ aufgehängt sind, welche einen Teil eines außerhalb des Gghäuses vorgesehenen Rahmens 56 bilden. Dieser Rahmen 56 weist einen zentralen Querträger 57 ^auf> an dem der Zylinder^58 einer hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheit angeordnet ist, deren Kolbenstange 59 ⁸^ ^dem Deckel 45 befestigt ist* Die Arme 53 und 54 sind ungefähr so lang wie die Platten 4 hoch sind, so

daß bei einer Betätigung der hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheit die Bürsten, die normalerweise im oberen Teil des Gehäuses außerhalb der jeweils' zwischen den Platten 4 und 8 gebildeten Kanäle stehen, eine Hin- und Herbeweguiig: in vertikaler Richtung in diesen Kanälen ausführen.■

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Ohne-den Rahmen der Erfindung zu verlassen, können auch andere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Filters vorgesehen sein. So kann man z.B. mehr als zwei Emissionselektroden gegenüber jeder Elektrode mit entgegengesetztem Potential vorsehen. Die Emissionselektroden können ebenfalls von isolierten Platten ^etrs^en sein, die dann vorzugsweise an den negativen Pol der,Spannungsquelle angeschlossen sind. Das Gehäuse und die mit ihm in Berührung stehenden Platten sind dann geerdet ebenso wie der positive Pol der Spannungsquelle. So können die. Reinigungsorgane auch als Schaber, Wischer oder Abstreifbänder ausgebildet sein, die in einer Weise ähnlich der in den Zeichnungen für die Bürstenanordnung dargestellten Weise angeordnet sein·

Sämtliche aus der vorliegenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen, einschließlich der konstruktiven Einzelheiten, hervorgehenden Merkmale können auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

's

— Patentansprüche -

- .;-· ν , A '^: i ^ : BAD ORIGINAL 00985Q/rr42

Claims

Pat e nt ans ρ r ü c h e

f\l Elektrostatischer Filter, umfassend eine ?arionisa- tionszone und eine Niederschlagszone mit jeweils, zwei Gruppen von Elektroden, von denen eine Gruppe im Bereich der Vorioni sat ions zone Emissionselektröden bildet, d a du r cn g e ken η ζ e lehn e t _r daß jede Emissionselektrode (1? "bzw. 19) einen relativ dünnen Metallstreif en (la "bzw. 20) (une fine bande metallique) aufweist, welcher in einer Ebene quer zur Purchtrittsrichtung (35) des zu filternden Gases angeordnet ist.

2. Elektrostatischer Filter nach Anspruch 1, d ä d u r c h ge k e η η zeichnet , daß jeder Metallstreifen (18 bzw. 20) von einer Metallfläche (4-) vorragt, welche in einer im wesentlichen parallel zu der Durchtrittsricht?ung (35) des zu filternden Gases liegenden Ebene angeordnet ist.

5· Elektrostatischer Filter nach Anspruch 2, da d u r ch g e k e η η ζ e ic h η e t , daßfler Metallstreifen (18 bzw. . 20) einen im wesentlichen in einer Ebene parallel zur 3>urchtrittsrichtung (55) des zu filternden Gases liegenden Abschnitt aufweist, an den sich ein Abschnitt (18,20) anschließt, welcher in dne Ebene quer zur Jhirchtrittsrichtung (55) des Gases abgebogen ist.

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4. Elektrostatischer Filter nach mindestens einem der An-■ Sprüche 1-3* dadurch gekennzeichnet, !daß die Emissionselektroden-iletallstreifen (18,20) in Richtung j der Niederschlagseon· geneigt sind.

5. Elektrostatischer Filter nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, d a d u roh g e k e η η ζ e i c h η e t , daß zwischen Jeweils zwei nicht emittierenden Elektroden (8 oder .8\) im Bereich der Vorionisat ions zone jeweils mindestens eine Doppel-Emissionselektrode vorgesehen ist, welche gebildet ist aus einer im Querschnitt U-förmigen Profilschiene geringerer Wandstärke, deren Schenkel je einen in Richtung der nächstbenachbarten, nicht emittierenden Elektrode (8,8') hinweisende , Bandstreifen 18 aufweisen.

6. Elektrostatischer Filter nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η ζ e i cn net , daß die im Querschnitt U-förmi~ gen Prof llechienen (17) nach Art'von Keltern auf den zu der Einlaßöffnung (2) des Filters hinweisenden Kanten (16) von Verlängerungen Ton Platten (4) aufgesetzt sind, welche Platten einer als Plattengruppe ausgebildeten Elektrodengruppe der JBTledereohlag*- zone angehören. .-'..·'-.

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7;. Elektrostatischer Filter nach Anspruch 6, da d u r c h g e k e η η ζ β i ο h η β t , daß die Elektroden als Platten (4) ausgebildet sind und auf ihren beiden Flächen in einem gewissen Abstand von den im Querschnitt U-förmigen Profilschienen (17) einen dünnen Emissions-Metallstreifen (20) aufweisen, welcher von der Jeweiligen Fläche in Sichtung der nächstbenachbarten Elektroden ( 8,8') mit entgegengesetztem Potential absteht. -

8. Elektrostatischer Filter nach mindestens einem der Ansprüche 1-7, dadurch g β k β η η ζ e i c h η e. t , daß er Reinigungsorgane (21 bzw. 51) aufweist, die sich im wesentlichen parallel zur Durchtrittsrichtung (35) des zu filternden Gases erstrecken und mit Antriebsmitteln (27 bzw. 55) gekoppelt sind, mittels welcher die Reinigungsorgane in zwischen Je zwei benachbarten Elektroden (4,8 bzw. 4,8') entgegengesetzten Potentials gebildeten Kanälen während der Reinigungsphase des Filters bewegbar sind. "■■"*'.

9* Elektrostatischer Filter nach Anspruch 8, d a du r c h g e k e η η ζ eich η et , daß die Reinigungsorgane (21,51) in ihrer Ruhestellung an einer Stelle zwischen einer land des Filtergehäuse^ (1) und den Eingängen zu den von benachbarten

f. ".-■■-■■■ - ■■ ■ . · entgegengesetzt geladenen Elektroden gebildeten Kanälen ange-Ordnet Bind^

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10. Elektrostatischer Filter nach. Anspruch 9 und einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch ge kenn- ζ e ich η β t , daß die Reinigungsorgane (21) paarweise yon Schiebeelementen (24) getragen sind, welche verschieb* lieh auf den Kanten der Platten (4) einer Blektroden-Plattengruppe angeordnet sind.

11. Elektrostatischer Filter nach Anspruch 10, dadurch g β k θ η η a β 1 oh η e t , daß die Reinigungeorgane (21) gebildet sind durch Wischelemente in der Art von Rohrtür st en, deren zentrale Lagerstange (22) an ihren einen Ende von einem $ehiebeelement (24) getragen ist, welehesn entlang der gegenüber der die E&issioneelektroden (17) trägenden Kante verlaufenden Kante einer Platte (4) verschieblich ist, und mit seinem anderen Ende an einem i« Querschnitt U-förmigen Emissions-Profilteil (17 bzw· i?')» weiche· verecMeblich entlang der gegenüberliegenden Kante (16) der Elektrode (4) angeordnet iat.

■ . - . ■' .y - - "■ ' 12« Elektrostatieoher Filter Bach Armpmch 10 oder 11,

dadurch S · k · η η % * ich η β t , dad die Elektroden mit gegenüber ά·ψ die Salesioneelektroden (1?,19) tragenden troden (4) entgegengeietatem Potential jeweils awei untereiaan-

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der fluchtend·! tonetnandtr getrennt« Platten (8^0 auf weif «n, / und daß $m lißgang jede« swliehen einer l»l«iiioasitltlttrod«n (1 ?»19) tragenden ilefetridft (4) und jeder der Platte» (6 **w_e 8*)

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benachbarten Elektroden entgegengesetzten Potentials gebildot en und untereinander fluchtenden Kanälen mindestens je ein Heinigungsorgan (21,51) Torgesehen ist.

1J. Elektrostatisöher Filter nach Anspruch 9, dadurch g β k « η η ζ · i α h ß β t _s daß die Hoinigungsorgane Bürsten (51 ^f> aufweisen und an Arsen (53* 5^0 aufgehängt sind, die an einem Rahman (55)kefestigt sind, welcher außerhalb des Filttrgehäuses vorgesehen ist, und mittels eines Antriebe hin- und herbewegbar ist.

.'" ;Λ 008850/1942

It.

Leerseife

ORIGINAL INSPECTED