DE4407152C1 - Vorrichtung zur Isolierung elektrostatischer Abscheider - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Isolierung elektrostatischer Abscheider, bestehend aus einem Isolator, einem in die Abscheidekammer ragenden Tragrohr und einem um das Tragrohr angeordneten, als Hohlzylinder gestalteten Schutzrohr.

Vorrichtungen zur Isolierung elektrostatischer Abscheider sind bekannt. In der DE-AS 10 93 447 wird eine Vorrichtung zur Verhinderung einer zur Verschmutzung führenden Wirbelbildung bei der Belüftung von Isolatoren in elektrostatischen Gasreinigungsanlagen beschrieben. In der DE-AS 10 93 447 wird angeführt, daß es bereits bekannt ist, den in die Gasreinigungskammern ragenden Teil von Isolatoren mit einem Schutzrohr zu umgeben und in den Hohlraum zwischen Schutzrohr und Isolatoroberfläche ein reines Spülgas mit Überdruck gegenüber dem schmutzigen Rohgas in die Gasreinigungskammer einzuleiten. Während des Betriebs kann es jedoch zu einer Verwirbelung im Rohgas oder Spülgas kommen, so daß ein Eindringen des Rohgases in den Bereich der Isolatoroberfläche in der Regel nicht vermieden werden kann. Zur Vermeidung des Einströmens von Rohgas in die Nähe der Isolatoroberfläche wird daher in der DE-AS 10 93 447 vorgeschlagen, das Schutzrohr als Venturirohr auszubilden.

In der DE-PS 29 14 241 werden Schutzrohre für Isolatoren beschrieben, die als Hyperboloid ausgebildet sind. Die in der DE 29 14 241 A1 und in der DE-AS 10 93 447 beschriebenen Schutzrohre haben den Nachteil, daß ihre Herstellung relativ aufwendig ist.

In der DE-AS-12 31 215 wird ein hohler Stützisolator für elektrostatische Entstauber beschrieben, der über eine durch ein zylindrisches Rohr gegen Staub oder andere feste bzw. flüssige Verschmutzungen abgeschirmten, in der Entstauberdecke vorgesehenen Durchführungsöffnung angebracht und nach außen mit einer abnehmbaren heizbaren Haube abgedeckt ist.

Die CH-443 227 beschreibt ein Verfahren zum Trennen eines Gemisches von Gas und festen Partikeln in einem elektrostatischen Abscheider, in welchem Isolatoren angeordnet sind. Im elektrostatischen Abscheider sind Elektroden an einem Joch aus Metall aufgehängt, welches mit einer Metallstange verbunden ist. Die Metallstange ist abschnittsweise von einem Kragen umgeben, der mit einer nach oben gerichteten, rohrförmigen Verlängerung mit trichterartig erweitertem oberen Ende versehen ist.

Die US-41 17 255 beschreibt einen Isolator, der ebenfalls eine Metallstange aufweist, die abschnittsweise von einem isolierenden Element umgeben ist.

Die US-27 20 551 beschreibt einen elektrostatischen Abscheider, der ebenfalls mit Isolatoren ausgerüstet ist. Bei diesen Isolatoren ist ebenfalls eine Metallstange mit einem Rohr abschnittsweise umgeben.

In der DE-PS-4 07 294 wird eine Anordnung von Isolatoren elektrostatischer Gasreiniger in Nebenkammern gemäß DE-PS 4 06 062 beschrieben, bei denen das Durchtrittsloch konisch ist. Die konstruktive Anordnung der Isolatoren ist dabei relativ aufwendig gestaltet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Isolierung elektrostatischer Abscheider zu schaffen, deren Schutzrohr relativ einfach gestaltet ist, die auf relativ einfache Weise im bereits bestehenden elektrostatischen Abscheider angeordnet werden kann und mit welcher ein Auftreffen des Rohgases auf die Isolatoroberfläche vermieden werden kann.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß um das Tragrohr ein krummflächig begrenzter, drehsymmetrischer Körper angeordnet ist, wobei für den Abstand X zwischen der Innenwand des Schutzrohres und dem der Innenwand des Schutzrohres am nächsten liegenden Punkt auf der Oberfläche des drehsymmetrischen Körpers in bezug auf den Innenradius R des Schutzrohres gilt: X/R = 0,4 bis 0,6 und wobei für den Abstand a zwischen dem Mittelpunkt M des Strömungsquerschnitts, der unmittelbar am dem Isolator abgewandten Ende des Schutzrohres gebildet wird, und dem dem Mittelpunkt M am nächsten liegenden Punkt auf der Oberfläche des drehsymmetrischen Körpers in bezug auf den Innenradius R des Schutzrohres gilt: a/R = 0,4 bis 0,6. Unter dem Begriff drehsymmetrischer Körper sind alle rotationssymmetrischen Körper in Form einer drehsymmetrischen Membranschale zu verstehen, die krummflächig begrenzt sind.

Die angeordneten drehsymmetrischen Körper weisen somit an ihrer Oberfläche keinerlei Kanten auf. Sie bestehen aus metallischen Werkstoffen, Kunststoffen oder keramischen Werkstoffen und werden zunächst mit einer durchgehenden Bohrung versehen, danach auf das jeweilige Tragrohr aufgeschoben und anschließend fixiert. Mit der Bezeichnung Strömungsquerschnitt ist der Querschnitt des Schutzrohres senkrecht zur Längsachse des Tragrohres am unmittelbaren, dem Isolator abgewandten Ende, gemeint. Das Tragrohr ist direkt mit dem System der Sprühelektroden verbunden und ragt in die Abscheidekammer des elektrostatischen Abscheiders, in der die Sprüh- und Niederschlagselektroden angeordnet sind. Es hat sich in überraschender Weise herausgestellt, daß es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich ist, ein Auftreffen des Rohgases auf die Isolatoroberfläche zu vermeiden, obwohl das Schutzrohr in einfacher Weise gestaltet ist und keine Venturi- oder Hyperboloid-Form aufweist. Auf diese Weise können die Isolatoren ständig mit einer relativ geringen Menge an Spülgas belüftet werden ohne daß es zu Überschlägen oder Funkenbrücken zwischen dem drehsymmetrischen Körper und dem Schutzrohr kommt. Der drehsymmetrische Körper ermöglicht eine weitgehend laminare Strömung des Spülgases, wodurch ein Eintrag von Rohgas in das Innere des Schutzrohres vermieden wird.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Schutzrohr an dem Isolator abgewandten Ende einen gebördelten Rand aufweist. Durch den gebördelten Rand lassen sich Überschläge oder Funkenbrücken im unteren Teil des Tragrohrs in besonders vorteilhafter und einfacher Weise auch dann vermeiden, wenn der Gehalt an Schadstoffen in dem zu behandelnden Rohgas relativ stark schwankt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist als drehsymmetrischer Körper eine Kugel oder ein zylindrischer Körper mit Halbkugelenden angeordnet. Die Kugel eignet sich in besonderer Weise dann als vorteilhafter drehsymmetrischer Körper, wenn das Schutzrohr relativ kurz ist. Ist das Schutzrohr länger ausgeführt, so wird in vorteilhafter Weise der zylindrische Körper mit Halbkugelenden angeordnet.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der drehsymmetrische Körper die Form zweier miteinander an den Grundkreisen verbundenen Rotationsellipsoide auf. Ein drehsymmetrischer Körper, der die Form zweier miteinander an den Grundkreisen verbundenen Rotationsellipsoide aufweist, eignet sich in besonders vorteilhafter Weise unabhängig von der Länge des Schutzrohres als drehsymmetrischer Körper.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der drehsymmetrische Körper die Form zweier miteinander an den Grundkreisen verbundenen Rotationsparaboloide aufweist. Diese Form ermöglicht ein optimales Anpassen des Spülvorgangs an schwankende Verfahrensbedingungen im elektrostatischen Abscheider.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der drehsymmetrische Körper als Hohlkörper ausgebildet. Auf diese Weise läßt sich Material einsparen, was eine kostengünstige Herstellung der Vorrichtung zur Isolierung elektrostatischer Abscheider ermöglicht. Darüber hinaus läßt sich ein Hohlkörper auf relativ einfache Weise um das Tragrohr anordnen und fixieren.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht der drehsymmetrische Körper aus keramischen Werkstoffen oder aus Teflon. Keramische Werkstoffe oder Teflon bilden einen zusätzlichen Schutz vor Überschlägen oder Funkenbrücken innerhalb des Schutzrohres, was die Sicherheit im Betrieb auf relativ einfache Weise erhöht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (Fig. 1 bis 3) näher und beispielhaft erläutert.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Isolierung elektrostatischer Abscheider mit einem zylindrischen Körper mit Halbkugelenden als drehsymmetrischen Körper.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Isolierung elektrostatischer Abscheider mit einer Kugel als drehsymmetrischen Körper.

Fig. 3 zeigt die Vorrichtung zur Isolierung elektrostatischer Abscheider mit einem drehsymmetrischen Körper, der die Form zweier miteinander an den Grundkreisen verbundenen Rotationsparaboloide aufweist.

In Fig. 1 ist die Vorrichtung zur Isolierung elektrostatischer Abscheider dargestellt, bei der als drehsymmetrischer Körper (5) ein zylindrischer Körper mit Halbkugelenden angeordnet ist. Die Vorrichtung besteht aus einem Isolator (1), der auf einem Sockel (2) angeordnet ist und mit dem Tragrohr (3) verbunden ist (Verbindung nicht dargestellt). Um das Tragrohr (3) ist ein Schutzrohr (4) angeordnet. Der drehsymmetrische Körper weist mittig eine durchgehende Bohrung auf, deren Durchmesser etwas größer gewählt ist, als der Außendurchmesser des Tragrohres (3). Bei der Herstellung der Vorrichtung wird der drehsymmetrische Körper (5) in einer Längsachse durchgehend durchbohrt und anschließend auf das Tragrohr (3) aufgeschoben. Sofern der drehsymmetrische Körper aus Stahl besteht, kann er beispielsweise durch Schweißen mit dem Tragrohr (3) verbunden werden. Das Spülgas wird von oben nach unten durch das Schutzrohr (4) in Pfeilrichtung geleitet, und strömt infolge des drehsymmetrischen Körpers (5) laminar dem dem Isolator abgewandten Ende des Schutzrohres (4) zu. An diesem Ende weist das Schutzrohr (4) einen gebördelten Rand (4′) auf. Der Abstand X zwischen der Innenwand des Schutzrohres (4) und dem der Innenwand des Schutzrohres (4) am nächsten liegenden Punkt auf der Oberfläche des drehsymmetrischen Körpers liegt in bezug auf den Innenradius R des Schutzrohres (4) im Bereich X/R = 0,4 bis 0,6. Der Abstand a zwischen dem Mittelpunkt M des Strömungsquerschnitts, der unmittelbar an dem Isolator (1) abgewandten Ende des Schutzrohres (4) gebildet wird, und dem dem Mittelpunkt M am nächsten liegenden Punkt auf der Oberfläche des drehsymmetrischen Körpers liegt im Bezug auf den Innenradius R des Schutzrohres (4) im Bereich a/R = 0,4 bis 0,6. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde die Vorrichtung zur Zufuhr von Spülgas nicht dargestellt.

In Fig. 2 ist die Vorrichtung zur Isolierung elektrostatischer Abscheider dargestellt, die eine Kugel als drehsymmetrischen Körper (5) aufweist. Die Kugel wird in gleicher Weise wie der zylindrische Körper mit Halbkugelenden auf dem Tragrohr (3) angeordnet.

In Fig. 3 ist die Vorrichtung zur Isolierung elektrostatischer Abscheider dargestellt, deren drehsymmetrischer Körper die Form zweier miteinander an den Grundkreisen verbundenen Rotationsparaboloide aufweist. Der drehsymmetrische Körper (5), der die Form zweier miteinander an den Grundkreisen verbundenen Rotationsparaboloide aufweist, läßt sich in vorteilhafter Weise als Hohlkörper aus zwei Hälften herstellen, die an ihren Grundkreisen miteinander verbunden werden. Bestehen die Hälften aus Stahl, so können sie beispielsweise durch Schweißen miteinander verbunden werden. Dabei ist jedoch darauf zu achten, daß die Schweißnaht anschließend glattgeschliffen wird, damit keine größeren Unebenheiten auf der Oberfläche des drehsymmetrischen Körpers (5) gebildet werden, die dann möglicherweise Überschläge innerhalb des Schutzrohres (4) zur Folge haben. Sofern die Hälften aus nichtmetallischen Werkstoffen bestehen, können sie gegebenenfalls durch Kleben miteinander verbunden werden. Nach dem Verbinden beider Hälften wird der drehsymmetrische Körper (5), der die Form zweier miteinander an den Grundkreisen verbundenen Rotationsparaboloide aufweist, durchgängig in Richtung seiner Längsachse durchbohrt, danach auf das Tragrohr (3) aufgeschoben und anschließend am Tragrohr (3) fixiert.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Isolierung elektrostatischer Abscheider, bestehend aus einem Isolator (1), einem in die Abscheidekammer ragenden Tragrohr (3) und einem um das Tragrohr (3) angeordneten, als Hohlzylinder gestalteten Schutzrohr (4), dadurch gekennzeichnet, daß um das Tragrohr (3) ein krummflächig begrenzter drehsymmetrischer Körper (5) angeordnet ist, wobei für den Abstand X zwischen der Innenwand des Schutzrohres (4) und dem der Innenwand des Schutzrohres (4) am nächsten liegenden Punkt auf der Oberfläche des drehsymmetrischen Körpers (5) in bezug auf den Innenradius R des Schutzrohres (4) gilt:
X/R = 0,4 bis 0,6 und wobei für den Abstand a zwischen dem Mittelpunkt M des Strömungsquerschnitts, der unmittelbar an dem dem Isolator (1) abgewandten Ende des Schutzrohres (4) gebildet wird, und dem dem Mittelpunkt M am nächsten liegenden Punkt auf der Oberfläche des drehsymmetrischen Körpers in bezug auf den Innenradius R des Schutzrohres (4) gilt: a/R = 0,4 bis 0,6.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (4) am dem Isolator (1) abgewandten Ende einen gebördelten Rand (4′) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als drehsymmetrischer Körper (5) eine Kugel oder ein zylindrischer Körper mit Halbkugelenden angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der drehsymmetrische Körper (5) die Form zweier miteinander an den Grundkreisen verbundenen Rotationsellipsoide aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der drehsymmetrische Körper (5) die Form zweier miteinander an den Grundkreisen verbundenen Rotationsparaboloide aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der drehsymmetrische Körper (5) als Hohlkörper ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der drehsymmetrische Körper (5) aus keramischen Werkstoffen oder aus Teflon besteht.