EP0163047B1 - Elektrofilter - Google Patents

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EP0163047B1
EP0163047B1 EP19850103627 EP85103627A EP0163047B1 EP 0163047 B1 EP0163047 B1 EP 0163047B1 EP 19850103627 EP19850103627 EP 19850103627 EP 85103627 A EP85103627 A EP 85103627A EP 0163047 B1 EP0163047 B1 EP 0163047B1
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EP
European Patent Office
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electrodes
spray
distance
discharge electrodes
tips
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EP19850103627
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English (en)
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EP0163047A3 (en
EP0163047A2 (de
Inventor
Jürgen Dipl.-Ing. Seipenbusch
Karl-Heinz Dipl.-Ing. Daum
Erwin Kandler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hugo Petersen GmbH
Original Assignee
Hugo Petersen GmbH
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Publication date
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Publication of EP0163047A3 publication Critical patent/EP0163047A3/de
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    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/10—Ionising electrode has multiple serrated ends or parts

Definitions

  • the invention relates to electrostatic precipitators with tubular or plate-shaped precipitation electrodes and toothed spray electrodes arranged in the center.
  • GB-PS 840 853 discloses electrostatic precipitators with tubular precipitation electrodes and spray electrodes in the form of toothed strips. It is also known to use spray electrodes in the form of toothed strips which are twisted about their longitudinal axis (AT-PS 121 928). Another possibility of designing the spray electrodes is shown in DE-AS 1 201 816. Here, band-shaped spray electrodes with sawtooth-like spray tips are used, in which the spray tips of the band are bent opposite one another at a certain angle from the plane of the band and additionally have a further sharp-edged bend on the same side. Finally, from GB-A 968065 an electrostatic filter with tubular precipitation electrodes is known, in which precipitation electrodes provided with spray tips are arranged in the center.
  • the distance between the tips of the spray electrodes and the precipitation electrode is limited to a fixed value. At this fixed value, the ratio of the distance of the spray tips from the central axis of the tubular precipitation electrode to the distance of the central plane or central axis from the walls of the respective precipitation electrodes is in the range of 0.6-0.8.
  • the invention has for its object to further improve the separation performance of electrostatic filters with toothed spray electrodes.
  • This object is achieved according to the invention in that the ratio of the distance of the spray tips from the central axis in the case of tubular precipitation electrodes or the distance of the spray tips from the center plane between plate-shaped precipitation electrodes to the distance of the center plane or center axis from the walls of the respective precipitation electrodes is between 0.4 and 0. 6 lies.
  • electrostatic precipitators are reproducibly accessible by adhering to the range of the spacing ratio specified above can preferably be applied to electrostatic filters which contain toothed, band-shaped spray electrodes which are twisted around their central axis by rotation.
  • An alternative preferred embodiment of the electrostatic precipitators contains toothed band-shaped spray electrodes which have been formed into three-dimensional bodies by bending the teeth out of the band plane.
  • the inventive design feature, 0.4 & r / R 9 0.6, which determines the optimal separation behavior of the electrostatic precipitator, is independent of the absolute mass of the electrostatic precipitator and the cross-sectional geometry of tubular precipitation electrodes.
  • diagram 1 The effect of the distance ratio r / R on the separation efficiency (expressed by the quotient of the particle migration speed w and the maximum particle migration speed w max is shown in diagram 1 (page 7).
  • the values w / w max are plotted for tubular precipitation electrodes and various toothed spray electrodes (either made by twisting the toothed spray electrode band or bending the teeth from the band plane) were obtained.
  • the points entered are measured values; the curve drawn represents the compensation curve.
  • Example 2 In a tube electrostatic precipitator of the type described in Example 1, but with an inner tube diameter of 250 mm, the operation was carried out under the same specific conditions as in Example 1. The results are as follows: From these results it can be seen that the ratio r / R and not the distance of the tooth tips of the spray electrode from the central axis or the distance of the tooth tip of the spray electrode from the nearest precipitation electrode wall is the determining parameter for the relative rate of migration.
  • Example 2 The same electrodes as in Example 1 were used in a plate electrostatic precipitator with a plate spacing of 200 mm.
  • r the distance of the spray tip from the imaginary center plane between the two parallel plate electrodes

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  • Electrostatic Separation (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft Elektrofilter mit rohr-oder plattenförmigen Niederschlagselektroden und mittig angeordneten gezahnten Sprühelektroden.
  • Seit langem ist es bekannt, zur Abscheidung von Schwebekörpern aller vorkommenden Grössen, auch feinster Nebel und Stäube, Elektrofilter mit unterschiedlichen gestalteten Niederschlags-und Sprühelektroden einzusetzen.
  • Bei den im Stand der Technik bekannten Ansätzen zur Lösung des Problems, höchste Abscheideleistung auch bei der Entfernung feinster Partikel aus Gasströmen zu erzielen, konzentrierte sich die Aufmerksamkeit bislang in erster Linie auf die Suche nach einer optimalen Gestaltung des Sprühelektrodenprofils.
  • So sind aus der GB-PS 840 853 Elektrofilter mit rohrförmigen Niederschlagselektroden und Sprühelektroden in Form gezahnter Bänder bekannt. Es ist weiterhin bekannt, Sprühelektroden in Form gezahnter, um ihre Längsachse verdrehter Bänder einzusetzen (AT-PS 121 928). Eine weitere Möglichkeit der Gestaltung der Sprühelektroden ist in der DE-AS 1 201 816 aufgezeigt. Hier werden bandförmige Sprühelektroden mit sägezahnartigen Sprühspitzen verwendet, bei denen die Sprühspitzen des Bandes entgegengesetzt zueinander unter einem bestimmten Winkel aus der Bandebene abgebogen sind und zusätzlich einen weiteren scharfkantigen Knick zur gleichen Seite hin aufweisen. Schliesslich ist aus der GB-A 968065 ein Elektrofilter mit rohrförmigen Niederschlagselektroden bekannt, in denen mit Sprühspitzen versehene Niederschlagselektroden mittig angeordnet sind. Der Abstand zwischen den Spitzen der Sprühelektroden und der Niederschlagselektrode ist auf einen Festwert beschränkt. Bei diesem Festwert liegt das Verhältnis des Abstandes der Sprühspitzen von der Mittelachse der rohrförmigen Niederschlagselektrode zum Abstand der Mittelebene oder Mittelachse von denWänden der jeweiligen Niederschlagselektroden im Bereich von 0,6-0,8.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abscheideleistung von Elektrofiltern mit gezahnten Sprühelektroden weiter zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Verhältnis des Abstandes der Sprühspitzen von der Mittelachse bei rohrförmigen Niederschlagselektroden oder des Abstandes der Sprühspitzen von der Mittelebene zwischen plattenförmigen Niederschlagselektroden zum Abstand der Mittelebene oder Mittelachse von den Wänden der jeweiligen Niederschlagselektroden zwischen 0,4 und 0,6 liegt.
  • Der überraschende Befund, dass durch Einhaltung des oben spezifierten Bereichs des Abstandsverhältnisses reproduzierbar höchsteffiziente Elektrofilter zugänglich sind, lässt sich bevorzugt auf Elektrofilter anwenden, die gezahnte, bandförmige Sprühelektroden enthalten, die durch Verdrehen um ihre Mittelachse verdrillt sind. Eine alternative bevorzugte Ausführungsform der Elektrofilter enthält gezahnte bandförmige Sprühelektroden, die durch Abbiegen der Zähne aus der Bandebene zu dreidimensionalen Körpern geformt worden sind.
  • Das erfindungsgemässe Konstruktionsmerkmal, 0,4 & r/R 9 0,6, das das optimale Abscheideverhalten der Elektrofilter bedingt, ist unabhängig von den Absolutmassen des Elektrofilters und der Querschnittsgeometrie rohrförmiger Niederschlagselektroden.
  • Mögliche Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert: Es zeigt:
    • Fig. 1 den Querschnitt eines Elektrofilters mit rohrförmiger Niederschlagselektrode (5) sechseckiger Grundfläche, deren gezahnte Sprühelektrode (6) mit Sprühspitzen (1, 2, 3 und 4) versehen ist, die um 45° nach vorn (1, 3) oder nach hinten gebogen sind (2,4).
    • Fig. 2 den Querschnitt eines Elektrofilters mit quadratischem Grundriss der Niederschlagselektrode (5) dar; die Sprühspitzen (1, 3) der Sprühelektrode (6) sind um 45° nach vorn, die Sprühspitzen (2,4) sind um 45° nach hinten gebogen.
    • Fig. 3 den Querschnitt eines Elektrofilters mit kreisförmiger Grundfläche. 1, 2, 3, 4, 5 und 6 haben die gleiche Bedeutung wie in den vorangehenden Figuren.
    • Fig. 4 einen Plattenelektrofilter mit parallel angeordneten Niederschlagselektroden (5) und gezahnter Sprühelektrode (6) mit um 45° nach vorn (1, 3) und nach hinter (2,4) ausgebogenen Sprühspitzen.
    • Fig. 5 die für alle vorstehend gezeigten Elektrofiltertypen geltende schematische Seitenansicht des senkrecht zu den Niederschlagselektrodenwänden (5) geöffneten Elektrofilters mit mittig angeordneter Sprühelektrode (6). 1, 2, 3 und 4 stellen die vorstehend beschriebenen Sprühspitzen dar.
  • Die Auswirkung des Abstandsverhältnisses r/R auf die Abscheideleistung (ausgedrückt durch den Quotienten aus der Partikelwanderungsgeschwindigkeit w und der maximalen Partikelwanderungsgechwindigkeit wmax wird durch das Diagramm 1 (Seite 7) wiedergegeben. In diesem Diagramm sind die Werte w/wmax aufgetragen, die für rohrförmige Niederschlagselektroden und verschiedene, gezahnte Sprühelektroden (entweder durch Verdrehen des gezahnten Sprühelektrodenbandes oder Abbiegen der Zähne aus der Bandebene hergestellt) erhalten wurden.
  • Die eingetragenen Punkte sind Messwerte; die eingezeichnete Kurve stellt die Ausgleichskurve dar.
  • Aus dem Diagramm ist zu entnehmen, dass w/wmax von 50% bei r/R = 0,3 auf 100% bei r/R = 0,49 ansteigt und bei r/R = 0,66 wieder den 50%-Wert erreicht.
  • Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung und zeigen, dass Elektrofilter mit optimaler Abscheideleistung gemäss der Erfindung unabhängig von der speziellen Ausgestaltung der Niederschlagselektrode zu erhalten sind.
    • Beispiel 1
  • In einem Röhrenelektrofilter mit zylindrischen Röhren als Niederschlagselektroden, die einen inneren Durchmesser von 300 mm aufwiesen, wurden verschiedene, aus gezahnten Bändern durch Verdrehen oder durch Abbiegen der Zähne hergestellte Sprühelektroden eingesetzt, die unterschiedlich lange Zähne, von der Mittelachse der Sprühelektrode gerechnet, aufwiesen.
  • Das Elektrofilter wurde mit einem Luftstrom beaufschlagt, der Schwefelsäurenebel mit einer mittleren Partikelgrösse von 0,5 11m enthielt. Bei gleicher Luftgeschwindigkeit und gleich angelegter Spannung wurden in Abhängigkeit von der Zahnlänge (r) folgende prozentuale Wanderungsgeschwindigkeiten (w/wmax) erhalten:
    Figure imgb0001
    • Beispiel 2
  • In einem Röhrenelektrofilter der in Beispiel 1 beschriebenen Art, jedoch mit einem inneren Rohrdurchmesser von 250 mm wurde der Betrieb unter gleichen spezifischen Bedingungen gefahren wie in Beispiel 1. Die Ergebnisse stellen sich wie folgt dar:
    Figure imgb0002
    Aus diesen Ergebnissen ist zu ersehen, dass das Verhältnis r/R und nicht der Abstand der Zahnspitzen der Sprühelektrode von der Mittelachse oder der Abstand der Zahnspitze der Sprühelektrode von der nächstgelegenen Niederschlagselektrodenwand der bestimmende Parameter für die relative Wanderungsgeschwindigkeit ist.
    • Beispiel 3
  • In einem Plattenelektrofilter mit einem Plattenabstand von 200 mm wurden die gleichen Elektroden eingesetzt wie in Beispiel 1. Entsprechend der abweichenden Definition von r (hier Abstand der Sprühspitze von der gedachten Mittelebene zwischen den beiden parallelen Plattenelektroden) ergeben sich im Vergleich zu den vorgenannten Beispielen 1 und 2 abweichende Absolutwerte für r.
  • Versuchsdurchführung entsprach der in Beispiel 1 beschriebenen Vorgehensweise. Folgende Ergebnisse wurden erzielt:
    Figure imgb0003
    Die Ergebnisse zeigen die gleiche Tendenz wie die mit rohrförmigen Elektrofiltern erhaltenen Werte. Das Maximum von w/wmax ist jedoch zu geringfügig höheren Werten von r/R verschoben.
    Figure imgb0004

Claims (3)

1. Elektrofilter mit rohr- oder plattenförmigen Niederschlagselektroden (5) und mittig angeordneten gezahnten Sprühelektroden (6), dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Abstandes (r) der Sprühspitzen (1,2,3,4) von der Mittelachse bei rohrförmigen Niederschlagselektroden (5) oder des Abstandes (r) der Sprühspitzen von der Mittelebene zwischen plattenförmigen Niederschlagselektroden (5) zum Abstand (R) der Mittelebene oder Mittelachse von den Wänden (5) der jeweiligen Niederschlagselektroden zwischen 0,4 und 0,6 liegt.
2. Elektrofilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie gezahnte, bandförmige Sprühelektroden (6) enthalten, die durch Verdrehen um ihre Längsachse verdrillt sind.
3. Elektrofilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie gezahnte, bandförmige Sprühelektroden (6) enthalten, die durch Abbiegen der Zähne aus der Bandebene zu dreidimensionalen Körpern geformt worden sind.
EP19850103627 1984-04-28 1985-03-27 Elektrofilter Expired EP0163047B1 (de)

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EP0163047A3 EP0163047A3 (en) 1986-04-16
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