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Verfahren zur elektrischen Gasreinigung. Die elektrische Gasreinigung
mit Hilfe einer sprühenden, z. B. drahtförmigen, und einer gegenpoligen umhüllenden
oder flächenhaften Elektrode gelingt, wie die Erfahrung gelehrt hat, leicht, wenn
das staubhaltige Gas, dessen Entstaubung angestrebt wird, keine elektrischen Ladungen
mitführt. Dagegen treten Schwierigkeiten bei der Entstaubung von Abgasen von Konvertern,
Hochöfen und ähnlichen staubhaltigen Gasströmen auf, die aus chemischen Vorgängen
bei hoher Temperatur hervorgehen und geladene Teile enthalten. In diesem Falle beobachtet
man nämlich ein wesentliches Herabgehen der Stromstärke, die eine wirksame Reinigung
verhindert, bei Steigerung der Spannung aber zwischen beiden Elektroden Überschläge,
die die Aufrechterhaltung der für die Reinigung erforderlichen Feldstärke hindern.
Die Beseitigung dieser Störungen durch Entfernung der mitgeführten Ladungen vor
dem Eintritt in den elektrischen Gasreiniger bereitet Schwierigkeiten, weil die
Ladung an .den Staubteilchen haftet.
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Es gelingt nun, der Schwierigkeit dadurch Herr zu werden, daß man
eine teilweise Umladung oder Entladung im zugeführten Gas bewirkt. Zu diesem Zweck
werden dem Gas vor seinem Eintritt in das Sprühfeld neue Ionen von dem Vorzeichen
des Ausströmers zugeführt. Dadurch wird erreicht, daß die entgegengesetzt geladenen
Ladungsträger des Gases neutralisiert oder umgeladen werden. Bekanntlich hat sich
gezeigt, daß eine negative Ladung des Ausströmers vorteilhafter ist als eine positive,
und diese Erfahrung wird durch Versuche verständlich, die gelehrt haben, daß der
elektrische Wind bei der elektrischen Gasreinigung die unmittelbare Wirkung der
elektrostatischen Kräfte wesentlich vermehrt. Es ist deshalb im allgemeinen angezeigt,
die positiven Ladungsträger auf die angegebene Art zu entfernen. Nur in dem Sonderfalle
eines Gases, dessen Ladungsträger größtenteils positives Vorzeichen besitzen, kann
es nützlich sein, die Ladung des Ausströmers positiv zu wählen.
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Die Ouelle des Erfolges bei dem geschilderten Vorgehen ist in erster
Linie darin gelegen, daß vermieden wird, daß die dem Ausströmer entgegengesetzt
geladenen Träger, soweit sie Staubteilchen sind, auf dem Ausströmer zur Ausscheidung
kommen und, dort niedergeschlagen, die Ausströmung der elektrischen Ladungsträger
aus dem Draht verhindern oder der Ausgangspunkt von Überschlägen werden.
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Die Erfolge des Verfahrens sind größer, wenn die Anzahl der Ladungsträger
pro Raumeinheit des Gases vermehrt, die Ladungsdichte gleichzeitig vermindert wird.
Aber die Umladung bietet auch dann Vorteil, wenn sie ohne Änderung der Ladungsdichte
erfolgt; ja, es kann eine Vermehrung der Ladungsdichte
in Kauf
genommen werden, wenn man bei gegebener Spannung für eine Vergrößerung des Abstandes
zwischen der Ausströmerelektrode und der Abscheideelektrode Sorge trägt. Dabei kann
zweckmäßig dieser Abstand auf der Eintrittseite des Gases größer als auf der Austrittseite
gemacht, also z. B. mit einem zylindrischen Rohr von abgestuftem oder verjüngtem
Durchmesser oder mit mehreren hintereinandergeschalteten Rohren von abnehmendem
Durchmesser gearbeitet werden. Das wichtigste Mittel, um den angestrebten Erfolg
zu erreichen, ist die an sich bekannte Verwendung fester Körper von hoher Temperatur,
die. negative Elektrizität leicht abzugeben verögen. Man kann den staubhaltigen
Gasstrom ganz oder teilweise mit solchen Körpern. in Berührung bringen oder einen
Hilfsgasstrom benutzen, der z. B. durch ein bei sehr hoher Temperatur befindliches
Zweigrohr ausgeführt wird. Je nach Umständen wird man die heißen festen Körper,
die vermöge ihrer hohen Temperatur ein Leitvermögen besitzen, zur Beseitigung der
auf ihnen zurückbleibenden positiven Ladungen in geeigneter Weise mit der Erde oder
mit einer negativen Spannungsquelle verbinden. Als negative Spannungsquelle kommt
in erster Linie die für die elektrische Gasreinigung ohnedies benutzte Stromquelle
in Betracht, gegebenenfalls unter passender Änderung ihrer Spannung. Je höher negativ
geladen die glühenden Körper sind, um so stärker ist die Abgabe negativer Ladungep
an das Gas. Gleichzeitig aber wird mit steigender Ladung durch die elektrostatische
Wirkung das Abfangen der entgegengesetzten Ladungsträger mehr und mehr begünstigt.
Wählt man die Temperatur der festen Körper niedriger, so tritt mit sinkender Temperatur
die erste Wirkung rasch zurück und verschwindet schließlich. Der elektrostatische
Effekt, welcher bestehenbleibt, wenn nur für ein ausreichendes Leitvermögen der
festen Körper gesorgt wird, verlangt eine gute Berührung des Gases mit dem festen
Körper, weil die elektrostatischen Kräfte gegenüber der mechanischen Geschwindigkeit
des Gasstromes nur dann überwiegen, wenn die den Staubteilchen zur Erreichung der
Körperoberfläche zugemuteten Wege sehr kurz sind. Diese Begrenzung bei Verwendung
von Körpern geringer Temperatur entfällt, wenn man mit der Spannung so hoch geht,
daß an der .Körperoberfläche leuchtende Entladung eintritt. Tut man dies, so kommt
man unmittelbar zu einer Ausführungsform, die einem elektrischen Gasreinigungsapparate
mit stufenweise oder stetig abnehmendem Abstande zwischen Ausströmerelektrode und
Gegenelektrode tatsächlich oder grundsätzlich gleichkommt. Hierbei ist von Bedeutung,
daß der Vorgang bei der elektrischen Gasreinigung in einem Apparate mit zentraler
Drahtelektrode und umhüllender oder flächenförmiger Gegenelektrode grundsätzlich
darauf hinauskommt, daß Ladungsträger, deren Vorzeichen mit dem der Drahtelektrode
übereinstimmt, in großer Menge in den Gasstrom hineingeführt werden, während die
entgegengesetzten Ladungsträger an den zentralen Draht gelangen und dort ihre Ladung
verlieren.