DE2711858C2 - Elektroabscheider mit Niederschlagselektroden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektroabscheider der mit zwei oder mehr Reihen von nebeneinander angeordneten, sich paarweise gleichweit von einer Sprühelektrode entfernt gegenüberstehende Niederschlagselektroden.

Derartige Elektroabscheider werden benötigt, um den Staub von Staubemittenten wie Misch- und Mahlanlagen, Sintereien, Kraftwerken u. a. m. aus dem Abgas abzuscheiden. Um die im Rahmen des Imissionsschutzes in den letzten zwei Jahrzehnten ständig verschärften Auflagen erfüllen zu können, ist es notwendig geworden, erhebliche größere Elektroabscheider mit Niederschlagselektroden bis zu 14 m Länge zu bauen. Diese Länge wirft verschiedene Probleme auf.

Zum einen müssen diese langen Niederschlagselcktroden eine genügende mechanische Festigkeit und Drehsteifigkeit haben; sie werden daher in der Regel mit Längsprofilen in Sickenform versehen, an den Ränder aufgekantet, gassenweise an ihren oberen und unteren Enden geführt, wie z. B. mit einem Zaum aus zwei Flacheisen, und hängend in Elektroabscheider eingebaut.

Zum anderen muß gewährleistet sein, daß die Bleche der Niederschlagselektroden im eigenen Resonanzbereich schwingen können, damit sie durch periodisches Klopfen vom anhaftenden Staub befreit werden. Die Blechstärke darf daher nur bis zu etwa 2,5 mm betragen, um eine genügend große Schwingamplitude bei einem für die Klopfung vertretbaren Hammergewicht 2u erhalten.

Aus der DE-PS 8 37 094 ist ein Elektroabscheider mit federnd aufgehängten Niederschlagselektrode!! bekannt, die nicht durch einen Hammer sondern durch eine Beschallungseinriehtung in Schwingungen versetzt werden können. Nachteilig ist, daß eine Beschallungseinriehtung großer Leistung vorgesehen werden muß, um wirksam den abgeschiedenen Staub von allen Niederschlagselektroden abschütteln zu können.

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Ein aus der GB-PS 7 07 103 bekannter Elektroab- einleiten bei einer Verdrehung der Niederschlagselek-

scheider besteht aus vertikal aufgehängten Nieder- trode aus ihrer Mittellage; auf diese Weise v/erden in

schlagselektroden und horizontal in Federn gelagerten keinem Falle die durch die Klopf ung den Niederschiags-

Hochspannungselektroden, die zur Erreichung hoher elektroden aufgezwungenen Eigenschwingungen behin-

mechanischer Steifigkeit als flache, kastenförmige 5 dert oder unterdrückt

Hohlprofile ausgebildet sind. Nachteilig ist, daß durch Wenn es bei der üblichen Klopfung der Niederdie dabei entstehende Form des elektrischen Feldes nur schlagselektroden an ihrem unteren Ende zu einer geeine relativ geringe Abscheideleistung erreicht wird. ringfügigen Pendelbewegung der Elektroden in Gassen-

Bei anderen bekannten Elektroabscheidern haben die richtung kommt, tritt zwangsläufig zwischen zwei Punk-Niederstsiiagselektroden bei den extremen Längen und io ten auf den Rändern benachbarter Niederschlagselekder dünnen Blechstärke eine relativ geringe mechani- troden eine minimale vertikale Verschiebung ein. deren sehe Steifigkeit Es treten infolgedessen durch Anre- Größe in erster Linie von dem Klopfweg und der Breite gung vom durchziehenden Gasstrom niederfrequente der Elektrode abhängt Für den Fall, daß diese Pendel-Quer- und Drehschwingungen an den Niederschlags- bewegung auftreten kann, sind zum Ausgleich dieser elektroden auf, die sich bis zur Resonanz steigern kön- 15 äußerst geringen vertikalen Verschiebung der beiden ncn. Dies hat zur Folge, daß, bedingt durch die so eintre- Anschlußpunkte der Federelemente diese mit einer enttende Veränderung der Abstände zwischen Sprüh- und sprechenden in Längsrichtung wirksamen Kompensa-Niederschlagselektroden, die Zahl der Überschläge tionsmöglichkeit wie S- oder wellenförmige Ausbilstark zunimmt und dadurch die Betriebsspannung zu- dung des Federbandes, zu versehen,
rückgeregelt wird, was letztlich die Verminderung der 20 Solche kraftschlüssig zwischen den Niederschlags-Abscheideleistung bewirkt. elektroden eingebaute Federelemente gewährleisten

Man hat bereits versucht eine zaumartige Verstei- vorteilhafterweise, daß eine gegenseitige Behinderung

fung auf halber Länge bei langen Niederschlagselektro- der Niederschlagselektroden in ihrer Bewegung in Gas-

den zur Vermeidung der niederfrequenten Quer- und senrichtung bei der Klopfung nicht eintritt.

Torsionsschwingungen anzuwenden. Ferner wurden be- 25 Die kraftschlüssige Verbindung der Federelemente

reits Versuche unternommen, auf halber Länge Ver- mit den Niederschlagselektroden gewährleistet zudem

schraubungen und Halteeisen anzubringen oder Füh- eine gute elektrische Verbindung und damit einen Po-

rungsseile zu spannen. tentialausgleich zwischen den Niederschlagselektroden.

Der Nachteil dieser bekannten Maßnahme ist, daß sie Vorteilhafterweise lassen sich die Federelemente in einerseits örtliche Überschläge, d. h. Herabsetzung der 30 jeder beliebigen Höhe der Niederschlagselektroden anBetriebsspannung begünstigen, andererseits unter Ein- bringen; es können, verteilt über die Länge der Niederwirkung der abzuscheidenden Feststoffpartikel unter schlagselektroden, beliebig viele Federelemente ange-Bewegung der Niederschlagselektroden durch die ordnet werden. Auf diese Weise kann auch die Material-Klopfung in den Zonen der Berührung starken Reibver- dicke der Niederschlagselektroden dünner gewählt und schleiß hervorrufen. Hierdurch werden sowohl die 35 Material eingespart werden.

Sprühelektroden an definierten Stellen durch Funken- Die Erfindung wird anhand einiger beispielhaft dar-

crosion beschädigt wie auch die dünnen Niederschlags- gestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

elektroden durchgescheuert. Der Reibverschleiß an den F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Reihe von Nieder-

Niederschlagselektroden wird bei unterschiedlichem schlagselektroden,

Potential durch Funkenerosion noch verstärkt. Wir- 40 F i g. 2 eine Seitenansicht auf die Niederschlagselek-

kungsgrad und Betriebszeit des Elektroabscheiders troden, .

werden dadurch verringert. F i g. 3 einsteckbare Federelemente,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Fig.4 Federelemente zum Festnieten, Festschrau-

N achteile zu vermeiden und einen Elektroabscheider ben, Festpunkten,

der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Nieder- 45 F i g. 5 Federelemente mit Clips-Verbindungen,

schlagselektroden genügend mechanische Steifigkeit F i g. 6 eine an einem Hilfsrahmen mittels Federele-

haben und nicht durch Reibkorrosion geschädigt wer- ment befestigte Niederschlagselektrode,

den. F i g. 7 zwei gegenüberliegende, durch ein Federele-

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß be- ment miteinander verbundene Niederschlagselektro-

nachbarte Niederschlagselektroden über bandförmige 50 den.

Federelemente miteinander verbunden sind. In F i g. 1 sind mit 1 Niederschlagselektroden bezeich-

Vorteilhafterweise sind die Federelemente als Feder- net, deren Sickenform und aufgekanteter Ränder zur

bänder aus Flachstahl ausgebildet, so daß diesen vom mechanischen Versteifung gut zu sehen sind. Diese Nie-

Gasstrom auf die Niederschlagselektroden einwirken- derschlagselektroden stehen sich gleichweit von einer

den Kräfte zusätzliche zu der infolge mangelnder me- 55 Sprühelektrode 6 (F i g. 7) entfernt paarweise in langen

chanischer Steifigkeit nicht ausreichenden Wirkungs- Reihen gegenüber. Alle Niederschlagselektroden haben

kraft der Niederschlagselektroden eine von den Feder- gleiches Potential. Damit die Hochspannung zwischen

bändern aufgebrachte ausreichende Dämpfungskraft den Sprühelektroden 6 und den Niederschlagselektro-

entgegengesetzt wird und keine Resonanzschwingun- den möglichst hoch gehalten werden kann, müssen nie-

gen auftreten können. 60 derfrequente Dreh- und Querschwingungen in dem ma·

Die Befestigung der Federelemente an den Nieder- ximal 2,5 mm dicken Blech der Niederschlagselektroden schlagselektroden geschieht kraftschlüssig und zweck- 1 vermieden werden, welche kurzfristig den Abstand mäßigerweise durch an sich bekannte Mittel wie z-.-ischen den Elektroden verringern und damit die Schraub-, Punktschweiß-, Niet-, Clip- oder Einsteckver- Überschlagsspannung herabsetzen können. Andererbindungen. 65 seits sollen Schwingungen im Resonanzbereich der Nie-

Aus der Ausführung und Befestigung der Federele- derschlagselektroden 1 nicht gedämpft werden,

inente zwischen benachbarten Niederschlagselektroden Dies geschieht durch Federelemente, die so ausgelegt

resultiert der Vorteil, daß die Federelemente erst Kräfte sind, daß sie nur in eine bestimmte Richtung federn, in

den übrigen Richtungen also mechanisch steifer und torsionsfester sind. Nach einer Ausbildungsform haben sich Federelemente 2,4,5 bewährt, wie sie in den F i g. 3, 4 und 5 dargestellt sind. Der gerade Teil der Federelemente ist, soweit dies erforderlich wird, zum Ausgleich von vertikalen Verschiebungen der Befestigungspunkte infolge Pendelbewegungen der Niederschlagselektroden mit einer entsprechenden Kompensationsmöglichkeit — S- oder wellenförmige Ausbildung (F i g. 3,4 und 5) — zwecks Ausgleichs dieser Verschiebung zu versehen.

Die in F i g. 2 verkürzt in Seitenansicht dargestellten Niederschlagselektroden haben gewöhnlich Längen bis zu 14 m und stellen in jedem Fall ein schwingungsfähiges Gebilde dar, das, angeregt durch den Gasstrom, niederfrequent je nach mechanischer Abmessung schwingt

Um diese niederfrequente Dreh- und Querschwingungen zu unterbinden, werden, wie in F i g. 2 gezeigt, benachbarte Niederschlagselektroden 1 durch Federelemente in ihren aufgekanteten Rändern starr miteinander verbunden.

Im in F i g. 2 gezeigten Beispiel sind der Darstellung halber alle Federelemente 2,4,5 zugleich eingezeichnet worden. Im speziellen Anwendungsfall wird nur eine Art der Federelemente verwendet, beispielsweise das zweimal leicht abgewinkelte Federelement 4 mit einer Schraubverbindung 3, Nietverbindung oder Punktschweißverbindung oder das Federelement 5 mit einer zangenartigen Clip-Verbindung, die sich gut zum Nachrüsten eines Elektroabscheiders eignet Analog können die S- oder wellenförmig ausgebildeten Federelemente 10,11,12 (F i g. 3,4 und 5) angewendet werden.

Für den Neubau eines Elektroabscheiders eignet sich besonders das Federelement 2 bzw. 10 (Fig.3) mit Steckverbindung. Die Niederschlagselektroden 1 werden in regelmäßigen Abständen bei der Fertigung an den Aufkantungen durch Schlitzung und Pressung mit Einstecktaschen 9 (F i g. 2) versehen. Bei der Montage werden dann die Federelemente 2 bzw. 10 (F i g. 3) in der gewünschten Anzahl verteilt über die Länge der Niederschlagselektroden in die Einstecktaschen 9 gesteckt

Für die Stabilisierung der ersten und letzten Niederschlagselektrode einer jeden Gasse in beliebiger Höhe sind, wie in F i g. 6 gezeigt vor den Gassen vorbeilaufend Hilfsträger 8 mit Einstecktaschen 9 angeordnet an denen die erste und letzte Niederschlagselektrode 1 einer Reihe mittels eines Federelementes 2 bzw. 10 (Fig.3) befestigt ist Anstelle der beispielhaft dargestellten Federelemente 2 können auch die der Ausführungsform 4 bzw. 11 (Fig.4) und 5 bzw. 12 (Fig.5) verwendet werden bei gleichzeitiger entsprechender Ausbildung des Hilfsträger 8.

Diese nur entlang einer Achse ohne große Gegen kraft biegsamen Federelemente 2,4,5,10,11,12 (F i g. 3, 4 und 5) unterdrücken durch ihre geometrisch bedingte Steifigkeit in anderen Richtungen einerseits Quer- und Drehschwingungen in den Niederschlagselektroden 1, andererseits tritt bei entsprechender Ausbildung der Federelemente 10,11,12 (F i g. 3,4 und 5) eine gegenseitige Behinderung der Niederschlagselektroden 1 bei Bewegung in Gassenrichtung beim Klopfen nicht auf.

Am oberen und unteren Ende der Niederschlagselektroden 1 vorgesehene Federelemente 2,4, S, 10,11,12 (F i g. 3,4 und 5) können auch die bisher zur Verhinderung der Torsionsbewegung gelegentlich angewandte Zwangsführung ersetzen.

Federelemente 7 (Fi g. 7) können in besonderen Fällen auch als Querabstützung zwischen zwei sich gegenüberstehenden Niederschlagselektroden 1 vorgesehen werden, so daß diese zur Sprühelektrode 6 auf Distanz gehalten werden, sich ihre Steifigkeit und Schwingfestigkeit erhöht und die Bewegung der Niederschlagselektroden 1 in Gassenrichtung beim Klopfen nicht behindert wird.
Die Verbindung benachbarter bzw. ein- und austrittsseitiger Niederschlagselektroden mit Federelementen erhöht demnach ihre mechanische Steifigkeit, ohne den erwünschten Vorgang des Klopfens zu behindern. Ferner wird ein Potentialausgleich der Niederschlagselektroden durch die leitende Verbindung mittels der Federelemente geschaffen. Ein VerschieiB der Federeiemenie durch Feststoffpartikel sowie eine Beeinflussung des elektrischen Feldes und die Erzeugung örtlicher Überschläge ist nicht gegeben, weil die Federelemcnte 2, 4 und 5 bzw. 10,11 und 12 (F i g. 3,4 und 5) wie in F i g. 1 dargestellt, keine vorspringenden Kanten und Ecken aufweisen sowie im Strömungsschatten der Aufkantungen der Niederschlagselektrode 1 (Fig. 1) angeordnet sind. Infolge der kraftschlüssigen Verbindung der Niederschlagselektroden mit den Federelementen kann kein Reibverschleiß auftreten. Ferner kann für die Niederschlagselektroden eine geringere Materialdicke gewählt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Elektroabscheider mit zwei oder mehr Reihen von nebeneinander angeordneten, sich paarweise gleichweit von einer Sprühelektrode entfernt gegenüberstehenden Niederschlagselektroden, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Niederschlagselektroden (1, F i g. 1,2) fiber bandförmige Federelemente (2,4,5,10,11 12,Fi g. 3,4 und 5) miteinander verbunden sind.

2. Elektroabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels Federelementen (2,4,5, 10, II, 12, F i g. 3,4 und 5) zwei benachbarte Niederschlagselektroden (1, F i g. 2) in vorgegebenen Hö- hen miteinander verbunden sind.

3. Elektroabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich gegenüberstehende Niederschlagselektroden (1, F i g. 7) über Federelemente (7, F i g. 7) miteinander verbunden sind.

4. Elektroabscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederschlagselektroden (1, F i g. 6) am Anfang und Ende der Gassen über Federelemente mit einem Hilfsträger (8, F i g. 6) verbunden sind.

5. Elektroabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Niederschlagselektrode (1, F i g. 1 und 2) in Längsrichtung zwei aufgekantete Ränder aufweist, wobei je ein Ende eines Federelementes mechanisch starr an einem Punkt des Randverlaufs befestigt ist

6. Elektroabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (10,11,12, Fig. 3, 4 und 5) in ihrer Längsachse elastisch und in den übrigen Achsenrichtungen verbiegungs- und drehsteif sind.

7. Elektroabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl eine mechanische als auch elektrische Verbindung der Niederschlagselektrode durch das Federelement herge- stellt ist.

8. Elektroabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (2, 4,5,10, 11,12, Fig.3, 4 und 5) kraftschlüssig mit dem Außenrand der Niederschlagselektroden (1, F i g. 1 und 2) verbunden sind.

9. Elektroabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Übertragung der Federkraft eines Federelementes senkrecht zur Gassenrichtung des Elektroabscheiders verläuft

10. Elektroabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (2,4,5,10,11 und 12, F i g. 3,4 und 5) aus Flachstahl ausgebildet sind.

11. Elektroabscheider nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (4,5,11 und 12, Fig.4 und 5) zwei zur Federbandebene leicht angewinkelte, zu den Außenrändern der Niederschlagselektroden (1, Fig.2) parallel verlaufende Schenkel haben.

12. Elektroabscheider nach Anspruch 10, dadurch gekennzcichnci. daß die Federelemente (2 und 10, F i g. 3) V-förmig gebogen sind und an beiden Enden zwei leicht angewinkelte, zu den Außenrändern der Niederschlagselektrode parallel verlaufende Schenkel haben.

13. Elektroabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (10,11,12, F i g. 3,4 und 5) in ihren geraden oder V-förmigen Teilen S- oder wellenförmig ausgebildet sind zur Kompensation von möglichen vertikalen Verschiebungen der Befestigungspunkt: an den Niederschlagselektroden.

14. Elektroabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Schenkel des Federelementes (4,11, F i g. 4) mit dem Außenrand einer Niederschlagselektrode (1, F i g. 1 und 2) über eine Schraub-, Niet- oder Punktschweißverbindung mechanisch starr verbunden ist

15. Elektroabscheider nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet daß an jedem Schenkel des Federelementes (5 bzw. 12, Fig. 5) eine zangenartige Feder (Clip) vorgesehen ist, mittels derer das Federelement am Außenrand der Niederschlagselektrode (1, F i g. 1 und 2) festklemmbar ist

16. Elektroabscheider nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß das V-förmige Federband (2 bzw: 10, F i g. 3) an den Federbandenden Zungen von etwas geringerer Breite als die des Federbandes aufweist, und daß der Randverlauf der Niederschlagselektroden (1, Fig.2) Einstecktaschen (9)enthält, in welche das Federband kraftschlüssig einsteckbar ist