DE4306228A1 - Rauchgasfilteranordnung für Stäube und gasförmige Schadstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rauchgasfilteranordnung zur Ausfilterung von Stäuben und gasförmigen Schadstoffen aus den Rauchgasen einer Verbrennungsanlage gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruches 1.

Bei der Verbrennung flüssiger oder fester fossile Brenn­ stoffe im Kessel eines Kraftwerks entstehen Rauchgase, die neben anderen Anteilen auch große Mengen von Staub­ partikeln enthalten. Damit diese Staubpartikel nicht durch den Abzugskamin in die Umgebungsatmosphäre abgebla­ sen werden, befindet sich zwischen dem Kessel und dem Ab­ zugskamin in dem Rauchgasweg eine Elektrofilteranordnung (kurz Elektrofilter genannt), welche Sprühdrähte zur Auf­ ladung der Staubpartikel sowie Abscheideelektroden auf­ weist. Da die Geschwindigkeit der Rauchgase mit den Staubpartikeln im Elektrofilter relativ klein gehalten werden muß, damit die Staubparikel nicht durch das Elek­ trofilter hindurchgeblasen werden, sondern sich an den Abscheideelektroden niederschlagen können, muß zur Ver­ ringerung der Rauchgasgeschwindigkeit das Elektrofilter in einem großen Volumen untergebracht sein; bei normalen und üblichen Kraftwerken entspricht die Baugröße eines Elektrofilters etwa der eines Mehrfamilienhauses.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rauchgasfilteranord­ nung und insbesondere den Einbauort einer solchen Fil­ teranordnung insbesondere in einer Kraftwerksanlage so zu verbessern, daß ein erheblicher Platzgewinn erzielt und der Abscheidegrad deutlich erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruches 1.

Demgemäß wird die Rauchgasfilteranordnung nicht mehr in ein eigenes und großen Platz benötigendes Gebäude einge­ baut, sondern unmittelbar in den Abzugskamin, über den die Rauchgase ins Freie abgeblasen werden. Wegen der kon­ struktionsbedingt langen Verwirbelung und der langen Ab­ scheidestrecke kann der Abscheidegrad fast beliebig hoch gewählt werden.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den einzelnen Unteransprüchen 2 bis 7 zu entnehmen. Auf­ grund der konstruktiven Ausgestaltung der Mittel zur Er­ zielung einer Verwirbelung im Inneren des Abzugskamins gemäß den Merkmalen der Ansprüche 3 oder 4 wird das Rauchgas innerhalb des Abzugskamins stark verwirbelt und dadurch mit den Wasserfilmen intensiv in Berührung ge­ bracht. Dabei bilden die Konusflächen an der Innenfläche des Abzugskamins bzw. an der Außenfläche der Zentralsäule Abreißkanten, hinter denen Wirbel entstehen, die die Rauchgase hin zu den Konusflächen mit den Wasserfilmen steuern.

Mit den Maßnahmen gemäß Anspruch 5, wonach die Konusflä­ chen an der Innenwandung des Abzugskamins und an der Au­ ßenwandung der Zentralsäule gegeneinander in der Höhe versetzt angeordnet sind, wobei die Abmessungen der Ko­ nusflächen durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspru­ ches 6 gegeben sind, wird die Verwirbelung weiter ver­ stärkt, und werden die Rauchgase noch intensiver mit den Wasserfilmen in Berührung gebracht, weil die sie einen zick-zack-förmigen Strömungsweg nehmen müssen.

Durch die schraubenförmige Führungsfläche gemäß den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Anspruches 7 wird der Strö­ mungsweg deutlich verlängert; diese Ausgestaltung kann zusätzlich zu der Anordnung der Konusflächen vorgesehen sein, ist aber auch ohne die Konusflächen verwendbar.

Aufgrund der Verwirbelung der Rauchgase und der intensi­ ven Berührung der Rauchgase mit den Wasserfilmen werden die Staubpartikel und auch gasförmige Schadstoffe vom Wasser aufgenommen und die Rauchgase dadurch gereinigt, ohne daß diese Anordnung als Elektrofilter arbeitet. In dieser Form ist die Filteranordnung auch nicht als Elek­ trofilter ausgebildet und aufgebaut.

Eine weitere Verbesserung der Filterung kann dahin gehen, daß die Rauchgasfilteranordnung als Elektrofilter ausge­ baut ist.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung nach An­ spruch 9 kann die Einrichtung zur Aufladung der Staubpar­ tikel im unteren Bereich des Abzugskamins mittig angeord­ net sein, und die Abscheideelektroden können die Innen­ verkleidung bzw. die Verkleidung des Kamins bilden und zwar einen Teil der Kaminhöhe oder über über die gesamte Höhe des Kamins. Da die Staubpartikel einen hohen elek­ trischen Widerstand haben, behalten sie ihre Aufladung über die gesamte Kaminhöhe hinweg im wesentlichen bei, und das über die gesamte Kaminhöhe wirkende geringe elek­ trische Feld zwischen der Einrichtung zur Aufladung der Staubpartikel, die mit Sprühdrähten versehen ist, und den Abscheideelektroden führt dazu, daß auch bei hohen Rauch­ gasgeschwindigkeiten eine ausreichende Menge an Staubpar­ tikeln abgeschieden wird.

Bei dieser Ausführungsform kann gemäß Anspruch 10 die Ab­ scheideeinrichtung aus mehreren, übereinander angeordne­ ten Abscheideelektroden gebildet sein, wobei je nach Ka­ minhöhe mindestens zwei Abscheideelektroden vorgesehen sein können.

Bei den bekannten, in den Rauchgasweg zwischen der Kes­ selanlage und dem Abzugskamin eingesetzten Elektrofiltern wird der Staub, der sich an der Außenwand niederschlägt, einfach abgerüttelt, beispielsweise durch mechanische Stöße auf die Außenwandung der Abscheideelektroden, wo­ durch der an der Innenfläche der Elektroden anliegende Staub abfällt.

In einem Abzugskamin ist dies so einfach nicht möglich.

Wenn die Abscheideelektroden zylindrisch ausgebildet sind, dann kann innerhalb der Abscheideelektroden eine umlaufend angetriebene Abkratzvorrichtung für die nieder­ geschlagenen Staubpartikel vorgesehen sein, wie aus An­ spruch 11 ersichtlich.

Alternativ besteht gemäß Anspruch 12 auch die Möglich­ keit, oberhalb der Abscheideelektroden je eine Wasserzu­ führung vorzusehen, so daß Wasser in Form eines Wasser­ films an der Abscheidefläche der Abscheideelektroden her­ abläuft und die sich niederschlagenden Staubpartikel mit­ nimmt. In zweckmäßiger Weise ist gemäß Anspruch 13 bei Übereinanderanordnung mehrerer Abscheideelektroden an der Oberkante jeder Elektrode eine Wasserzufuhr und an der Unterkante je eine Wasserabfuhr vorgesehen. Wie oben an­ gegeben, bewirkt der Wasserfilm außerdem noch, daß die Stäube und die gasförmigen Schadstoffe ausgewaschen wer­ den, wenn die Rauchgase intensiv mit dem Wasserfilm in Berührung gelangen.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird man dazu entsprechend Anspruch 14 die Abscheideelektroden konisch sich nach unten erweiternd ausbilden und kiemenartig übereinander anordnen. An der Innenfläche läuft der Was­ serfilm herab, und die Unterteilung ist deshalb erforder­ lich, damit sich das Wasser nicht aufgrund des Umschlags von Laminarströmung und turbulente Strömung von der In­ nenfläche der Elektroden ablöst und dann nach unten ab­ tropft. Dabei können mehrere Wasserzufuhrstellen an der Oberkante jeder Teilelektrode vorgesehen sein; im unteren Bereich ist eine Auffangrinne vorgesehen, über die die Wasser-Staubaufschlämmung abgeführt wird.

Anstatt einer kiemenartigen Anordnung können entsprechend Anspruch 15 die Elektroden auch spiralflügelförmig ange­ ordnet sein, dergestalt, daß sich der Durchmesser der Elektroden über den Umfang erweitert; die untere Kante der Elektrode wird sich dann gemäß Anspruch 16 schrauben­ förmig nach unten absenken und an der tiefsten Stelle be­ findet sich ein Auslaßrohr. Das Wasser wird dann nicht von oben nach unten eingespritzt, sondern von einer der Seitenkanten, so daß der Wasserfilm bogenförmig nach un­ ten abläuft. Aufgrund dieser Formgebungen erreicht man eine hohe Verwirbelung der Rauchgase mit den entsprechend intensiven Kontakten an den Wasserfilmen.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Abscheide­ elektroden gemäß Anspruch 17 auszubilden, d. h. als eine Reuse, in die Wasser eingespritzt wird und zwar in Um­ fangsrichtung.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 19 kann die Einrichtung zur Aufladung der Staub­ partikel im unteren Bereich des Abzugskamins an dessen Innenfläche und die Abscheideeinrichtung koaxial in der Mittelachse des Abzugskamins angeordnet sein.

Danach sind die Sprühdrähte im Inneren des Abzugskamins an dessen Innenfläche und im unteren Bereich angeordnet, und die Abscheideelektroden befinden sich domartig in der Mitte des Abzugskamins, wobei an der Außenfläche des Do­ mes die Staubpartikel abgeschieden werden.

Dabei können die Abscheideelektroden und die Einrichtung zur Erzeugung der Aufladung der Staubpartikel im Prinzip in gleicher Weise angeordnet sein wie bei der ersten Aus­ führungsform. Bei der kiemenartigen Anordnung der Elek­ troden würde sich jede Elektrode nach unten verjüngen; bei der spiralflügelförmigen Elektrodenanordnung würde sich der Durchmesser der Elektroden über Umfang entspre­ chend verringern, wobei ebenfalls an den unteren Kanten der Elektroden eine Ablauf rinne mit einem Ablaufrohr oder Ablaufloch angeordnet ist. Auch eine in entsprechender Weise ausgebildete reusenartige Abscheideelektrode ist möglich, an deren Außenfläche der Wasserfilm herunterlau­ fen kann. Es besteht auch hier die Möglichkeit, eine Ab­ kratzvorrichtung im Ringraum zwischen den Stäben und der Außenfläche der Abscheideelektrode vorzusehen.

Auch an der Abkratzvorrichtung kann ein Wasserfilm vorge­ sehen werden, der den abgekratzten Staub in Form von Staub-Wasserschlamm nach unten führt.

Durch den Einbau einer Rauchgasfilteranordnung und insbe­ sondere eines des Elektrofilters in den Abzugskamin - gleichgültig in welcher Form - und insbesondere durch die Verwendung von Wasser als Spülmittel zum Reinhalten der Abscheideelektroden und als Mittel zum Auswaschen der Staubpartikel und gasförmigen Schadstoffe wird praktisch kein Staub mehr durch den Kamin nach außen abgeblasen werden können; dadurch, daß in einer Kraftwerksanlage ein Kamin schon von vornherein eingeplant wird, wird zusätz­ licher Platzbedarf für ein großes Elektrofilter nicht mehr erforderlich, so daß die Kraftwerksanlage insgesamt vereinfacht werden kann.

Daß in die Feuerungsanlage mit dem Rauchgasweg und dem Abzugskamin selbstverständlich noch Entstickungseinrich­ tungen und Entschwefelungseinrichtungen eingebaut sind, bedarf keiner weiteren Erläuterung.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen und weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben wer­ den.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Feuerungsanlage für ein Kraftwerk mit einem in der Länge geschnittenen Ka­ min gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine erste Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Er­ findung,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Abscheideelektrode nach einer weite­ ren Ausgestaltung der ersten Ausfüh­ rungsform der Erfindung,

Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Kamin mit Abscheideelektroden nach Fig. 4,

Fig. 6 und 7 zwei weitere Ausgestaltungen der Er­ findung gemäß der ersten Ausführungs­ form und

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfin­ dung.

Die Rauchgasfilteranordnung gemäß Fig. 1 gehört zu einer Feuerungsanlage, die in einem Kraftwerk Verwendung finden soll. Diese umfaßt einen Kessel 10, einen Abzugskamin 11 sowie eine vom Kessel 10 zum Abzugskamin 11 führende Rauchgasleitung 12. Der Kessel in einer Kraftwerksanlage dient zur Erzeugung von Dampf und in der Rauchgasleitung 12, die nur schematisch dargestellt ist, befinden sich Komponenten, die in einer Kraftwerksanlage Verwendung finden, wie beispielsweise eine Entstickungs- und eine Entschwefelungseinrichtung sowie Wärmetauscher, die zur Vorwärmung bestimmter in der Kraftwerksanlage Verwendung findender Fluide (Dampf, Wasser etc.) dienen.

Der Kamin 11 ist in seiner Längsrichtung geschnitten dar­ gestellt; er besitzt eine Kaminwand 13, deren Innenfläche mit einer Einrichtung 14 zum Abscheiden von Staubparti­ keln als Innenauskleidung belegt ist. Diese Innenausklei­ dung ist als Abscheideelektrode aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise aus rostfreiem Stahlblech, herge­ stellt. Zentral in der Mittelachse des Kamins befindet sich eine Einrichtung zur elektrostatischen Aufladung von Staubpartikeln. Die Einrichtung 14 wird im folgenden kurz als Abscheideeinrichtung und die Einrichtung 15 als Auf­ ladeeinrichtung bezeichnet. Die Abscheide- und die Aufla­ deeinrichtung 14 und 15 bilden zusammen einen Elektrofil­ ter, der erfindungsgemäß im Inneren des Kamins 11 einge­ setzt ist. Wenn über die Rauchgasleitung 12 mit Staubpar­ tikeln versehene Rauchgase dem Kamin 11 zugeführt werden, dann werden diese Staubpartikel durch die Aufladeeinrich­ tung 15 elektrostatisch aufgeladen; diese elektrostatisch aufgeladenen Partikel schlagen sich an der Abscheideein­ richtung 14, wie mit den Pfeilen 16 dargestellt, nieder und bilden eine strichpunktierte Ablagerungsschicht 17.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung gemäß Fig. 1, wird erheblicher Platz eingespart, weil das einen großen Platzbedarf aufweisende Elektrofilter nunmehr in dem von vornherein schon vorhandenen oder in jedem Fall erforder­ lichen Kamin 11 eingebaut ist.

Die Einrichtungen zum Entsticken und Entschwefeln können im Kamin oberhalb der Staubabscheidestrecke angeordnet werden. Insbesondere kann die Schadstoffbeseitigung auch durch chemische Reaktionen zwischen dem durch die Koro­ naionisierten Rauchgas und etwaigen eingesprühten Aeroso­ len erfolgen.

Ein gewisses Problem besteht darin, die Schicht 17 von der Innenfläche der Abscheideeinrichtung 14 zu entfernen.

Zu diesem Zweck wird die Abscheideeinrichtung 14, wie in Fig. 2 dargestellt, in mehrere, übereinander angeordnete Abscheideelektroden 20, 21 und 22 . . . unterteilt, die durch einen Spalt 23 voneinander entfernt sind. An der unteren Kante jeder Abscheideelektrode 20 bis 22 befindet sich eine umlaufende Rinne 24, 25 und 6 und an der Oberkante jeder Abscheideelektrode sind Zuführöffnungen 27, 28 und 29 vorgesehen, wobei in der Fig. 2 lediglich eine Zu­ führöffnung für jede Abscheideelektrode gezeichnet ist, durch die mittels Leitungen 30, 31 und 32 Wasser gemäß Pfeilrichtung W zugeführt wird, welches an der Innenflä­ che jeder Abscheideelektrode als Wasserfilm 33, 34 und 35 abfließt. Die Rinnen 24, 25 und 26 sammeln das Wasser auf und leiten es durch Öffnungen 36, 37 und 38 einer Abwas­ serleitung 39, 40 und 41 zu. Die Zuführungsleitungen 30 bis 32 und die Abwasserleitungen 39 bis 41 verlaufen durch Öffnungen (ohne Bezugsziffern) im Kamin 11.

Wenn sich an den Elektroden 20, 21 und 22 Staubpartikel niederschlagen wollen, dann treffen diese Staubpartikel auf den Wasserfilm 33 bis 35 jeder Elektrode 20 bis 22 und werden nach unten abgespült, in den Rinnen 24 bis 26 gesammelt und übel die Abwasserleitungen 39 bis 41 nach außen abgeführt. Auf diese Weise wird ein Absetzen der Staubpartikel an den Elektroden verhindert, so daß beson­ dere Abkratzmaßnahmen oder Abrüttelmaßnahmen nicht mehr erforderlich sind.

Die Elektroden können auch so ausgebildet sein, wie in der Fig. 3 dargestellt. Man erkennt, daß die Abscheide­ elektroden 42, 43 und 44 (selbstverständlich alle anderen Elektroden an der Innenfläche des Kamins 11 ebenso) ko­ nisch sich nach unten erweiternd ausgebildet sind, wobei die Elektroden 42 bis 44 kiemenartig übereinander ange­ ordnet sind. Über Zuführungsleitungen 45, 46 und 47 wird Wasser zur Bildung eines Wasserfilms den Elektroden zuge­ führt und in Ringen 48, 49 und 50 aufgesammelt; das Was­ ser-Staubpartikelgemisch jeder Elektrode 42 bis 44 wird über Abwasserleitungen 51, 52 und 53 nach außen abge­ führt. Der Konuswinkel und die Höhe der Elektroden 42 bis 44 - ebenso wie die Höhe der Elektroden 20 bis 22 - sind so zu bemessen, daß das eingeführte Wasser laminar an den Innenflächen der Elektroden herabfließt, wobei der Um­ schlagpunkt von laminarer zu turbulenter Strömung so weit nach unten verlagert ist, daß die Strömung im Wasserfilm immer laminar bleibt. Insbesondere bei der kiemenartigen Anordnung gemäß Fig. 3 würde nämlich sonst das Wasser nach unten abtropfen und nicht in den Rinnen 48 bis 50 aufgesammelt werden können.

Die Abscheideelektroden sind selbstverständlich aus elek­ trisch leitendem Material, insbesondere aus nichtrosten­ dem Stahl in Form von Blechen hergestellt.

Mit dieser Form wird auch eine Verwirbelung der Rauchgase erreicht, so daß die Rauchgase intensiv mit den Wasser­ filmen in Berührung gelangen. Dadurch werden im Rauchgas befindliche Schadstoffe ausgewaschen, so daß unter Um­ ständen eine elektrostatische Filteranordnung nicht er­ forderlich ist (siehe auch unten zu Fig. 6). Zumindest unterstützt die Konusform mit der Verwirbelung die Fil­ terwirkung.

Die Fig. 5 zeigt eine andere Ausgestaltung der Erfindung gemäß der ersten Ausführungsform. Der Kamin 60 ist im Querschnitt gezeichnet und er besitzt an seiner Innen­ seite - entsprechend der Höhe der Abscheideelektroden (siehe weiter unten) in Umfangsrichtung gesehen - vier sich erweiternde Taschen 61, 62, 63 und 64, die von einem Punkt 65, 66, 67 und 68 ausgehend sich in ihrem Durchmes­ ser vergrößern. Im Bereich der Anfangspunkte 65, 66, 67 und 68 ist eine Durchmesserstufung vorhanden, in der der Innendurchmesser sich entsprechend der Taschenform stufig verringert. Die Innenwandung der Taschen 61 bis 63 ist jeweils mit einer Abscheideelektrode 70 gemäß Fig. 4 ausgekleidet. Diese Abscheideelektrode besitzt an der in der Fig. 4 dargestellten linken Hochkante 71 einen Ra­ dius R₁, der dem Radius an den Punkten 65 bis 68 ent­ spricht und an ihrer zweiten Hochkante 72 einen Durchmes­ ser R₂, der größer ist als der Durchmesser R₁, wodurch die Spiralform gebildet ist. Die Kante 72 besitzt eine zur konkaven Wölbung hin vorspringende Umbördelung 73 und an der unteren Kante ist eine Rinne 74 vorgesehen, die den Rinnen 48 bis 50 entspricht. Die strichlierte Linie 75 verläuft parallel zur oberen Kante 76 und man erkennt, daß die Linie 74 sich nach unten hin bis zur Kante 72 um den Betrag D schraubenförmig absenkt. Im Bereich der tiefsten Stelle besitzt die Elektrode 17 ein Abflußloch 77, an dem ein Abflußrohr 78 angeschlossen ist.

In der Fig. 5 erkennt man, daß im Bereich der Punkte 65, 66, 67 und 68 je eine Wasserzuführung 90, 91, 92 und 93 vorgesehen ist, welche, wie aus Fig. 4 wieder ersicht­ lich ist, wenigstens zwei (in Fig. 4 sind nur zwei gezeichnet) Wasserzuführungsrohre 90 ₁ und 90 ₂ aufweist, deren Mittelachse tangential zur Elektrode 70, parallel zur oberen Kante 76 und senkrecht zur Kante 71 ausgerich­ tet sind, so daß gegen die Innenfläche der Elektrode, also gegen die konkave Fläche der Elektrode tangential Wasser eingespritzt wird, welches gemäß den Pfeilen 94 an der Innenfläche der Elektrode bogenförmig herabfließt, dabei einen Wasserfilm bildet und sich in der Rinne 74 sammelt, so daß das Wasser über die Abflußleitung 78 bzw. 79, 80 und 81 aus der Rinne 74 herausfließen kann.

Die Fig. 6 zeigt die schematische Darstellung einer Aus­ führungsform für die Anordnung der Elektroden im Rauch­ gasweg. Der Kamin 100 ist in seiner Längsrichtung ge­ schnitten dargestellt. Zentral in der Mittelachse des Ka­ mins befindet sich ein zylindrischer Träger 101, der die Sprühelektroden 101a trägt. Diese können über die gesamte Trägerlänge gleichmäßig oder nach oben mit abnehmender Dichte angeordnet oder, wie in Fig. 6 dargestellt, auf den unteren Teil des Trägers begrenzt sein. Der restliche Teil des Trägers 101 wird mit einer der Konizität der Ka­ minwand des Kamines 100 angepaßten Konuselektrode 101b versehen, die ein schwach inhomogenes starkes elektri­ sches Feld in der sog. Abscheidezone erzeugt. Die Ab­ scheidelektroden 103 an der Kaminwand 102 sind schuppen­ artig angebracht und werden auf beiden Seiten mit Wasser überspült. Das vorbeiströmende Rauchgas wird an den als Abrißkante 103a ausgebildeten Oberkanten der Elektroden 103 und auch der Elektroden 101b verwirbelt. Gegebenen­ falls wird ein elektrisches Feld nicht benötigt, da durch die starke Verwirbelung eine intensive Berührung der Rauchgase mit den Wasserfilmen erzeugt wird, wodurch die Schadstoffe ausgewaschen werden.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich, kann der Rauchgasweg extrem verlängert werden. Zwischen einem mittigen Träger 101 und der Innenwand 102 des Kamins 100 sind schraubenförmige Aufladeelektroden 110 und ebenfalls schraubenförmige Ab­ scheideelektroden 111 angebracht. Die Auflade- und Ab­ scheideelektroden 110, 111 bilden hierbei die Begrenzung des Rauchgasweges. Beide Elektroden 110, 111 werden mit einem Wasserfilm überspült, der auch gasförmige Schadstoffe bei Berührung auswäscht, so daß das elektri­ sche Feld vermieden werden kann.

Die Fig. 8 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfin­ dung. Man erkennt den Kamin 11, in dessen unterem Bereich dich an dessen Innenfläche eine Aufladeeinrichtung 110 befindet. Konzentrisch zu dieser Aufladeeinrichtung 110 ist in der Mitte des Kamins 11 ein Dom 111 vorgesehen, an dessen Außenfläche ringförmige Elektroden 112, 113 und 114 angebracht sind. Diese ringförmigen Elektroden 112 bis 114 besitzen an ihren unteren Kanten Ablaufrinnen 115, 116 und 117, die in entsprechender Anpassung der Rinnen 24, 25 und 26 entsprechen. In der Mitte, innerhalb des Domes 111 befindet sich ein Wasserzuführungsrohr 118, von dem Stichleitungen 119, 120 und 121 abzweigen, die Wasser den Außenflächen der Elektroden 112 bis 114 zufüh­ ren, so daß die an den Elektroden 112 bis 114 sich nie­ derschlagenden Staubpartikel durch das Wasser abgespült in den Rinnen 115 bis 117 aufgesammelt und über eine Ab­ flußleitung 122 abgeleitet wird, wobei die Rinnen über Stichleitungen 123 und 124 und 125 mit der Abfluß-Sammel­ leitung verbunden sind.

Die Fig. 8 entspricht - umgekehrt - der Ausführung nach der Fig. 2. Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, die Elektroden 112 bis 114 entsprechend der Ausführung nach Fig. 3 konisch auszubilden; hierbei verjüngen sich die Elektroden nach unten hin; es besteht natürlich auch die Möglichkeit entsprechende spiralförmige Ausführungen ähnlich den Fig. 4 und 5 vorzusehen, deren Durchmesser sich dann spiralförmig von der Wassereinspritzstelle aus gesehen verkleinern. Natürlich besteht die Möglichkeit, an den Elektroden auch eine Abkratzvorrichtung vorzuse­ hen, wobei diese von den Prinzipien der Ausführung nach den Fig. 6 und 7 in entsprechender Weise Gebrauch macht.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen erläu­ tert. Selbstverständlich bestehen auch weitere Möglich­ keiten. So kann beispielsweise dann, wenn die Abscheide­ einrichtung so ausgebildet ist wie in der Fig. 1 darge­ stellt, eine auf- und abbewegbare Abkratzvorrichtung vor­ gesehen sein, die in regelmäßigen Abständen die Staub­ schicht 17 abkratzt; bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung könnte die einstückig ausgebildete Abscheide­ elektrode innen hohl sein und man könnte durch eine ge­ eignete Rütteleinrichtung die sich an der Außenfläche der Abscheideelektrode absetzenden Staubpartikel abschlagen.

Wesentlich für die Erfindung ist es, das aus der Auflade­ einrichtung 15 und der Abscheideinrichtung 14 bestehende Elektrofilter ins Innere des Kamins 11 einzubauen, wobei entweder die Abscheideeinrichtung oder die Aufladeein­ richtung an der Innenfläche des Kamins angeordnet ist.

Bei ausreichend starker Verwirbelung des Rauchgases im Kamin erzielt man eine starke, intensive Berührung und Kontaktierung der Rauchgase mit den Wasserfilmen, so daß unter Umständen auf die Erzeugung eines elektrischen Fel­ des verzichtet werden kann.

Claims (28)

1. Rauchgasfilteranordnung für bei einer Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehende Stäube und gasförmige Schadstoffe, insbesondere für ein Kraftwerk, mit einer Kesselanordnung, in dem die fossilen Brennstoffe ver­ brannt werden, mit einem Abzugskamin für die Rauchgase sowie ggf. mit weiteren, in den Rauchgasweg eingeschalte­ ter, der Reinigung der Rauchgase dienender Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgasfilteranordnung in den Abzugskamin eingebaut ist.

2. Rauchgasfilteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg innerhalb des Ab­ zugskamins mit Mitteln zur Erzielung einer Verwirbelung der Rauchgase versehen ist und daß an den Mitteln ein nach unten abfließender Wasserfilm erzeugt ist, der mit den verwirbelten Rauchgasen in ausreichendem Maße in Be­ rührung kommt.

3. Rauchgasfilteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Erzielung einer aus­ reichenden Verwirbelung der Rauchgase mehrere kiemenartig angeordnete, sich nach oben verjüngende Konusflächen an der Innenfläche des Abzugskamins angebracht sind.

4. Rauchgasfilteranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Er­ zielung einer ausreichenden Verwirbelung mittig innerhalb des Abzugskamins eine Zentralsäule vorgesehen ist, an de­ ren Außenfläche sich nach oben erweiternde Konusflächen angebracht sind.

5. Rauchgasfilteranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Konusflächen an der Innenwand des Abzugskamins und an der Außenwand der Zentralsäule in der Höhe gegeneinander versetzt angeordnet sind.

6. Rauchgasfilteranordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinsten Innen­ durchmesser der Konusflächen an der Innenfläche des Ab­ zugskamins kleiner sind als die größten Außendurchmesser der benachbarten Konusflächen an der Außenwand der Zen­ tralsäule.

7. Rauchgasfilteranordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg in­ nerhalb des Abzugskamins mittels wenigstens einer schrau­ benförmig zur vertikalen Längsachse ausgebildeten Füh­ rungsfläche beeinflußt ist, wobei an der Führungsfläche ein Wasserfilm erzeugt ist.

8. Rauchgasfilteranordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Elektro­ filteranordnung ist.

9. Rauchgasfilteranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur elektrostatischen Aufladung der Staubpartikel im unteren Bereich des Ab­ zugskamins mittig eingebaut ist und daß die Abscheideein­ richtung an der Innenwandung des Abzugskamins mindestens über einen Teil der Höhe des Abzugskamins angeordnet ist.

10. Rauchgasfilteranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheideeinrichtung aus mehreren übereinander angeordneten Abscheideelektroden gebildet ist.

11. Rauchgasfilteranordnung nach einem der vorheri­ gen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheide­ elektroden zylindrisch ausgebildet sind und innerhalb der Abscheideelektroden eine umlaufend angetriebene Abkratz­ vorrichtung für den niedergeschlagenen Staub vorgesehen ist.

12. Rauchgasfilteranordnung nach einem der vorheri­ gen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Abscheideelektroden je eine Wasserzufuhr vorgesehen ist, so daß Wasser in Form eines Wasserfilmes an der Abschei­ defläche der Abscheideelektroden herabläuft und die sich niederschlagenden Staubpartikel mitnimmt.

13. Rauchgasfilteranordnung nach einem der vorheri­ gen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Übereinan­ deranordnung mehrerer Abscheideelektroden an der Ober­ kante jeder Elektrode je eine Wasserzufuhr und an der Un­ terkante je eine Wasserabfuhr vorgesehen ist.

14. Rauchgasfilteranordnung nach Anspruch 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abscheideelektroden als ringförmige, sich konisch nach unten erweiternde, kie­ menartig einander zugeordnete und als Kamininnenverklei­ dung dienende Bleche ausgebildet sind.

15. Rauchgasfilteranordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheideelek­ troden durch im horizontalen Querschnitt spiralflügelar­ tige, mit ihrem Innendurchmesser sich erweiternde, als Kaminverkleidung dienende Bleche gebildet sind, an deren Unterkanten Auffangrinnen mit einem Abflußloch für die Staub-Wasseraufschlämmung angeordnet sind.

16. Rauchgasfilteranordnung nach Anspruch 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die Unterkanten schraubenförmig sich absenkend verlaufen und das Abflußloch sich an der tiefsten Stelle der zugehörigen Unterkante befindet.

17. Rauchgasfilteranordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abscheideelek­ trode als Ringzylinder mit an den Stirnkanten angeform­ ten, radial nach innen umgebogenen Randstegen ausgebildet ist, deren freie Innenkanten mittels axial und parallel zu den Mantellinien der jeweiligen Abscheideelektroden verlaufenden, gleichmäßig an den Innenkanten verteilten Stangen verbunden sind, so daß sich zwischen der Innen­ fläche des Ringzylinders und der Fläche der die Stangen radial außen tangierenden Einhüllungen ein Ringraum ge­ bildet ist.

18. Rauchgasfilteranordnung nach Anspruch 17, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abkratzvorrichtung in dem Ringraum umläuft.

19. Rauchgasfilteranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Aufladung der Staubpartikel im unteren Bereich des Abzugskamins an des­ sen Innenfläche und die Abscheideeinrichtung koaxial in der Mittelachse des Abzugskamins angeordnet sind.

20. Rauchgasfilteranordnung nach Anspruch 19, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Abscheideein­ richtung wenigstens eine ringförmige Abscheideelektrode vorgesehen ist, an deren oberen Kante eine Wasserzufuhr vorgesehen ist, wobei das Wasser als Wasserfilm, die Par­ tikel abspülend, an der Außenfläche der Abscheideelektro­ den herunterfließt.

21. Rauchgasfilteranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Abscheideeinrichtung wenigstens eine ringförmige Abscheideelektrode vorgesehen ist, an deren Außenfläche eine umlaufende Abkratzvorrich­ tung für die sich ablagernden Staubpartikel angeordnet ist.

22. Rauchgasfilteranordnung nach einem der vorheri­ gen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheide­ elektroden als ringförmige, konisch sich nach unten ver­ jüngende Bleche ausgebildet sind, an deren Außenfläche der Wasserfilm herabfließt.

23. Rauchgasfilteranordnung nach einem der vorheri­ gen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheide­ elektroden als Ringzylinder mit radial nach außen abgebo­ genen Randborden ausgebildet sind, an deren freien End­ kanten in Längsrichtung verlaufende, gleichmäßig am Um­ fang verteilte Stäbe befestigt sind.

24. Rauchgasfilteranordnung nach Anspruch 23, da­ durch gekennzeichnet, daß im Inneren des durch die Außen­ fläche des Ringzylinders und die die Stangen radial innen berührende Einhüllungen gebildeten Ringraumes die umlau­ fend angetriebene Abkratzvorrichtung vorgesehen ist.

25. Rauchgasfilteranordnung nach einem der vorheri­ gen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflade­ elektrode im unteren Bereich des Kamins als Koronaentla­ dungselektrode ausgebildet ist und im oberen als großflä­ chige Zylinderelektrode ausgebildet ist, wodurch der Ab­ scheidegrad deutlich erhöht wird.

26. Rauchgasfilteranordnung nach einem der vorheri­ gen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Aufladeelektrode als auch die Abscheideelektrode in radi­ aler Richtung weit in den Rauchgasweg hineinreichen und ausgeprägte Abreißkanten am oberen Rand für die Strömung aufweisen, so daß durch die auftretende Verwirbelung eine erhöhte Abscheiderate erreicht wird.

27. Rauchgasfilteranordnung nach einem der vorheri­ gen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflade­ elektrode und die Abscheideelektrode einen spiralförmigen Strömungskanal für den Rauchgasstrom bilden, wodurch der Strömungsweg verlängert, die Abscheidefeldstärke erhöht und damit der Wirkungsgrad verbessert wird.

28. Rauchgasfilteranordnung nach Anspruch 27, da­ durch gekennzeichnet, daß die Elektroden (Abscheideflä­ chen) als Begrenzung dieses Strömungskanals mit Wasser überspült werden, so daß auch nicht geladene Staubteil­ chen sowie gasförmige Schadstoffe bei der Berührung mit dem Wasserfilm ausgewaschen werden.