DE2460962C3 - Elektrostatischer Staubabscheider - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrostatischen Staubabscheider mit in einem Gehäuse im wesentlichen vertikal und mit Abstand voneinander angeordneten, in ihren Abmessungen im wesentlichen gleich groß dimensionierten Sprüh- und Nicdcrschlagselcktrodcn. zwischen denen die staubhaltigcn Gase hindurchgeführt werden, wobei die Sprüh- und die Nicdersehlagsclektroclcn quer zur Gasströmungsrichtung gesehen gegeneinander versetzt und/oder in einer Reihe angeordnet sind.

Aus der DE-OS 23 32 423 ist ein elektrischer Staubabscheider bekannt, der zwei aufeinanderfolgende Staubbehandlungsstufen aufweist. In der ersten Stufe, die als Ladestufe ausgebildet ist, werden die in dem Abgasstrom vorhandenen Stäube mit Hilfe einer Koronaentladung aufgeladen. In der darauffolgenden Staubsammelstufc sollen die geladenen Staubteilchen von den Gasen getrennt und abgeführt werden. Um dies zu bewerkstelligen, sind in diesem zweistufigen elektrischen Staubabscheider im wesentlichen rinncnförmig ausgebildete Führungs- und Sammelekcktroden gegeneinander versetzt angeordnet. Die f'ührungsclcktroden sind hierbei so angeordnet, daß ihre rinnenförmigen öffnungen in Gasslrömungsrichtung weisen, während die Sammelelektroden mit ihren Öffnungen auf den zwischen den Führungseleklroden befindlichen freien Zwischenraum weisend der Gasströmungsrichtung entgegengerichtet sind. Bei dieser bekannten rinnenförmigen Ausbildung und Anordnung der Füh-

rungs- und Sammelelektroden erfolgt im Betrieb dieses elektrischen Staubabscheiders eine Umlenkung des Gasstromes um etwa 180°. Dies ist jedoch erheblich von Nachteil, da die Aufrechterhaltung der Gasströmung durch den Abscheider aufgrund der starken Umlenkung der Gase nur mit einem hohen Energieaufwand bewerkstelligt werden kann. Der mit Staub beladene Gasstrom muß daher im Vergleich zu den bekannten ähnlichen Staubabscheidern mit höherer Strömungsgeschwindigkeit durch den Abscheider geführt werden. Dies bringt nicht nur höhere Betriebskosten mit sich, sondern ist auch mit dem Nachteil behaftet, daß von den Gasen ein Teil von denen auf der Sammelelektrode bereits abgeschiedenen Staubteilchen mitgerissen und mit diesen aus dem Abscheider ausgetragen werden. Darüber hinaus ist auch die Anfertigung von diesen bekannten rinnenförmig ausgebildeten Elektroden mit einem verhältnismäßig hohen Arbeits- und Kostenaufwand verbunden.

Aus der DE-AS 10 66 999 ist ein elektrostatischer Staubabscheider bekannt, dessen Niederschlagselektroden im Querschnitt sternförmig ausgebildet und aus jeweils vier zueinander senkrecht und um eine zentrale Längsachse drehbar angeordneten Platten ziisammengesetzt sind und deren Sprühelektroden aus sich parallel zu dieser Längsachse erstreckenden Drähten bestehen. Die Anordnung der Niederschlagsclektiodcn relativ zueinander ist derart, daß jeweils zwei Platten einer Elektrode mit jeweils zwei Platten einer benachbarten

j>) Elektrode einen gegenüber dem den Elektroabscheider durchstreichenden Gasstrom geschützten Kanal bilden, so daß der. auf den dem Gasstrom zugekehrten Seiten der Platten niedergeschlagene Staub nach Drehung der Elektroden um etwa 90" ohne die Gefahr eines

js Mitreißens von Staubpartikeln durch den Gasstrom abgeführt werden kann. Bei dieser Ausfiihrungsforni eines Elektroabscheider besieht die Gefahr, daß sich aufgrund der geringen Oberfläche der Sprühelektrode Staubpartikel mit entgegengcset/ic-r Ladung anlagern.

so daß sich insgesamt eine Absuliwiichung des elektrischen Feldes bzw. eine Verringerung der Sprühwirkung ergibt. Dies erfordert ein häufiges Reinigen, beispielsweise durch Abklopfen, welches jedoch aufgrund der dadnirch entstehenden Verwirbclung den Abscheidegrad des Elektroabscheider* merklich verschlechtert. Auch stellt die Staiibabfiihrung mittels drehbar gelagerter Elektroden eine konstruktiv sehr aufwendige Lösung dar.

Aus der GB-PS 5 Ob 89b ist schließlich ein elektrosiiitischcr Staubabscheider bekannt, dessen Sprüh- und Nicdcrschlagselcktroden aus gleich großen Halten bestehen, welche sich senkrecht zur Gasslröimingsrichtunj; erstrecken und in Reihen bzw. versetzt gegeneinander angeordnet sind. Die Ebenen der Sprüh- und der Niedcrschlagsclektrodcn bilden miteinander Winkel von etwa 90". Hierbei steht jeweils der Breitseite einer Sammclclcktrode die Schmalseite einer Sprühelektrode gegenüber. Da sich im Verlauf der Oberfläche einer Elektrode relative Maxima der elektrischen Feldstärke

M) und damit der Haftkraft nur an stark gekrümmten, eine Ladungskon/cntration begünstigenden Oberflächen ausbilden und nicht an ebenen Flächen, welche als Äquipotentialflächen eine gleichmäßige Ladungsvcrtcilung ermöglichen, herrschen im Bereich der Sammclelektrode relativ geringe Haftkräfte, welche ein Mitreißen von hier bereits abgeschiedenen Partikeln durch den den Staubabscheider durchstreichenden Gasstrom erleichtern, so daß der Abscheidegrad

nachteilig beeinflußt wird.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Sprüh- und Niederschlagselektroden eineo elektrostatischen Staubabscheiders so auszubilden und anzuordnen, daß bei verhältnismäßig geringem Energie- und Kostenaufwand ein hoher Siaubabscheidungseffekt erzielt wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß sowohl die Sprüh- als auch die Niederschlagselektroden im Querschnitt sternförmig ausgebildet und aus Platten zusammengesetzt sind, wobei die Sprüh- und die Niederschlagselektroden — quer zur Gasströmungsrichtung gesehen — jeweils in einer Reihe abwechselnd und um ihre Längsachse gegeneinander verdreht angeordnet sind. Durch die sternförmige Ausbildung des Querschnitts der Sprüh- und der Niederschlagselektroden wird deren Auffangwirkung erheblich verbessert, da die durch je zwei Platten einer Elektrode gebildete, ungefähr V-förmige Auffangrinne sehr vorteilhaft in eine solche Orientierung zur Gasströmungsrichtung gebracht werden kann, daß Staubpartikel, welche einmal abgeschieden worden sind, mit Sicherheit durch den, den Staubabscheider durchziehenden Gasstrom nicht wieder mitgerissen werden können. Die lilektroden können gegeneinander verdreht angeordnet sein, wobei jeweils dem einen Ende des sternförmigen Querschnittes einer Sprühelektrode jeweils zwei Enden der zugehörigen Gegenelektrode unmittelbar gegenüberstehen können.

Auf diese Weise ergibt sich eine zuverlässige Ionisierung der Staubpartikel und ein hoher Abscheidcwirkungsgrad. Die im wesentlichen gleich groß dimensionierten, im Querschniit sternförmigen Sprüh- und Nicderschlagsclektroden zeichnen sich diirüber hinaus durch eine besonders hohe mechanische Stabilität der Bauform aus.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können die Sprüh- und Niederschlagselektroden jeweils aus vier senkrecht zueinander angeordneten Platten bestehen, deren Außenkanten sägc/ahnförniig ausgebildet sind. Auf diese Weise wird der elektrostatische Abscheidegrad besonders begünstigt, da im Bereich dieser Außenkanten ein besonders starkes elekirisches Feld aufgebaut wird, so daß hierdurch auch hncnnhmigc Stäube sicher abgeschieden werden können.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung der in der Zeichnung schematisch dargestellten Atisführungsbcispicle. Es zeigt

Γ i g. I eine Draufsicht auf einen elektrostatischen Staubabscheider gemäß der Erfindung im Längsschnitt mil in gleicher Richtung verlaufenden Sprüh- und Nicdcrschlagscleklrodcn,

!•"ig. 2 eine Draufsicht auf einen elektrostatischen Staubabscheider im Längsschnitt mit gleich ausgerichteten und gegeneinander um einen Winkel von etwa 45" verdreht angeordneten Sprüh- und Nicdcrschlagselcktrodenplattcn.

Wie Fig. I zeigt, besteht der elektrostatische Staubabscheider aus einem Gehäuse 1 mit darin im wesentlichen vertikal und mit Abstand voneinander angeordneten Sprüheleklroden 2 und Niedersehlagselcktrodcn 3. Diese Sprüh- und Niederschlagselektroden 2, 3 sind gegeneinander um ein gleiches Maß versetzt angeordnet und bestehen gemäß der Erfindung aus im Querschnitt sternförmig ausgebildeten, senkrecht zueinander angeordneten Platten 4, 5, 6 und 7. Diese Platten sind in ihren Abmessungen gleich dimensioniert und gleich verlaufend ausgerichtet.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung der Sprühelektroden 2 und der Niederschlagselektroden 3 wird sehr vorteilhaft ohne besondere Gasleitbleche eine gleichmäßige Aufteilung des dem Staubabscheider J in Pfeilrichtung 8 zugeführten, mit Staub beladenen Gasstromes über den ganzen Abscheiderquerschnitt erreicht. Ferner erfahren bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung der Sprüh- und Niederschlagselektroden die zwischen diesen Elektroden hindurchgeführten Gasströme nur eine verhältnismäßig geringe Umlenkung von der ursprünglichen Gasströmungsrichtung, so daß aufgrund des verhältnismäßig geringen Strömungswiderstandes, der durch die Sprüh- und Niederschlagselektroden hervorgerufen wird, der Abscheider bei hohem Abscheidegrad mit verhältnismäßig geringem Energieaufwand betrieben werden kann. Auch können derartig ausgebildete Sprüh- und Niederschlagselektroden gemäß der Erfindung verhältnismäßig leicht und sehr preisgünstig angefertigt werden. Weiterhin weisen die erfindungsgemäßen Sprüh- und Niederschlagselektroden eine besondc;; hohe Stabilität au[, so daU sie insbesondere auch bei ^ehr großen Staubabscheidern mit Vorteil eingebaut werden können. Die Abmessungen der Elektroden richten sich im allgemeinen nach den Abständen zwischen den Sprüh- und Nied.-.vschlagselektroden. So werden z. B. bei einem Gassenabstand von 300 mm vorteilhaft die Elekirodenplattenmaße von Außenkante zu Außenkante mit etwa 150 mm festgelegt. Die Sprüh- und Niederschlagselektroden 2 und 3 können entweder aus einzelnen, senkrecht zueinander angeordneten, miteinander verschweißten Platten bestehen, oder es können die einzelnen Platten auch an einer Rohrseele angeschweißt sein.

Erfindungswesentlich hierbei ist jedoch, daß die sternförmig ausgebildeten Sprüh- und Niederschlagselektroden im wesentlichen die gleiche Form und Abmessungen haben. Die Elektrodenform und die Anordnung der Elektroden im Staubabscheider gemäß der Erfindung machen auch ein Arbeiten mit wechselndem Gleichstrom möglich, wobei durch die erfindungsgemäß ausgebildeten Elektroden höhere Abscheidegrade als bisher erzielt werden können. Dadurch, daß die Spriihe'cktrode gemäß der Erfindung gleich groß ausgebildet ist wie die Niederschlagselektrode, kann von der Sprühelektrode dieselbe Staubmenge — ohne Wirkungsverluslc — aufgenommen werden. Im Vergleich zu den bisher bekannten Elektroabschcidern wird auf diese Weise auch eine bedeutende Erhöhung der Staubabscheidewirkung erzielt, insbesondere auch deshalb, weil die Abrcinigungsintcrvalle wesentlich größer sein können als bisher.

Beim elektrostatischen Staubabscheider gemäß der Erf'idu.ig können, wie F i g. 2 zeigt, sehr vorteilhaft die Sprühclektrodcn und die Niederschlagselekirodcn — quer zur Giisströinuiigürichtung gesehen — i;i einem Abscheider gegeneinander versetzt und in einer Reihe — in Gasströmungsrichlung gesehen — hintereinander angeordnet werden Bei den im Gaseintrittsbereich angeordneten Sprühelektroden 9 und Niederschlagselektroden 10 sind die Platten dieser Elektroden gleich verlaufend ausgerichtet, während bei den in Gasströmungsrichtung dahinter angeordneten Sprühelektroden 9' und Niederschlagselektroden 10' die Elektrodenplatten um einen Winkel von etwa 45° gegeneinander verdreht angeordnet sind. Durch diese kombinierte Anordnung der Sprüh- und Niederschlagselektroden in einem Staubabscheider werden gegenüber den bisher

bekannten Abscheidereinriclitungen eben dieselben Vorteile erzielt wie mit dem in F i g. I dargestellten und beschriebenen Staubabscheider gemäß der Erfindung. Die um einen Winkel von etwa 45° verdrehte Anordnung der Sprühelektroden 9' gegenüber den Niederschlagselektroden 10' bringt vor allem den Vorteil mit sich, daß sie sowohl leicht ein- und ausgebaut als auch leicht mittels einer Klopfeinrichtung gereinigt werden können.

Der Gegenstand der Erfindung ist nicht nur auf die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So können beispielsweise auch die in einer Reihe und gegeneinander verdreht angeordneten Sprühelektroden 9' und Nicdcrschlagsclcktrodcn 10' vorteilhaft im Gaseintrittsbereich und die gegeneinander versetzt angeordneten Sprühelektroden 9 und Niederschlagselektroden 10 dahinter angeordnet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrostatischer Staubabscheider mit in einem Gehäuse im wesentlichen vertikal und mit Abstand voneinander angeordneten, in ihren Abmessungen im wesentlichen gleich groß dimensionierten Sprüh- und Niederschlagselektroden, zwischen denen die staubhaltigen Gase hindurchgeführt werden, wobei die Sprüh- und die Niederschlagselektroden quer zur Gasströmungsrichtung gesehen gegeneinander versetzt und/oder in einer Reihe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Sprüh- (2) als auch die Niederschlagselektroden (3) im Querschnitt sternförmig ausgebildet und aus Platten zusammengesetzt sind, wobei die Sprüh- und die Niederschlagselektroden — quer zur Gasströmungsrichtung gesehen — jeweils in einer Reihe abwechselnd und um ihre Längsachse gegeneinander verdreht angeordnet sind.

2. Elektrostatischer Staubabscheider nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprüh- (2) und Niederschlagselektroden (3) jeweils aus vier senkrecht zueinander angeordneten Platten bestehen, deren Außenkanten sägezahnförmig ausgebildet sind.

3. Elektrostatischer Staubabscheider nach Anspruch I oder 2, dadurch gekeinzeichnet, daß die Platten der Sprühelektrodcn (2) und die Platten der Nicder.schlagselektrodcn (3) gleich verlaufend ausgerichtet sind.

4. Elektrostatischer Staubabscheider nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten der .S"rühclektroden (2) gegenüber den Platten der Nicclcrschlagselcktroden (3) um einen Winkel von etv ·; 45" verdreht angeordnet sind.