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HORI ZONTALEIKTROFILTER ZUR ENTSTAUBUNG VON
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STAUBHALTIGEN zu N SCHWEFELGASEN Die Erfindung bezieht sich auf die
Elektroentstaubung von Gasen, insbesondere auf vielpolige Horinzontalelektrofilter
zur Entstaubung von staubhaltigen Schwefelgasen und kann in der Buntmetallindustrie
und chemischen Industrie zur Entstaubung von technologischen Gasen bei Prozessen
angewendet werden, wo Schwefelgase mit hohem Staubgehalt, zum Beispiel während der
Zyklonofen- und Flammofenschmelze von sulfidischen Rohstoffen unter Anwendung des
technischen Sauerstoffs sowie beim Rösten von sulfidischen Konzentraten in einem
Wirbelschichtofen anfallen.
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Weit bekannt sind Horizontalelektrofilter zur Entstaubung von staubhaltigen
Schwefelgasen. Die derzeitigen Elektrofilter bestehen aus einer Reihe von aufeinanderfolgenden
und miteinander in Verbindung stehenden Kammern, eingeschlossen in einem Gehäuse.
Die Kammern sind durch senkrechte Scheidewände gebildet, die an die obere und untere
Gehäusewand auf einem gewissen Teil der Gehäusehöhe befestigt sind.
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In der ersten Kammer in Richtung des strömenden Gases liegen Einrichtungen,
z.B. Gitter, die dazu dienen, das zu entstaubende
Gas auf einem
zu der Richtung des strömenden Gases senkrecht stehenden Querschnitt des mittleren
Teils des Gehäuseelumens zwischen Scheidewänden gleichmäßig zu verteilen. Die zweite
und die nachfolgenden Kammern sind zum Ausfällen von Staubteilchen aus dem Gasstrom
bestimmt. Dazu sind in den Kammern senkrechte zueinander und zu Seitenwänden des
Gehäuses parallel verlaufende geerdete Elektroden vorhanden, an denen sich der Staub
abscheidet. Zwischen diesen Elektroden in einer gleichen Entfernung von ihnen sind
Elektroden angebracht, an die das negative Hochspannungspotential (siehe das Buch
von W.N. Utow "Reinigung von Industriegasen mittels Elektrofilter", Verlag "Chimija",
Moskau, S. 113 - 141) angelegt wird.
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Die genannten Elektrofilter sichern den erforderlichen Entstaubungsgrad
von staubhaltigen Gasen bei einer bestimmten Geschwindigkeit des Gasstroms in Elektrofilterkammern
nur dann, wenn die Konzentration von im Gasstrom enthaltenen Staubteilchen 50 g/nm3
nicht übersteigt. Bei einigen Prozessen aber, beispielsweise bei der Zyklonofen-
und Flammofenschmelze von sulfidischen Konzentraten unter Anwendung des technischen
Sauerstoffes und beim Rösten von sulfidischen Konzentraten in einem Wirbelschichtofen
liegt die Konzentration der im Gasstrom schwebenden Staubteilchen (in entstehenden
Schwefelgasen) bedeutend über 50 g/nm3 und erreicht in einigen Fällen 1000 g/nm3
und darüber hinaus.
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Um den erforderlichen Reinigungsgrad bei der Entstaubung von staubhaltigen
Gasen mittels Elektrofilter zu erzielen, ist es in diesem Falle erforderlich, entweder
die Geschwindigkeit des Gasstroms in den Elektrofilterkammern wesentlich zu vermindern
oder irgendwelche anderen Apparate (z.B.
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Zyklone) zur vorherigen Grobentstaubung zusätzlich vor dem Elektrofilter
anzubringen, um die Konzentration der im Gasstrom
schwebenden Staubteilchen
am Elektrofiltereintritt auf 50 g/nm3 und darunter herabzusetzen. Die Durchführung
dieser Maßnahmen ist jedoch mit einer bedeutenden Erhöhung von Gasreinigungskosten
verbunden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen vielpoligen Elektrofilter
zu entwickeln, dessen konstruktive Ausführung den gewünschten Entstaubungsgrad von
Gasen bei einer Konzentration von Staubteilchen im Gas strom am Elektrofiltereintritt
von 50 bis. 1000 g/nm3 und darüber sichert.
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Dies wird dadurch erreicht, daß in einem Horizontalelektrofilter zur
Entstaubung von staubhaltigen Schwefelgasen mit einem Gehäuse, an dessen obere und
untere Wand senkrechte Scheidewände befestigt sind, die das Gehäuse in eine Reihe
von auf seiner Länge aufeinanderfolgenden, in Verbindung miteinander stehenden Kammern
trennen, wobei in der ersten Kammer in Richtung des strömenden Gases die gleichmäßige
Verteilung des zur Reinigung in die folgenden Kainmern gelangenden Gasstroms erfolgt,
mit senkrechten parallel zueinander geerdeten Elektroden zur Abscheidung des auffangbaren
Staubes, zwischen denen in einem gleichen Abstand andere Elektroden angebracht sind,
an die das negative Potential angelegt ist, erfindungsgemäß in der ersten Kammer
in Richtung des strömenden Gases zur Gasentstaubung der Abstand zwischen geerdeten
Elektroden und Elektroden, an die das neb gative Potential angelegt ist, aus einer
Beziehung H=a.zb genommen wird, worin z die Konzentration (in g/nm3) der Staubteilchen
im Gasstrom am Elektrofiltereintritt ist, a ein zwischen 75 und 80 schwankender
Koeffizient (in nm.nm3/g) und b ein zwischen 0,14 und 0,17 schwankender Koeffizient
ist, während in Jeder der folgenden Kammern in Richtung des strömenden Gases der
Abstand zwischen geerdeten Elektroden und Elektroden, an die das negative Potential
angelegt ist,
aus einer Beziehung H=0,7 - 0,8 H' genommen wird,
worin H der Abstand zwischen geerdeten Elektroden und Elektroden ist, an die in
der in Richtung des strömenden Gases vorhergehenden Kammer das negative Potential
angelegt ist, wobei der Abstand zwischen geerdeten Elektroden und Elektroden, an
die das negative Potential angelegt ist, in der in Richtung des strömenden Gases
letzten Kammer dem kleinsten Abstand, der sich nach der elektrischen Festigkeit
des Gases richtet, gleich ist.
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Zur Steigerung des Gasentstaubungsgrades hat der Elektrofilter zweckmäßigerweise
zumindest noch eine nach der letzten Kammer in Richtung des strömenden Gases angebrachte
weitere Kammer zur Gasentstaubung, in der der Abstand zwischen geerdeten Elektroden
und Elektroden, an die das negative Potential angelegt wird, dem kleinsten Abstand,
der sich nach der elektrischen Festigkeit des Gases richtet, gleich ist.
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Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachstehend
bei der Betrachtung der Beschreibung eines konkreten Beispiels zu ihrer Ausführung
und der beiliegenden Zeichnungen gezeigt, in denen Fig. 1 einen vierpoligen Elektrofilter
zur Entstaubung von staubhaltigen Schwefelgasen gemäß der Erfindung (Seitenansicht
mit teilweisem Ausschnitt) zeigt; und Fig. 2 denselben Elektrofilter gemäß der Erfindung
-Draufsicht und Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1 (die unter dem Schnitt liegenden
Teile sind in Fig. 2 nicht abgebildet) -wiedergibt.
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Das erfindungsgemäße Horizontalelektrofilter zur Entstaubung von staubhaltigen
Schwefelgasen läßt sich für die Entstaubung von Gasen anwenden, die bei der Zyklonofen-
oder Flammofenschmelze von sulfidischen Rohstoffen unter Anwendung des technischen
Sauerstoffs sowie beim Rösten von sulfidischen Konzentraten in einem Wirbelschichtofen
(nach der Abkühlung derselben in einem Gaskühler auf die erforderliche Temperatur)
anfallen.
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Die Gesamtansicht des erfindungsgemäßen Horizontalelektrofilters zur
Entstaubung von staubhaltigen Schwefelgasen ist in Fig. 1 dargestellt.
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Das Gehäuse 1 (Fig. 1) des Elektrofilters hat Seitenwände 2, obere
Wand als Deckel 3, untere Wand als V-förmigen Bunker 4, Stutzen 5 zum Einströmen
eines zu entstaubenden Gases in das Elektrofilter nach Pfeil A, Stutzen 6 zum Ausströmen
des entstaubten Gases aus dem Elektrofilter nach Pfeil B, obere senkrechte Scheidewände
7 und untere senkrechteScheidewände 8. Die Scheidewände 7 und 8 trennen das Gehäusevolumen
in eine Reihe von in Richtung des strömenden Gases aufeinanderfolgenden Kammern
9, 10, 11, 12 und 13 (Fig. 2).
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In der ersten Kammer 9 in Richtung des strömenden Gases liegen Gitter
14 in einem gewissen Abstand voneinander, die das zu entstaubende Gas nach einem
zur Richtung des strömenden Gases senkrecht stehenden Volumenquerschnitt der folgenden
Kammern 10, 11, 12 und 13 gleichmäßig zu verteilen haben.
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In den Kammern 10, 11, 12 und 13 zur Gasentstaubung sind senkrechte
parallel zueinander verlaufende geerdete Elektroden 15 vorhanden. Elektroden 15
(Fig. 1) bestehen aus oberen Fassungen 16 und unteren Fassungen 17, die mittels
ihrer beiden Enden miteinander über Zugstangen 18 gelenkig verbunden sind. Die Fassungen
16 und 17 weisen 9 bis 10 mm
im Durchmesser große Öffnungen (in
der Zeichnung nicht gezeigt) in 15 mm Abstand voneinander auf. In diese Öffnungen
werden Stäbe 19 eingesteckt. Die Stäbe 19 besitzen an einem Ende Wülste, mit deren
Hilfe sie in oberen Fassungen 16 aufgehängt sind. Das andere Ende der Stäbe 19 wird
in Öffnungen der unteren Fassungen 17 frei festgehalten. Die untere Fassung 17 der
oberen Hälfte der Elektrode 15 ist mit ihren beiden Enden über Zugstangen 20 mit
der oberen Fassung 16 der unteren Hälfte der Elektrode 15 verbunden. Die Elektroden
15 sind über Zugstangen 21 an die oberen Scheidewände 7 angelenkt. Zwecks Konstanthaltung
des Abstandes zwischen den benachbarten Paaren der Elektroden 15 (Fig. 2) sind untere
Fassungen 17 der unteren Hälften der Elektroden 15 an beiden Enden mittels Kämmen
22 (Fig. 1) fixiert. An den Elektroden 15 und Gittern 14 sind Ambosse 23 befestigt.
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Zum Abschütteln des Staubes von den Elektroden 15 (Fig. 1) und Gittern
14 gibt es Rüttelvorrichtungen 24, deren Wellen 25 durch die Kammern 9, 10, 11,
12 und 13 gehen.
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An Wellen 25 innerhalb des Gehäuses 1 sind Hämmer 26 angelenkt, wobei
jeder von ihnen den Elektroden 15 gegenüberliegt.
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Außerhalb des Gehäuses 1 sind die Wellen 25 an beiden Seitenwänden
2 in Lagern 27 eingebaut und werden von einem Elektromotor über ein Getriebe (der
Elektromotor und das Getriebe sind in der Zeichnung nicht gezeigt) angetrieben.
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In der Länge der Welle 25 sind Hämmer 26 gegeneinander um einen gewissen
Winkel des Wellenumfangs versetzt, wobei der Winkel von der Zahl der Elektroden
15 abhängt. Dadurch werden die Elektroden 15 der Reihe nach gerüttelt.
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Naben den Elektroden 15 enthalten die Kammern 10, 11, 12
und
13 ein System 28 von Elektroden, an die das negative Hochspannungspotential angelegt
ist.
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Das Elektrodensystem 28 besteht aus oberem Rahmen 29, unterem Rahmen
30, Elektroden 31, an die das negative Hochspannungspotential angelegt wird, Rohr
32 und Stützrahmen 33 mit Stützisolatoren 34. Der obere Rahmen 29 ist mit dem unteren
Rahmen 30 an vier Ecken über Zugstangen 35 verbunden, die in einem gleichen Abstand
von den Elektroden 15 liegen.
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An den oberen Rahmen 29 sind Elektroden 31 befestigt, die senkrecht
in einem Abstand voneinander zwischen Elektroden 15 in einem gleichen Abstand von
Jeder Elektrode 15 (Fig.
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2) verlaufen. Die Elektroden 31 (Fig. 1) gehen durch den unteren Rahmen
30, wo sie in der Mitte zwischen Elektroden 15 starr fixiert werden. Unter dem Rahmen
30 ist an jeder Elektrode 31 ein Gewicht 36 für Strecken der Elektroden 31 aufgehängt.
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Die Elektroden 31, an die das negative Potential angelegt ist, können
auch z.B. als Band mit ausgeschnittenen und senkrecht auf seine Ebene abgebogenen
dreieckigen Zähnen, -als Stab, versehen mit Nadeln und abhängig von der Konzentration
der Staubteilchen im strömenden Gas, ihren Eigenschaften und der elektrischen Gasfestigkeit
ausgeführt werden.
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Der obere Rahmen 29 (Fig. 1) steht mit.einem Rohr 32 in Verbindung,
das seinerseits an einem Stützrahmen 33 befestigt ist. Der Stützrahmen 33 ist mittels
vier Stützisolatoren 34 am Deckel 3 des Gehäuses 1 des Elektrofilters befestigt.
Ein Durchgangsisolator 37 und eine Isolatormuffe 38 isolieren das Rohr 32 von der
oberen Wand als Deckel 3 des Gehäuses 1. Um den Durchgangsisolator 37 in einem Abstand,
der sich nach der elektrischen Festigkeit
der Gasstrecke richtet,
befinden sich vier elektrische Heizelemente 39. Der Durchgangsisolator 37 und die
elektrischen Heizelemente 39 sind in einem bodenlosen zylindrischen Schutzmantel
40 eingeschlossen, der an dem Deckel 3 des Gehäuses 1 befestigt ist.
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Zum Abschütteln des Staubes von den Elektroden 31 ist eine Rüttelvorrichtung
41 vorgesehen, bestehend aus Hämmern 42, Stange 43, Isolator 44, Exzenter 45, Welle
46, Kettenrädern 47 und 48, Kette 49, Getriebe 50 und Elektromotor 51.
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Am Unterteil des Bunkers 4 des Elektrofilters gibt es eine Einrichtung
52 zur Entfernung des Staubes aus diesem, der in den Bunker 4 von den Elektroden
15 und 31 sowie Gittern 14 abgeschüttelt worden ist. Die Einrichtung 52 besteht
aus Schnecke 53, Staubauslaßstutzen 54, Getriebe 55 und Elektromotor 56.
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Der äußere Teil des Elektrodensystems 28 hat eine vollwändige Schutzsperre
57 in Form eines Schutzkastens 58 mit Türen 59 zur Besichtigung von Außenteilen
des Elektrodensystems 28. An den Schutzkasten 58 wird eine Endmuffe 60 befestigt,
in der ein Kabel (in den Zeichnungen nicht gezeigt) angebracht wird, das die Hochspannung
den Elektroden 31 zuführt. Eine Schiene (in den Zeichnungen nicht gezeigt) verbindet
das Kabel mit dem Rohr 32. Der Schutzkasten 58 enthält eine Blockiervorrichtung
(in den Zeichnungen nicht gezeigt), die das Rohr 32 und das Kabel beim Öffnen der
Tür 59 automatisch erdet.
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Zur Besichtigung und vorbeugenden Reparatur des Elektrofilters sind
in den Kammern 9, 10, 11, 12 und 13 Mannlöcher 61 und Leitern 62 vorgesehen.
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Am Eintritt und Austritt der Kammern 10, 11, 12 und 13 und zwar zwischen
den an den Seitenwänden 2 des Gehäuses 1 liegenden Elektroden 15 und den Seitenwänden
2 sind Scheidewände 63 (Fig. 2) befestigt, die auf den Wänden 2 senkrecht stehen.
Die Scheidewände 63 dienen dazu, die Bewegung des Gasstroms zwischen Seitenwänden
2 und an diesen Wänden liegenden Elektroden 15 zu verhindern.
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In der ersten Kammer 10 in Richtung des strömenden Gases (Fig. 2),
die zur Gasentstaubung dient, nimmt man den Abstand zwischen geerdeten Elektroden
15 und Elektroden 31, an die das negative Potential angelegt wird, aus der Beziehung
H = a.zb, worin z für eine Konzentration von Staubteilchen im Gasstrom vor dem Reinigungsprozeß
(in g/nm3), a für einen zwischen 75 und 80 (mm.nm3/g) schwankenden Koeffizienten,
b für einen zwischen 0,14 und 0,17 schwankenden Koeffizienten in Abhängigkeit von
der Konzentration der Staubteilchen im in das Elektrofilter gelangenden'Gasstrom
stehen.
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Mit der Erhöhung der Staubteilchenkonzentration von 50 auf 1000 g/nm3
vermindert sich der Koeffizient b von 0,17 auf 0,14.
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Bei der Auswahl des Abstandes H zwischen Elektroden 15 und Elektroden
31 in der Kammer 10 wird der Abstand H unter Anwendung des Koeffizienten a berechnet,
der 75 und 80 (mm.nm3/g) beträgt. Dann wählt man den Abstand H in einem bei diesen
Werten des Koeffizienten a erhaltenen Bereich so, daß der Abstand zwischen Seitenwänden
2 des Gehäuses 1 und an diesen Wänden liegenden Elektroden 15 minimal ist, falls
die Elektroden 15 5 im angenommenen Elektrofilterschnitt in einem Abstand von 2H
voneinander entfernt sind.
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In jeder der nachfolgenden Kammern 11, 12 und 13 in Richtung des strömenden
Gases wird der Abstand zwischen geerdeten Elektroden 15 und Elektroden 31, an die
das negative Potential angelegt ist, aus einer Beziehung H = 0,7 - 0,8 H' gewählt,
worin H' für einen Abstand zwischen geerdeten Elektroden 15 und Elektroden 31, an
die das negative Potential angelegt ist, in der in Richtung des strömenden Gases
vorhergehenden Kammer, 10, 11, 12 steht. So beträgt beispielsweise der Abstand zwischen
Elektroden 15 und Elektroden 31 in der Kammer 11 0,7 bis 0,8, bezogen auf den Abstand
zwischen Elektroden 15 und 31 in der Kammer 10. In der Kammer 12 beträgt der Abstand
zwischen Elektroden 15 und 31 0,7 bis 0,8, bezogen auf den Abstand zwischen Elektroden
15 und Elektroden 31 in der Kammer 11. In der Kammer 13 beträgt der Abstand zwischen
Elektroden 15 und Elektroden 31 0,7 bis 0,8 bezogen auf den Abstand zwischen Elektroden
15 und 31 in der Kammer 12.
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Der Abstand zwischen geerdeten Elektroden 15 und Elektroden 31, an
die das negative Potential angelegt ist, ist in der Kammer 13 dabei dem minimalen
Abstand gleich, der sich nach der elektrischen Festigkeit des zu entstaubenden Gases
und abhängig von dem Schwefeldioxidgehalt des Gasstroms richtet.
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Beim Elektrofilter, der zur Entstaubung von Gasen mit einer Staubteilchenkonzentration
von 300 bis 600 g/nm3 und einem zwischen 70 und 859'c liegenden Schwefeldioxidgehalt
dient, beträgt der Abstand zwischen Elektroden 15 und 31 in der Kammer 10, 11, 12
und 13 210, 150, 110 bzw. 88 mm.
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Die Fläche der geerdeten Elektroden 15, als die Fläche für die Staubabscheidung,
erhöht sich im vorgeschlagenen Elektrofilter in Richtung des strömenden Gases von
der Kammer 10 zur Kammer 13, wobei die Vergrößerung in jeder nachfolgenden
Kammer
10 bis 30% gegenüber der vorhergehenden Kammer beträgt. Die Zahl und die Gesamtlänge
der Elektroden 31, an die das negative Potential angelegt ist, wird in Richtung
des strömenden Gases von der Kammer 10 zur Kammer 13 ebenfalls vergrößert, wobei
die Vergrößerung in jeder nachfolgenden Kammer 10 bis 40% gegenüber der vorhergehenden
je nach der Elektrofiltergröße ausmacht.
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Das Elektrofilter kann bei Bedarf einer feineren Gasreinigung noch
eine Kammer zur Gasentstaubung aufweisen, die nach der letzten Kammer 13 in Richtung
des strömenden Gases angebracht wird, wobei der Abstand zwischen geerdeten Elektroden
und Elektroden, an die das negative Potential angelegt wird, in dieser Kammer dem
minimalen Abstand, der sich nach der elektrischen Gasfestigkeit richtet, gleich
und dem Abstand zwischen geerdeten Elektroden und Elektroden, an die das negative
Potential angelegt wird, in der Kammer 13 ähnlich ist. Zwecks Erhöhung des Gasentstaubungsgrades
kann der Elektrofilter mehrere derartige Kammern mit dem gleichen Abstand zwischen
geerdeten Elektroden und Elektroden, an die das negative Potential angelegt wird,
aufweisen, wobei dieser Abstand dem minimalen gleich ist, der sich nach der elektrischen
Gasfestigkeit richtet.
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Die Funktionsweise des vorgeschlagenen Elektrofilters besteht in folgendem.
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Der Gasstrom,enthaltend in ihm schwebende Staubteilchen, wird über
Stutzen 5 (Fig. 1) in das Innere des Gehäuses 1, das durch Wände 2, 3 und 4 gebildet
wird, geführt. Dank dem vorgegebenen hydraulischen Widerstand von Gittern 14, der
sich nach der Geschwindigkeit des'Gasstroms richtet, verteilt sich das Gas in der
Kammer 9 gleichmäßig nach dem auf in Richtung des strömenden Gases senkrecht stehenden
Mittelquerschnitt
des Gehäuses 1 zwischen Scheidewänden 7, 8 und 63 (Fig. 1, 2) und passiert dann
die Kammern 10, 11, 12 und 13 zur Gasentstaubung der Reihe nach. Das entstaubte
Gas tritt aus dem Elektrofilter über Stutzen 6 aus.
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Unter Adhäsionswirkung bleibt ein gewisser Staubteil an Gittern 14
hängen, der Staubteilchenanteil scheidet sich in der Kammer 9 ab und gelangt durch
Gravitation in den Bunker 4 (Fig. 1).
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An das Elektrodensystem 28 in den Kammern 10, 11, 12 und 13 (Fig.
2) wird die negative Hochspannung (in den Zeichnungen nicht gezeigt) mittels Kabels
(in den Zeichnungen nicht gezeigt) über Endmuffe 60 (in Fig. 1) und Schiene (in
den Zeichnungen nicht gezeigt) angelegt. Dadurch, daß das Elektrodensystem 28 vom
Gehäuse 1 und folglich von der Erde mit Hilfe von Isolator 44, Durchgangsisolator
37, Isolatormuffe 38 und Stützisolatoren 34isoliert ist, führen alle Elemente des
Elektrodensystems 28 (Stützrahmen 33, Rohr 32, oberer Rahmen 29, Elektroden 31,
Zugstangen 35, unterer Rahmen 30, Gewichte 36) die Hochspannung.
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Die geerdeten Elektroden 15 sowie obere Fassungen 16, untere Fassungen
17, Zugstangen 18, Stäbe 19, Zugstangen 20, Zugstangen 21 und Kämme 22 erhalten
dabei die positive Polarität.
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Unter Einwirkung der hohen Potentialdifferenz zwischen Elektroden
31 (Fig. 2) und Elektroden 15 (an die Elektroden 31 wird eine negative Hochspannung
von 30 bis 80 kV,abhängig von dem Abstand zwischen Elektroden 15 und Elektroden
31 und der elektrischen Festigkeit des zu entstaubenden Gases angelegt) kommt es
zur Gasionisation um Elektroden 31. Die negativ geladenen Gasionen und Elektronen
bewegen
sich unter Wirkung der Kräfte des elektrischen Feldes
in Richtung von den Elektroden 31 zu den Elektroden 15, treffen Staubteilchen in
ihrem Weg, scheiden sich auf ihnen ab und laden die Staubteilchen mit negativer
Ladung auf.
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Unter Wirkung der Kräfte des elektrischen Feldes bewegen sich die
negativ geladenen Staubteilchen zu Elektroden 15 und scheiden sich an diesen ab.
Ein kleiner Teil der positiv geladenen Staubteilchen fällt auf Elektroden 31 aus.
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Der an Elektroden 15 (Fig. 1) und Gittern 14 abgeschiedene Staub wird
nach einem gegebenen Programm, abhängig von der Konzentration der Staubteilchen
im Gasstrom und ihren Eigenschaften von denselben, in den Bunker 4 mit Hilfe der
Rüttelvorrichtung 24 periodisch abgeschüttelt. Die in Lagern 27 eingebaute Welle
25 der Rüttelvorrichtung 24 wird durch einen Elektromotor über Getriebe (der Elektromotor
und das Getriebe sind in den Zeichnungen nicht gezeigt) angetrieben. Bei der Drehung
der Welle 25 schlagen die Hämmer 26 auf die Ambosse 23. Beim Hammerschlag werden
die Elektrode 15 und das Gitter 14 gewissermaßen beschleunigt, wobei die verwendeten
Beschleunigungen von den Adhäsionseigenschaften der Staubteilchen abhängen. Zur
Erzielung dieser Beschleunigungen wählt man die entsprechende Masse der Hämmer 26,
die von der Masse der Elektroden 15 und Gitter 14 abhängt.
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Durch Rütteln der Elektroden 15 und Gitter 14 wird die an ihnen abgeschiedene
Staubschicht zerstört und Staubklumpen fallen durch Gravitation in den Bunker 4.
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Der abgeschiedene Staub wird von den Elektroden 31 nach einem vorgegebenen
Programm, das von den Adhäsionseigenschaften der Staubteilchen und ihrer Konzentration
im Gasstrom abhängt, in den Bunker 4 mittels der Rüttelvorrichtung 41 ebenfalls
periodisch abgeschüttelt. Beim Einschalten
des Elektromotors 51
der Rüttelvorrichtung 41 werden die Welle 46 und der Exzenter 45 über Getriebe 50,
Kettenrad 47, Kette 49 und Kettenrad 48 angetrieben. Da der Isolator 44 mit der
Welle 46 über Exzenter 45 verbindbar ist, steigen der Isolator 44 und die an diesen
angelenkte Stange 43 nach oben und werden dann nach unten abgeworfen. Während des
Hochsteigens drückt die Stange 43 mit ihren Ansätzen (in den Zeichnungen nicht gezeigt)
im unteren Teil auf Hebel (in den Zeichnungen nicht gezeigt) der Hämmer 42 an und
hebt die Hämmer 42 nach oben auf eine gewisse Höhe. Die Hubhöhe der Hämmer 42 und
ihre Masse richten sich nach der Gesamtmasse von Elektroden 31, oberem Rahmen 29
und unterem Rahmen 30, Zugstangen 35, Gewichten 36 und nach den Adhäsionseigenschaften
der Staubteilchen. Fällt die Stange 43 nach unten, so fallen auch die Hämmer 42
und schlagen auf die Ambosse (in den Zeichnungen nicht gezeigt) auf dem oberen Rahmen
29.
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Der auf solche Weise aus dem Gasstrom in den Bunker 4 des Elektrofilters
ausgefällte Staub wird daraus mit Hilfe der Vorrichtung 52 entfernt. Die Drehung
wird vom Elektromotor 56 über Getriebe 55 auf die Schwimmschnecke 53 übertragen,
die den Staub aus dem Bunker 4 des Gehäuses 1 über Stutzen 54 fördert und also aus
dem Elektrofilter entfernt.
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Um die Temperatur der Gasatmosphäre um den Durchgangsisolator 37 in
einem durch den Mantel 40 beschränkten Volumen auf eine erforderliche Temperatur,
die sich nach dem Wasserdampf- und Schwefeltrioxidgehalt in dem zu entstaubenden
Gas richtet, zu erhöhen, schaltet man die elektrischen Heizelemente 39 vor dem Inbetriebsetzen
des Elektrofilters und manchmal auch während seines Betriebs ein, was von der Temperaturführung
bei seinem Betrieb und der Konzentration der genannten Bestandteile im Gas abhängt.
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Man schaltet das Elektrofilter von der Gasbelastung periodisch ab,
nimmt die Spannung von den Elektroden 31 ab, erdet das System 28, öffnet Mannlöcher
61 an den Seitenwänden 2 des Gehäuses 1, Türen 59 in Schutzkasten 58 der Sperren
57 und Luken (in den Zeichnungen nicht gezeigt) im Deckel 3 des Gehäuses 1 des Elektrofilters.
Alle Teile und Baugruppen des Elektrofilters werden über Mannlöcher 61, Luken, Türen
59 und von Leitern 62 besichtigt und vorbeugend repariert.
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Der Abstand zwischen geerdeten Elektroden 15 und Elektroden 31, an
die das negative Potential angelegt wird, in der ersten der zur Gasentstaubung dienenden
Kammern 10 in Richtung des strömenden Gases ist aus der Beziehung H = a . zb gewählt,
worin zb eine Staubteilchenkonzentration des Gasstroms am Elektrofiltereintritt
(in g/nm3) bedeutet, a einen zwischen 75 und 80 mm . nm3/g messenden Koeffizienten,
b einen zwischen 0,14 und 0,17 messenden Koeffizienten, und sichert den stabilen
elektrischen Betriebszustand der Kammer 10.
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Dies wird dadurch erreicht, daß der gewählte Abstand zwischen Elektroden
15 und Elektroden 31 in der Kammer 10 von der Beziehung H = a . zb ausgeht und die
Staubteilchenkonzentration im Gasstrom und damit die auf Elektroden 15 entstehende
Staubschicht, die den Abstand zwischen Elektroden 15 (unter Berücksichtigung der
Staubschicht) und Elektroden 31 ändert, in Betracht zieht, was für die Erzielung
des stabilen elektrischen Betriebszustands der Kammer 10 entscheidend ist.
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Durch Wahl des Abstands zwischen Elektroden 15 und Elektroden 31 in
jeder der nachfolgenden Kammern 11, 12 und 13 (Fig. 2), ausgehend von der Beziehung
H = 0,7 - 0,8 Ht; worin H' für einen Abstand zwischen Elektroden 15 und Elektroden
31 in der vorhergehenden Kammer in Richtung des strömenden Gases steht, wird die
Verminderung der Staubteilchenkonzentration
im Gasstrom am Eintritt
der Kammern 11, 12 und 13 in Richtung des durch das Elektrofilter strömenden Gases
berücksichtigt. Je kleiner die Staubteilchenkonzentration im Gasstrom ist, umso
kleiner ist der zulässige Abstand zwischen Elektroden 15 und Elektroden 31, weil
desto langsamer die Staubschicht auf Elektroden 15, die die Stabilität des elektrischen
Betriebszustands der Kammern 11, 12 und 13 bewirkt, erhöht wird. Je kleiner seinerseits
der Abstand zwischen Elektroden 15 und Elektroden 31 ist, umso höher sind die Werte
des spezifischen Stroms und der elektrischen Feldstärke in den Kammern 11, 12 und
13, die den Entstaubungsgrad des Gases bestimmen. Die Wahl des Abstands zwischen
Elektroden 15 und Elektroden 31 in der Kammer 13 als eines minimalen sichert dadurch
den höchsten Reinigungsgrad des Gases von besonders kleinen und schwer entfernbaren
Staubteilchen, die die Kammer 13 erreichen. All das Gesagte ermöglicht es, den höchsten
Grad der Ausfällung von Staubteilchen aus dem Gasstrom in den Kammern 12 und 13
zu erreichen, worin die feinsten und schwer entfernbaren Staubteilchen gelangen,
weil die größten Staubteilchen aus dem strömenden Gas ohne irgendwelche Schwierigkeiten
und ausreichend voll in den Kammern 10 und 11 ausfallen.
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Die Konstruktion des vorgeschlagenen Elektrofilters berücksichtigt
also die Änderung der Staubteilchenkonzentration im Gasstrom mit der fortschreitenden
Bewegung der Gase durch die Kammern 10, 11, 12 und 13 (Fig. 2) zur Gasentstaubung.
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Dadurch werden stabile und maximale elektrische Kenndaten für die
Kammern 10, 11, 12 und 13 und der erforderliche Entstaubungsgrad der Schwefelgase
bei einer Staubteilchenkonzentration von 50 bis 1000 g/nm3 3 und darüber gesichert.
Dies ermöglicht seinerseits, die Operationen der Grob- und Feinentstaubung der Gase
in einer Anlage zu vereinigen und den Gasweg und seinen Betrieb zu vereinfachen,
ohne daß Einrichtungen
zur Grobentstaubung von Gasen mit hohem
Staubgehalt angewendet werden. Dies sichert die Verminderung des hydraulischen Widerstands
bei der Gasreinigung und folglich der Luftansaugung und Verarmung des Schwefelgases,
wodurch Kosten für die Gasentstaubung herabgesetzt werden.