DE3227543C3 - Vorrichtungen zur Verbesserung der Staubabscheidung in Elektrofiltern - Google Patents
Vorrichtungen zur Verbesserung der Staubabscheidung in ElektrofilternInfo
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- B03C3/01—Pretreatment of the gases prior to electrostatic precipitation
- B03C3/014—Addition of water; Heat exchange, e.g. by condensation
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- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
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Description
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Verbesserung
der Staubabscheidung in Elektrofiltern, mit einer Abgas
leitung, einer daran anschließenden Verdampfungsstrecke
vorgegebenen Volumens und am Beginn der Verdampfungsstrec
ke angeordneten Düsen zum Eindüsen von Wasser in das Ab
gas, denen ein verstellbares Absperrorgan zugeordnet ist.
Aus der Praxis ist es bekannt, staubhaltige Abgase durch
Wasserzusatz so zu konditionieren, daß die Staubabschei
dung in Elektrofiltern verbessert wird. Dazu wird am Be
ginn einer Verdampfungsstrecke Wasser in das Abgas in ei
ner solchen Menge eingedüst, daß bei dem vorgesehenen Be
triebspunkt der betreffenden Anlage das eingedüste Wasser
vollständig verdampft, das Abgas dementsprechend nebel
frei ist, d.h. praktisch ohne in ihm dispergierte Wasser
tröpfchen zum Elektrofilter gelangt, und alle Anlagen
teile ohne Feuchtigkeitsniederschläge bleiben. Die Menge
des eingedüsten Wassers beim Betrieb der Anlage ist durch
ein einstellbares Absperrorgan wählbar und ergibt sich
aus der Regelung der Austrittstemperatur auf einen kon
stanten Wert. Wenn allerdings der Betriebszustand sich
ändert, wird im Hinblick auf das vorhandene Verdampfungs
volumen bzw. dessen Durchsatzleistung entweder zu wenig
oder zu viel Wasser eingedüst, wobei im letzteren Fall
das unverdampfte Wasser zu Nässe- bzw. Schlammbildung in
der Anlage führt, während im ersten Fall eine nur unvoll
kommene Konditionierung und Kühlung der Abgase stattfindet.
Das Elektrofilter arbeitet dann nicht optimal.
Aus der DE-AS 12 27 769 ist ein Verfahren zur Regelung des Gaszu
standes in Mühlen mit nachgeschalteten elektrostatischen oder me
chanischen Staubabscheidern beschrieben, bei dem in die Mühle
eingedüste Flüssigkeit in Abhängigkeit von nach dem Staubabscheider
ermittelter Gas- und Taupunktstemperatur mengenmäßig gesteuert
wird und als Regelgröße die Temperaturdifferenz zwischen der
jeweiligen Temperatur und dem Taupunkt des Gases verwendet wird.
Die Aufgabe von Wasser dient bei derartigen Mühlen zur Abführung
der Mahlwärme.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Staubabscheidung in
Elektrofiltern zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird für eine gattungsgemäße Vorrichtung
eine Ausführung gemäß Kennzeichen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.
Damit läßt sich die bei
einem vorgegebenen bzw. installierten Verdampfungsvolumen
der Verdampfungsstrecke die einzudüsende Wassermenge so
regeln, daß bei jedem sich in Strömungsrichtung vor den
Düsen einstellenden Betriebszustand die Verdampfung am
Ende der Verdampfungsstrecke vollständig abgeschlossen
ist und das Abgas optimal konditioniert zum nachgeschal
teten Elektrofilter gelangt. Nässe- bzw. Schlammbildung
in der Verdampfungsstrecke werden auf jeden Fall vermieden.
Die Regelung arbeitet unabhängig von der Art der jeweils
eingesetzten Düsen bzw. Düsensysteme. Je nach dem schal
tungstechnischen Aufwand kann eine Zweipunkt-Regelung
oder eine kontinuierliche Regelung verwirklicht werden.
Grundsätzlich kann mit einem feuchtigkeitsempfindlichen
Sensor gearbeitet werden, der die absolute oder die re
lative Feuchtigkeit des Abgases als Meßgröße erfaßt.
Man kann aber auch mit einem temperaturempfindlichen Sen
sor arbeiten, der die Abgastemperatur als Meßgröße er
faßt. Dann ist es zweckmäßig, in Strömungsrichtung vor
den Düsen einen Temperaturfühler anzuordnen, dessen Meß
signal ebenfalls dem Prozessor zugeführt wird.
Der Prozessor, dem die physikalischen Parameter der zu
behandelnden Gase analytisch oder grafisch eingegeben
worden sind, ermittelt aus den Meßwerten rechnerisch die
Temperatur oder die absolute bzw. die relative Feuchtig
keit der Abgase am Ende der Verdampfungsstrecke und ver
gleicht das Ergebnis mit dem betreffenden Meßwert am Ende
der Verdampfungsstrecke. Unter Vernachlässigung von Wär
meverlusten ist die für das Ende der Verdampfungsstrecke
errechnete Temperatur ein Minimalwert oder die absolute
bzw. relative Feuchtigkeit ein Maximalwert für den Fall,
daß die Verdampfung des eingedüsten Wassers vollständig
abgeschlossen ist. Solange die gemessene Temperatur höher
oder die Feuchtigkeit niedriger ist als die errechnete,
wird zuviel Wasser eingedüst, so daß das vom Regler bzw.
vom Prozessor erzeugte Ausgangssignal zu einer Ansteuerung
des Absperrorgans in dem Sinne führt, daß die eingedüste
Wassermenge reduziert wird. Wenn die errechnete und die
gemessene Temperatur oder die errechnete und die gemesse
ne Feuchtigkeit übereinstimmen, wird die Wassermengenrate
erhöht.
Die oben angegebene Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vor
richtung auch durch die im Kennzeichen des Anspruches 6 angegebene
Ausführungsform gelöst.
Wenn beide Sensoren nebelfreies Abgas
anzeigen, wird zu wenig Wasser eingedüst und die Was
serzufuhr wird vergrößert. Wenn beide Sensoren nebelhalti
ges Abgas anzeigen, wird die Wasserzufuhr verringert. Der
erwünschte quasistationäre Zustand liegt dann vor, wenn
der in Strömungsrichtung des Abgases vordere Sensor nebel
haltiges Abgas und der hintere Sensor nebelfreies Abgas
anzeigt. Diese Regelung ist als Zweipunkt-Regelung sehr
einfach.
Im folgenden werden anhand der Zeichnung Ausführungsbei
spiele der Erfindung erläutert; es zeigt:
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur
Verbesserung der Staubabscheidung in Elektrofil
tern,
Fig. 2 schematisch eine einfachere Ausführung des Ge
genstandes nach Fig. 1,
Fig. 3 in schematischer Darstellung einen Sensor zum
Erfassen der Nebelfeuchte bei der Ausführung
nach Fig. 2.
An eine Abgasleitung 1 für staubbeladene Abgase schließt sich eine
Verdampfungsstrecke 2 an, die einen gegenüber der Abgasleitung 1
größeren Querschnitt aufweist. Das Ende der Verdampfungsstrecke 2
geht in eine weiterführende Abgasleitung 3 über, die
an ein nicht dargestelltes Elektrofilter angeschlossen ist. Am Beginn
der Verdampfungsstrecke 2 sind Düsen 4 angeordnet, denen über eine
Leitung 5 mit einstellbarem Absperrorgan 6 Wasser zugeführt wird,
welches in das Abgas eingesprüht wird. Das Absperrorgan 6 besitzt
einen Antrieb 7, der über ein Steuergerät 8 angesteuert ist.
Damit bei einem vorgegebenen bzw. installierten Volumen der Verdamp
fungsstrecke 2 eine maximale Wassermenge in das heiße Abgas einge
düst werden kann und diese Wassermenge am Ende der Verdampfungsstrecke
vollständig verdampft ist, sind mehrere Meßstellen und ein Regelkreis
vorgesehen. Im Übergangsbereich zwischen Abgasleitung 1 und Verdampfungsstrecke
2 sind in Strömungsrichtung vor den Düsen 4 jeweils
ein Gasmengenmesser 9 und ein Temperaturfühler (Sensor 10) angeord
net. Am Ende der Verdampfungsstrecke 2 befindet sich im Übergangs
bereich zu der weiterführenden Abgasleitung 3 ebenfalls ein Tempe
raturfühler (Sensor 11). Ferner ist ein Wassermengenmesser 12 in
die Leitung 5 zwischen Düsen 4 und Absperrorgan 6 geschaltet. Die
Ausgänge aller dieser Meßgeräte bzw. Sensoren sind zu einem Prozessor
13 geführt, der die eingehenden Meßsignale verarbeitet und daraus
ein Signal bildet, das das Steuergerät 8 des Antriebs 7 für das Ab
sperrorgan 6 beaufschlagt. Da der Prozessor 13 beim dargestellten
Ausführungsbeispiel gleichzeitig auch die Funktionen eines Reglers
übernimmt, ist insoweit ein Regelkreis gebildet, der dafür sorgt,
daß am Ende der Verdampfungsstrecke 2 das eingedüste Wasser vollstän
dig verdampft ist. Die Regeleinrichtung ist unabhängig von der Art
der verwendeten Düsensysteme 4 und von der Form und Größe der Ver
dampfungsstrecke 2.
Der Regelkreis arbeitet wie folgt: Dem Prozessor 13 sind die physi
kalischen Parameter des zu behandelnden Abgases einprogrammiert.
Unter Berücksichtigung dieser Daten und aus den eingehenden Meßsig
nalen ermittelt der Prozessor rechnerisch die bei vollständiger Ver
dampfung am Ende der Verdampfungsstrecke 2 zu erwartende Abgastempe
ratur, insbesondere aufgrund der Gaseingangstemperatur und der Tem
peraturabnahme zufolge der Verdampfung der eingedüsten Wasserströpf
chen, und vergleicht diese mit dem Meßsignal des Temperatursensors
11. Solange die gemessene Temperatur höher ist als die errechnete,
wird zuviel Wasser eingedüst. Der Prozessor 13 gibt dementsprechend
ein Ausgangssignal ab, das über das Steuergerät 8 und den Antrieb 7
das Absperrorgan 6 so verstellt, daß die eingedüste Wassermenge re
duziert wird, bis die gemessene Temperatur am Ausgang der Verdamp
fungsstrecke 2 mit dem rechnerisch ermittelten Wert übereinstimmt.
Bei Übereinstimmung von errechneter und gemessener Temperatur wird
die Wassermengenrate ggf. stufenweise gesteigert, bis eine Abweichung
dieser beiden Temperaturwerte sich einstellt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird die optimale Konditionie
rung der Abgase in der Weise eingestellt, daß am Ende der Verdamp
fungsstrecke 2 zwei Sensoren in Strömungsrichtung der Gase hinter
einander angeordnet sind. Diese Sensoren 14, 15 ermitteln die Zustände
nebelfreies Abgas bzw. nebelhaltiges Abgas. Wenn beide Sensoren ne
belhaltiges Abgas feststellen, wird zuviel Wasser eingedüst; wenn
beide Sensoren nebelfreies Abgas anzeigen, wird zu wenig Wasser ein
gedüst. Die richtige Konditionierung liegt vor, wenn der vordere
Sensor 14 nebelhaltiges und der hintere Sensor 15 nebelfreies Abgas
anzeigen. Der Regelkreis enthält im Eingang einfache binäre Schalt
glieder: Die beiden Meßsignale an den Leitungen 16, 17 werden einem
ersten UND-Gatter 18 zugeführt, dessen digitales Ausgangssignal über
die Leitung 19 am Steuergerät 8 liegt. Beide Meßsignale liegen wei
terhin an einem zweiten Gatter 20, in dem beide Eingangssignale "ne
giert" sowie "und" verknüpft werden, und dessen digitales Ausgangs
signal über die Leitung 21 am Steuergerät liegt. Das digitale Aus
gangssignal "1" am Gatter 18 entspricht dem Zustand "die beiden Sen
soren 14, 15 messen nebelfreies Abgas" und bewirkt über das Steuer
gerät 8 und den Motor 7 eine vorbestimmt erhöhte Wassereindüsung.
Das digitale, invertierte Ausgangssignal "1" am Gatter 20 entspricht
dem Zustand "die beiden Sensoren 14, 15 messen nebelhaltiges Abgas"
und bewirkt infolge entgegengesetzter Drehrichtung des Motors 7 eine
vorbestimmt verringerte Wassereindüsung. Die richtige Abgaskonditio
nierung mit "der Sensor 14 mißt nebelhaltiges, der Sensor 15 mißt
nebelfreies Gas", ergibt an den beiden Leitungen 19, 21 die beiden
digitalen Signale "0; 0", so daß die eingedüste Wassermengenrate
unverändert bleibt.
Die Nebelsensoren 14, 15 nach Fig. 2 sind in Fig. 3 im einzelnen näher
dargestellt. Zwei stabartige Meßelektroden 22, 23 sind mit einem Ab
stand von 25 mm in Isoliermasse 24 aus gestampfter Schamotte einge
bettet, die in das stirnseitige zentrische Sackloch eines Haltekör
pers 25 mit einem Durchmesser von 80 mm eingebracht ist. Die nach
außen gerichtete Oberfläche der Isoliermasse 24 liegt um beispiels
weise 5 mm tiefer als die Stirnfläche des Sackloches, so daß ein
bundartig umrahmter Raum 26 entsteht, der sich mit Staub aus dem
Abgas zusetzt. Zwei Meßleitungen 27 mit aus einem Transformator 28
eingeprägter Spannung führen zu einem Meßpotentiometer 29, an dem
das Ausgangssignal abgegriffen werden kann. In die Schamotteschicht
ist nahe deren Oberfläche ein elektrisch gespeistes Heizelement 30
angeordnet.
Es hat sich gezeigt, daß die Staubschicht sehr gut reproduzierbare
Meßergebnisse hinsichtlich der Zustände nebelfreies bzw. nebelhal
tiges Abgas ergibt. Der Übergang von nebelfreiem zu nebelhaltigem
Abgas führt zu einer mehr oder weniger oberflächlichen Anfeuchtung
der Staubschicht derart, daß mit ausreichend kurzer Verzögerung die
elektrische Leitfähigkeit zwischen den beiden Elektroden sprunghaft
sich erhöht und ein entsprechend sprunghaft verändertes Meßsignal
erhalten wird. Andererseits sorgt die hohe Temperatur der Abgase
ggf. unter Zuhilfenahme des Heizelements dafür, daß auch der Über
gang von nebelhaltigem Abgas zu nebelfreiem Abgas ausreichend ver
zögerungarm durch eine stark verminderte Leitfähigkeit zwischen
den Elektroden im Meßsignal feststellbar ist. Die stabartige Aus
bildung der Elektroden erhält die Betriebsfähigkeit des Sensors auch
dann, wenn sich zwischen den Elektroden eine Staubmasse vorbaut.
In diesem Fall gelangt man ebenfalls zu gut reproduzierbaren, nicht
nachteilig beeinträchtigten Meßergebnissen.
Claims (6)
1. Vorrichtung zur Verbesserung der Staubabscheidung in
Elektrofiltern mit einer Abgasleitung, einer daran an
schließenden Verdampfungsstrecke vorgegebenen Volumens
und am Beginn der Verdampfungsstrecke angeordneten Düsen
zum Eindüsen von Wasser in das Abgas, denen ein
verstellbares Absperrorgan zugeordnet ist, dadurch ge
kennzeichnet, daß ein Regelkreis zum Regeln der Abgasfeuchte
vorgesehen ist, zu dem ein Sensor (11) zum Erfassen
der Meßgröße gehört, der am Ende der Verdampfungsstrecke
(2) vor den Elektrofiltern angeordnet ist,
wo genau das Ende des Verampfungsvorganges und gleich
zeitig eine möglichst hohe Feuchtigkeit des Abgases
vorliegen soll, und dessen Meßsignal einem als Regler
dienenden Prozessor (13) als Ist-Wert zugeführt wird,
wobei der Prozessor (13) nach einem Soll/Ist-Vergleich
ein Stellsignal an das als Stellglied in den Regelkreis
geschaltete Absperrorgan (6) abgibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen
feuchtigkeitsempfindlichen Sensor (11), der die absolute
oder die relative Feuchtigkeit des Abgases als
Meßgröße erfaßt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet
durch einen temperaturempfindlichen Sensor (11), der
die Abgastemperatur als Meßgröße erfaßt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß in Strömungsrichtung vor den Düsen (4) ein Tempera
turfühler (10) angeordnet ist, dessen Meßsignal dem
Prozessor (13) zugeführt wird.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen das Absperrorgan (6) und
die Düsen (4) ein Wassermengenmesser (9) geschaltet
ist, dessen Meßsignal dem Prozessor (13) zugeführt
wird.
6. Vorrichtung zur Verbesserung der Staubabscheidung in
Elektrofiltern mit einer Abgasleitung, einer daran an
schließenden Verdampfungsstrecke vorgegebenen Volumens
und am Beginn der Verdampfungsstrecke angeordneten Düsen
zum Eindüsen von Wasser in das Abgas, denen ein
verstellbares Absperrorgan zugeordnet ist, dadurch ge
kennzeichnet, daß ein Regelkreis zum Regeln der Abgasfeuchte
vorgesehen ist, zu dem zwei in Strömungsrichtung
hintereinander angeordnete Sensoren (14, 15) zum
Erfassen der Nebelfeuchte im Abgas vorgesehen sind, die
am Ende der Verdampfungsstrecke vor den Elektrofiltern
angeordnet sind, wo genau das Ende des Verdampfungsvorganges
und gleichzeitig eine möglichst hohe Feuchtigkeit
des Abgases vorliegen soll, und deren Meßsignale
einerseits einem UND-Gatter (18) und andererseits einem
negierten UND-Gatter (20) zugeführt werden, wobei die
Ausgänge der UND-Gatter (18, 20) mit einem Steuergerät
(8) zu Stellsignalen für das als Stellglied in den Regelkreis
geschaltete Absperrorgan (6) verarbeitet werden.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3227543A DE3227543C3 (de) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | Vorrichtungen zur Verbesserung der Staubabscheidung in Elektrofiltern |
NL8302218A NL8302218A (nl) | 1982-07-23 | 1983-06-22 | Inrichting voor het conditioneren van uitlaatgassen, in het bijzonder ter verbetering van stofafscheiding in electrofilters. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3227543A DE3227543C3 (de) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | Vorrichtungen zur Verbesserung der Staubabscheidung in Elektrofiltern |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3227543A1 DE3227543A1 (de) | 1984-01-26 |
DE3227543C2 DE3227543C2 (de) | 1994-11-24 |
DE3227543C3 true DE3227543C3 (de) | 1994-11-24 |
Family
ID=6169141
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3227543A Expired - Fee Related DE3227543C3 (de) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | Vorrichtungen zur Verbesserung der Staubabscheidung in Elektrofiltern |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3227543C3 (de) |
NL (1) | NL8302218A (de) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE364057A (de) | 1926-06-19 | |||
DE1227769B (de) * | 1963-03-12 | 1966-10-27 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur Regelung des Gaszustandes in Muehlen |
FR2079823A5 (en) | 1970-02-13 | 1971-11-12 | Labo Cl Ind Electr | Hygrometer for various types of atmospheres |
-
1982
- 1982-07-23 DE DE3227543A patent/DE3227543C3/de not_active Expired - Fee Related
-
1983
- 1983-06-22 NL NL8302218A patent/NL8302218A/nl not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3227543C2 (de) | 1994-11-24 |
NL8302218A (nl) | 1984-02-16 |
DE3227543A1 (de) | 1984-01-26 |
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