DE2721284A1

DE2721284A1 - Skrubber

Info

Publication number: DE2721284A1
Application number: DE19772721284
Authority: DE
Inventors: Theophanes G Pantazelos; Stanley R Rich
Original assignee: R P IND Inc
Current assignee: R P IND Inc
Priority date: 1976-05-11
Filing date: 1977-05-11
Publication date: 1977-12-01
Also published as: JPS52138770A

Description

Skrubber
Die Erfindung betrifft einen Skrubber entsprechend den Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In einem Skrubber werden Teilchen aus Gasen durch Berieselung mit einer Flüssigkeit entfernt. Der Wirkungsgrad eines Skrubbers fällt erheblich ab, wenn die zu entfernenden Teilchen eine Größe von weniger als etwa 1 Mikrometer aufweisen. In derartigen Fällen kann jedoch der Wirkungsgrad durch eine elektrische Aufladung der Teilchen erhöht werden. Dabei können die Berieselungsfltssigkeit und/oder die Teilchen aufgeladen werden.
Die Erfindung betrifft Skrubber, bei denen die Teilchen aufgeladen werden.
Bei derartigen Skrubbern erfolgt die Aufladung durch ionisierende Hochspannungselektroden im Weg der Gasströmung vor dem Berieselungsabschnitt. Durch die Elektroden wird das Gas ionisiert und die Teilchen in der Gasströmung elektrostatisch aufgeladen, wonach die Sammlung erfolgt. Die Elektroden werden angrenzend an den Berieselungsabachnitt angeordnet, damit praktisch alle aufgeladenen Teilchen in diesem Abschnitt gesammelt werden können.
Eine wesentliche Schwierigkeit besteht darin, daß ein Kurzschluß zwischen den auf einer isolierenden Struktur angeordneten Elektroden und Erde vermieden werden muß. Feststoffpartikel, Feuchtigkeit oder andere elektrisch leitende Materialien in der Gasströmung werden auf der isolierten Struktur ausgeschieden und können schnell deren Isolationsvermögen verringern, so daß eine häufige Entfernung und ein Austausch oder eine Reinigung erforderlich sind. Die bestehenden Schwierigkeiten werden durch eine Turbulenz in der Einrichtung vergrößert, weil dadurch Feuchtigkeit auf der isolierenden Struktur niedergeschlagen wird, so daß das Isoliervermögen beträchtlich verringert wird. In gewissen Fällen kann so schnell ein Kurzschluß auftreten, daß ein normaler Betrieb nicht möglich ist.
In Skrubbern fanden bisher Elektrodenausbildungen unterschiedlicher Art Verwendung. Eine derartige Struktur enthält beispielsweise einen oder mehrere Drähte, die in unterschiedlichen Lagen in der eintretenden Gasströmung angeordnet sind. Es bereitet erhebliche Schwierigkeiten, diese Drähte für eine Besichtigung und Wartungsarbeiten zugänglich zu machen, so daß bisher der Wirkungsgrad durch elektrostatische Aufladung nicht ausreichend zufriedenstellend verbessert werden konnte.
Andere bekannte Elektroden bewirken dagegen Beschränkungen an anderen Teilen der Einrichtung. Es wurde beispielsweise vorgeschlagen, eine einzige zylindrische Elektrode zu verwenden, die sich parallel zu der Gasströmung erstreckt und der eine hohe elektrische Spannung zugeführt wird, um ein elektrisches Feld zwischen dieser und den Wänden der Leitung zu bilden, in der diese angeordnet ist. Dabei ist es erforderlich, daß die Elektrode in einem geringen Abstand von den Wänden der Leitung angeordnet ist, so daß entweder zur Erfüllung dieser Bedingung eine Verengung in'der Leitung vorgesehen werden muß, oder die Elektrode am Ort einer vorhandenen Verengung vorgesehen werden muß, was beispielsweise bei einem Venturi-Skrubber der Fall ist. Im ersten Fall wird eine unnötige Verengung in der Einrichtung vorgesehen, wodurch zusätzliche Antriebsenergie erforderlich ist, was eine Verringerung des Gesamtwirkungsgrads zur Folge hat. Im zweiten Fall wird die Elektrode in einem Abschnitt angeordnet, in der sie von dem Skrubber besprüht wird, sodaß das Isolationsvermögen verhältnismäßig schnell aufgehoben werden kann und der Ionisationsabschnitt ausfallen kann.
Der Anteil von Feststoffpartikeln, die in einem Ionisationsabschnitt aufgeladen werden können, ist ein wichtiges Maß für deren Nützlichkeit. Bei vielen bekannten Konstruktionen derartiger Ionisierungsabschnitte ist der Prozentsatz der Feststoffpartikel, die beim Durchtritt durch den Ionisierungsabschnitt aufgeladen werden, verhältnismäßig begrenzt, so daß bei derartigen Einrichtungen nur eine verhältnismäßig geringere Verbesserung der Ausscheidung erfolgt.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Skrubber der eingangs genannten Art unter möglichst weitgehender Vermeidung der genannten Nachteile und Schwierigkeiten derart zu verbessern, daß der Ionisierungsabschnitt zuverlässiger isoliert werden kann, und daß der Ionisierungsabschnitt ohne weiteres für Wartungs- und Reparaturarbeiten zugänglich ist. Ferner sollen für einen Skrubber mit mehreren Berieselungsabschnitten Ionisierungsabschnitte mit einem größeren Wirkungsgrad vorgesehen werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß der Erfindung wird der Ausscheidungs-Wirkungsgrad eines Skrubbers durch einen Ionisierungsabschnitt verbessert, der in einem solchen Abstand von dem Berieselungsabschnitt vorgesehen wird, der mindestens gleich dem Durchmesser der Leitung ist, durch die das zu reinigende Gas dem Berieselungsabschnitt zugeleitet wird. Dadurch kann der Ionisierungsabschnitt wirksam von der Berieselungsflüssigkeit, insbesondere von versprühter Flüssigkeit, isoliert werden und ein Zusammenbruch der Isolation verhindert werden. Ferner wird dadurch eine Wartung der Ionisierungseinrichtung vereinfacht. Überraschenderweise wird dadurch der Ausscheidungs-Wirkungsgrad nicht meßbar verringert. Vermutlich ist dies darauf zurückzuführen, daß der Ionisierungsabschnitt besonders wirksam bei der Begünstigung der Sammlung von Feststoffpartikeln sehr kleiner Größe (unterhalb etwa 1 Mikrometer) ist, die in dem Berieselungsabschnitt erfolgt. Die viskosen Kräfte der Gasströmung führen diese kleinen Partikel entlang eines beträchtl ichen Wegs nach deren Aufladung mit, ohne daß eine Sammlung durch geerdete Oberflächen der Leitungen erfolgt, in denen das Gas strömt. Die Partikel werden dann in dem Berieselungsabschnitt gesammelt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel einer Ionisierungseinrichtung gemäß der Erfindung wird der Ionisierungsabschnitt direkt in dem Weg der mit Partikeln beladenen Gasströmung angeordnet, wobei jedoch die isolierende Stützstruktur außerhalb der Leitung für die Gasströmung vorgesehen ist und deshalb gegenüber dem Gas und dessen Verunreinigungen isoliert ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Ionisierungseinrichtung aus einem Rahmen, welcher eine Anzahl von Elektrodendrähten trägt, die parallel zueinander angeordnet sind und sich quer zu dem Rahmen erstrecken. Ferner sind eine entsprechende Anzahl von länglichen Erdungsplatten kürzerer Länge zwischen den Elektrodendrähten und in einem Abstand von diesen angeordnet. Der Rahmen ist quer zu der Leitung für die Gasströmung angeordnet, so daß die Erdungsplatten die Öffnung der Leitung mit parallel zu der Gasströmung liegenden ebenen Oberflächen durchsetzen. Die aktiven Teile der Drahtelektroden, also diejenigen Teile, entlang denen die Koronaentladung auftritt, erstrecken sich zusammen mit den Erdungsplatten und deshalb mit der Leitungsöffnung. Dies führt zu einer wirksamen Ausnutzung der Ionisationsenergie. Die inaktiven Teile der Drahtelektroden an deren Enden sind in Isolatoren angeordnet, die an dem Rahmen befestigt sind und sich entlang einem beträchtlichen Abstand nach außen von der Öffnung der Leitung erstrecken, so daß sie in einem Abstand von der Gasströmung durch die Leitung angeordnet sind. Dadurch werden die Isolatoren von Gasströmung isoliert und Ausscheidungen von Verunreinigungen aus dem Gas werden minimal gehalten, so daß Feuchtigkeit und Feststoffpartikel nicht niedergeschlagen werden, welche einen frühzeitigen Ausfall der Isolatoren verursachen können.
Ein sich nach außen von der Leitung erstreckendes Gehäuse umgibt den Ionisierungsabschnitt. Das Gehäuse steht mit der Öffnung der Leitung in Verbindung. Die obere und die untere Wand des Gehäuses verlaufen im wesentlichen parallel zueinander und zu den Elektrodendrähten. Die Seitenwände divergieren jedoch von den Drähten nach außen relativ zu der Leitung, um eine "Bugschwelle" bei Betrachtung in der horizontalen Ebene zu bilden. Die Funktion dieser Ausbildung besteht in der Erhöhung des Abstands zwischen den Elektrodendrähten und den Seitenwänden nach außen von der Öffnung der Leitung, um dadurch die Ionisation im wesentlichen auf die verengte Öffnung zu begrenzen. Der Rahmen ist verschiebbar in dem Gehäuse angeordnet, so daß er ohne weiteres zur Durchführung von Wartungsarbeiten entfernt werden kann.
Um weiterhin eine Verseuchung der Isolatoren zu verhindern, an denen die Elektrodendrähte angeordnet sind, sind Ablenkplatten in die Verengung der Öffnung in dem Abschnitt eingesetzt, in dem das Ionisationsgehäuse in die Verengung mündet.
Diese Platten lenken die Gas strömung etwas von den Wänden der Leitung weg zu deren Zentrum, um dadurch die Strömung an einem Eintritt in den Innenraum des Gehäuses zu hindern. Zusätzlich bilden sie eine Venturi-Düse, die einen Unterdruck in dem Gehäuseeingang der Leitung verursacht. Dadurch wird eine Luftströmung von dem Gehäuse in die Leitung begünstigt, um eine Verseuchtung zu verhindern. Ferner ist im Innenraum des Gehäuse vorzugweiso ein Überdruck vorgesehen, um eine Strömung von Spülluft von der Umgebung der Isolatoren zu der Verengung der Leitung zu vorursachen und dadurch die Ausscheidung von Verseuchungen auf die Isolatoren weiter zu verringern. Zsätzliche Ablenkplatten werden in dem Eingang des Gehäuses zu der Leitung vorgesehen, ur den Vberdruck aufrecht erhalten zu können. Es ergibt sich deshalb eine Struktur, in der die Isolatoren wirksam gegen eine Verseuchung geschützt sind, selbst wenn leitende oder korrosive Materialien in der Gasströmung enthalten sind.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eines Ionisierungsabschnitts gemäß der Erfindung wird dieser in einem Abstand von dem Berieselungsabschnitt vorgesehen, also mindestens in einem Abstand entsprechend dem Durchmesser der Leitung. Anstelle einer direkten Aufladung der Partikel wird jedoch zuerst ein Trägermaterial außerhalb der Gasleitung aufgeladen. Das Trägermaterial wird dann in die Gasleitung injiziert, um die Feststoffpartikel aufzuladen.
Es wurde festgestellt, daß für einen derartigen Ionisierungsabschnitt feine Wassertröpfchen oder kondensierter Dampf ein besonders geeignetes Trägermaterial sind. Diese Tröpfchen werden durch Durchleitung in dem Ionisierungsabschnitt aufgeladen, der vorzugsweise vollständig außerhalb der Gasleitung liegt, wonach die Tröpfchen in die Leitung injiziert werden, wo sie mit den Feststoffpartikeln in Berührung gelangen und diese aufladen.
Dann ergibt sich ein besonders wirksamer Ionisierungsabschnitt, der praktisch nicht durch das Ausmaß der Verseuchungen in der eintretenden Gasströmung oder durch das Vorhandensein korrosiver Materialien darin in seiner Wirkungsweise beeinträchtigt wird. Ferner begünstigt ein derartiger Ionisierungsabschnitt die Verwendung einer Vielfalt von Einrichtungen zur Bewirkung der Ionisation. Beispielsweise kann die ionisierende Elektrode eine hohle Kathode sein, die ein ein Volumen umgebendes Gitter enthält, das sich auf einer hohen negativen Gleichspannung befindet, und durch das Luft oder Dampf unter Überdruck durchgeleitet wird. Die Luft oder der Dampf werden beim Durchtritt durch das starke Feld im Innern der Kathode aufgeladen, welche Ladung auf die Partikel in der Gasströmung übertragen wird. Eine andere geeignete Elektrode ist ein Rohr mit einem Längsschliff, der zu einer Anordnung von nadelförmigen Elektroden weist. Durch das Rohr hindurchgedrückte Druckluft wird durch die Elektroden ionisiert und tritt durch den Schlitz aus. Diese ionisierte Luft kann in die Gasströmung injiziert werden, um die Feststoffpartikel aufzuladen, oder kann zur Aufladung von Trägermaterial dienen, welches in die Gasströmung injiziert wird.
Zusammenfassend sind deshalb die wesentlichen Merkmale in einem Skrubber zu sehen, bei dem ein Ionisierungsabschnitt in einem Abstand von dem Berieselungsabschnitt vorgesehen ist.
Es können insbesondere zwei Arten derartiger Ionisierungsabschnitte verwendet werden. Bei dem einen Ionisierungsabschnitt werden die Partikel direkt aufgeladen. Bei dem anderen wird ein Trägermaterial aufgeladen, das mit den Partikeln in Berührung gelangt, um diese aufzuladen.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines mehrstufigen Skrubbers mit Ionisierungsabschnitten gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Ionisierungsabschnitts in Fig. 1, von dem Teile weggebrochen sind Fig. 3 eine Schnittansicht des Ionisierungsabschnitts entlang der Linie 3-3 in Fig. 2; Fig. 4 eine Schnittansicht des Ionisierungsabschnitts entlang der Linie 4-4 in Fig. 2; Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines indirekt ionisierenden Ionisierungsabschnitts gemäß der Erfindung, von dem Teile weggebrochensind; Fig. 6 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausfdhrungsbeispiels eines indirekt ionisierenden Ionisierungsabschnitts gemäß der Erfindung, der innerhalb der Leitung des zu waschenden Gases liegt; und Fig. 7 eine Schnittansicht eines weiteren indirekt ionisierenden Ionisierungsabschnitts gemäß der Erfindung, bei dem die lonisierungseinrichtung vollständig außerhalb der Leitung für das zu waschende Gas liegt.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen mehrstufigen Skrubber mit Berieselungsabschnitten 10, Ionisierungsabschnitten 12 und verbindenden Leitungen 14. Da die Stufen im wesentlichen identisch ausgebildet sind, soll nur die erste Stufe näher beschrieben werden. Der Berieselungsabschnitt 10 ist in an sich bekannter Weise (US-PS 3 761 065) ausgebildet. Der Berieselungsabschnitt enthält eine Kammer 16, eine Einfassung 18, die sich nach unten von der Kammer in eine zylindrische Kolonne 20 erstreckt, sowie eine sich in die Einfassung 18 erstreckende Düse 22 zum Versprühen von Wasser, das aus der Einfassung nach unten in die Kolonne 20 gelangt. Das Wasser entfernt Partikel aus dem zu waschenden Gas. Das versprühte Wasser wird in einem Trog 24 gesammelt, der auch für eine Weiterleitung des gewaschenen Gases in dem nächsten Berieselungsabschnitt dient.
Gemäß der Erfindung ist der Ionisierungsabschnitt 12 in der Einlaßleitung 14, die zu dem Berieselungsabschnitt 10 führt, in einem beträchtlichen Abstand von dem Berieselungsabschnitt vorgesehen. Der in Fig. 1 dargestellte Ionisierungsabschnitt dient zur direkten Ionisierung und ist von einem Gehäuse mit der Form einer Bugschwelle umgeben.
Wie insbesondere aus den Fig. 2-4 ersichtlich ist, ist ein Gehäuse 30 vorgesehen, das eine obere Wand 32 und eine untere Wand 34 aufweist, die aus parallelen Platten gebildet sind, sowie Seitenwände 36 und 38 und Endwände 40 und 42. Mindestens eine dieser Endwände, beispielsweise die Endwand 42, ist angelenkt, um einen Zugang zu dem Innenraum zu ermöglichen. Die Seitenwände 36, 38 divergieren zu der Außenseite der Leitung 14.
In dem Gehäuse 30 ist eine lonisierungseinrichtung angeordnet, die eine im wesentlichen rechteckförmige Platte 44 aufweist, auf der Isolatoren 46, 48 angeordnet sind, die zur Halterung von Tragstangen 50 bzw. 52 dienen. Die Platte 44 «berbrückt die Öffnung 54 der Leitung 14. Diese Platte weist eine zentrale Öffnung 56 auf, deren Querschnitt demjenigen der Leitung 14 entspricht, so daß die mit Teilchen beladene Gasströmung quer zu der Platte hindurchströmen kann. Zwischen den Stützstangen 50, 52 sind Elektroden 60 angeordnet. Die Elektroden sind mit einer Spannungsquelle über eine der StEtzstangen 52 angeschlossen, beispielsweise über die Stützatange 52.
Zwischen den Elektroden 60 sind Erdungaplatten 62 angeordnet, welche die Öffnung 54 der Leitung 14 überbrücken und von der Platte 44 getragen werden. Diese Platten dienen als Erdungselektroden der Ionisierungseinrichtung.
Auf der Unterseite der Platte 44 sind Schienen 70 angeordnet, mit denen Führungen 72 an der unteren Wand 34 des Gehäuses 30 in Eingriff stehen. Wenn die Endwand 42 nach unten verschwenktwird, kann die Platte 44 entlang den Führungen 72 aus dem Gehäuse 30 herausgezogen werden. Dadurch werden Wartungsarbeiten erheblich vereinfacht. Gebläse 74a und 74b dienen zu einem Druckaufbau in dem Innenraum 76 des Gehäuses 30 außerhalb der Öffnung 54 der Leitung 14, um die Strömung von Verunreinigungen zu den Isolatoren 46, 48 zu verringern. Am Eingang der Öffnung 54 sind Umlenkplatten 80 angeordnet, um einen leichten Überdruck in dem Innenraum 76 aufrechtzuerhalten. Die Umlenkplatten 82 in der Leitung 14 unter dem Gehäuse 30 lenken die in Fig. 4 nach oben gerichtete Gasströmung weg von dem Innenraum 76, indem sie eine Venturi-Düse bilden, die einen Unterdruckbereich in dem Gehäuseeingang zu der Leitung verursachen, so daß eine Luftströmung von dem Gehäuse in die Leitung begünstigt wird. Dadurch wird weiter die Gefahr verringert, daß Verunreinigungen in den Innenraum 76 eintreten.
Die negative Hochspannung, die zwischen den Drahtelektroden 60 und den Erdungsplatten 62 angelegt wird, ermöglicht eine Korona-Entladung in der Öffnung 54. Die Korona besteht aus einer lokalisierten lonenwolke, durch die das Gas in der Leitung 14 hindurchströmt. In dem Gas enthaltene Teilchen nehmen dabei von der lonenwolke Ladung auf, wodurch ihre Sammlung in -dem folgenden Berieselungsabschnitt begünstigt wird.
Bei dem in den Fig. 1-4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine lonisierungseinrichtung für einen Skrubber mit 3 einer Kapazität von 281 m /min (10000 cfm) vorgesehen. Die Ionisierungseinrichtung ist in einer Leitung mit einem rechteckfõrmigen Querschnitt von 76 x 76 cm (30 x 30 Zoll) angeordnet. Die-Drahtelektroden sind auf einer Platte mit 99 cm x 75 cm angeordnet rund die zentrale Öffnung besitzt Abmessungen von 76 x 76 cm. Jede Seite des Gehäuses umgibt die Elektrodenstruktur mit einem Winkel von etwa 200 zur Außenseite der Öffnung der Leitung. Eine Ionisierungsspannung von - 15 kV wurde bei dem dargestellten AusfUhrungsbeSpiel angelegt, durch die Partikel unterhalb der GröBe von etwa 1 Mikrometer mit einem Wirkungsgrad von 88% in jeder Stufe zufriedenstellend entfernt werden konnten. Für das dreistufige System in Fig. 1 konnte ein Wirkungsgrad von mehr als 99% erzielt werden.
Die Partikel werden direkt beim Durchtritt durch die Ionenwolke aufgeladen, die durch die Elektroden ausgebildet wird. Es wurde festgestellt, daß die Partikel auch indirekt durch die Verwendung eines Trägermaterials aufgeladen werden können, wobei gewisse Vorteile erzielt werden können. Ein einfaches und wirksames System zur Aufladung eines Zwischenträgers wie Luft oder Wasser ermöglicht eine Injektion in die Leitung, in der das zu waschende Gas strömt, um eine Ladungsübertragung auf die Partikel in der Gasströmung zu bewirken.
Ein Beispiel für eine derartige Einrichtung für eine indirekte Ionisierung ist in Fig. 5 dargestellt, wo eine Ionisierungseinrichtung in einer Leitung 92 angeordnet ist, durch die die zu waschenden Gase zu einem nicht dargestellten Berieselungsabschnitt geleitet werden. Die Ionisierungseinrichtung enthält ein Rohr 94, das in einem im wesentlichen kugelförmigen Gitter 96 endet, um eine Elektrode mit einerhohlen Kathode zu bilden, in deren Innenraum eine Ionisierung erfolgt. Die durch das Gitter 96 gebildete Kathode ist über eine Zuleitung 98 an eine negative Gleichspannung angeschlossen. Zwei Leitungen 100, 102 münden in die Leitung 94. Die Leitung 100 ist an eine Druckluftquelle angeschlossen, so daß Druckluft durch das Gitter 96 ausströmt. Die zweite Leitung 102 ist mit einem nicht dargestellten Dampfgenerator verbunden. Durch die Leitungen 100 und.
94 strömende Luft saugt Dampf aus der Leitung 102 an und trägt diesen durch die Leitung 94 und das Gitter 96. Der Dampf kondensiert in feine Tröpfchen, die im allgemeinen einen Durchmesser von weniger als größenordnungsmäßig 1 Mikrometer aufweist, die mit der Luftströmung durch die Leitung 100 in Berührung gelangt. Diese Tröpfchen werden beim Durchtritt durch den Innenraum des Gitters 96 aufgeladen. Wenn sie in der Leitung 92 in Berührung mit den Partikeln gelangen, werden diese aufgeladen, um deren folgende Abscheidung zu begünstigen.
Fig. 6 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel für die Durchführung einer indirekten Ionisierung. Fig. 6 zeigt eine lonisierungseinrichtung 110, die in dem Innenraum einer Leitung 112 angeordnet ist, durch die zu waschende Gase hindurchgeleitet werden. Die Ionisierungseinriditung ist in Strömungsrichtung vor dem Berieselungsabschnitt in einem beträchtlichen Abstand davon angeordnet, vorzugsweise in einem Abstand entsprechend einem Vielfachen des Durchmessers der Leitung, um die Ionisierungseinrichtung gegen versprühte Flüssigkeit in dem Berieselungsabschnitt abzuschirmen. Die lonisierungseinrichtung 110 enthält eine Anzahl von länglichen kastenförmigen Strukturen 112-118, die Längsschlitze 120-126 aufweisen, die sich entlang deren Länge auf ihrer Oberseite erstrecken. Eine Anzahl von nadelförmigen Elektroden 128, 130 sind innerhalb der kastenförmigen Strukturen 112-118 gegenüber den Schlitzen 120-126 angeordnet. An die Elektroden wird eine hohe negative Gleichspannung über eine Leitung 132 angelegt. Die Umhüllungen sind geerdet.
Ein Trägermaterial wie Druckluft oder Dampf wird dem Innenraum der kastenförmigen Strukturen über einen Verteiler zugeführt, der mit jeder dieser Strukturen in Verbindung steht.
Die Strukturen selbst sind geerdet. Wenn zwischen den nadelförmigen Elektroden und den diese umgebenden Strukturen die negative Hochspannung anliegt, wird durch das erzeugte Feld das Trägermaterial ionisiert, das an diesen Elektroden vorbei durch die Öffnungen 120-126 ausströmt und dann mit den Partikeln in Berührung gelangt. Deshalb werden durch das aufgeladene Trägermaterial die Partikel in der Leitung 112 aufgeladen. Die rechteckförmigen Strukturen können beispielsweise eine Länge von 20 cm aufweisen und die nadelförmigen Elektroden können an der Spitze einen Radius von 0,025 mm besitzen und sind in einem Abstand von 19 mm angeordnet. Die Schlitzbreite beträgt dann etwa 0,1 mm.
Fig. 6a zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer lonisierungseinrichtung ähnlich derjenigen in Fig. 6, wobei jedoch Öffnungen 138 über den nadelförmigen Elektroden anstelle von Längsschlitzenl2o-126 vorgesehen sind. Um eine ausreichende Luftströmung durch die Öffnungen vorbei an den nadelförmigen Elektroden zu erzielen, sind dabei Durchmesser der Öffnungen 138 vorgesehen, die größer als die Breite der Schlitze 120-126 ist.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Ionisierungseinrichtung für eine indirekte Ionisierung. Die Einrichtung ist vollständig außerhalb der Leitung vorgesehen, durch die das zu waschende Gas strömt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Leitung 152 mit äußeren Gehäusen 142, 144 verbunden.
In dem Gehäuse sind längliche lonisierungselemente 140, 142, 144 und 146 angeordnet. Diese Strukturen sind sind wie in Fig.
6a ausgebildet und ihre Schlitze oder Öffnungen weisen zueinander. Vorzugsweise wird trockene Druckluft durch Verbindungsleitungen 154, 156, 158 und 160 zugeführt. Zwischen den ionisierenden Strukturen 140, 142, 144 und 146 sind Sprühdüsen 162 und 164 angeordnet. Diesen Sprühdüsen wird beispielsweise Wasser unter Druck durch Leitungen 166, 168 zugeführt, so daß versprühtes Wasser vorbei an den Elektroden in die Leitung 152 gelangt.
Dort erfolgt eine Vermischung mit der Gasströmung, so daß durch Berührung mit den Partikeln deren Aufladung erfolgt. Ansätze 170 und 172 an den Gehäusen 148 und 150 ermöglichen ein Ansaugen von Luft durch die von den Düsen 162 und 164 versprühte FlUssigkeit und verhindern einen Rückfluß von Gas aus der Leitung 152.
Das Ausführungsbeispiel in Fig. 7 zeigt deshalb ein indirektes System mit zwei Trägern. Der erste Träger ist die durch die Leitungen 154-160 zugeführte Luft, die in den lonisierungseinrichtungen 146-152 ionisiert wird. Der zweite Träger ist die von den Düsen 170,172 versprühte Flüssigkeit, welche den Ionisierungsbereich durchsetzt und aufgeladen wird. Diese Aufladung wird auf Partikel in dem zu waschenden Gas übertragen, um deren Sammlung in dem folgenden Berieselungsabschnitt zu begünstigen.
Bei den obigen Ausführungen bedeutet die Bezeichnung Durchmesser der Leitung den Durchmesser der Gaszuführleitung in der Nähe des Ionisierungsabschnitts im Falle einer Leitung mit einem kreisförmigen Querschnitt. Falls der Querschnitt der Leitung nicht kreisförmig ist, ist darunter der Durchmesser einer äquivalenten Leitung mit einem kreisförmigen Querschnitt zu vorstehen, welche denselben Querschnitt wie die tatsächliche Leitung in der Nähe der lonisierungseinrichtung aufweist. In den obigen Ausführungsbeispielen wurde deshalb ein Skrubber beschrieben, bei dem eine lonisierungseinrichtung in einem Abstand von einem oder mehreren Leitungsdurchmessern vor dem Berieselungsabschnitt vorgesehen ist, um dadurch einen Schutz gegen Kurzschlüsse zu erzielen, ohne daß dadurch die Ausscheidung sehr kleiner Partikel behindert wird. Es können sowohl direkt als auch indirekt ionisierende Ionisierungseinrichtungen vorwandt werden. Die Einrichtung für eine direkte Ionisierung wird innerhalb der Gasleitung angeordnet und dient zum Aufladen der Partikel ohne Verwendung eines Trägermaterials, mit Ausnahme des zu waschenden Gases selbst. Bei der indirekten Ionisierung finden ein oder mehrere Zwischenträger Verwendung, die zuerst durch die Ionisierungseinrichtung aufgeladen werden und dann in die Gasströmung injiziert werden, um die Partikel in der Gasströmung aufzuladen. Bei einem Ausführungsbeispiel mit indirekter Ionisierung wird die lonisierungseinrichtung direkt in der Gasleitung angeordnet, wobei jedoch die Gefahr einer Verseuchung und eines Kurzschlusses durch die Ansammlung von Ausscheidungen aus der Gasströmung auf einem Minimum gehalten wird. Bei eine anderen Ausführungsbeispiel mit indirekter Ionisierung ist dagegen die lonisierungseinrichtung vollständig außerhalb der Gas-, leitung angeordnet, wodurch ein verbesserter Schutz gegen Verseuchung erzielt werden kann und auch die Zugänglichkeit für Wartungszwecke verbessert wird.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche Skrubber zum Auswaschen von Partikeln aus einer Gasströmung, mit mindestens einer Ionisierungseinrichtung und einem über eine Gasleitung daran angeschlossenen Berieselungsabschnitt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein sich außerhalb der Gasleitung (14) quer zu dieser erstreckendes Gehäuse (30) vorgesehen ist, dessen Innenraum mit der Gasleitung (14) in Verbindung steht, und daß in dem Gehäuse eine lonisierungseinrichtung angeordnet ist, die eine Anzahl von Elektroden (60) aufweist, die sich quer zu der Gasleitung (14) erstrecken, deren Enden sich aus der Gasleitung entfernt von dem Hauptweg der Gasströmung erstrecken, die eine Anzahl von länglichen dünnen Platten (62) zwischen den Elektrodendrähten aufweist, die sich quer zu der Gasleitung erstrecken und deren breite Seitenflächen in Richtung der Gasströmung durch die Verbindungsleitung liegen, und die eine Einrichtung zur Zufuhr einer ionisierenden Spannung zwischen den Platten und den Elektrodendrähten aufweisen, um hindurchtretende Partikel aufzuladen.
2. Skrubber nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß in dem Gehäuse (30) Isolatoren (46, 48) entfernt von der Gasleitung (14) vorgesehen sind, an der die Enden der Elektrodendrähte (60) außerhalb der Strömungsbahn der Gasströmung angeordnet sind.
3. Skrubber nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Platten (62) eine Länge aufweisen, die der Breite der Gasleitung (40) entspricht, o daß die Ionisation praktisch nur in dem Bereich der Gasleitung erfolgt.
4. Skrubber nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Gehäuse Seitenwände (36, 38)auf weist, die zur Außenseite der Gasleitung divergieren, um dadurch die Ionisation des Gases auf den Querschnitt der Gasleitung zu begrenzen.
5. Skrubber nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Drähte (60) und die Platten (62) auf einer Platte (44) angeordnet sind, die quer zu der Strömungsrichtung des Gases verschiebbar angeordnet sind.
6. Skrubber nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine verschließbare zugangsöffnung vorgesehen ist, die sich durch das Gehäuse erstreckt und eine Verschiebung der Platte (44) ermöglicht.
7. Skrubber nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n .n -z e i c h n e t , daß eine Verengung der Gasleitung in der Nähe des Gehäuses vorgesehen ist, welche die Gasströmung weg von dem Bereich führt, in dem das Gehäuse in die Gasleitung mündet, um dadurch den Eintritt von mit Partikeln beladenem Gas in das Gehäuse möglichst gering zu halten.
8. Skrubber nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine Einrichtung zur Erzeugung eines Überdrucks in einem Teil des Gehäuses außerhalb der Ga.leitung vorgesehen ist, um einen Eintritt von mit Partikeln beladenem Gas möglichst gering zu halten.
9. Skrubber nach Anspruch 8, d a du r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine Einrichtung zur Zufuhr von Druckluft in das Gehäuse vorgesehen ist.
10. Skrubber nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z o t c h n e t , daß dem Gehäuse Druckluft zuführbar ist, um dadurch den Eintritt von mit Partikeln beladenem Gas maglichst gering zu halten£
11. Skrubber nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z o i c h n e t , daß die Lange der Platten (62)der Breite der Gasleitung (14) entspricht, daß das Gehäuse (30) Seitenwände aufweist, die von den Elektrodendrähten (60) zu der Außenseite der Gasleitung divergieren, um die Ionisation auf die Umgebung der Gasleitung zu begrenzen, daß Isolatoren (46, 48) in dem Gehäuse angeordnet sind, an denen die Enden der Drahtelektroden entfernt von der Strömungsbahn der Gasstrõmung in der Gasleitung angeordnet sind, und daß eine Einriditung zur Erzeugung einer Luftströmung in den Gehäuse vorgesehen ist, die von den Isolatoren zu der Gasleitung verläuft, um dadurch die Isolatoren gegen mit Partikeln geladener Gas in der Gasleitung tu schützen.
12. Skrubber nach Anspruch 1, d a d u r c h g o k e n n -r o i c h ns t , daß eine Einrichtung zur Bildung einer weiteren Funkenstrecke in Reihe mit der Funkenstrecke zwisehen den Elektroden und den Platten vorgesehen ist, un dadurch die Funkenbildung zwischen den Elektroden und den Platten möglichst gering zu halten.
13. Skrubber mit einem Berieselungsabschnitt zum Waschen einer Gasströmung, d a d u r c h g e k o n n z aic h n 0 t daß eine Ionisierungseinrichtung zum lonisieren eines diesen zugeführten Trägermaterials vorgesehen ist, und das eine Einrichtung für eine Zufuhr in die Gasleitung an einer Stelle entfernt von dem Berieselungsabschnitt vorgesehen ist, um das aufgeladene Trägermaterial zuzuführen.
14. Skrubber nach Anspruch 13, da d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die lonisierungseinrichtung (96) in der Gasleitung (92) angeordnet ist, und daß das Tragermaterial aus Flüssigkeitströpfchen besteht, die durch die Ionisierungseinrichtung aufgeladen werden.
15. Skrubber nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Ionisierungseinrichtung ein vorzugsweise kugelförmig ausgebildetes Gitter (96) aufweist, durch dessen Innenraum die Flüssigkeit hindurchtritt, eo daß die Flüssigkeit vor dem Eintritt in die Gasleitung aufgeladen wird.
16. Skrubber nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n -z e ich n e t , daß eine Leitung (100) zur Zufuhr von Druckluft in den Innenraum der Elektrode (96) vorgesehen ist, um dadurch die Flüssigkeitströpfchen anzusaugen.
17. Skrubber nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die lonisierungseinrichtung mindestens eine längliche, im wesentlichen geschlossene Struktur mit mindestens einer Öffnung an einer Stirnfläche davon aufweist, daß mindestens eine Elektrode in der Struktur gegenüberliegend der Öffnung angeordnet ist, und daß eine Einrichtung zur Zufuhr eines Fluids in den Innenraum davon vorgesehen ist, das durch die Öffnung austritt und beim Durchtritt durch die Öffnung aufgeladen wird.
18. Skrubber nach Anspruch 17, da du r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine Einrichtung zur Zufuhr in den Innenraum der Struktur vorgesehen ist, um Flüssigkeitströpfchen durch die Öffnung anzusaugen.
19. Skrubber nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Ioniaierungaeinrichtung eine Einrichtung zur Bildung mindestens eines ersten Gehäuses enthält-,- das mit der Gasleitung an einer Stelle entfernt von dem Berieselungsabschnitt in Verbindung steht, daß mindestens eine längliche, im allgemeinen geschlossene Struktur in dem Gehäuse angeordnet ist, die mindestens eine Öffnung an einer Stirnfläche davon aufweist, eine Verbindung zwischen dem Innenraum und dem Außenraum davon, sowie mindestens eine Elektrode in unmittelbarer Nähe der Öffnung zum Ionisieren von Trägermaterial, das durch die Öffnung hindurchtritt, und daß eine Einrichtung zur Weiterleitung einer Fluidströmung entlang der Struktur auf der Außenseite davon und nah benachbart der Öffnung vorgesehen ist, um ionisierte Träger zu sammeln, die durch die Öffnung hindurchgetreten sind.
20. Skrubber nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die lonisierungseinrichtung mindestens zwei Strukturen in dem Gehäuse enthält, daß die Strukturen mit ihren Öffnungen gegenüberliegend und zueinander ausgerichtet angeordnet sind, und daß eine DUse zur Zufuhr eines Fluids zwischen den Stirnflächen angeordnet ist, um eine Strömung entlang und parallel zu den mit Öffnungen versehenen Stirnflächen zu emittieren.
21. Skrubber nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine Einrichtung zur Zufuhr von sauberem Gas zum Zwecke der Ionisation in den Strukturen vorgesehen ist.
32. Skrubber nach Anspruch 21, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine Einrichtung zur Zufuhr von trockener Druckluft vorgesehen ist.
23. Skrubber nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die lonisierungseinrichtung eine Anzahl nadelförmiger Elektroden (128, 130) aufweist, die in einem Gehäuse angeordnet sind, das Öffnungen gegenüber den Elektroden und eng dazu benachbart aufweist, durch die Gas ~~ hindurchtreten kann, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, durch die in dem Innenraum des Gehäuses ein Überdruck in einem ionisierbaren Material hergestellt wird, das durch die Öffnungen austritt, und daß eine Einrichtung an dem Innenraum der Gasleitung vorgesehen ist, um die ionisierten M3terialien in die Gasleitung einzuleiten.
24. Skrubber nach Anspruch 23, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Einrichtung zur Zuleitung der Materialien in die Gasleitung eine Sprühdüse ist, welche ein Fluid angrenzend an die Öffnungen der lonisierungseinrichtung sprüht, um ionisiertes Material zu sammeln, das durch die Öffnungen hindurchtritt, und um diese Materialien in die Gasleitung einzuführen.