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Wechselspannungsbetriebener Staubabscheider
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Die Erfindung bezieht sich auf einen wechselspannungsbetriebenen Staubabscheider
mit plattenförmigen, eine ungerade Anzahl von n Gasgassen bildenden Niederschlagsflächen
F und in den Gasgassen angeordneten Spnhsystemen S aus Spitzenelektroden oder dergleichen,
wobei die Niederschlagsflächen 1 und n + 1 aus Isolierstoffschirmen mit und die
Niederschlagsflächen 2,3 .. bis n aus Isolierstoffschirmen ohne metallische Gegenelektrode
bestehen und die Sprühsysteme 1,3 ... n Hochspannung führen, während die Sprühsysteme
2,4 .. (n - 1) geerdet sind.
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Ein derartiger Staubabscheider ist aus der DE-OS 21 30 807 bekanntgeworden.
Dabei hat sich jedoch als nachteilig erwiesen, daß die Sprühsysteme nicht mit der
maximal möglichen Spannung zu betreiben sind, bzw. daß die im Betrieb anwendbare
Spannung durch die "Randbedingungen" in nicht vertretbarer Weise eingeschränkt wird.
Infolge der an den beiden randseitigen Isolierstoffschirmen angeordneten Gegenelektroden
können die äußeren Sprühsysteme nur mit einer geringeren Spannung betrieben werden,
als die Spühsysteme im Inneren des Staubabscheiders. Da die Sprühsysteme aber -
in zwei Gruppen - zweckmäßigerweise mit
gleichhoher Spannung versorgt
werden, begrenzen die Randbedingungen mittelbar auch die Verhältnisse im Inneren
des Staubabscheiders. Man könnte daran denken, die randseitigen Sprühsysteme von
den übrigen Systemen der gleichen Gruppe abzukoppeln und getrennt zu versor-* gen.
Dies würde aber eine gesonderte, zusätzliche Regeleinrichtung erfordem und daher
sehr unw:irtschaftlich sein.
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*) ) Spannungsquelle und Es besteht daher bei den eingangs erwähnten
Staubabscheidern die Aufgabe, dafür zu sorgen, daß die Sprühsysteme mit maximal
möglicher Spannung betrieben werden können, ohne daß für die randseitigen Sprühsysteme
der einen Gruppe Sondermaßnahmen erforderlich werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Niederschlagsflächen
F1 und Fn+1 in der Weise angeordnet bzw. ausgestaltet sind, daß die Spruhsysteme
S1 und Sn mit der gleichen Spannung zu betreiben sind, wie sie für die übrigen Sprühsysteme
maximal möglich ist.
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Dazu ist bei äquidistanter Anordnung (Abstand d) aller Isolierstoffschirme
F vorgesehen, die geerdeten, metallischen Gegenelektroden G1 und Gn+1 der Niederschlagsflächen
in geeignetem Abstand a von den zugehörigen Isolierstoffschirmen F1 und Fn+1 nach
außen versetzt anzuordnen. Besonders zweckmäßig ist es, wenn bei äquidistanter Anordnung
(Abstand d) aller Isolierstoffschirme F das Filtergehäuse FG als geerdete Gegenelektrode
benutzt wird und die äußeren Isolierstoffschirme F1 und Fn+1 im geeigenten Abstand
a vom Filtergehäuse FG angeordnet sind.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß bei äquidistanter
Anordnung (Abstand d) aller Isolierstoffschirme F die metallischen Gegenelektroden
G1 und Gn+1 der Niederschlagsflächen unmittelbar an den zugehörigen
Isolierstoffschirmen
F1 und Fn+1 anliegend angeordnet sind und mit einer Gegenspannung geeigneter Höhe
zu den Hochspannung führenden Sprühsystemen S1, S3 ... 5n betrieben werden.
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Ferner ist es möglich, die bisher angegebenen Maßnahmen in der Weise
zu kombinieren, daß bei äquidistanter Anordnung (Abstand d) aller Isolierstoffschirme
F die metallischen Gegenelektroden G1 und Gn+1 der Niederschlagsflächen im Abstand
a von den zugehörigen Isolierstoffschirmen F1 und Fn+i nach außen versetzt angeordnet
und mit einer Gegenspannung betrieben werden, deren Größe in optimaler Korrelation
zum Abstand a steht.
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In den Fällen, in denen die Gegenelektroden G1 und Gn+1 im Abstand
von den Isolierstoffschirmen F1 und Fn+1 angeordnet sind, wird der Zwischenraum
zwischen diesen Bauteilen zweckmäßigerweise für den Gasdurchgang gesperrt.
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Nach einer weiteren Ausführungsform des Erfindungsgedankens ist vorgesehen,
daß die aäßenliegenden Niederschlagsflächen aus Isolierstoffschirmen F1 und Fn+1
und außen daran anliegenden geerdeten Gegenelektroden G1 und Gen+1 bestehen und
daß der Abstand D zwischen den Niederschlagsflächen 1 und 2 sowie zwischen den Niederschlagsflächen
n und n+1 größer ist als zwischen den übrigen, äquidistant angeordneten Niederschlagsflächen
2 bis n. Dabei wird der Abstand D zwischen den Niederschlagsflächen 1 und 2 sowie
n und n+1 so bemessen, daß bei maximaler Betriebsspannung in allen Gasgassen im
wesentlichen der gleiche Staubabscheidegrad erreicht wird. Schließlich kann vorgesehen
werden, daß der Querschnitt derGasgassen 1 und n mit größerem Abstand D zwischen
den Niederschlagsflächen gaseintrittsseitig - teilweise abgesperrt ist.
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Weitere Einzelheiten werden anhand der in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Figur 1 zeigt ein Staubabscheidersystem mit nach außen versetzten
Gegenelektroden.
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Figur 2 zeigt eine Anordnung, bei der die nach außen versetzten Gegenelektroden
vom Filtergehäuse gebildet werden.
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Figur 3 zeigt eine Ausführungsform mit anliegender Gegenelektrode,
die mit einer geeingeten Gegenspannung betrieben wird.
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Figur 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Lösungsmerkmale "Abstand"
und "Gegenspannung" miteinander kombiniert sind.
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Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit geändertem Abstand zwischen
den randseitigen Isolierstoffschirmen.
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In allen Figuren sind die Isolierstoffschirme mit F und die Sprühsysteme
mit S bezeichnet. G steht für die metallischen Gegenelektroden, die in dem Ausführungsbeispiel
nach Figur 2 vom Filtergehäuse gebildet werden und hier mit FG bezeichnet sind.
T bezeichnet in allen Figuren den Transformator, d den lichten Abstand zwischen
zwei benachbarten Isolierstoffschirmen bei äquidistanter Anordnung und a den Abstand
zwischen randseitigem Isolierstoffschirm und zugehöriger Gegenelektrode. Die durch
einen Pfeil angedeutete Gasströmungsrichtung verläuft mit Ausnahme von Figur 2 in
allen Darstellungen von unten nach oben, in Figur 2 senkrecht zur Zeichenebene.
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In Figur 1 sind die drei ersten und die drei letzten Isolierstoffschirme
eines Abscheidersystems dargestellt, wobei insgesamt eine ungerade Anzahl von n
Gasgassen gebildet wird. Jeder Gasgasse ist ein Sprühsystem S zugeordnet. Die geradzahligen
Sprühsysteme 2,4 bis(n -1) sind dabei wie die Gegenelektroden G1 und Gn+1 geerdet,
während die ungradzahligen Sprühsysteme 1, 3 bis n mit der Hochspannungsseite des
Transformators verbunden sind.
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Alle Isolierstoffschirme sind untereinander im gleichen Abstand d
angeordnet. Zwischen den randseitigen Isolierstoffschirmen F1 und Fn+1 und den zugehörigen
Gegenelektroden ist ein Abstand a vorgesehen, der so groß bemessen ist, daß die
Sprühsysteme S1 und 5n mit der gleichen Spannung betrieben werden können, wie die
im Innern des Abscheiders liegenden Sprühsysteme S3, S5 usw. Auf diese Weise kann
im gesamten Abscheiderfeld die maximale, vom Ab stand d (und sonstigen Betriebsbedingungen)abhängige
Spannung ausgenutzt werden, ohne daß die Sprühsysteme S1 und Sn die maximal mögliche
Spannung bestimmen und ohne daß für diese eine gesonderte Regel einrichtung notwendig
ist. Spannungsquelle und In Figur 2 ist schematisch das Filtergehäuse FG mit dem
Staubsammelbunker B und der isolierten Spannungsdurchführung I dargestellt. Es sind
wieder die ungradzahligen Sprühsysteme mit der Hochspannungsseite des Transformators
verbunden, während die gradzahligen Sprühsysteme wie das Filtergehäuse geerdet sind.
Der Abstand a des ersten (und letzten) Isolierstoffschirms vom Filtergehäuse wird
in gleicher Weise bestimmt, wie bei Figur 1 erläutert.
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In Figur 3 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt.
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In diesem Fall liegt die Gegenelektrode G1 unmittelbar clfll Isolierstoffschirm
F1 an. Letztore r>J.rid wieder
äquidistant (Abstand d) angeordnet.
Die ungradzahligen Sprühsysteme liegen an Hochspannung, die gradzahligen sind geerdet.
Um bei einer derartigen Anordnung für die randseitigen Sprühsysteme keine Sondermaßnahmen
treffen zu müssen und gleichzeitig das gesamte Abscheiderfeld mit der maximal möglichen
Spannung betreiben zu können, werden bei dieser Ausführungsform die Gegenelektroden
mit einer Gegenspannung geeigneter Höhe beaufschlagt. Dies wird in der Darstellung
so angedeutet, daß die Gegenelektrode mit einer Anzapfung der Hochspannungsseite
des Transformators verbunden ist.
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Bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 sind die Maßnahmen der Figur
1 und der Figur 3 kombiniert worden. Die Gegenelektrode G1 ist im Abstand a vom
Isolierstoffschirm F1 angeordnet und gleichzeitig mit einer geeigneten Gegenspannung
betrieben. Auf diese Weise kann das eigentliche Ziel, die Ausnutzung der maximal
möglichen Spannung im gesamten Abscheiderfeld selbst dann erreicht werden, wenn
bei einer oder beiden der erfinderischen Maßnahmen - Abstand und Gegenspannung -
Einschränkungen bestehen sollten. Imübrigen kann auf die bisherige Beschreibung
verwiesen werden.
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Eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgedankens ist in Figur
5 dargestellt. Hierbei wird von der äquidistanten Anordnung aller Isolierstoffschirme
F abgegangen. Der erste (und entsprechend der letzte) Isolierstoffschirm F1 wird
zusammen mit der irnrnittelbar anliegenden Gegenelektrode G1 in einem solchen Abstand
D vom zweiten (bzw. vorletzten) Isolierstoffschirm F2 angeordnet, daß das Sprühsystem
S1 zusammen mit allen anderen ungradzahligen Sprühsystemen mit der maximal'möglichen
Spannung betrieben werden kann, ohne daS hierfür eine besondere Regeleinrichtung
erforderlich wärt und ohne daß die besonderen Ver-
hältnisse der
randseitigen Sprühsysteme die anwendbare Spannung im übrigen Feld beeinträchtigt.
Je nachdem, um wieviel D größer sein muß als d, der Abstand der Isolierstoffschirme
im Innern des Feldes, kann es erforderlich sein, die Gasgassen 1 und n durch Einbauten
A teilweise abzusperren, um in den randseitigen Gasgassen die gleichen Abscheideverhältnisse
wie im Inneren des Feldes erzielen zu können. Ob eine solche Maßnahme notwendig
ist, hängt auch davon ab, inwieweit der Gasstrom randseitig ohnehin gestört ist.
Derartige Fragen können nur im konkreten Anwendungsfall geprüft werden und es ist
nicht möglich, generell anzugeben, um welchen Flächenanteil die randseitig breiteren
Gaskanäle abgesperrt werden müssen. Auch hier entsprechen die übrigen Teile der
Darstellung dem, was zu Figur 1 ausgeführt wurde.
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Patentansprüche