DE3121054A1 - "verfahren und vorrichtung zur elektrostatischen staubabscheidung - Google Patents

Description

DIPL.-ING. O. R. KRETZSCHMAR PATENTANWALT

9 "■

Office National d'Etudes et

de Reeherches Aerospatiales

(O.N.E.R.A.)

29-39 j avenue de la Division Leclerc

9232O CHATILLON SOUS BAGNEUX PRANKREICH

^ BW RG 1

1«M STIOHH^USE 3 RUF 040/34 67 43 TELEX 2 173 645 OKPA D

ZUGELASSENER VERTRETER BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMT

25. Mai I98I Hi - 5993

Anwaltsakte: 5993

Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischen Staubabscheidung

Es wird die Priorität der Patentanmeldungen in Prankreich

1) Nr. 80 11945 vom 29. Mai 198O

2) Nr. 81 09646 vom Ik. Mai 198I in Anspruch genommen.

DIPL.-ING.O.R.KRETZSCHMAR PATENTANWALT

Office National d'EtUdeS et de Recherches Aerospatiales (O.N.E.R.A.)

29-39s avenue de la Division Leclerc

9232O CHATILLON SOUS BAGNEUX FRANKREICH

3SJM STiaHUAUSE 34 HU F O*O /24 67 43 telex 2 173 645 okpa d

zugelassener vertreter beim europaischen Patentamt

25. Mai 198I Hi - 5993

Anwaltsakte: 5993

Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischen Staubabscheidung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abscheiden von Staub aus einer Gas-Atmosphäre,

Sie zielt insbesondere darauf ab, feste, in einem Gas schwebende Teilchen von dem Gas zu trennen, indem dieses in einen Raumteil eingeführt wird, wo die festen Teilchen durch elektrostatische Wirkung zurückgehalten werden.

Die Verfahren der elektrostatischen Staubabscheidung beruhen darauf, daß die elektrisch geladenen Stäube von einer oder mehreren Elektroden angezogen werden, die auf ein dem des Staubes entgegengesetztes Potential aufgeladen sind.

Daher enthalten die Vorrichtungen zur elektrostatischen Staubabscheidung

erstens Mittel, mit denen man die mit Staub beladenen, gasförmigen Fluide in einem abgeschlossenen Raumteil herumführen kann,

- S

zweitens enthalten sie eine Vorrichtung, mit der man die Stäube elektrisch aufladen kann, und

drittens eine oder mehrere Elektroden, um die besagten Stäube anzuziehen.

Gemäß einer bekannten Technik lädt man die in einem Gasstrom enthaltenen, zu reinigenden Stäube elektrisch auf, indem man eine Korona-Entladung in dem betreffenden Gas erzeugt. Hierzu läßt man das Gas in dem Zwischenraum zwischen einer ersten Elektrode, die durch eine leitende Spitze oder einen ausgespannten, leitenden Draht gebildet wird, und einer zweiten Elektrode von verhältnismäßig großer Oberfläche vorbeistreichen, die z.B. eben oder zylindrisch ist, und wendet auf die Einrichtung zwischen den Elektroden eine Spannungsdifferenz in der Größenordnung von einigen Zehn kV an.

Das sehr starke elektrische Feld in der Umgebung der ersten Elektrode bewirkt die Bildung von Entladungslawinen in einem kleinen, als aktiven Raumteil bezeichneten Bereich, in dem eine große Anzahl von Ionen und Elektronen erzeugt werden. Die sehr beweglichen Elektronen neigen dazu, den Aktivraum schnell zu verlassen, wobei sie in der Außenschicht dieser Zone eine höhere positive oder negative Ionenkonzentration hervorrufen, je nach dem, ob die erste Elektrode positiv oder negativ in Bezug auf die zweite Elektrode ist. Diese Ionenkonzentration bildet eine Raumladung. Die Stäube, die in dem Raumladungsbereich herumtreiben, nehmen durch Diffusion oder Stoßionisation eine Ladung von dem-selben Vorzeichen wie die Raumladung an. Die schließliche Aufladung jeden Staubteilchens hängt ab von seiner Größe, von seiner Verweilzeit in dieser Zone und von der Stärke der Raumladung und wird gemessen durch das Produkt aus der Menge der ionisierten Teilchen pro Raumeinheit mal der Ladung dieser Teilchen.

5 -

Palls die mit Staub beladenen Gase explosiv sind, z.B. in der Atmosphäre eines Getreidesilos, in dem die sehr feinen Kleber-Stäube, die sich in der Umgebungsluft zusammenballen, eine leicht detonierende Mischung darstellen, verbietet sich die Erzeugung einer Korona-Entladung, da der kleinste Funke einen beträchtlichen Schaden veursachen könnte.

Übrigens nimmt die Ergiebigkeit einer Korona-Entladung in dem Umfang ab, wie die Temperatur der Gas-Atmosphäre ansteigt, in der sie erzeugt wird, weil die Moleküle des gasförmigen Fluidums thermisch angeregt werden. Sobald eines dieser Moleküle mit einem negativen Ion zusammenstößt, wird bei diesem in einer Stoßionisation ein Elektron abgelöst, was eine Vergrößerung des Elektronenstroms der Entladung hervorruft, was wiederum zur Folge hat, daß die Ergiebigkeit bei der Erzeugung der Raumladung abnimmt, so daß die Entladung instabil wird. Deswegen ist es praktisch unmöglich, von Feuerungen stammende Verbrennungsgase, z.B. die Verbrennungsgase aus einem mit Magerkohle beschickten Fließbett oder einer Rekuperationsverbrennung von Stoffen mit niedrigem Heizwert mit Hilfe einer Korona-Entladung von Stäuben zu reinigen.

Wegen des Fehlens wirksamer Entstaubungsvorrichtungen konnte man bisher solche Verbrennungseinrichtungen nicht direkt vor Kolbenmaschinen oder Gasturbinen vorschalten, weil diese sonst schnell durch die Staubeinwirkung zerstört worden wären.

Es sind schon Verfahren bekannt, um Stäube elektrostatisch abzuscheiden, die nicht mit einer Korona-Entladung arbeiten, sondern die Stäube mit sehr feinen (Wasser-)Tröpfchen vereinigen, die man anschließend auszuscheiden versucht.

So ist beispielsweise vorgeschlagen worden, einen Gasstrom durch Gas-Flüssigkeitsberührung zu reinigen, indem man eine

Flüssigkeit mit einer Überschalldüse versprüht, die mit Preßluft versorgt wird,wobei der entstehende Sprühdunst im allgemeinen im Gegenstrom in das zu reinigende Gas-Fluidum eingespritzt wird. Die Düse befindet sich in Bezug auf die Masse-Erdung der Anlage auf einem erhöhten Potential, so daß die aus ihr hervortretenden Wassertröpfchen aufgeladen sind und sich mit den Staubteilchen vereinigen, um sie zu den mit der Masse-Erdung verbundenen Metallteilen fortzuführen und so ihre Trennung vom Gas zu bewirken. Der restliche Staub, der mit den Tröpfchen von den Düsen in dem Gasstrom mitgerissen wird, wird seinerseits an auf passendem Potential liegenden Elektroden niedergeschlagen.

Eine andere bekannte Technik dieses Typus besteht darin, am Ausgang einer an Masse gelegten Düse einen Strahl feiner Wassertröpfchen herzustellen, die sich durch eine Hochspannung gegenüber einer ringförmigen, polarisierten Elektrode anordnen, um diesen Wassertröpfchen eine Ladung von einem bestimmten Vorzeichen zu übertragen. Sobald der Strahl, die aus der Atmosphäre auszuscheidenden Teilchen aufgenommen hat, sind diese schon elektrisch geladen, wobei die geladenen Wassertröpfchen durch diese Teilchen angezogen werden und einen Nebel bilden, der die Niederschlagung dieser Teilchen ermöglicht.

Im wesentlichen stellen diese Techniken eine Auswaschung des zu reinigenden Gases mit Wasser dar und gestatten daher keine Trockenbehandlung des Gases oder von allen Atmosphären, bei denen die Bildung von Schlämmen vermieden werden soll. Sie sind überdies unwirksam bei Atmosphären mit Temperaturen, bei denen die Wassertropfen verdampfen, bevor sie sich mit den auszuscheidenden Teilchen vereinigen.

Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb die Verbesserung eines Verfahrens zur Abtrennung von festen oder staubförmigen,

in einem Gas in Schwebe befindlichen Teilchen, durch elektrostatische Abscheidung, die es insbesondere ermögliche die vorerwähnten Probleme bei der Entstaubung von explosiven Atmosphären oder solchen mit erhöhter Temperatur zu lösen.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur elektrostatischen Entstaubung ist daher dadurch gekennzeichnet, daß man in einer Kammer, die von dem Zirkulationsraum des zu entstaubenden Gases verschieden ist, eine Korona-Entladung erzeugt und die in der Kammer erzeugten Ionen mit Hilfe von aerosolförmigen Teilchen einfängt, worauf das Gemisch in den Zirkulationsraum eingeleitet wird, wo die Aerosolteilchen die eingefangenen Ionen durch Zustandsänderung, z.B. Sublimation, freigeben, um dort eine Raumladung zu erzeugen. Die Aerosolteilchen spielen so die Rolle von Ladungsbeförderern zwischen der Kammer und dem Zirkulationsraum, in dem sich das zu entstaubende Gas befindet.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die genannten Aerosolteilchen durch Überschall-Entspannung im Bereich der Korona-Entladung von mit Feuchtigkeit beladener Preßluft gewonnene Eisteilchen. Die mikroskopischen Eisteilchen verdampfen oder sublimieren in dem Zirkulationsraum bei der Berührung mit dem zu reinigenden Gas und befreien die Ionen, die sie zur Bildung der Raumladung mit sich führen.

Durch diese Verfahren stellt man daher in einem ersten, in der genannten Kammer befindlichen Milieu elektrische Ladungen her und überführt diese dann in ein zweites Milieu, das sich in dem genannten Zirkulationsraum des zu reinigenden Gases befindet, um dort eine Raumladung zu erzeugen. Das erste und zweite Milieu sind in elektrischer Hinsicht voneinander unabhängig; daher kann kein Funke aus dem ersten Milieu in das zweite Milieu vordringen. Außerdem sind die dem ersten Milieu, in dem die Ionen erzeugt werden, eigenen Merkmale nicht durch die des

Jg -

zweiten Milieus beeinflußt, in dem man diese Ionen zur Aufladung von durch elektrostatische Mittel niederzuschlagenden Teilchen benutzt.

Man sieht vor, daß die Raumladung auf dem Wege des zu reinigenden Gases auf einem Wert gehalten wird, der deutlich unter demjenigen liegt, der für die Zündung einer Korona-Entladung in irgendeinem zu dem betreffenden Zirkulationsraum gehörigen Teil ausreichen würde. Man schaltet auf diese Weise die mit der Entladung oder mit Funken verbundenen Gefahren vollkommen aus, falls das Gas oder die zu reinigende Atmosphäre explosiv sein sollte.

Man stellt daher fest, daß die Größe der Raumladung einerseits zu schwach ist, um eine Gefahr darzustellen, aber andererseits wirksam genug, um die abzuscheidenden Teilchen elektrostatisch aufzuladen.

überdies sieht man gemäß der Erfindung bei derartigen Atmosphären vor, daß in der erstgenannten Kammer eine negative Korona-Entladung benutzt wird. Man bekommt auf diese Weise eine gute Ergiebigkeit der Energie und eine stabile Übertragung von negativen Ionen auf dem Strömungsweg der zu reinigenden Gasströme.

Falls eineAtmosphäre mit hoher Temperatur zu reinigen ist, sieht das Verfahren erfindungsgemäß vor, die Korona-Entladung in einer Kammer mit einer Temperatur aufrecht zu erhalten, die niedrig genug ist, um eine gute Ergiebigkeit der Raumladung zu bekommen, die durch Ionen aus dieser Kammer entsteht, und diese Ionen in die heißen, zu reinigenden Gase zu überführen. Vorteilhafterweise entstehen die zu injizierenden positiven Ionen durch eine positive Korona-Entladung. Man vermeidet so, daß in der zweiten Kammer Elektronen auftreten, die durch den Zusammen-

τ St -

stoß von negativen Ionen mit Molekülen erzeugt werden können, die durch die Wärmebewegung angeregt worden sind.

Außerdem ist vorgesehen, daß die Raumladung dadurch regelbar ist, daß man die Wahrscheinlichkeit der Elektronenerzeugung durch Ionisation in dem heißen zu reinigenden Gas begrenzt. Diese Regelung läßt sich dadurch bewirken, daß die an die Spitzenelektrode gelegte Spannung, durch welche die Korona-Entladung in der ersten Kammer erzeugt wird, beeinflußt wird, was zu einer Veränderung des durch die Mikroteilchen in den zweitgenannten Raum beförderten Strom führt.

Durch die Erfindung soll außerdem ein elektrostatischer Abscheider des Types geschaffen werden, der einen abgeschlossenen Raumteil, in dem ein gasförmiger, Schwebeteilchen mit sich führender Strom zirkuliert, des weiteren Mittel zur Herstellung von/tonen durch Korona-Entladung zur elektrischen Aufladung der Schwebeteilchen und Mittel, um die aufgeladenen Teilchen auf dem Wege des Gasstroms elektrostatisch abzuscheiden, umfaßt und der dadurch gekennzeichnet sein soll, daß der Ionenerzeuger Mittel umfaßt, die eine von dem Zirkulationsraum verschiedene Kammer festlegen, die aber durch eine öffnung mit dem Raum in Verbindung steht,und weiter Mittel, um eine Korona-Entladung herzustellen in einem Gasstrom, der durch diese Kammer in Richtung der genannten Öffnung fließt, sowie Mittel, um in dem Bereich der Korona-Entladung Aerosol-Mikroteilchen herzustellen, die die Ionen einfangen können, bevor sie durch die öffnung in den genannten Raum injiziert werden.

Die folgende Beschreibung, die ein Ausführungsbeispiel gibt, bezieht sich auf die angefügten Zeichnungen, in denen zeigen:

Fig. 1: eine schematische, perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung unter teilweiser Wegschneidung von Seitenteilen;

Fig. 2 a
und 2 b: Ansichten von Anbringungsmöglichkeiten der Injektoren in der Vorrichtung, in Richtung der Schnittebene I - I der Fig. 1 gesehen;

Fig. 3: eine schematische Ansicht eines Längsschnittes des zur Ingangsetzung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Injektors;

Fig. 4: ein teilweise weggebrochener Schnitt eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Heißgasentstaubungsvorrichtung;

Fig. 5- ein schematischer Vertikalschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Heißgasentstaubungsvorrichtung;

Fig. 6: ein Horizontalschnitt in der Fläche VI - VI der Figur 5;

Fig. 7*· eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Ioneninjektors eher erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 8,

undlO: Ansichten dreier Varianten der Ausführungsform von Fig. 7;

Fig. 11: eine Ansicht eines weiteren Anwendungsbeispiels des Injektors.

Ein für die Ausführung der Erfindung gebildeter, abgeteilter Raum besteht aus einem durchgängigen Quader 10 (Fig. 1), der durch zwei zueinander parallele Vertikalflächen 11 und 12, einen Boden 13 und eine in Fig. 1 nicht dargestellte obere Wandfläche 15 begrenzt wird. Zum Raum 10 gehören ein Eingang für den Zutritt des zu reinigenden Gases und ein Ausgang 16 für seine Entfernung, nachdem die im Gase enthaltenen festen Teilchen abgeschieden worden sind. Der Eingang 14 führt in eine Aufladungszone 17, der entlang des Weges des zu reinigenden Gases im Räume 10 eine Zone 19 der elektrostatischen Abscheidung folgt, die eine Vielzahl von zu den Flächen 11 und 12 parallelen Platten 20 umfaßt, die abwechselnd mit der positiven bzw. negativen Seite einer Spannungsquelle verbunden sind.

In die Aufladungszone 17 münden eine Vielzahl von entlang vertikaler Reihen 23 und 24 angeordneten Injektoren 21, die in der Reihe 23 die Wandfläche 11 und in der Reihe 24 die Wandfläche 12 durchsetzen.

Jeder Injektor 21 weist an seinem vorderen Ende eine in den Durchgangsraum 10 mündende Düse 25 (Fig. 2a und 2b) auf, wobei ein Düsenkörper 26 die Wandflächen 11 und 12 durchdringt, bzw. senkrecht auf ihnen steht und ein hinterer Teil 28 einerseits mit einer gemeinsamen Leitung 29 für die Zuführung von feuchter Preßluft und andererseits mit einer Hochspannungszuieitung 42 verbunden ist. (Siehe dazu Fig. 2a).

Die Injektoren 21 der Fig. 2a, fünf in jeder Reihe 23 und 24, sind derart in den Wandflächen 11 und 12 angebracht, daß sich die Düse 25 jedes Injektors der Reihe 23 gegenüber der Düse des entsprechenden Injektors der Reihe 24 befindet.

Die Injektoren der Fig. 2b sind derart versetzt gegeneinander angeordnet, daß die Achsen der Injektoren der einen Reihe 24'

der Wandfläche 12 verschoben sind gegenüber den Achsen der vier anderen Injektoren der Reihe 23' in der Wandfläche 11.

Jeder Injektor 21 (Fig. 3) weist einen rohrförmigen, leitenden oder nichtleitenden, eine zylindrische innere Kammer 32 umschließenden Körper 30 auf. Eine durch einen Düsenhals 35 gebildete Düse 34 befindet sich axial angeordnet im vorderen Teil des Injektors 21. Eine zu einem ringförmigen Ausgang 36 führende Düsenerweiterung bildet den eigentlichen Injektionsteil 25. Der hintere Teil 28 des Rohres 30 ist durch einen hinten geschlossenen Hohlzylinder 38 verlängert, der eine seitliche, mit der Preßluftleitung 29 verbundene öffnung 39 aufweist. Die hintere Wandfläche 40 des Hohl#linders 38 trägt eine dichte, isolierende Durchführung 41, an die das Hochspannungskabel 42 an*- geschlossen ist. Die Durchführung 41 ist mit einer ersten nadeiförmig zugespitzten Elektrode 45 verbunden, die mit einer sternförmigen, drei Arme aufweisenden, isolierenden Halterung 44 an der inneren Oberfläche des Rohres 30 abgestützt und befestigt ist. Die metallische Nadelelektrode 45 erstreckt sich entlang der Achse des Rohres 30, wobei ihre Spitze bis an den Düsenhals 34/35 reicht. Die Düse 34 ist ebenfalls aus einem elektrisch leitenden Material und bildet eine zweite Elektrode, die über das Kabel 49 mit einer Gleichspannungsquelle 48 und über eine Verbindung 51 an der Masse-Erdung der Vorrichtung liegt. Die Nadelelektrode 45 ist über den Leiter 42 mit dem anderen Pol der Hochspannungsquelle 48 verbunden.

Wenn die Spannung im Betrieb einen genügend hohen Wert erreicht hat, stellt sich eine Korona-Entladung zwischen der Nadelelektrode 45 und dem Düsenteil 34 in dem den Düsenhals 35 durchquerenden feuchten Gas ein.

Wenn dabei die Zentral- oder Nadelelektrode 45 negativ ist, sammelt sie positive Ionen an, und die negativen Elektroden

diffundieren von ihr fort. Wo sich in dem Gasfluidum die Entladung bildet, vereinigen sich die Elektronen schnell mit den Molekülen des elektronegativen Gases und erzeugen negative Ionen, die nicht so beweglich wie die raumladungbildenden Elektronen sind. Man kann zeigen, daß die Ergiebigkeit an elektrischer Energie bei der Bildung einer negativen Raumladung sich um so mehr erhöht, je mehr das die Entladung bildende Gas die Erzeugung von negativen Ionen erleichtert. Die geringe Beweglichkeit der negativen Ionen ermöglicht überdies rund um die Zentralelektrode 45 eine stabile Raumladung. Dies ist der Fall bei trockener oder feuchter Luft. Bei schwach elektronegativen Gasen muß man das Auftreten von Instabilitätserscheinungen befürchten, sobald die Elektronen nicht unter Bildung von negativen Ionen verschwinden, sondern ionisierte Schläuche quer durch das Gas bilden, die zu elektrischen Bögen degenerieren und den Kurzschluß der Zentralelektrode und infolgedessen Versagen der Vorrichtung bewirken können.

Wenn die Zentralelektrode 45 positiv ist, werden sich die Elektronen unter Hinterlassung einer großen Ionenmenge schnell zu ihr hin bewegen, wobei die Ionen ein genügend dichtes Plasma erzeugen, um die Bildung eines ionisierten, wie ein Zündfunken erscheinender Schlauch zu bewirken. Dieser Entladungsschlauch schreitet ausgehend von der Zentralelektrode 45 in Richtung auf die zweite Elektrode voran und schiebt dabei die aktive Zone, den Entstehungsort der Entladungslawinen, vor sich her. Falls der Ionenschlauch bis zu der zweiten Elektrode vordringt, tritt zwischen den beiden Elektroden ein Kurzschluß auf. Wenn man die zwischen den beiden Elektroden herrschende Potentialdifferenz begrenzt, kann man das Vordringen der aktiven Zone derart einschränken, daß die Entladung ohne Entstehung eines Zündfunkens und ohne Auftreten eines gefährlichen Kurzschlusses aufrecht erhalten wird, wobei die aktive Zone von einer aus posi-

- νί -

tiven Ionen gebildeten Raumladung umgeben ist.

Die in das Düsenrohr 30 eingelassene Luft hat eine mittlere Luftfeuchte von z.B. 50 % unter Normalbedingungen der Temperatur und des Druckes. Man verfügt hier über eine genügende Toleranzbreite. Alle Luft mit einer relativen Feuchte über 10 % ist passend für die Durchführung des Verfahrens, weswegen man bei der Verwendung an den verschiedensten Orten nicht einmal Maßnahmen für die Befeuchtung der Umgebungsluft ergreifen muß. Falls die Luft zu trocken sein sollte, beginnt man damit, sie auf den für die Entspannung in der Überschall-Düse notwendigen Druck zu bringen, und führt sie vor dem Einlaß in das Düsenrohr 30 durch einen Luftbefeuchter.

Die Überschall-Entspannung der feuchten Luft in dem sich erweiternden Teil 36, der auf den Düsenhals 34/35 folgt, erbringt aus Eis bestehende Mikroteilchen, deren Durchmesser von der Größenordnung 10~^ mm ist und die die durch die erhöhte Potentialdifferenz zwischen der Düsennadel 45 und dem Düsenkörper existierende Korona-Entladung erzeugten Ionen einfangen. Der Strahl der Mikroteilchen am Ausgang 25 der Düse zieht die im Düseninneren eingefangenen Ionen mit sich in die Aufladungszone 17 des Raumes 10. Durch Verdampfung der aus Eis bestehenden Mikroteilchen werden die Ladungen einige 10 cm von der Düse entfernt wieder frei. Sie verbreiten sich alsbald durch Diffusion und unter der Wirkung ihrer eigenen Raumladung, bevor sie an den metallischen Oberflächen 11, 12, 13 und 15 entladen werden.

Die Größe der so entstandenen Raumladung läßt sich dadurch steuern, daß man auf die für die Bildung der Korona-Entladung maßgeblichen Parameter einwirkt, insbesondere auf die zwischen den Elektroden angewandte Potentialdifferenz, die Geschwindigkeit und den Druck der Luft und die Abmessungen der die Entspannung der Preßluft bedingenden Düse.

Die Meßgröße dieser Raumladung kann verhältnismäßig klein verglichen mit derjenigen sein, die durch die Korona-Entladung im Inneren des Injektors 21 bewirkt wird, und die für eine Ionendichte im Raumteil 17 sorgt, die ausreicht, um die im Gasstrom mitgeführten Staubteilchen derart aufzuladen, daß sie schließlich in der elektrostatischen Abscheidung 19 ausgeschieden werden können. Der durch die geladenen Mikroteilchen in die Aufladungszone 17 beförderte elektrische Strom ist verhältnismäßig klein, verglichen mit dem durch den Injektor 21 eingebrachten Strom. Der größte Teil dieses Stromes geht nämlich als Ionenstrom auf die metallischen Wandungen des Aufladungsraumes 17 über, die parallel zu den Düsenkörpern 3*1 an Masse liegen und die eine ähnlichoRolle spielen wie die Hilfselektrode der herkömmlichen mit Korona-Entladung betriebenen Entstaubungsvorrichtungen .

Das mit Staub beladene Gasfluidum tritt in Richtung des Pfeils 52 (Fig. 1) durch den Eingang 11 in den Reaktionsraum 10 und durchquert die Aufladungszone 17, wo die Staubteilchen sich durch Diffusion oder Stoßionisation in Berührung mit der Raumladung derart aufladen, daß sie alsbald an den entgegengesetzt aufgeladenen Platten 20 beim Durchqueren der Abscheidungszone 19 mit elektrostatischen Mitteln niedergeschlagen werden. Danach verläßt das gereinigte Gas den Raum 10 in Richtung des Pfeiles 53.

Bei einem Ausführungsbeispiel liegt die Nadelelektrode auf einem negativen Potential von 12 kV im Vergleich zuuDüse, wodurch ein Strom von 50 mikro-amp an deren Ausgang entsteht, sobald der Injektor durch die Leitung 29 mit 20 m /Std. Preßluft, unter Normalbedingungen des Druckes und der Temperatur gemessen, unter einem Anfangsdruck von 6 bar versorgt wird, woraus bei einem Düsenhals-Durchmesser von 2,3 mm eine Überschall-Entspannung von ungefähr 1,5 Mach in der Düse entsteht.

Der Reaktionsraum 10 hat eine ungefähre Höhe von 100 cm und eine Weite von ¹IO cm. Die Aufladungszone 17 hat eine wirksame Länge von 20 cm, und die Injektoren 21 sind in dieser Zone direkt einander gegenüber angeordnet, wobei ihre Düsen 25 einen Abstand von 30 cm voneinander haben. Jedes Paar von einander gegenüberliegenden Düsen läßt einen Strom von insgesamt 100 mikro-amp passieren, der bei der angenommenen Geometrie und unter Berücksichtigung der Ionenbeweglichkeit die Entstehung einer Raumladung von mindestens 10 positiven oder negativen Ionen pro vr in der Aufladungszone 17 zuläßt, was einem elektrischen Feld von 1,7.10^ Volt/m entspricht.

Das hinzutretende, zuvor mechanisch gereinigte Gas fließt mit einer Geschwindigkeit von 2 m/sek, wobei noch ein Staubstrom von 7 g/sek übrig bleibt und die Staubteilchen eine mittlere Größe von 3.10 mm aufweisen. Jedes Staubteilchen durchquert die Aufladungszone in 0,1 sek, wobei es im Mittel ungefähr 300 negative Ladungen aufnimmt, was einem Ladungsstrom in Richtung der Injektoren von 12 mikro-amp entspricht.

Der Strom der aufgeladenen Staubteilchen tritt danach in die Abscheidungszone 19 mit den folgenden Abmessungen:

Höhe 100 cm, Länge 100 cm, wobei der Abstand der abwechselnd positiv und negativ auf 10 kV aufgeladenen Platten 2,6 cm beträgt .

Die Geschwindigkeit des die geladenen Teilchen befördernden Gasstromes ist 2,8 m/sek in der Zone 19 und die Verweildauer zwischen den Platten daher 0,35 sek, um eine quasi vollständige Abscheidung der Staubteilchen zu erreichen.

Die in Fig. H dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gasentstaubungsvorrichtung weist einen Reaktionsraum

auf, der durch die Wandflächen 111, 112, 113 ähnlich den Wandflächen 11, 12, 13 des Raumes 10 in Fig. 1 begrenzt wird. Zwischen seinem Eingang 114 und seinem Ausgang 116 liegen hintereinander ein erstes Filterbett 115, aus einer Menge langsam absinkender Kugeln bestehend, und eine Aufladungszone 117, in die eine Reihe von Injektoren 121 einmünden, die zwei die jeweiligen Wandfüächen 111 und 112 durchstoßende Reihen 123 und 12*1 bilden. Die Injektoren 121 sind entsprechend gebaut wie die in den Fig. 1 und 3 dargestellten. Anschließend an die Zone 117 befindet sich ein zweiter Filter 119, der ebenfalls aus einer in langsamer, nach unten gerichteter Bewegung befindlichen Kugeischüttung besteht, die den Raum zwischen zwei metallischen Lochblechen oder Gitterwerken 125 und 126 ausfüllt, die senkrecht zu den Wänden 111 und 112 stehen und mit den positiven bzw. negativen Klemmen einer Quelle hoher Gleichspannung oder mit den Klemmen einer Wechselspannungsquelle verbunden sind, um die elektrostatische Abscheidung der Staubteilchen des in die Aufladungszone 117 eingetretenen Gasflusses auf den durch Influenz aufgeladenen Filterkörnern zu bewirken.

Das zu entstaubende Gas gelangt in Richtung des Pfeiles 152 zu dem Eingang 114; das gereinigte Gas tritt in Richtung des Pfeiles 153 aus dem Ausgang 116 wieder heraus. Die Trennvorrichtung der Fig. 4 unterscheidet sich von der im vorhergehenden beschriebenen durch geringeren Raumbedarf.

Die beiden in den Fig.l und 4 beschriebenen Trennvorrichtungen können für die Entstaubung von Gasen benutzt werden, bei denen die Stäube isolierend wirken und die bisher bekannten Vorrichtungen daher unwirksam waren.

Die Entstaubungsvorrichtung der Fig. 5 und 6 kann zu entstaubende Gase bei einem Eintrittsdruck von 12 bar und bei einer Temperatur von 900 ⁰C behandeln, d.h. unter Bedingungen, wie sie

bei der Verbrennung von Magerkohle und brennbaren Abfällen in einer nach der Art der Trockenasche-Fließbetten mit unter Druck betriebener Beschickung auftreten.

Diese Heißgasentstauber enthalten Filterelemente von im wesentlichen zylindrischer Form, und die Gaszirkulation ist mit dem Ziel möglichster Kleinhaltung der Wärmeverluste zwischen Eingang und Ausgang des Entstaubers gestaltet. Diese Gase stammen von einer Fließbett-Feuerungj die mit vorgewärmter Verbrennungsluft betrieben wird.

Die zu entstaubenden Gase werden unter Druck durch eine Rohrleitung 201 in einen Behälter 202 eingeleitet, der innerlich mit einer Wärmeisolationsschicht 203 ausgekleidet ist und im wesentlichen die Form eines vertikalen Zylinders hat, dessen obere und untere Enden je eine halbkugelige Kuppel 205 bzw. aufweisen. Zwischen der Wärmeisolationsschicht 203 und einer metallischen Innenwandfläche 211 sind eine Reihe von Lüftungskanälen 208 vorgesehen, in denen frische Luft zum Vorwärmen zirkulieren soll, bevor sie als Verbrennungsluft in die die heißen Gase erzeugende Feuerung eingeleitet wird. Im Inneren des durch die Vorwärmkanäle 208 begrenzten Raumes befindet sich ein Körner-Fließbett-Filter 207 von in Bezug auf den Mittelpunkt im wesentlichen ähnlicher Form wie der Behälter 202. Dieser Filter 207 weist je eine innere und eine äußere Scheidewand 212 bzw. 214 auf, zwischen denen ein mit kleinen (Durchmesser 2 mm) Aluminium-Kugeln gefüllter,ein Fließbett bildender Raum 210 vorgesehen ist. In der Wand 212 ist in ihrem oberen Teil eine öffnung, die mit einem Rohr 216 verbunden ist, das die obere Kuppel 205 des unter Druck befindlichen Behälters 202 derart durchstößt, daß Granulate 218 im Raum 210 in der Richtung des Pfeiles 220 zirkulieren können. An ihrem anderen Ende hat die Wand 212 ein Ausgangsrohr, das die untere Kuppel 206 des Behälters 202 durchstößt, damit man die Granulate 218 des Filter-Fließbettes 210 in der Richtung des Pfeiles 224 wieder

31210Π4

- vr -

abführen kann. Die den Raum 210, zwischen den Wänden 212 und 214, erfüllenden Granulate laufen sehr langsam, z.B. mit 1 m/Std,· von oben nach unten ab. Der Raum zwischen der metallischen Wandfläche 211, die die Vorwärmkanäle 208 vom Inneren des Behälters 202 trennt, und der Scheidewand 212 wird durch eine ringförmige Querwand 225 in mittlerer Höhe in zwei Räume unterteilt, den unteren Raum 227 mit dem Zugang 201 für das heiße, zu entstaubende Gas und den oberen Raum 228 mit dem Ausgang 230 für das gereinigte Gas.

In den Wänden 212 und 214 sind ringförmige Siebe angebracht, die zwar die Aluminium-Kugeln des Fließbettes 210 zurükhalten können, aber zwei ringförmige Pilterzonen bilden, durch die das zu reinigende Gas hindurchpassieren kann, die eine, mit bezeichnete, zwischen dem unteren Raum. 227 und dem durch die Wand 214 abgegrenzten Innenraum 250 und die andere, mit 234 bezeichnete, zwischen den Räumen 228 und 250. Die heißen, zu reinigenden Gase treten daher durch den Eingang 201 in den Filter 232 ein, in dem sie bei der Durchquerung des Granulat-Bettes im unteren Teil des Behälters 202 eine mechanische Grobreinigung durchmachen, darauf folgt eine zweite (Fein-) Reinigung bei der Durchquerung des Granulat-Bettes in Richtung des Ausgangs 230 durch die Filterzone 234.

Dieser zweite Durchgang ist von einer elektrostatischen Abscheidung der Staubteilchen begleitet. Hierzu teilen zwei isolierende Ringe, ein oberer 240 und ein unterer 242, die Siebzone vom übrigen Teil der inneren Wandung 214 ab und zwei weitere isolierende Ringe, ein oberer 243 und ein unterer 244, teilen in ähnlicher Weise die Siebzone vom übrigen Teil der Außenwand 212 des Filters 207 ab.Das in der Außenwand 214 befindliche, isolierte Sieb der Zone 234 i3t mit dem positiven Pol 320 einer Quelle hoher Gleichspannung verbunden, während

das ringförmige, gegenüberliegende Sieb der Wand 212 mit dem negativen Pol 321 dieser nicht dargestellten Hochspannungsquelle verbunden ist, wodurch die in der Zone 234 befindlichen Aluminium-Kugeln durch Influenz aufgeladen werden. Bei einer anderen Ausführungsform sind die Gitter mit einer Quelle hoher Wechselspannung verbunden.

Das Innere des durch die Wand 214 abgegrenzten Raumes 250 bildet eine Aufladungszone, in der die Staubteilchen eine Raumladung durchqueren, nachdem sie in der Pilterzone 232 mechanisch gereinigt worden sind. Die Raumladung wird durch Ionen von zwei Ioneninjektoren 252 und 254 gebildet, wobei die Ionen durch Mitführung mittels aerosolförmiger Mikroteilchen von den Injektoren in den Raum 250 in die Mitte der oberen und der unteren Kuppel derart eingebracht werden, daß zwei aufeinander gerichtete Ladungsströme in der Vertikal-Achse des Behälters 202 entstehen.

Die Peinstäube, die noch durch das Filter 232 hindurchgehen, laden sich in dem Raum 250 auf und werden in der Zone 234 des Granulat-Filterbettes 207 zurückgehalten und elektrostatisch abgeschieden. Die Granulate dieser Zone werden durch Zufuhr durch das Rohr 220 immer wieder erneuert und nach Verlassen der Zone 234 in der rein mechanisch wirkenden Trennzone 232 nochmals verwendet.

Das aus dem Ausgang 230 des elektrostatischen Filters heraustretende, gereinigte Gas wird in eine Gasturbine oder einen Kolbenmotor eingeleitet, nachdem es noch eine chemische Filterung zur Ausscheidung alkalischer Verbindungen und des Vanadiums durchgemacht hat.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beträgt die Entfernung der Injektoren 252 und

voneinander ungefähr 1 m und der Durchmesser des inneren Zylinderraumes 250 0,4 m. Das zu reinigende Gas weist anfangs einen Druck von 12 bar und eine Temperatur von 900⁰C auf.

Die Überschall-Injektoren 252 und 254 werden mit feuchter Preßluft gespeist. Der metallische Düsenhals liegt an Masse; er hat einen Durchmesser von 1 mm. Die isolierte, metallische Nadelelektrode, so wie 45 in Fig. 3_S ist mit einer Spannungsquelle von 20 bis 25 kV verbunden. Der von jedem Injektor eingeleitete Strom hat die Größenordnung von 250 mikro-amp bei einem Luftdurchsatz durch die Leitung 29 von 15 nr/Std unter Normalbedingungen des Druckes und der Temperatur bei einem Anfangsdruck von 27 bar.

Bei einer z-u reinigenden Gasmenge von 36ΟΟ m /Std unter Normalbedingungen der Temperatur und des Druckes, was der Aufbringung einer Leistung in der Größenordnung von 1 MW am Eingang eines Generators, z.B. einer Gasturbine, entspricht, mit einer Staublast von 100 g/m , schafft die Erstentstaubung, die aus einem Durchgang durch einen Zyklon und anschließend durch die Grobreinigungszone 232 des Granulat-Bettes besteht, eine Reinigung von ungefähr 93 ^,d.h. es müssen in jeder Sekunde noch 7 g Staubteilchen abgeschieden werden.

Bei der beschriebenen Geometrie ist das in dem Raum 250 erzeugte elektrische Feld ungefähr von einer Stärke von 500 kV/m bei

l4 "5 einer Mxndestxonendxchte in der Größenordnung von 10 /m , was eine ausreichende/Raumladung darstellt, damit die etwa im Mittel 3.IO mm im Durchmesser messenden, das betrachtete Volumen in 0,5 sek durchquerenden Staubteilehen ungefähr 300 Elementarladungen aufnehmen, was ausreichend ist, um sie auf den aufgeladenen Kugeln des elektrostatischen Granulat-Filterbettes in der Zone 234 anzusammeln. Unter diesen Bedingungen beträgt der

It

20 -

durch die aufgeladenen Mikroteilchen in die elektrostatische Pilterzone 23^ übertragene Strom etwa 12 mikro-amp. Dieser Strom ist klein verglichen mit dem vorher definierten, durch die Injektoren eingeführten Gesamtstrom. Der größte Teil dieses Stromes geht aber auf die an Masse liegende metallische Wandfläche über. Wie schon erwähnt, werden von den Injektoren 252 und 25^ positive Ionen in den Raum 250 eingeführt. Die Meßgröße der durch die überführten positiven Ionen erzeugten Raumladung ist sehr viel kleiner als die Meßgröße der in der Korona-Entladung im Inneren der Injektoren selbst erz-eugten Raumladung,

Damit überdies vermieden wird, daß örtliche Ladungsspitzen im Inneren des Raumes 250 entstehen, wodurch unerwünschte örtliche Entladungen in diesem Raum auftreten können, wird die innere Oberfläche der den Raum 250 begrenzenden Wand 21¹I poliert. Man beseitigt so die kleinen Spitzen auf dieser Oberfläche, die Elektronenlawinen auslösen könnten, die bei der herrschenden erhöhten Temperatur des Gases zu einer starken Verminderung der Anzahl der auf die Staubteilchen übertragenen Ladungen führen könnte, was sbh woelerum in ungünstiger Weise auf die Wirksamkeit der elektrostatischen Abscheidung auswirken würde.

Wenn man, wie in dem beschriebenen Beispiel, etwa 900⁰C heiße Gase zu entstauben hat, benutzt man vorteilhafterweise eine gegenüber der in Fig. 3 dargestellten leicht veränderte Injektionseinrichtung zur Verwirklichung der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Injektoren. Insbesondere bei höheren Gastemperaturen kann es vorkommen, daß die Ladungen tragenden Mikroteilchen schon am Ausgang und damit in unmittelbarer Nähe des Injektors sublimieren. Die derart befreiten Ionen können alsbald zum Injektor zurückkehren und werden von diesem eingefangen, was die für die Aufladung der von dem zu entstaubenden Gas beförderten Staubteilchen verfügbare Raumladung verkleinert.

Ά -

Für die Begrenzung oder völlige Vermeidung eines solchen Ionen-Einfangs sind zwei besondere Injektor-Anordnungen vorgesehen. Bei einer ersten Anordnung liegt der Injektor auf einem positiven Potential in Bezug auf die metallischen Raumwände, zwischen denen die zu entstaubenden Gase zirkulieren, wodurch eine Feldverteilung entsteht, mit der die erzeugten Ionen von den metallischen Massen des Injektors abgelenkt werden können.

Bei einer anderen Anordnung, die für sich oder zusammen mit der eben erwähnten verwendet werden kann, ist vorgesehen, die von dem Injektor abgegebenen, strömenden Mikroteilchen abzukühlen. Diese Abkühlung wird insbesondere dadurch erreicht, daß der Strom der in den Reaktionsraum eingeleiteten Mikroteilchen von einer mit ihm eingeblasenen Kaltluftmenge umgeben wird. Hierbei wird der Wärmeausgleich zwischen dem Rauminhalt und den eingeleiteten Mikroteilchen verzögert, und die Sublimation der Mikroteilchen unter Abgabe der Ladungen tritt erst in einer vom Injektor genügend weit entfernten Raumzone ein, so daß ein Wiedereinfang von Ionen vermieden wird.

Eine Injektor-Anordnung 310 (Fig. 7) umfaßt ein eine Kammer begrenzendes Injektorrohr 312. Im Inneren der Kammer 314 kann feuchte Preßluft in Richtung des Pfeiles 316 zu einer öffnung am vorderen Ende 318 des Rohres 312 fließen, welches das innere Profil einer Düse hat. In dem Rohr 312 ist koaxial ein nadelelektrodenförmiger Leiter 320 montiert, dessen Ende 322 bis in die Nachbarschaft des Düsenhalses 324 reicht. Die Nadelelektrode 320 und das Rohr 312 sind elektrisch mit einer Hochspannungsquelle 328 verbunden. Außerdem liegt das Rohr 312 an sich auf einem erhöhten positiven Potential einer Hochspannungsquelle 330,von z.B. 20 kV, in Bezug auf Masse.

Das Injektorrohr 312 ist koaxial im Inneren eines metallischen Rohres 332 montiert, dessen Oberflächen gegen eine öffnung 336

an ihrem Ende 334 gerade vor dem Ende 318 des Rohres 312 in Flußrichtung des aus der Kammer 31*1 heraustretenden Gases konvergieren. Das Rohr 332 ist in einem Durchbruch montiert, der sich in einer Wand 340 eines metallischen, für die elektrostatische Entstaubung von heißen Gasen gemäß Fig. 5 bestimmten Behälters 342 befindet. Die Wandfläche 340 ist auf Masse gelegt. Das Potential des Rohres 332 kann dank einer Spannungsquelle 331 gleich oder verschieden von dem des Rohres 312 sein. Das Rohr 332 durchstößt die Wand 340 mittels einer Isolierdurchführung 333. Im Inneren des Raumes 342 ist das Rohr 332 von einer Kühlschlange 344 umgeben, in der man eine nichtleitende Kühlflüssigkeit zirkulieren lassen kann.

Um die positive Hochspannung der Quelle 331 aufrecht zu erhalten, besteht die Kühlschlange 344 aus einem dielektrischen Material. Für die Zirkulation des in Richtung des Pfeiles 346 in den Raum 342 geleiteten Luftstroms im Ringraum zwischen den Rohren 312 und 332 sind nicht dargestellte Mittel vorgesehen.

Im Betrieb ist ein Strom 350 von geladenen, in den Raum 342 eingeleiteten Mikroteüchen von einem deutlich rohrförmigen Schwall Kaltluft aus der öffnung 336 des Rohres 332 umgeben, der die Aufheizung dieser Mikroteilchen und damit ihre Sublimation verhindert, bis sie sich vom Injektorrohr 312 entsprechend weit entfernt haben. Außerdem liegt dieses auf einem gegenüber dem der Wand 340 erhöhten Potential, wodurch im Inneren des Raumes 342 eine derartige Potentialverteilung hervorgerufen wird, daß das Injektorrohr 312 abstoßend auf die bei der Verdampfung der Mikroteilchen abgegebenen Ionen wirkt.

Der Umstand, daß die Zufuhr kalter Luft oder eines anderen kalten Gases am Ausgang 336 des Rohres 332 zur Abkühlung der zu

IO

- 35 -

entstaubenden Gase führt, braucht die Anwendung der Zuführung von aus der Verbrennung von geringwertigen Brennstoffen stammenden Verbrennungsgasen zu Motoren, wie z.B. Gasturbinen,, nicht ungünstig zu beeinflussen. Tatsächlich sind die Gastemperaturen, die sich am Ausgang einer solchen Feuerung einstellen, viel höher als die maximale Temperatur von ungefähr 90O⁰C, die eine Gasturbine bei dem derzeitigen Stand der Technik ertragen kann. JEs genügt daher, die Kühlluftmenge für die Injektoren in Abhängigkeit von der Temperatur am Ausgang der Feuerung so zu dosieren, daß sich nach ihrer Zumischung am Eingang der Turbine die gewünschte Temperatur einstellt.

Die Ausführungsform der Fig. 7 kann noch Gegenstand von weiteren Ausgestaltungen sein. So zeigt die Fig. 8 eine Bauart, bei der das Injektorrohr 312 mit einer Isolierdurchführung direkt in die Wandung 340 des Raumes 342 eingebaut ist. Wie in dem Fall der Fig. J₃ liegt der Rohrkörper 312 in Bezug auf die an Masse liegende Wand 3^0 auf einem positiven hohen Potential. Eine Zufuhr von Kaltluft um die Mikroteilchen herum ist nicht vorgesehen.

In Fig. 9 ist die Außenfläche des Injektorrohres 312, das wie im Fall der Fig. 8 angebracht ist, im Inneren des Raumes 342 von einer Rohrschlange 402 umgeben, in der eine Kühlflüssigkeit zirkuliert.

Die Kühlflüssigkeit kann ein Dielektrikum, wie z.B. ein öl, sein. Die Zuführung des Öls zu der Rohrschlange 402 wird verwirklicht mittels einer dielektrischen Rohrleitung von genügender Länge, um die am Injektor 312 anliegende Hochspannung aufrecht zu erhalten. Man kann das öl auch durch nach bekannten Techniken entionisiertes Wasser ersetzen.

Bei der Anordnung der Fig. 10 liegt das Injektorrohr 312 an einer Hochspannung 409. Es ist von dem Rohr 332 umgeben, um

Frischluft um den eingeleiteten Mikroteilchen-Stroitfherum in den Raum 342 einblasen zu können. Das Rohr 332 ist mittels einer Isolierdurchführung 406 in der Wand 340 angebracht. Es wird durch eine Quelle 408 hoher Gleichspannung auf einem erhöhten positiven Potential gehalten.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 11 hat man eine Injektoranordnung 412, wie sie in Fig. 7 beschrieben ist, am Ende einer knieförmig gebogenen Halterung 410 in einem Raum 442 angebracht, der in Richtung des Pfeiles 441 von einem Fluß heißer, zu entstaubender Gase mit einer Geschwindigkeit von 3 m/sek durchströmt wird. Die Halterung 410 durchsetzt die Wand 440 des Raumes 442, um den Injektor 412 mit feuchter Luft, Blasluft für das Rohr 332 und Kühlflüssigkeit zu versorgen. Der Injektor 412 ist derart angeordnet, daß der um den Strom der eingeleiteten Mikroteilchen herum eingeblasene Kaltluftstrom dieselbe Richtung und mindestens dieselbe Geschwindigkeit, nämlich 3 m/sek, hat wie das zu entstaubende Gas.

Der Durchmesser am Ausgang des Rohres 332 ist ungefähr 4 cm. Der Durchsatz der Kühlgase ist ungefähr 2 % vom Durchsatz der zu entstaubenden heißen Gase, deren Temperatur etwas über 900 C liegt. Der Wirkungsbereich des Injektors liegt dann in einem Umkreis von ungefähr 15 cm von der Spitze des Injektors.412.

Leerseite

Claims (23)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Abtrennung von in einem Gase in Schwebe befindlichen Teilchen, nach welchem das Gas in einem Raumteil zirkulieren kann, damit die Teilchen dort elektrisch aufgeladen und durch elektrostatische Abscheidung angesammelt werden können, dadurch gekennzeichnet, daß in einer von dem Raumteil verschiedenen Kammer Ionen erzeugt werden, die mittels aerosolförmiger Mikroteilchen eingefangen werden, welche danach in den genannten Raumteil eingeleitet werden, wo die eingefangenen Ionen durch Zustandsänderung der Aerosolförmigen Mikroteilchen befreit werden, um dort auf dem Wege des Gasflusses eine Raumladung zu erzeugen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroteilchen, mit deren Hilfe die Ionen eingefangen werden, mikroskopisch kleine Eiskristalle sind, was durch Überschall-Entspannung eines Stromes aus feuchtem Gas in einer in der genannten Kammer erzeugten Korona-Entladung erreicht wird.

3. Verfahren nach Anspruch Z₃ dadurch gekennzeichnet, daß das feuchte Gas aus Luft besteht, dessen Feuchte-Grad unter Normalbedingungen der Temperatur und des Druckes größer als 10 % ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der in den genannten Raumteil eingeleiteten Mikroteilchen zur Aufrechterhaltung einer vorgeschriebenen Raumladungsgröße entsprechend angepaßt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom aus heißen Gasen besteht und daß positive Ionen eingefangen werden, um auf dem Wege des Stromes der heißen Gase eine positive Raumladung zu bilden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom aus mit Kleber-Teilchen beladener Luft besteht und daß negative Ionen eingefangen werden, um in dem Luftstrom eine negative Raumladung zu bilden.

7. Vorrichtung zur elektrostatischen Abtrennung von in einem Gase in Schwebe befindlichen Teilchen, die einen Raumteil zur Zirkulierung eines Gasstromes, einen Ionenerzeuger umfassende Mittel für eine Korona-Entladung, um die genannten Teilchen aufladen zu können, und Mittel auf dem Wege des Gasstromes umfaßt, um die geladenen Teilchen elektrostatisch abscheiden zu können, dadurch gekennzeichnet, daß der Ionenerzeuger (21; 121; 252, 25¹I; 312; 412) Mittel (30, 3*»; 312, 318) zur Bestimmung einer von dem genannten Raumteil (10; 110; 202; 342; 442) verschiedenen Kammer (32, 35; 314) und zur Verbindung zwischen diesen eine Öffnung (25; 324), sowie Mittel (34, 35, 45; 312, 322; 412) zur Erzeugung einer Korona-Entladung in einem die Kammer in Richtung der Öffnung

durchströmenden Gas, und Mittel (29, 32, 36; 316, 350) zur Bildung von aerosolförraigen Mikroteilchen in der Zone der Korona-Entladung umfaßt, die die Ionen dort einfangen können, bevor sie durch die Öffnung in den Raumteil eingeleitet werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bildung von aerosolförmigen Mikroteilchen eine Anordnung (32, 35, 36) zur Überschall-Entspannung in dem Bereich (35) der Korona-Entladung eines mit Feuchtigkeit beladenen Gases umfassen.

9· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abscheidung von brennbaren Teilchen aus der Atmosphäre eines Getreide-Silos Mittel zur Herstellung einer Korona-Entladung vorgesehen sind, die eine zentrale Elektrode (45) umfassen, die auf ein negatives Potential in Bezug auf eine zweite Elektrode (34) zur Herstellung der Korona-Entladung zwischen diesen beiden Elektroden gebracht werden kann.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abscheidung von in heißen Verbrennungsgasen enthaltenen Stäuben Mittel zur Herstellung einer Korona-Entladung vorgesehen sind, die eine erste zentrale Elektrode (45, 322) umfassen, die auf ein positives Potential in Bezug auf eine zweite Elektrode (34; 312; 412) gelegt werden kann, um eine derartige Korona-Entladung zwischen diesen Elektroden herzustellen, daß die in dem Raumteil (110; 202; 342; 442) erzeugte Raumladung positiv ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche (214) des genannten Raumteils (202) am Ort der Raumladung poliert ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel zur Bildung von Mikroteilchen eine elektrisch leitende Überschall-Düse (34), deren Ausgang (25) wenigstens teilweise die genannte Öffnung bestimmt, und Mittel (29) für die Einleitung von feuchter Preßluft in die Kammer (32) umfassen, um ihre Überschall-Entspannung in der Düse zu bewirken, und daß weiter die Mittel zur Herstellung der Korona-Entladung eine bis zum Düsenhals (35) reichende Nadelelektrode (45) umfassen sowie daß schließlich Mittel (42, 48, 51; 320, 321; 328, 330) vorgesehen sind, um eine hohe Gleichspannung zwischen der Düse und der genannten Elektrode zu erzeugen, damit eine Korona-Entladung in dem diese Düse durchfließenden Gas entsteht.

13. Elektrostatische Trennvorrichtung von der Art, die einen Raumteil umfaßt, in dem ein Strom heißen Gases zirkulieren kann, der vom Gas zu trennende Stäube mit sich führt, die weiter Mittel umfaßt, um die Stäube in diesem Raumteil elektrisch aufzuladen, und die auf dem Wege des Gasstroms befinnen

liehe Mittel umfaßt, um die aufgeladen/Staubteilchen elektrostatisch abzuscheiden, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Aufladungsmittel (252, 254) in einer mit diesem Raumteil (202) durch eine Öffnung (25; 324) verbundenen Kammer (32; 314) eine erste Zentralelektrode (45; 320) umfassen, die in Bezug auf eine zweite Elektrode (34; 312) auf ein positives Potential zur Herstellung einer Korona-Entladung zwischen diesen beiden Eletroden gelegt werden kann, und daß sie weitere Mittel (29; 316) umfassen, um in dieser

Kammer erzeugte Ionen in den genannten Raumteil überzuführen, um eine Raumladung mit positivem Vorzeichen auf dem Wege des Gasflusses zu bilden.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, bei der die genannte Öffnung an einem Injektor angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel (330, 332, 344, 346) umfaßt, die den Einfang von Ionen begrenzen können, die in unmittelbarer Nachbarschaft des Injektors (312) in den Raumteil (342) eingeführt werden.

15· Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Begrenzung des Ioneneinfangs weitere Mittel (330, 346) umfassen, mit denen in der Nachbarschaft des Injektors (312) ein elektrisches Feld geschaffen werden kann, durch dessen Verteilung die in den Raumteil (342) eingeleiteten Ionen von dem Injektor abgestoßen werden.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15,dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verteilung des elektrischen Feldes eine erhöhte Potentialdifferenz zwischen dem Injektor (312) und der Wand (340) de&Raumteils (342) schaffen können.

17· Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Mittel umfaßt, mit denen eine hohe Spannung (33D an einer Führung (344) für eine nicht-leitende Kühlflüssigkeit am Injektor angelegt werden kann.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, insbesondere für die Entstaubung von heißen Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Begrenzung des Ioneneinfangs weitere Mittel (3^4; 402) umfassen, mit denen die Zustandsänderung der Mikroteilchen im Raumteil (342) in der Nähe des Injektors (312) verzögert werden kann.

19· Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zustandsänderung verzögernden Mittel (3¹I¹I; 402) weitere Mittel (332; 346) umfassen, mit denen ein Strom kalten Gases um den Fluß der in den Raumteil (342) eingeleiteten Mikroteilchen herum eingeblasen werden kann.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Einblasen von Kaltgas ein den Injektor (312) umgebendes Rohr (332) umfassen, das derart in den Raumteil (342) eindringt, daß das Kaltgas durch den Zwischenraum zwischen Injektor und Rohr eingeblasen werden kann.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel (344) zum Kühlen des genannten Rohres (332) umfaßt.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Rohr (332) isoliert ist in Bezug auf die Wand (340) des Raumteils (342) und daß Mittel (331; 409) vorhanden sind, um eine Potentialdifferenz zwischen dem Rohr und der Wand herzustellen.

23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Ionenerzeuger zur Herstellung der Raumladung in den genannten Raumteilen (10; 110; 250; 342) ein Ioneninjektor (21; 121; 252, 254; 312; 412) vorgesehen ist.