DE4117973C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektroabscheider aus Kunststoff und/oder Metall, beispielsweise aus Blei, als Röhrenfilter mit achsparallel zueinander verlau­ fenden Röhren mit im wesentlichen polygonalem Quer­ schnitt und mit axial verlaufenden Sprühelektroden, wobei die Wandungen der Röhren von zueinander parallelen plattenförmigen Elementen gebildet werden, die jeweils als Niederschlagselektroden von zwei aneinander angren­ zenden Röhren zugleich ausgebildet sind.

Unter einem Elektroabscheider versteht man ganz allge­ mein eine Einrichtung, mit deren Hilfe es möglich ist, feste und flüssige Schwebeteilchen aus einem Trägergas mit Hilfe einer künstlichen elektrischen Aufladung abzuscheiden. Die aufgeladenen Schwebeteilchen wandern zur Niederschlagselektrode und werden dann mechanisch aus dem Abscheider entfernt. Derartige Elektroabscheider werden auch als Elektrofilter bezeich­ net.

Sie besitzen im allgemeinen drahtförmige Sprühelektroden, die elektrisch aufgeladen werden, sowie Wandungen in der Umgebung der drahtförmigen Sprühelektroden, die als Niederschlagselektroden wirken.

Um Material und Platz zu sparen, sind Elektroabscheider bevorzugt, deren Wandungen jeweils für zwei benachbarte Röhren als Abscheideflächen dienen können. Aus diesem Grund werden bevorzugt Elektroabscheider mit Röhren eingesetzt, die, wie beispielsweise in der DE-PS 10 08 259 beschrieben, einen quadratischem oder wie beispielsweise aus der DE 26 41 114 B2, der FR-PS 9 40 869, der US-PS 44 41 897 oder der DE 39 00 553 C1 bekannt einen sechseckigen Querschnitt besitzen. Im letzteren Falle werden sie als Wabenabscheider bezeichnet.

Röhrenfilter mit sechseckigem Querschnitt haben gegen­ über solchen mit quadratischen Querschnitt den Vorteil einer größeren Homogenität des elektrischen Feldes. Andererseits besitzen sie den Nachteil, eine besonders komplizierte Formgebung für die Aufhängung zu erfordern, da die Aufhängungspunkte nicht wie bei Röhren mit quadratischem Querschnitt in einer Linie liegen können.

In der EP 03 77 794 A1 ist daher ein Elektrofilter mit achteckigem Querschnitt als besonders geeigneter Kompromiß aus den verschiedenen Anforderungen vorge­ schlagen worden.

Elektroabscheider aus Kunststoff neigen im Dauerbetrieb zu Verwerfungen. Dabei sind die Betriebsbedingungen mit Temperaturen um 65°C und die ständigen Beanspru­ chungen durch die Trägergase zu berücksichtigen. Unter Umständen sind daher Tragkonstruktionen, wie sie aus der EP 03 77 794 A1 bekannt sind, nicht hinreichend.

Aber auch andere Konstruktionen haben sich als proble­ matisch erwiesen. So werden bei dem in der DE 26 41 114 B2 beschriebenen Verfahren trapezähnliche Platten­ streifen unterschiedlicher vertikaler Erstreckung vorgefertigt und mit Harzen zusammengeklebt. Es ent­ stehen dabei unhandliche, mehrfach geknickte Platten­ streifen, die verhältnismäßig empfindlich sind.

Da sie wechselseitig miteinander verklebt werden müssen, tritt der beabsichtigte Materialeinsparungseffekt nicht überall ein.

Bei einer Konstruktion entsprechend der DE 39 00 553 C1 werden plattenförmige Elemente und zusätzlich Eckver­ bindungselemente nach Art von Nutleisten eingesetzt. Von Vorteil wäre es demgegenüber, wenn nur eine Sorte von Bauelementen erforderlich wäre.

Die FR-PS 9 40 869 zeigt zwar einen Abscheider, zu dessen Aufbau lediglich mehrere gleichgroße rechteckige Platten verwendet werden. Die Zusammenfügung zur Sechs­ eckform erfolgt durch direktes Aneinanderstoßen und Verbinden der an den Seitenkanten angeschrägten recht­ eckigen Platten. Elektroabscheider dieser Art sind bei höheren Anforderungen nicht stabil und dicht genug. Hinzu kommt der beschriebene Nachteil des Wabenfilters, der sehr komplizierte äußere Strukturen und Tragkon­ struktionen erfordert.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Elektroabscheider vorzuschlagen, der einfach aufgebaut werden kann und dennoch stabil ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die platten­ förmigen Elemente (20-29) eine im horizontalen Quer­ schnitt hantelähnliche Form aufweisen, daß die vertikal verlaufenden Seitenkanten mit einem aus der Platten­ ebene herausragenden Profil (31, 32) versehen sind, daß die aneinander angrenzenden Profile (31, 32) der Seitenkanten mehrerer benachbarter, seitlich zusammen­ stoßender plattenförmiger Elemente (21-29) sich im Betriebszustand gegenseitig abstützen, daß die Wandung jeder Röhre (11) vier jeweils paarweise zueinander parallel bzw. rechtwinklig zueinander angeordnete plattenförmige Elemente (20-29) aufweist, und daß die Profile (31, 32) längs der Seitenkanten der platten­ förmigen Elemente (20-29) ein im Querschnitt im wesent­ lichen quadratisches Viereck bilden, von dem zwei vertikal verlaufende Längsflächen (33, 34) Winkel von je 135° mit der Ebene ihres plattenförmigen Elementes einschließen und dessen andere beide vertikal ver­ laufende Längsflächen (35, 36) den Längsflächen von Profilen (31, 32) benachbarter plattenförmiger Elemente (20-29) gegenüberliegen, so daß die Röhren (11) einen achteckigen Querschnitt besitzen.

Bei diesem erfindungsgemäßen Elektroabscheider wird lediglich eine einzige Form eines Bauelements benötigt, nämlich ein plattenförmiges Element mit dem beschrie­ benen hantelförmigen horizontalen Querschnitt.

Die sich im Betriebszustand gegenseitig abstützen­ den Profile sorgen automatisch für den erforderlichen Zusammenhalt. Zugleich ist die Montage erheblich erleich­ tert, da die plattenförmigen Elemente nur auf den Traggerüsten vormontiert werden müssen und sich an­ schließend durch die Materialausdehnung unter Betriebs­ temperatur der Zusammenhalt selbsttätig ergibt. Durch geeignete Wahl der Abmessungen der plattenförmigen Elemente und der Profile dichten sich die Röhren selbst ab. Andererseits kommt es auch nicht zu unerwünschten Verwerfungen, da der erforderliche Spielraum für die Ausdehnung der plattenförmigen Elemente zur Verfügung steht.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die plattenförmigen Elemente stehend auf einem Tragrahmen angeordnet sind.

Durch diese besonders geeignete Formgebung für die Profile der plattenförmigen Elemente kommt es zu der besonders bevorzugten, weil ein homogeneres elektrisches Teil ergebenden achteckigen Querschnittsform der Röhren. Die Achtecke sind dabei gleichwinkelig, wenn auch nicht notwendig gleichseitig; vier der Seiten werden von den Ebenen der plattenförmigen Elemente selbst gebildet, die dazwischenliegenden vier weiteren Seiten je zur Hälfte von einer Längskante eines Profils.

Ein Traggerüst wie für Röhrenfilter mit Röhren mit quadratischen Querschnitt kann gewählt werden, das auch bei der Montage Verwendung finden kann.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die plattenförmigen Elemente stehend auf einem Tragrahmen angeordnet sind.

Anstelle der hängend montierten Elektroabscheider, die vor allem bei Konstruktionen aus Blei bevorzugt werden, wird hier eine Konstruktion mit Druckbelastung gewählt. Damit wird besonders einfach sichergestellt, daß sich die Spalten zwischen den Profilen bei Betriebs­ temperatur (ca. 60-80°C) praktisch schließen. Eine obere Führung bzw. Halterung der Profile kann entfallen.

Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Konstruk­ tion, wenn die plattenförmigen Elemente von extrudierten Kunststoffteilen gebildet werden.

Die günstige Formgebung der plattenförmigen Elemente erlaubt ihre kostengünstige und einfache Herstellung als extrudierte Kunststoffteile, da in axialer Richtung ein konstanter horizontaler Querschnitt gegeben ist.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungs­ beispiel der Erfindung im einzelnen erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen horizontalen Schnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Elektroabscheiders;

Fig. 2 eine Skizze eines Aufhängungsbereiches eines Elektroabscheiders gemäß einer Ausführungsform;

Fig. 3 eine Seitenansicht (teilweise weggebrochen) eines Teils des Elektroabscheiders einer anderen Ausführungsform; und

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Teil der Fig. 3.

Die Figuren zeigen ein besonders bevorzugtes Ausfüh­ rungsbeispiel. Dabei besteht der Elektroabscheider aus Röhren 11 mit einem jeweils achteckigen horizontalen Querschnitt. Die Achtecke sind nicht gleichseitig; es handelt sich um eine Quadratform, bei der die Ecken jeweils durch eine weitere Seite verkürzt sind.

Jede Röhre 11 ist von vier angrenzenden weiteren Röhren 11 umgeben. Jede Röhre besitzt mit jeder an sie angren­ zenden weiteren Röhre eine gemeinsame Wand, die als Niederschlagselektrode wirkt und die Röhren 11 voneinan­ der trennt. Im Zentrum der Röhre 11 befindet sich eine nur schematisch dargestellte Sprühelektrode 12.

Jede Röhre 11 ist von vier plattenförmigen Elementen umgeben, die die Niederschlagselektroden bilden. Die im Zentrum der Darstellung befindliche Röhre 11 wird hier von den plattenförmigen Elementen 20, 21, 22 und 23 umgrenzt, deren Plattenebenen die vier längeren Seiten des Achtecks im Querschnitt bilden. Weitere Plattenelemente 24, 25, 26, 27, 28 und 29 sind teilweise in der Darstellung enthalten und grenzen die der Röhre 11 benachbarten Röhren voneinander ab und bilden auch deren Niederschlagselektroden.

Jedes der plattenförmigen Elemente 20-29 besitzt den gleichen horizontalen Querschnitt und auch in axialer Erstreckung die gleiche Länge und Form. Der Querschnitt sei anhand des besonders in der Darstellung herausge­ hobenen Elements 20 beschrieben. Das plattenförmige Element 20 besitzt einen mittleren Bereich 30, eine ebene Fläche mit endlichem Querschnitt, die demzufolge im Schnitt als gerade Strecke mit endlicher Breite erscheint. Der mittlere Bereich 30 wird rechts und links von vertikal verlaufenden Seitenkanten abgegrenzt. Diese sind als Profile 31 (in der Darstellung links) und 32 (in der Darstellung rechts) ausgebildet.

Jedes Profil 31, 32 besitzt seinerseits einen quadra­ tischen Querschnitt mit vier vertikal verlaufenden Längsflächen 33, 34, 35 und 36. Dieser quadratische Querschnitt der Profile 31, 32 ist so ausgerichtet, daß eine Spitze des Quadrats an den mittleren Bereich 30 anschließt und die von dieser Anschlußlinie aus­ gehenden beiden Längsflächen 33 und 34 (bzw. Längs­ kanten, betrachtet man nur den Querschnitt) jeweils mit der Ebene des mittleren Bereichs 30 des platten­ förmigen Elements 20 einen Winkel von 135° einschließen. Die Längsfläche 33 winkelt in der Darstellung nach oben ab; die Längsfläche 34 entsprechend nach unten. Damit schließen diese beiden Längsflächen zwischen sich einen Winkel von 90° ein, entsprechend der Aus­ bildung des Profils 31, 32 als Quadrat im Querschnitt.

Die Anordnung von den vier plattenförmigen Elementen 20, 21, 22 und 23 der Art, daß die mittleren Bereiche 30 miteinander jeweils rechte Winkel einschließen, bzw. je zwei plattenförmige Elemente parallel zueinander stehen führt nun dazu, daß die aneinander angrenzenden Profile 31, 32 von zwei plattenförmigen Elementen (bei­ spielsweise 20, 21) mit jeweils einer der Längsflächen 35, 36 aneinanderstoßen, die nicht an der Anschlußlinie des mittleren Bereichs 30 zum Profil 31, 32 ansetzen. Diese Längsflächen 35, 36 sind parallel; da es sich um einen Schnitt in der Fig. 1 handelt, sind diese Längskanten als Flächen nach oben und unten fortgesetzt zu denken, die nun aneinanderstoßen.

Die entsprechenden Längsflächen 33, 34 der beiden Profile 31, 32 liegen nun in einer Ebene und bilden die fünfte der acht Seiten des Achtecks, wobei sie mit den vier Grundseiten den eben beschriebenen Winkel von 135° bilden, der für ein gleichwinkliges (nicht notwendig gleichseitiges) Achteck erforderlich ist.

Bei der dargestellten achteckigen Röhrenform stoßen nun an den Angrenzungspunkten von je vier Röhren 11 auch vier Profile 31, 32 von vier plattenförmigen Elemen­ ten, beispielsweise den Elementen 20, 21, 24 und 25 zusammen. Bei Materialausdehnung der plattenförmigen Elemente findet insbesondere eine Ausdehnung in Richtung des Zusammentreffpunktes der vier Profile 31, 32 statt. Alle vier Profile 31, 32 stützen sich damit gegenseitig ab.

In der Fig. 2 ist eine Ausführungsform des plattenför­ migen Elements 20 perspektivisch dargestellt. Zu erken­ nen ist wiederum der mittlere, im wesentlichen ebene Bereich 30 sowie die links und rechts an den Seiten­ kanten angesetzten Profile 31 und 32 mit ihrem jeweils quadratischen Querschnitt und den vertikal verlaufenden Längsflächen 33, 34, 35 und 36.

Die Fig. 2 zeigt dabei eine Ausführungsform, die für aufgehängte plattenförmige Elemente 20 vorgesehen ist; eine Aufhängung 41 kann an einem oberen Tragrahmen (nicht dargestellt) befestigt werden. Es handelt sich hier um eine Version, die insbesondere für aus Blei oder Metallen hergestellte Elektroabscheider vorgesehen ist.

Die perspektivische Darstellung zeigt zusammen mit der Fig. 1 nochmals, daß die Knotenpunkte, an denen die plattenförmigen Elemente zusammenstoßen, sich jeweils aus den Profilen 31 und 32 der verschiedenen hantel- bzw. doppelkeulenförmigen Profile zusammensetzen, um das Oktogonalfilter zu bilden.

Die Fig. 3 und 4 zeigen für ein "aufgestelltes" Elektrofilter die Konzeption des Tragrahmens; dabei ist die Fig. 3 eine Seiten- und Fig. 4 eine Draufsicht.

Aus Fig. 4 geht besonders deutlich ein Knotenpunkt mit den Profilen an den Seitenkanten verschiedener plattenförmiger Elemente 20, 21, 24, 25 hervor. In der Fig. 3 ragt vom Betrachter her das plattenförmige Element 24 auf den Knotenpunkt zu und verdeckt so das Zusammentreffen mit den übrigen Profilen. Von unten abgestützt wird der Elektroabscheider durch einen Tragrahmen 42. Von dem Tragrahmen ist in diesem Fall ein Träger zu erkennen, der sich längs unter den plattenförmigen Elementen 20 und 25 durch erstreckt. Diese Längserstreckung setzt sich über eine größere Anzahl von plattenförmigen Elementen auch weiterer benachbarter Röhren 11 fort, die hier nicht dargestellt sind.

Auf dem Tragrahmen 42 ist eine Fußplatte 43 montiert, und zwar in dem Bereich unter dem Knotenpunkt. Auf dieser Fußplatte 43 finden die Profile 31 Platz, und zwar auch die Profile der senkrecht zu den platten­ förmigen Elementen 20 und 25 stehenden plattenförmigen Elemente 21 und 24. Die Fußplatte 43 kann so geformt sein, daß sie die Montage der plattenförmigen Elemente erleichtert. Sie verhindert außerdem, daß Teile des Trägergases in das Innere der Profile 31 und damit aus der Reichweite der Sprühelektroden 12 gelangen.

Claims (3)

1. Elektroabscheider aus Kunststoff und/oder Metall, beispielsweise aus Blei, als Röhrenfilter mit achspa­ rallel zueinander verlaufenden Röhren mit im wesent­ lichen polygonalem Querschnitt und mit axial verlau­ fenden Sprühelektroden, wobei die Wandungen der Röhren von zueinander parallelen plattenförmigen Elementen gebildet werden, die als Niederschlagselek­ troden für jeweils zwei aneinander angrenzende Röhren ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Elemente (20-29) eine im horizontalen Querschnitt hantelähnliche Form aufwei­ sen, daß die vertikal verlaufenden Seitenkanten mit einem aus der Plattenebene herausragenden Profil (31, 32) versehen sind, daß die aneinander angren­ zenden Profile (31, 32) der Seitenkanten mehrerer benachbarter, seitlich zusammenstoßender platten­ förmiger Elemente (21-29) sich im Betriebszustand gegenseitig abstützen, daß die Wandung jeder Röhre (11) vier jeweils paarweise zueinander parallel bzw. rechtwinklig zueinander angeordnete platten­ förmige Elemente (20-29) aufweist, und daß die Profile (31, 32) längs der Seitenkanten der platten­ förmigen Elemente (20-29) ein im Querschnitt im wesentlichen quadratisches Viereck bilden, von dem zwei vertikal verlaufende Längsflächen (33, 34) Winkel von je 135° mit der Ebene ihres platten­ förmigen Elementes einschließen und dessen andere beide vertikal verlaufende Längsflächen (35, 36) den Längsflächen von Profilen (31, 32) benachbarter plattenförmiger Elemente (20-29) gegenüberliegen, so daß die Röhren (11) einen achteckigen Querschnitt besitzen.

2. Elektroabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die plattenförmigen Elemente stehend auf einem Tragrahmen (42) angeordnet sind.

3. Elektroabscheider nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Elemente (20-29) von extrudierten Kunststoffteilen gebildet werden.