-
Verfahren zur elektrischen Reinigung von Gasen. :Plan hat bei der
elektrischen Reinigung von Gasen den Vorschlag gemacht, die zu reinigenden Gase
durch elektrische Hilfsfelder mit Koronaentladung vor ihrem Eintritt in den eigentlichen
Abscheideraum oder in diesem Raum selbst zu ionisieren, um dadurch die Niederschlagung
der Schwebeteilchen in einem Gleichspannungsfeld zu erleichtern bzw. überhaupt erst
zu ermöglichen. Es hat sich nun bei diesem Verfahren vielfach der übelstand bemerkbar
gemacht, daß infolge der kurzen Lebensdauer der Gasionen die Aufladung der Schwebeteilchen
schon verschwunden oder stark abgeschwächt ist, bevor die Teilchen in das elektrische
Niederschlagsfeld gelangen. Man hat zur Beseitigung dieses Übelstandes den Vorschlag
gemacht, :eine Sprühelektrode zu verwenden, die aus mehreren. voneinander elektrisch
isolierten Teilen besteht, die in abwechselnder Reihenfolge an die beiden Pole einer
Wechselstromhochspannungsquelle angeschlossen sind, und eine solche Sprühelektrode
und die dazugehörigen Niederschlagselektroden an die Polecines Hochspannungsgleichstromerzeugers
anzuschließen. Es wird auf diese Weise also das Wechselspannungsfeld dem konstanten
bzw. mit derselben Frequenz pulsierenden Gleichspannungsfeld überlagert. In der
Fig. i ist ,ein zur Ausbildung dieses bekannten Verfahrens geeignetes Elektrofilter
dargestellt. i und 2 sind die Niederschlagselektroden einer Elektrofilterkammer,
zwischen denen eine Sprühelektrode angeordnet ist, die aus einer Anzahl von Drähten
3 besteht, welche in einem Tragrahmen harfenartig und isoliert voneinander aufgehängt
sind. Die einzelnen Drähte sind abwechselnd an die beiden Leitungen q. und 5 angeschlossen,
die von der Wechselspannungsquelle 6 gespeist werden. Die Wechselspannüngsquelle
wird zweckmäßig in Form eines Transformators isoliert aufgestellt. Die eine Klemme
dieser Wechselspannungsquelle 6 ist mit dem einen Pol des Hochspamiungsgleichstromerzeugers
7 verbunden, dessen anderer Pol durch die Leitung 8 an die geerdeten Niederschlagselektroden
i und 2 angeschlossen ist.
-
Die Fig.2 gibt nun ein schematische..-Schaubild des Spannung-- und
Stromverlaufes unter der Voraussetzung, daß die Gleichstromquelle 7 eine völlig
konstante Spannungskurve E'#> liefert,. während die Spannungskurve E'1 der Wechselstromquelle
6 etwa sinusförmig sein möge. Die Drähte 3 der Sprühelektrode sollen dabei so dicht
nebeneinander angeordnet sein, daß sie unter dem Eintluß der Gleichstromhochspannung
E'.. allein nicht sprühen würden. Erst wenn auch die Wechselspannungsquelle 6 an
die Drähte 3 ,angeschlossen wird, tritt zwischen den beiden durch die Zuleitungen
¢ und 5 gebildeten Gruppen von Drähten eine starke Ionisierung auf, und unter dem
Einfluß des Gleichspannungsfeldes
fließt auch sein Ion ,engleichstrom
J,. durch den Gasraum des Filters zu den Niederschlagselektroden i -und z. Es fließt
also, obgleich die Stromquelle 7 konstante Gleichspannung liefert, ein Gleichstrom
J2, der im Takte der Wechselspannung El pulsiert. Die beiden Maxima in den Halbphasen
sind v@@rschieden, weil die b°i der Überlagerung der Spannungen El und E@ resultierende
Feldstärke verschieden ist, je nachdem die Wechselspannung- zu der Gleichspannung
hinzukommt oder diese vermind°rt. Bei manchen Staubsorten, z. B. auch isolierenden
Stauben, bei denen eine zu starke Aufladung von Nachteil sein kann, hat man vorgeschlagen,
an Stelle einer konstanten Gleichspannung eine pulsierende Gleichspannung zu verwenden,
deren Pulsation synchron mit der Wechselspannung verläuft. Wie die Fig.3 zeigt,
liegen in diesem Falle die Maxima: der pulsierenden Gleichspannung E2 synchron mit
den Scheitehverten der Wechselspannung El, und es wird infolgedessen der effektive
Wert des Gleichstromes geringer, wähnend der Scheitelwert des Gleichspannungsfeldes
mindestens seine ursprüngliche Höhe behält. Im folgenden wird nun gezeigt, wie dieses
mit unterteilter Sprühelektrode vorgenommene bekannte Verfahren zur elektrischen
Reinigung von Gasen noch erheblich verbessert werden kann.
-
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zwischen der pulsierenden
Gleichspannung und der zur Hilfsionisierung dienenden Wechselspannung eine Phasenverschiebung
zwischen der an den Sprüh- und Niederschlagselektroden liegenden pulsierenden Gleichspannung
und der die unterteilte Sprühelektrode zwecks Hilfsionisierung speisenden Wechselspannung
unterhalten wird. So kann eine besonders gute Wirkung dann erzielt werden, wenn
das Verfahren so eingerichtet wird, daß die Scheitelwerte der pulsierenden Gleichspannung
zeitlich mit den Nullpunkten der Wechselspannung zusammenfallen. Hierdurch wird
insbesondere der Vorteil erreicht, daß man eine Gleichspannung mit erheblich höherem
Scheitelwert anwenden kann, weil das Maximum der Gleichspannungsimpulse immer in
dem Augenblick vorhanden ist, wo die zwischen den Teilen der Sprühelektrode vorhandene
Wechselspannung durch den Nullpunkt geht, so daß infolgedessen ein Überschlag zwischen
den Sprüh- und Niederschlagselektroden nicht zu befürchten ist.
-
Fig.4 ist ein Schaubild der Wirkungsweise des angegebenen neuen Verfahrens;
Wie man daraus ersieht, kann eine pulsierende Gleichspannung mit erheblich höherem
Scheitelwert angewendet werden, weil das Maximum der Gleichspannungsimpulse in dem
Augenblick vorhanden ist, wo die zwischen den Teilen der Sprühelektrode vorhandene
Wechselspannung durch den Nullpunkt geht, so daß die Sprühelektrode in . diesem
Augenblicke gerade nicht sprüht. Es ist dann also trotz der höheren statischen Gleichspannung
.ein Überschlag zwischen den Sprüh- und Niederschlagselektroden nicht zu befürchten.
Mit ansteigender Wechselspannung setzt somit ein entsprechender Gleichstrom J.,
ein. Bei Versuchen hat sich dabei gezeigt, daß in diesem Falle der zwischen den
Elektroden fließende Gleichstrom J2 erheblich höher wird als im Falle der Fig. 3.
Bei der Ausführung des Verfahrens, -wie es Fig. 4 zeigt, erhält man also in gewissen
Fällen besonders vorteilhafte Abscheidebedingungen, da hierbei Zeiten mit hohen
Gleichströmen, die eine gute Aufladung der Schwebeteilchen bedeuten, mit Zeiten
besonders hoher Feldstärken, die eine große Wanderungsgeschwindigkeit der Teilchen
erzeugen, in rascher Folge abwechseln.
-
In anderen Fällen kann man bei dem neuen Verfahren die Phasenlage
zwischen der pulsierenden Gleichspannung und der Wechselspannung mit besonderem
Vorteil auf jeden beliebigen Zwischenwert zwischen den beiden als Beispiel gebrachten
. Fällen der Fig.3 und 4. einstellen. So ist es möglich, die Auflade- und Abscheidebedingungen
jeweils den physikalischen Verhältnissen der abzuscheidenden Schwebeteilchen anzupassen,
so daß die beste Reinigungswirkung erzielt wird.
-
In manchen Fällen kann @es auch vorteilhaft sein, die Elektroden des
Filters mit einer in den beiden Halbphasen unsymmetrischen pulsierenden Gleichspannung
zu speisen, so daß der durch den Filterraum fließende Gleichstrom ungefähr gleich
hohe Scheitelwerte erhält. Gegebenenfalls können zu diesem Zweck die Elektroden
des Filters mit pulsierendem Gleichstrom gespeist werden, der in an sich bekannter
Weise von einem Gleichrichter durch Ausnutzung nur einer Halbwelle des Wechselstromes
erzeugt ist. Schließlich kann man in manchen Fällen auch eine gute Niederschlagswirkung
durch eine solche Ausbildung des Verfahrens erzielen, bei dem die Frequenz der zur
Hilfsionisierung dienenden Wechselspannung synchron und ein ganzes Vielfaches der
Frequenz der Gleichspannungspulsationen ist.