EP2091653A1 - Ionisierungsstufe und kollektor einer abgasreinigungsanlage - Google Patents

Ionisierungsstufe und kollektor einer abgasreinigungsanlage

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EP2091653A1
EP2091653A1 EP07846577A EP07846577A EP2091653A1 EP 2091653 A1 EP2091653 A1 EP 2091653A1 EP 07846577 A EP07846577 A EP 07846577A EP 07846577 A EP07846577 A EP 07846577A EP 2091653 A1 EP2091653 A1 EP 2091653A1
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EP
European Patent Office
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collector
gas
electrode
downstream
ionization
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EP07846577A
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Hanns-Rudolf Paur
Andrei Bologa
Klaus Woletz
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Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
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Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
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    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
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    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/41—Ionising-electrodes
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    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/06—Ionising electrode being a needle

Definitions

  • the invention relates to the ionization stage and the collector of an emission control system for the removal of suspended matter from an exhaust gas stream.
  • the exhaust gas flow is conducted in a channel to which the exhaust gas purification system is grown as a kind of final stage, from which the purified exhaust gas, the clean gas, is discharged into the environment, or in which the exhaust gas purification system is installed as an intermediate and the purified exhaust gas continues to flow in the channel ,
  • the exhaust duct leads to the ionization stage, in which an electrostatic charge of the particles / suspended matter takes place in order then to be deposited and removed downstream of the gas in the electric field-free collector.
  • Electrostatic precipitators wet electrostatic precipitators, for example, as described in US 4,247,307, are exhaust gas purification systems that separate floating, solid or liquid particles from / from an exhaust gas stream.
  • the separation process consists of the electric charge of suspended particles and the collection / deposition of the charged particles on the surface of collecting electrodes in an external electric field as well as the removal of the accumulated / deposited particles from the electrode surface.
  • the external electric field is generated between a corona discharge electrode and an electrode surface exposed to its reference potential, usually ground potential.
  • electrostatic precipitators for example, described in US 4,449,159, which use high intensity ionization stages for the electrostatic particulate charge and an electrostatic precipitation stage for particulate collection / deposition installed downstream of the high intensity ionization stage.
  • the deposition / collection of particles in the electrostatic precipitator stage occurs under the action of an external electrostatic field.
  • the speed in the high-intensity ionization stage is up to 50 m / s and the speed in the electro- static deposition does not exceed some m / s. Details about the
  • the waste gas purification plant has a packed wet scrubber through which washing liquid, such as water, is vertically flowed downwards and through the gas to be purified.
  • washing liquid such as water
  • the packing material is exposed in a chamber.
  • the packing material and the washing liquid are kept electrically neutral.
  • a gas stream to be cleaned is ionized prior to its flow through the wet scrubber to provide particles in the gas stream with an electrical charge of predetermined polarity, usually negative.
  • the charged particles are brought into close contact with the scrubbing liquid and / or the packing elements due to the attractive forces between the charged particles and the electrically neutral packing elements and the scrubbing liquid.
  • the charged particles are removed from the gas stream and are removed by the scrubber to a discharge point in the scrubber. worn liquid.
  • the particles are collected in an outer, electric field-free collector. The speed in the charge and collector stage is low and does not exceed several m / s.
  • the gas stream is first cooled and saturated with water vapor, then passed to the condensate collector through a grounded nozzle plate which provides the conical nozzle exit with an electrode space formed by the die exit area and high voltage electrode tips in which the gas expands and in the aerosol particle in the gas stream be charged by a corona discharge.
  • the gas stream is then directed to an area formed by grounded walls at which some of the charged particles are deposited and then passed through the interior of a bundle of grounded tubes to the walls of which more charged particles are deposited.
  • the speed of the gas flow in the charging stage can reach up to 50 m / s.
  • the speed in the outer, electric field-free collector does not exceed some m / s.
  • An ionization stage may consist of a grounded plate with a plurality of regular circular nozzles (DE 10 2005 023 521), a high voltage grid installed downstream of the gas, several bars mounted to the high voltage grid, each with a star-shaped electrode at the free end, centrally in a respective nozzle downstream of the gas stream Gas flow direction are exposed in the nozzle, one sleeve per nozzle such that the star disc-shaped electrode is positioned therein in front of the output of the sleeve.
  • the ionization stage can also be constructed in such a way that the high-voltage grid with rods and star-shaped electrodes at the end, which project centrally into the sleeve-set nozzles of a grounded nozzle plate, is installed upstream of the nozzle plate.
  • US Pat. No. 4,072,477 describes an electrostatic precipitation method. An electrostatic precipitator operates on the principle of mutual repulsion of charged particles towards a grounded wall. The particle-laden gas stream enters a collector zone in which additional particles in the form of droplets, usually water, are injected as a fine spray into the particle-laden gas stream.
  • the solid particles and the additional liquid particles become either a conventional corona or by injecting the droplets from a charged nozzle and, as the charged particles pass through the grounded portion of the separator, some of the water particles and the solid become the grounded wall by electric fields forced, which are caused by space charge. Deposited solid particles are swept along in the drain water and discharged from the separator. Several deposition stages may be present, or alternatively, methods such as continuously injecting additional particles into the collector along its length.
  • the charging of the particles of the gas stream in the corona occurs during the passage of the particle-laden gas stream through the space between the needle electrode and concentrically surrounding collector tube. In each collector tube protrudes the associated needle electrode and is directed with its free end downstream gas.
  • the spraying with droplets takes place via nozzles in front of the corona charging or by spraying pipes projecting into the collector tubes.
  • the particle-laden drainage water runs down the collector walls and is led out of the separator.
  • the collector tubes are about 1 m long and have a diameter of about 2.5 cm, the velocity of the gas flow is about 1 m / s.
  • the ionization stage is not spatially separated from the collector stage, they form a structural unit.
  • the high-intensity ionization exhaust gas purification system is used in principle as a pre-charge for an electrostatic emission control system and operates as a much more efficient pre-charging than the ionization stage of a conventional two-stage separator; field strengths of 10 - 15 kV / cm are available compared to field strengths of 3 - 6 kV / cm for the wire electrode assembly; high intensity ionization efficiently charges the suspended particles at rates 7-10 times more powerful than conventional electrostatic electrode configurations; the high current densities are also basically responsible for the ability to effectively charge the suspended particles at speeds up to 50 m / s; the ionization module requires the introduction of an input energy of less than 440 Wh / 1000 m 3 to transform a Venturi low energy washer into a high energy washer; the high intensity ionizer typically reduces the venturi scrubber penetration by about 70% or more without changing any parameters; When installed upstream, the efficiency of the collection of a dry electrostatic precipitator improves.
  • the use of a round head and an air stream for cleaning the high voltage electrode or the use of a focusing electrode on the high voltage electrode solves the problem only partially or complicates the technical realization.
  • the use of focused electrodes complicates the problems as described below.
  • Another problem of the high intensity ionization step is: the liquid film formed on the inner surface of the grounded nozzle or sleeve electrode sprays from the film surface directly onto the grounded electrode or sprays from the outlet edge of the nozzle or sleeve electrode. This occurs in the zone between the focussing electrode or the annular separator and the inner grounded surface of the nozzle, or at the exit of the nozzle in the charged particle space charge region.
  • the droplets of the sprayed liquid are charged by induction charging and usually have opposite polarity to the particles charged in the corona discharge in the ionization stage.
  • the agglomeration of oppositely charged droplets and charged particles lowers the charge density and particle accumulation efficiency under the influence of space charge in the outer electric field-free collector, tube bundle, or packed collector.
  • the principal problem of operating high intensity ionization stages is the space charge phenomenon downstream of the ionization stage.
  • the space charge leads to a preponderance of charged particles and ions within a portion of the chamber between the high intensity ionization exhaust gas purifier and the electrostatic exhaust gas purifier or outer field free collector.
  • When an excessive large accumulation of space charge ions occurs in the intermediate chamber of the high intensity ionization exhaust gas purifier there is a high probability of local discharge or neutralization of the charged particles by arcing or sparking to grounded supernatants within the intermediate chamber. Without jeopardizing the collector plates of the electrostatic precipitator or the field-free grounded collector, the space charge has undesirable slopes: either to reduce the degree of charge or to cause accumulation of particles on available surfaces in the intermediate chamber.
  • the flow of such a charged particle cloud can build up inequalities in within the charge cloud, which is detrimental to more efficient particle collection.
  • the space charge problem becomes more serious as the level of charge on the space charge cloud increases.
  • the location may be enhanced by means for restricting gas flow downstream of the high intensity ionization stage, e.g. Downstream of the conical openings of the high intensity ionization stage in the form of a unitary grid which extends over the entire inlet area of the electrostatic precipitator, or alternatively an individual flow restrictor in each nozzle.
  • This flow restrictor / restriction can be attached to the respective opening of the discharge cone of the high-intensity ionizer.
  • the effective diameter of the flow restrictor is between 1/2 and 2 times the diameter of the cone discharge opening, preferably between H and 1 times.
  • the respective flow distribution means are carried by the rods and are each positioned with a gap to the associated conical opening.
  • the exhaust gas purifying systems for flow throttling would intensify the induction charging of the liquid film spraying from the exit edge of the conical opening. This would produce charged droplets that would fuse with oppositely charged particles.
  • the induction charging of the spraying liquid film would reduce the collecting efficiency of the exhaust gas purifying plant.
  • the object underlying the invention namely to provide an exhaust gas purification system for high-intensity ionization and electrostatic precipitation for the removal of suspended particles from a gas stream , which overcomes this problem and allows a highly effective gas cleaning, which can be attached to an exhaust duct or forms an intermediate part of such.
  • a plant for purifying a gas consists of three sections: the ionization and main purification section for the water-saturated crude gas from a space charge zone following the ionization device for the impurity particles; the auxiliary cleaning section from a zone of grounded hollow electrodes; the final fine cleaning in a filter device, after which the clean gas is discharged into the surrounding environment.
  • the ionization of the particles follows in a corona discharge. Accumulating, with deposited particles from the three zones is collected and cleaned and returned to the gas cleaning process.
  • the heated coolant flowing through the tube interstices can be used to heat the sealing gas for the insulation of the holders and thus the at least one high-voltage bushing.
  • An ionizer in an exhaust gas purification system for drop-laden, condensing moist gases consists of an over the cross section of the flow channel mounted, electrically conductive, laid to an electrical reference potential nozzle plate with a regular in a concentric cross-sectional area over this cross-sectional area evenly distributed Arrangement of circular nozzles.
  • a high-voltage electrode grid connects, which is concentric in the flow channel over the cross section and is anchored electrically isolated in the channel wall.
  • Each electrode pin is designed star-shaped at its free end and is opposed to the gas flow.
  • the nozzle plate and the assembly of high-voltage electrode grid, E- lektrodenite each with associated electrode tips are made of an inert for the process environment, electrically conductive material. The gas flow runs in the ionizer against gravity.
  • the construction principle of an exhaust gas purification system as a built-in section in a channel for gas guidance has according to DE 10 2004 037 286 B3 a standing, U-shaped design.
  • the transition from one leg to the other, the junction zone, which is a reservoir / vessel for the particulate matter precipitated from the gas stream, has at least at its lowest point a spout for discharging particulate-enriched liquid.
  • the collector zone which consists of at least one collector or in the flow direction of several successive panels.
  • the gas to be purified flows from above into the ionizer arm and downwards in the direction of gravitational attraction. It flows into the second leg from below and flows through the collector upwards, after which it emerges cleaned up.
  • an emission control system consisting of an ionization stage and a collector for the removal of suspended matter an exhaust gas stream according to claim 1, wherein said exhaust gas purification system comprises: a housing, the built-in light housing cross section Ionticiansw for particle charging, the lying on an electrical reference potential plate, the nozzle plate, with at least one high-speed nozzle of a lying on this reference potential sleeve electrode in the nozzle centrally and perpendicular to the gas flow axis exposed star disk-shaped high voltage electrode, which is mounted at the free end portion of an electrically conductive rod, which is mounted on a gas upstream sitting high-voltage grid consists.
  • This exhaust gas purification system is characterized by the fact that a first conical sleeve with a convex cross-section connects upstream with its entire forehead against the high-voltage electrode.
  • a sleeve electrode Downstream of the gas sits a sleeve electrode, or the sleeve electrodes final cover (15, 19) made of electrically conductive material, which has gas-flow-permeable structure.
  • nozzle plate On the nozzle plate are located downstream of gas to the highest localized over the local light cross section accumulated filter elements that are gas flow permeable flow throttling packed.
  • the polarity of the high voltage is technically straightforward, but depends on the most effective separation of the particles to be separated from the gas stream.
  • the filter elements are positioned in a localized manner on a gas downstream sleeve located at and around the edge of the nozzle plate and attached to the housing wall via a nozzle plate close to the nozzle plate. chaotic loosely packed or structured packed to keep the pressure drop of the gas flowing through low.
  • the structures of the packing / filter elements range from spherical, cylindrical, annular or conical structure and are hollow in weight or have perforated walls, so that the entire surface of such a packing is accessible.
  • the material must be process-suitable on a case-by-case basis and is made of a suitable plastic or metal, preferably light metal, or else coated plastic or coated metal (claim 10, see also www.rauschert.tv, Overview tower packing).
  • the holding, non-permeable filling elements basket or the filling elements impermeable net is also made of process-suitable material.
  • the cover of a sleeve electrode is hat-shaped: in another embodiment, the cover of the sleeve electrode / n is a cover that projects beyond the clear cross section of the emission control system.
  • the nozzle plate In the nozzle plate is located in the deepest region or in the lowest areas at least one drain hole for the outflow of accumulated on the gasstromabissertigen side of the plate, particle-laden liquid.
  • the nozzle plate may be conical, wherein the cone height is smaller than the height of the sleeve electrode.
  • a spraying device for spraying liquid of the gas stream is located in the collector downstream of the filter elements, whereby the gas flow axis to the liquid spraying axis can be at an angle from the angular range of 0 and 180 ° to each other.
  • the ionization stage and the collector can be at an angle from the angle range of 0 to 180 ° to each other with respect to the gas flow axis in the ionization stage and in the collector and thus the two associated areas of the housing.
  • the costs for the construction of the emission control system are lower than in conventional emission control systems, but in particular beyond the operating costs.
  • the emission control system impresses with its simple structure and thus easy operation as well as the easy, uncomplicated maintenance as well as the simple, easily accessible replacement of the components, which is important for maintenance.
  • the exhaust gas stream flows through the exhaust gas channel at a low speed into the exhaust gas purification system, enters the ionization stage and, due to the reduction in cross-section and the constancy of the mass flow rate, obtains a high speed in the ionization stage.
  • the entrained, suspended particles are charged in the outer electric field of the corona discharge between the star disk-shaped electrode and the inner wall of the sleeve.
  • the charged particles and ions form a space charge.
  • the charged particles move away from the ionization stage; the gas stream enters the electric field-free collector at almost the speed recorded in the ionization stage, which immediately downstream of the ionization stage downstream of the gas stream.
  • the collection of the charged particles takes place in the electric field-free collector under the influence of mechanical and electrostatic forces.
  • By spraying the gas stream over or in the electric field-free collector additional particle removal by liquid droplets can be achieved.
  • the gas flow can change the direction of its flow axis by the construction of the outer collector.
  • FIG. 1a shows the longitudinal axial section of the emission control system
  • FIG. 1b shows the longitudinal axial section of the ionization stage
  • FIG. 2 shows the longitudinal axial section on a nozzle with high-voltage electrode
  • FIG. 3 shows the longitudinal axial section on a nozzle with dimensional symbols
  • FIG. 4 shows the star-shaped electrode provided with dimensional symbols
  • Figure 5 shows the nozzle with sleeve and subtleties
  • Figure 6 sleeve mounting variants
  • Figure 7 nozzle plate cutout with sleeves and drain;
  • Figure 8 shows a whole cone-shaped, sleeve-occupied nozzle plate in section;
  • Figure 9 layering of the filter elements over the nozzles in section;
  • Figure 10 Structure of the emission control system in section with downward gas flow;
  • FIG. 12 Structure of the emission control system with spraying device
  • FIG. 13 Structure of the exhaust gas purification system with two-part collector
  • Figure 14 Change the flow direction in a one-piece collector.
  • Figure 1 shows a longitudinal axial section through the emission control system from the ionization stage 2, a Hochintensticiansionmaschines- level, HII, and the subsequent collector 3.
  • the emission control system is vertical, so that the gas flow within the housing 1 flows vertically upward therein.
  • the direction of the gas flow is indicated by the large arrows, black for the incoming exhaust and empty for the exiting purified gas, the clean gas.
  • the entire emission control system is with the exhaust gas inlet to a Exhaust duct mounted. From the collector 2 enters the clean gas from ins
  • the Hochintensticiansionmaschinescut consists of generally lying on a reference potential, in particular, because technically most obvious and easy, the grounded nozzle plate 4 with the nozzle 5.
  • Sleeve electrodes 6 are installed in the nozzles 5. The detailed description of the nozzles 5 and the electrodes 6 can be found in DE 10 2005 023 521.
  • the high-voltage grid 7 is installed upstream of the gas in the housing of the exhaust gas cleaning system over the clear cross section with insulators 8.
  • One of the insulators serves as a high voltage feedthrough which is connected to a voltage source, not shown here.
  • the high-voltage insulators 8 (see DE 102 27 703) are protected against the moist / wet atmosphere inside the emission control system, e.g. by a cleaning flow with warm / hot air (see for example DE 101 32 582, for example Fig. 1).
  • the high-voltage electrode 10 in FIG. 2 is star-shaped, as described in DE 10 2005 023 521, and is attached downstream of the gas at the free end of the bar support 11 mounted on the high-voltage grid 7.
  • the gas upstream conical sleeve 12 and the gas flow tapered conical sleeve 13 are fixed to the rod carrier 11.
  • the star disk-shaped electrode 10 is seated between the two conical sleeves 12, 13, which lie with their wide opening at her.
  • the tip 14 of the conical sleeve 13 is round, or rounded.
  • the sleeve electrode 6 is here gas downstream, ie at the flow outlet, with a cover for the gas flow at least obstacle-poor cover 15, a grid hatch 15, covered and sits directly on the edge of the sleeve electrode 6.
  • the star disk-shaped high-voltage electrode 10 is exposed longitudinally centrally and displaceably in the sleeve electrode 6.
  • the outside of the electric field sitting and thus electric field-free collector 3 houses the collector filter elements 16 z. B tower-packed filter elements.
  • the collector filter elements 16 sit electrically field-free gas downstream of the ionization stage between the sleeve electrodes 6 directly on the gasstromabissertigen side of the nozzle plate 4 and downstream gas on the mesh hats 15 (see Figures Ia and Ib).
  • the design parameters of a nozzle 5 with sleeve electrode 6 for high-intensity ionization are presented in FIG.
  • the similar nozzles 5 are regularly or statistically equally distributed in the nozzle plate 4 introduced.
  • the design parameters are: inner or inner diameter D sh of the sleeve electrode 6; gas downstream free height H sh of the sleeve electrode 6; the diameters D e i and D de i of the star disk-shaped electrode 10, ie the diameter D e i is the distance with respect to the center of the electrode opposite peaks and D de i is the diameter of the largest possible circle in the solid region of the elec- trode 10;
  • the distance H H v between the high voltage grid 7 and the gas upstream side of the nozzle plate 4 satisfies the relation H H v> -3L, where L is the smallest width L of the electrode gap.
  • a safety factor can therefore be planned constructively;
  • the diameter d e i of the lying during operation to high voltage potential support rod so strong that the star-shaped electrode 10 together with the two conical sleeves 12 and 13 at the free end position adjusted remain exposed at least to nominal operation in the sleeve electrode and the formation of corona discharges of the rod surface to the sleeve electrode 6 can not come about;
  • the entry and exit edges of the sleeve electrodes 6 are rounded (see Figure 5 with the two magnifications / subtleties).
  • the sleeve electrodes 6 are fixed to the nozzle plate 4 in or at their respective intended nozzle 5. They can be clamped quickly or they have additional sleeve flanges 16 and can be fixed with screws 17 on the nozzle plate 4 (see Figure 6).
  • the sleeve flange 16 is installed on the gas upstream side of the nozzle plate 4.
  • the sleeve flanges 16 are screwed to the nozzle plate 4 downstream. In the construction according to FIG. 6c, the edges exposed in the nozzle chamber must be rounded.
  • the emission control system is further equipped with a device for the electrical discharge of liquid.
  • the liquid in question is the one which accumulates on the nozzle plate 4 downstream of the gas.
  • the nozzle plate 4 at at least one deep point a drain hole 18 to discharge the liquid (see Figure 7).
  • the nozzle plate 4 may be conically shaped such that the tip of this cone is centrally downstream of the gas ( Figure 8).
  • the nozzles 5 are then equipped with the sleeve electrodes 6 that all sleeves 6 sit at an equal height to each other, so sitting radially outward less deep in the nozzle plate 4.
  • the height H np of the conical nozzle plate to the height H sh of the sleeve electrode must be in the following relation: H np ⁇ H sh .
  • the ionization stage can also be constructed in such a way that the grille hats 15, which are at ground potential, are replaced by a grid 19, preferably metallic, process-suitable material, which sits directly on the outputs of the sleeve electrodes 6 rests ( Figure 9).
  • the collector 3 of the emission control system can be provided with a further component 20, namely with a perforated plate, for example, which is installed over the clear cross section and on which Fil ' teretti 21 are, for example, tower-packed filter elements.
  • a perforated plate for example, which is installed over the clear cross section and on which Fil ' teretti 21 are, for example, tower-packed filter elements.
  • a grid or another porous component can be used, which also allows the gas flow to pass through at least with a small flow restriction.
  • the use of an additional support member 20 allows the exhaust gas purifying system to be installed in the gas guide passage so that the gas flow therein goes down vertically, and then the filter elements 21 are upstream on the gas permeable support member 20.
  • the exhaust gas purification system can still be equipped with a liquid spray device 22, preferably water, in order to rinse the filter elements 21 of the collector 3, that is, particles.
  • a liquid spray device 22 is shown in FIG.
  • the horizontal gas flow is sprayed in the collector 3 transversely from above and the particles suspended in the passage from the gas stream particles collected in the drip pan 23 and derived.
  • the collected, particle-enriched spray liquid can be recycled or purified in a liquid purifier. Both possibilities are not part of the invention and therefore not shown in FIG.
  • the gas stream in the collector is sprayed with liquid in a cross-flow from above. That is an option.
  • Other possible spraying directions are counter-current, in-flow and vertically from below.
  • the procedure for the removal of fine particles from a gas stream consists of the introduction of the exhaust gas flow into the exhaust gas purification system in that the same to the
  • Flanged exhaust duct and so the continuation of the channel forms the housing 1 of the emission control system.
  • the exhaust gas flow occurs. at low speed in the ionization stage 2 and flows at high speed through the nozzles 5 with sleeve electrode 6 and longitudinal axial centered exposed star disk-shaped electrode 10 with double-sided conical configuration 12 and 13, the fine particles in the field between these two electrodes 6 and 10 by a Corona discharge can be charged.
  • the charged particles and ions are almost completely collected in the electric field-free collector 3 under the influence of mechanical and electrostatic forces, ie deposited on the filter elements 16 which regularly or indiscriminately abut directly downstream of the grounded nozzle plate 4 and downstream, for example via bundling or a network stationary there and be held as a solid package.
  • This is apparent from the two figures Ia substantially and Ib, taking into account the two gastric arrows.
  • the cleaning effect can, as described above, by spraying the gas Current in the collector 3 with liquid droplets (see Figure 12 and also DE 10 2004 023 967) are amplified.
  • the gas flow axis changes its direction in the collector 3, as indicated by the arrow bent upward at right angles.
  • the initially horizontal exhaust gas flow also flows in comparison to the passage speed through the nozzles 5 at low speed in the figure 13 from the left in the emission control system and flows because of the flow cross-section narrowing nozzles with a correspondingly increased speed with up to 50 m / s through the ionization stage 2, in which the electrical particle charge and ionization is effected.
  • the gas stream enters the gas downstream from the ionization stage 2 directly into the horizontal part / section I of the collector 3 with the recorded in the ionization stage 2 high speed, which decreases again in the course.
  • This part I is equipped in Figure 13 as in Figure 12 with the liquid attached to the top of the housing 1 diesstechnikströpfchensprüh Anlagen 22 and the collecting trough 23 with drain. After the passage of the gas flow through the first collector I, it flows into the second part, wherein the flow axis in the figure from the horizontal from the left to the vertical upward kinks.
  • This second section II of the collector 3 also contains filter elements 26 which are stationary or seated on a built-in over the clear housing cross section perforated plate 25 or such a grid 25. This / s plate / grid 25 sits in the right extension of the lower horizontal housing wall.
  • the housing wall of Part II is extended downwards and closed with a drip pan 27 for the dripping, particle-enriched liquid droplets.
  • Also in this second part II of the collector 3 can be installed downstream of the gas further remplisstechnikströpfchensprüh driven with which the cleaning effect is further increased. The clean gas exits from the collector 3 upwards.
  • FIG. 1 Another construction variant of the exhaust gas purification system is shown in FIG.
  • the collector 3 stands with its gas flow axis lowered. right, the clean gas escapes upwards.
  • the collector 3 is constructed like the second part II in FIG. But now the ionization stage 2 projects from the left housing wall into the collector 3.
  • the gas flow axis is directed vertically from the left. Thus, the gas flow axis also bends vertically upward after exiting the ionization stage.
  • the cleaning process of the gas stream, or the sequence of particle removal is the same as that described for the figure Ia or Figure 13.
  • the corona discharge forms at the tips of the star-disc-shaped electrode 10 here.
  • a DC voltage with negative polarity is applied.
  • the polarity can also be positive. The choice of polarity depends on the better cleaning / deposition effect for different types of particles.
  • between these two electrodes 6 and 10 is technically easy and an alternating field on the application of a high alternating voltage possible. Even a pulse-shaped corona discharge comes as an ionization method into consideration.

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  • Electrostatic Separation (AREA)

Description

Ionisierungsstufe und Kollektor einer Abgasreinigungsanlage
Die Erfindung betrifft die Ionisierungsstufe und den Kollektor einer Abgasreinigungsanlage zum Entfernung von Schwebstoffen aus einem Abgasstrom. Der Abgasstrom wird in einem Kanal geführt, an den die Abgasreinigungsanlage als eine Art Endstufe angebaut ist, von der das gereinigte Abgas, das Reingas, in die Umgebung abgelassen wird, oder in den die Abgasreinigungsanlage als Zwischenstufe eingebaut ist und das gereinigte Abgas im Kanal weiterströmt. Auf jeden Fall führt der Abgaskanal an die Ionisierungsstufe, in der eine elektrostatische Aufladung der Partikel/Schwebstoffe erfolgt, um dann gasstromabwärts im elektrisch feldfreien Kollektor abgeschieden und abgeführt zu werden.
Elektrostatische Abscheider, nasselektrostatische Abscheider, wie in der US 4,247,307 zum Beispiel beschrieben, sind Abgasreinigungsanlagen, die schwebende, feste oder flüssige Teilchen aus/von einem Abgasstrom trennen. Der Trennungsprozess besteht aus der elektrischen Ladung schwebender Partikel und der Sammlung/Ablagerung der geladenen Partikel auf der Oberfläche sammelnder Elektroden in einem äußeren elektrischen Feld sowie der Entfernung der angesammelten/abgelagerten Partikel von der Elektrodenoberfläche. Das äußere elektrische Feld wird zwischen einer Koronaentladungselektrode und einer auf Bezugspotential, üblicherweise Erdpotential, liegenden zu ihr exponierten E- lektrodenoberflache erzeugt.
Es gibt elektrostatische Abscheider, beispielsweise in der US 4,449,159 beschrieben, die Hochintensitätsionisierungsstufen für die elektrostatische Partikelladung und eine elektrostatische Abschei- dungsstufe für die Partikelansammlung/-ablagerung verwenden, die gasstromabwärts von der Hochintensitätsionisierungsstufe installiert ist. Die Ablagerung/Sammlung von Partikel in der elektrostatischen Abscheiderstufe geschieht unter der Einwirkung eines äußeren elektrostatischen Feldes. Die Geschwindigkeit in der Hochintensitätsionisie- rungsstufe ist bis zu 50 m/s und die Geschwindigkeit in der elektro- statischen Abscheidung übersteigt nicht einige m/s. Details über die
Entwicklung von Hochintensitätsionisierungsstufen sind in M. Kearns, High Intensity Ionization Applied to Venturi Scrubbing, Journal of. Air Pollution Control Association, April 1979, Vol. 29 No.4, pp. 383 - 385 beschrieben.
Ein bekanntes Verfahren und eine bekannte Abgasreinigungsanlage zum Ionisieren von Gas, elektrostatisches Laden von Partikeln, um Verunreinigungen aus Abgasströmen zu holen, ist auch in der US 4,110,086. Eine Venturidüse erhöht die Geschwindigkeit von verunreinigten Gasen und leidet das Gas in ein elektrostatisches Feld, das senkrecht zum Gasstrom gerichtet ist und sich von einer zentralen, genau positionierten Scheibenelektrode radial nach außen zur exponierten Oberfläche der Venturikehle erstreckt. Gasstromabwärts werden die geladenen Partikel in einem Nasswaschprozess oder in einem elektrostatischen Abscheider gesammelt. Die Geschwindigkeit in der Ionisierungsstufe ist hoch. In einer Nasswascheinheit oder in einem elektrostatischen Abscheider ist sie niedrig.
Bekannt sind auch das Verfahren und die Abgasreinigungsanlage zur e- lektrostatischen Entfernung von Schwebstoff aus einem Gasstrom, etwa aus der US 4,554,114. Die Abgasreinigungsanlage hat einen gepackten Nasswäscher, durch den Waschflüssigkeit, wie Wasser, vertikal abwärts und durch den zu reinigende Gas quergeströmt wird. Das Packungsmaterial ist in einer Kammer exponiert . Das Packungsmaterial und die Waschflüssigkeit werden elektrisch neutral gehalten. Ein zu reinigender Gasstrom wird vor seinem Fluss durch den Nasswäscher ionisiert, um Partikel im Gasstrom mit einer elektrischen Ladung vorgegebener Polarität, gewöhnlich negativ, bereit zu stellen. Auf dem Fluss des Gasstroms durch den Nasswäscher werden die geladenen Partikel in engen Kontakt mit der Waschflüssigkeit und/oder den Packungselementen aufgrund der Anziehungskräfte zwischen den geladenen Partikel und den elektrisch neutralen Packungselementen und der Waschflüssigkeit gebracht. Dadurch werden die geladenen Partikel aus dem Gasstrom entfernt und werden vom Wäscher zu einem Entladungspunkt in der Wasch- flüssigkeit getragen. Die Partikel werden in einem äußeren, elektrisch feldfreien Kollektor gesammelt. Die Geschwindigkeit in der La- dungs- und Kollektorstufe ist niedrig und übersteigt mehrere m/s nicht .
Weiter ist ein Verfahren und die Abgasreinigungsanlage zur elektrostatischen Reinigung von Gasen aus der DE 10 2005 023 521 bekannt. Dazu wird der Gasstrom zuerst gekühlt und mit Wasserdampf gesättigt, dann zum Kondensatkollektor durch eine geerdete Düsenplatte geführt, die dem konischen Düsenausgang einen Elektrodenraum, der durch den Düsenausgangsgebiet und Hochspannungselektrodenspitzen gebildet wird, in dem das Gas sich ausdehnt und in dem Aerosolpartikel in dem Gasstrom elektrostatisch durch eine Koronaentladung geladen werden. Der Gasstrom wird dann zu einem Bereich geführt, der durch geerdete Wände gebildet wird, an denen einige der geladenen Partikel abgelagert und dann durch das Innere eines Bündels geerdeter Röhren geführt werden, an deren Wände sich weitere geladene Partikel ablagern. Die Geschwindigkeit des Gasstroms in der Ladestufe kann bis zu 50 m/s erreichen. Die Geschwindigkeit im äußeren, elektrisch feldfreien Kollektor übersteigt einige m/s nicht.
Eine Ionisierungsstufe kann aus einer geerdeten Platte mit mehreren regelmäßigen kreisförmigen Düsen bestehen (DE 10 2005 023 521), einem gasstromabwärts installierten Hochspannungsgitter, mehreren an das Hochspannungsgitter montierten Stäben mit je einer sternscheibenförmigen Elektrode am freien Ende, die zentral in je einer Düse gasstromabwärts senkrecht zur Gasströmungsrichtung in der Düse exponiert sind, je eine Hülse pro Düse derart, dass die sternscheibenförmige Elektrode darin vor dem Ausgang der Hülse positioniert ist. Die Ionisierungsstufe kann gemäß DE 10 2005 045 010 auch derartig aufgebaut sein, als das Hochspannungsgitter mit Stäben und sternscheibenförmigen Elektroden am Ende, die in die hülsenbesetzten Düsen einer geerdeten Düsenplatte zentral ragen, gasstromaufwärts der Düsenplatte installiert ist. In der Patentschrift US 4,072,477 wird ein elektrostatisches Abscheideverfahren beschrieben. Ein elektrostatischer Abscheider arbeitet nach dem Prinzip der gegenseitigen Abstoßung geladener Partikel zu einer geerdeten Wand hin. Der partikelbeladene Gasstrom tritt in eine Kollektorzone ein, in der zusätzliche Partikel in Form von Tröpfchen, normalerweise Wasser, als feines Spray in den partikelbeladenen Gasstrom eingespritzt werden. Die Festkörperpartikel und die zusätzlichen Flüssigkeitspartikel werden entweder durch eine herkömmliche Korona oder durch die Injizierung der Tröpfchen von einer geladenen Düse und, da die geladenen Partikel durch den geerdeten Bereich des Abscheiders durchkommen, werden ein Teil der Wasserpartikel und der Festkörper zur geerdeten Wand durch elektrische Felder gezwungen, die durch Raumladung hervorgerufen werden. Abgeschiedene Festkörperpartikel werden in dem Ablaufwasser mitgeschwemmt und vom Abscheider abgeleitet. Mehrere Abscheidungsstufen können vorhanden sein oder alternativ, Verfahren wie das kontinuierliche Einspritzen zusätzlicher Partikel in den Kollektor entlang seiner Länge. Das Laden der Partikel des Gasstroms in der Korona geschieht während des Durchströmens des partikelbeladenen Gasstroms durch den Zwischenraum zwischen Nadelelektrode und konzentrisch umgebendem Kollektorrohr. In jedes Kollektorrohr ragt die zugehörige Nadelelektrode hinein und ist mit ihrem freien Ende gasstromabwärts gerichtet. Die Besprühung mit Tröpfchen erfolgt über Düsen vor der Koronaaufladung oder durch in die Kollektorröhren ragende Sprührohre. Das mit Partikelbeladene Ablauf- wasser läuft an den Kollektorwänden runter und wird aus dem Abscheider geleitet. Die Kollektorrohre sind etwa 1 m lang und haben einen Durchmesser von etwa 2,5 cm, die Geschwindigkeit des Gasstroms ist etwa 1 m/s. Die Ionisierungsstufe ist räumlich nicht von der Kollektorstufe getrennt, sie bilden eine bauliche Einheit.
Die Analyse des Standes der Technik ergibt, dass: die Hochintensitätsionisierungs-Abgasreinigungsanlage im Prinzip wie eine Vorausaufladung für eine elektrostatische Abgasreinigungsanlage verwendet wird und als viel wirksamere Vorausaufladung arbeitet als die Ionisierungsstufe eines konventionellen Zweistufenabscheiders; es stehen Einsatzfeldstärken von 10 - 15 kV/cm zur Verfügung, verglichen mit Feldstärkehöhen von 3 - 6 kV/cm für den Drahtelektrodenaufbau; die Hochintensitätsionisierung ladet die Schwebeteilchen wirksam bei Geschwindigkeiten 7 - 10-mal stärker als konventionelle elektrostatische Elektrodenkonfigurationen; die hohen Stromdichten sind ebenfalls grundsätzlich für die Fähigkeit der wirksamen Ladung der Schwebeteilchen bei Geschwindigkeiten bis zu 50 m/s verantwortlich; der Ionisierungsmodul verlangt das Einbringen einer Eingangsenergie von weniger als 440 Wh/1000 m3, um einen Venturi-Niederenergiewäscher in einen Hochenergiewäscher zu verwandeln; der Hochintensitätsionisierer reduziert typischerweise die Durchdringung durch den Venturi-Wäscher um ungefähr 70% oder mehr, ohne irgend einen Parameter zu ändern; wenn gasstromaufwärts installiert, verbessert sich die Wirksamkeit der AufSammlung eines trockenelektrostatischen Abscheiders.
Neben den Vorteilen werden während des Betriebs mehrere Probleme des nasselektrostatischen Abscheiders mit der Hochintensitätsionisie- rungsstufe beobachtet. Während des Betriebs kann sich ein Flüssigkeitsfilm auf gastromaufwärtigen und gasstromabwärtigen Oberflächen der Hochspannungselektroden ausbilden. Die kann ein elektrohydrodyna- misches Sprühen des Flüssigkeitsfilms von den Kanten der Hochspannungselektrode hervorrufen. Das erhöht die Wahrscheinlichkeit der Funkenüberschlagsentladungen im Elektrodenspalt und verringert die Betriebsstabilität und die Wirksamkeit der MassenaufSammlung der Abgasreinigungsanlage. Die bekannten technischen Lösungen sind: der Gebrauch eines Rundkopfes auf der Hochspannungselektrode und eine Reihe ringförmiger Scheiben (US 1,322,163). Der Gebrauch eines Rundkopfes und eines Luftstromes zum Reinigen der Hochspannungselektrode oder der Gebrauch einer fokussierenden Elektrode auf der Hochspannungselektrode (US 4,449,159) löst das Problem nur teilweise oder kompliziert die technische Realisierung. Die Verwendung fokussieren- der Elektroden erschwert die Probleme, wie unten beschrieben wird. Ein weiteres Problem der Hochintensitätsionisierungsstufe ist: der Flüssigkeitsfilm, der an der inneren Oberfläche der geerdeten Düse oder Hülsenelektrode gebildet wird, sprüht von der Filmoberfläche direkt auf die geerdete Elektrode oder sprüht von der Auslasskante der Düse oder der Hülsenelektrode. Das spielt sich in der Zone zwischen der fokussierenden Elektrode oder dem ringförmigen Separator und der inneren geerdeten Oberfläche der Düse ab oder am Ausgang der Düse in der Zone der Raumladung aus geladenen Teilchen. Die Tröpfchen der gesprühten Flüssigkeit werden durch Induktionsladen geladen und haben meist entgegen gesetzte Polarität zu den Partikeln, die in der Koronaentladung in der Ionisierungsstufe geladen werden/wurden. Die Zusammenballung von entgegengesetzt geladenen Tröpfchen und geladenen Partikel setzt die Ladungsdichte und Wirksamkeit der Partikelauf- /ansammlung unter dem Einfluss der Raumladung im äußeren elektrisch feldfreien Kollektor, Röhrenbündel oder gepackter Kollektor, herunter.
Das prinzipielle Problem des Betriebs von Hochintensitätsionisie- rungsstufen ist das Raumladungsphänomen gasstromabwärts von der Ionisierungsstufe. Die Raumladung führt zu einem Übergewicht geladener Teilchen und Ionen innerhalb eines Teils der Kammer zwischen der Abgasreinigungsanlage der Hochintensitätsionisierung und der elektrostatischen Abgasreinigungsanlage oder dem äußeren, feldfreien Kollektor. Wenn eine übermäßige große Anhäufung von Raumladungsionen in der Zwischenkammer der Hochintensitätsionisierung-Abgasreinigungsanlage eintritt, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine lokale Entladung oder Neutralisierung der geladenen Partikel durch Lichtbogenbildung oder Funkenüberschlag zu geerdeten Überständen innerhalb der Zwischenkammer. Ohne Gefährdung der Sammelplatten des elektrostatischen Abscheiders oder des feldfreien geerdeten Kollektors hat die Raumladung unerwünschte Neigungen: entweder den Grad der Ladung herabzusetzen oder eine Ansammlung von Partikeln an verfügbaren Oberflächen in der Zwischenkammer zu verursachen. Ebenso kann der Fluss einer solchen geladenen Partikelwolke den Aufbau von Ungleichheiten in- nerhalb der Ladungswolke verursachen, das einer wirksameren Aufsammlung der Partikel abträglich ist. Zusätzlich wird das Raumladungs- problem ernster, weil der Grad der Ladung auf die Raumladungswolke sich verstärkt.
In der US 4,251,234 wird beschrieben, dass von einem idealisierten Standpunkt aus die beste Situation, bezogen auf das Raumladungsproblem, sein würde, den vorhandenen Gasstrom von den konischen Ausgängen der Hochintensitätsionisierungsstufe direkt zu den Sammelplatten des elektrostatischen Abscheiders zu führen. Das würde die Entwicklung eines signifikanten elektrischen Feldgradienten nicht zulassen und würde keine lokalisierte Entladung zulassen. Ist jedoch die Hochin- tensitätsionisierungsstufe direkt an den elektrostatischen Abscheider geführt, wäre die Geschwindigkeit des Gasstroms in der Kollektorstufe des elektrostatischen Abscheiders stark erhöht, und das würde die Wirksamkeit der Aufsammlung des elektrostatischen Abscheiders vermindern.
Die Lage kann durch Mittel zur Beschränkung/Drosselung der Gasströmung gasstromabwärts der Hochintensitätsionisierungsstufe verbessert werden, z. B. gasstromabwärts von den konischen Öffnungen der Hochin- tensitätsionisierungsstufe in Form eines einheitlichen Gitters, welches sich über den gesamten Eintrittsbereich des elektrostatischen Abscheiders erstreckt, oder alternativ dazu eine individuelle Strömungsdrosselung in jeder Düse. Diese Strömungsdrossel/-beschränkung kann an der jeweiligen Öffnung des Entladungskonus des Hochintensi- tätsionisierers angebaut werden. Der wirkungsvolle Durchmesser der Strömungsdrossel liegt zwischen 1/2- und 2-mal des Durchmessers der Konusentladungsöffnung, vorzugsweise zwischen H- und 1 ^-mal . In der US 4,251,234 werden die jeweiligen Strömungsverteilungsmittel durch die Stäbe getragen und sind jeweils mit einem Spalt zu der zugehörigen konischen Öffnung positioniert. Mit diesem Aufbau für nasselektrostatische Abscheider würden die Abgasreinigungsanlagen zur Strömungsdrosselung die Induktionsaufladung des Flüssigkeitsfilms, der von der Ausgangskante der konischen Öffnung sprüht, intensiviert. Dies würde geladene Tröpfchen erzeugen, die mit entgegengesetzt geladenen Partikel verschmelzen würden. Im Falle der Anwendung eines derartigen Vorschlags in der Abgasreinigungsanlage mit einem äußeren, elektrisch feldfreien Kollektor würde die Induktionsaufladung des sprühenden Flüssigkeitsfilms die Sammelwirksamkeit der Abgasreinigungsanlage vermindern.
Bei Berücksichtigung der oben erläuterten Vorteile der Hochintensi- tätsionisierungsstufe und der Probleme, die während des Betriebes auftreten können, stellt sich die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, nämlich eine Abgasreinigungsanlage zur Hochintensitätsionisierung und elektrostatischen Abscheidung zur Entfernung von Schwebeteilchen aus einem Gasstrom bereit zu stellen, die diese Problem ü- berkommt und eine hochwirksame Gasreinigung ermöglicht, die an einen Abgaskanal angebaut werden kann oder ein Zwischenstück eines solchen bildet.
Folgende drei, kurz beschriebene Entwicklungsstufen gehen der Erfindung entwicklungshistorisch voraus:
Eine Anlage zur Reinigung eines Gases, beschrieben in der DE 101 32 582 Cl, besteht aus drei Abschnitten: dem Ionisierungs- und Hauptreinigungsabschnitt für das wassergesättigte Rohgas aus einer der Ionisierungseinrichtung für die Verunreinigungspartikel folgenden Raumladungszone; dem Nebenreinigungsabschnitt aus einer Zone geerdeter Hohlelektroden; der abschließenden Feinreinigung in einer Filtereinrichtung, nach der das Reingas in die davor liegende Umgebung abgeleitet wird. Die Ionisierung der Partikel folgt in einer Koronaentladung. Anfallendes, mit abgeschiedenen Partikeln aus den drei Zonen wird aufgefangen und gereinigt und dem Gasreinigungsprozess wieder zugeführt. Das beim Durchströmen der Röhrenzwischenräume anfallende erwärmte Kühlmittel kann zur Erwärmung des Sperrgases für die Isolation der Halterungen und damit der mindestens einen Hochspannungsdurchführung verwendet werden. Ein Ionisator in einer Abgasreinigungsanlage für tropfenbeladene, kondensierende Feuchtgase, beschrieben in der DE 102 44 051 Cl, besteht aus einer über den Querschnitt des Strömungskanals angebrachten, elektrisch leitenden, an ein elektrisches Bezugspotential gelegten Düsenplatte mit einer in einem konzentrischen Querschnittsgebiet regelmäßigen über dieses Querschnittsgebiet gleichverteilten Anordnung von kreisförmigen Düsen. In Strömungsrichtung schließt sich ein Hochspannungs-Elektrodengitter an, das über dem Querschnitt konzentrisch im Strömungskanal steht und in der Kanalwand elektrisch isoliert verankert ist. Jeder Elektrodenstift ist an seinem freien Ende sternförmig ausgestaltet und steht der Gasströmung entgegen. Die Düsenplatte und die Baugruppe aus Hochspannungs-Elektrodengitter, E- lektrodenstifte mit jeweils zugehörigen Elektrodenspitzen sind aus einem für die Prozessumgebung inerten, elektrisch leitenden Material. Die Gasströmung läuft im Ionisator gegen die Erdanziehung.
Das Bauprinzip einer Abgasreinigungsanlage als eingebauter Abschnitt in einem Kanal zur Gasführung hat gemäß der DE 10 2004 037 286 B3 eine stehende, u-förmige Bauform. Im einen Schenkel befindet sich die Zone zur Ionisation, der Ionisator, der im Gas mitgeführten Partikel/Aerosole. Der Übergang vom einen zum andern Schenkel, die Verbindungszone, die ein Sammelbecken/-gefäß für die aus dem Gasstrom ausgefällten/ausgeschiedenen Partikel ist, hat zumindest an seiner tiefsten Stelle einen Auslaufstutzen zum Ausleiten von mit Partikeln angereicherter Flüssigkeit. Im zweiten Schenkel befindet sich die Kollektorzone, die aus mindestens einem Kollektor oder in Strömungsrichtung aus mehreren aufeinander folgenden Kollektoren besteht. Das zu reinigende Gas strömt von oben in den Ionisatorschenkel ein und in Richtung der Erdanziehung nach unten. Es strömt in den zweiten Schenkel von unten ein und strömt durch den Kollektor nach oben, nach dem es oben gereinigt austritt.
Die Aufgabe wird durch eine Abgasreinigungsanlage aus einer Ionisierungsstufe und einem Kollektor zur Entfernung von Schwebstoffen aus einem Abgasstrom gemäß Anspruch 1 gelöst, wobei diese Abgasreinigungsanlage aus: einem Gehäuse, der über den lichten Gehäusequerschnitt eingebauten Ionisierungsstufe zur Partikelaufladung, die eine auf einem elektrischen Bezugspotential liegende Platte, die Düsenplatte, mit mindestens einer Hochgeschwindigkeitsdüse aus einer auf diesem Bezugspotential liegenden Hülsenelektrode, einer in der Düse zentral und senkrecht zur Gasstromachse exponierten sternscheibenförmigen Hochspannungselektrode, die am freien Endbereich eines elektrisch leitenden Stabes angebracht ist, der an einem gasstromaufwärts sitzenden Hochspannungsgitter montiert ist, besteht.
Diese Abgasreinigungsanlage zeichnet sich dadurch aus, als eine erste konische Hülse mit konvexem Querschnitt gasstromaufwärts mit ihrer ganzen Fußstirn an der Hochspannungselektrode ansetzt. Eine zweite konische Hülse mit ebenfalls konvexem Querschnitt setzt gasstromab- wärts mit Ihrem Fuß an der andern Seite der Hochspannungselektrode an.
Gasstromabwärts sitzt eine die Hülsenelektrode, bzw. die Hülsenelektroden abschließende Abdeckung (15, 19) aus elektrisch leitendem Material, die gasstromdurchlässige Struktur hat.
Daran schließt sich gastromabwärts an die Ionisierungsstufe unmittelbar ein Kollektor an.
Auf der Düsenplatte befinden sich gasstromabwärts bis höchsten über den dortigen lichtenden Querschnitt lokalisiert angehäufte Filterelementen, die gasstromdurchlässig strömungsdrosselungsarm gepackt sind. Die Polarität der Hochspannung ist technisch unkompliziert, richtet sich aber an der wirksamsten Abscheidung der aus dem Gastrom abzuscheidenden Partikel aus.
Die Filterelemente sind über eine am und um den Rande der Düsenplatte ansetzenden, gasstromabwärts gerichteten Hülse lokalisiert positioniert und über einen nahe der Düsenplatte an der Gehäusewand befes- tigten Korb oder ein übergelegtes Netz chaotisch locker oder strukturiert gepackt, um den Druckabfall des durchströmenden Gases gering zu halten. Die Strukturen der Füllkörper/Filterelemente reichen von kugeliger, über zylindrischer, ringförmiger oder kegliger Struktur und sind des Gewichts wegen hohl bzw. haben perforierte Wände, so dass die gesamte Oberfläche eines solchen Füllkörpers zugänglich ist. Das Material muss von Fall zu Fall prozesstauglich sein und ist aus einem geeigneten Kunststoff oder Metall, vorzugsweise Leichtmetall, oder aber beschichteter Kunststoff oder beschichtetes Metall (Anspruch 10; siehe auch www . rauschert . vt . de, Overview tower packing) . Der fassende, Füllelemente nicht durchlässige Korb oder das Füllelemente nicht durchlässige Netz ist ebenso aus prozesstauglichem Material.
In einer Ausgestaltung ist die Abdeckung einer Hülsenelektrode hut- förmig: In einer anderen Ausgestaltung ist die Abdeckung der Hülsenelektrode/n eine den lichten Querschnitt der Abgasreinigungsanlage überragende Abdeckung.
In der Düsenplatte befindet sich im tiefsten Bereich oder in tiefsten Bereichen mindestens ein Ablaufloch für den Abfluss der auf der gasstromabwärtigen Seite der Platte angesammelten, partikelbeladenen Flüssigkeit. Dazu kann die Düsenplatte kegelförmig sein, wobei die Kegelhöhe kleiner als die Höhe der Hülsenelektrode ist.
Die Dimension der Hülse/n ist derart, als die Höhe der zweiten konischen Hülse größer oder gleich der zweifachen kleinsten Spaltweite, Hc >= 2L, zwischen der sternscheibenförmigen Hochspannungselektrode und den zugehörigen Hülsenelektrode ist.
Zur Unterstützung der Reinigung befindet sich im Kollektor gas- stromabwärts der Filterelemente eine Sprüheinrichtung zum Flüssig- keitsbesprühen des Gasstroms, dabei kann die Gasstromachse zu der Flüssigkeitssprühachse unter einen Winkel aus dem Winkelbereich von 0 und 180° zueinander stehen. Die Ionisierungsstufe und der Kollektor können bezüglich der Gasstromachse in der Ionisierungsstufe und der im Kollektor und damit die beiden zugehörigen Bereiche des Gehäuses unter einen Winkel aus dem Winkelbereich von 0 bis 180° zueinander stehen.
Mit diesen baulichen/konstruktiven Maßnahmen lassen sich die Mängel in den herkömmlichen Hochintensitätsionisierern und elektrostatischen Abscheidern bezüglich der effizienten Entfernung der Schwebeteilchen beheben, bzw. kompensieren. Ein der Abgasreinigungsanlage zugeführtes Abgas wird darin wirksam und wirtschaftlich von den mitgeführten, verunreinigenden Partikel/Schwebstoffen befreit.
Die Kosten für den Bau der Abgasreinigungsanlage sind niedriger als bei herkömmlichen Abgasreinigungsanlagen, insbesondere aber darüber hinaus die Betriebskosten. Die Abgasreinigungsanlage besticht durch ihren einfachen Aufbau und damit einfachen Betrieb sowie die leichte, unkomplizierte Wartung als auch den einfachen, leicht zugänglichen Austausch der Bauteile, was für die Wartung von Bedeutung ist.
Der Abgasstrom strömt mit kleiner Geschwindigkeit durch den Abgaskanal in die Abgasreinigungsanlage, tritt in die Ionisierungsstufe ein und erhält aufgrund der Querschnittsminderung und der Konstanz des Massendurchsatzes eine hohe Geschwindigkeit in der Ionisierungsstufe. Die mitgeführten, schwebenden Teilchen werden in dem äußeren elektrischen Feld der Koronaentladung zwischen der sternscheibenförmigen E- lektrode und der Innenwand der Hülse geladen. Die geladenen Partikel und Ionen bilden eine Raumladung. Die geladenen Partikel bewegen sich außerhalb der Ionisierungsstufe fort; der Gasstrom tritt mit nahezu der in der Ionisierungsstufe aufgenommenen Geschwindigkeit in den e- lektrisch feldfreien Kollektor ein, der gasstromabwärts unmittelbar auf die Ionisierungsstufe folgt. Die Sammlung der geladenen Partikel erfolgt im elektrisch feldfreien Kollektor unter dem Einfluss mechanischer und elektrostatischer Kräfte. Durch Besprühen des Gasstroms über oder im elektrisch feldfreien Kollektor kann eine zusätzliche Partikelentfernung durch Flüssigkeitströpfchen erreicht werden. Hierzu kann der Gasstrom durch die Bauweise des äußeren Kollektors die Richtung seiner Strömungsachse ändern.
Die Erfindung wird jetzt anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen Folgendes:
Figur Ia den längsaxialen Schnitt der Abgasreinigungsanlage; Figur Ib den längsaxialen Schnitt der Ionisierungsstufe; Figur 2 den längsaxialen Schnitt an einer Düse mit Hochspannungselektrode;
Figur 3 den längsaxialen Schnitt an einer Düse mit Maßsymbolen; Figur 4 die mit Maßsymbolen versehene sternscheibenförmige Elektrode; Figur 5 die Düse mit Hülse und Feinheiten; Figur 6 Hülsenmontagevarianten;
Figur 7 Düsenplattenausschnitt mit Hülsen und Ablauf; Figur 8 ganze kegelförmige, hülsenbesetzte Düsenplatte im Schnitt; Figur 9 Schichtung der Filterelemente über den Düsen im Schnitt; Figur 10 Aufbau der Abgasreinigungsanlage im Schnitt bei abwärtigem Gasstrom;
Figur 11 Aufbau der Abgasreinigungsanlage im Schnitt bei horizontalem Gasstrom;
Figur 12 Aufbau der Abgasreinigungsanlage mit Sprüheinrichtung; Figur 13 Aufbau der Abgasreinigungsanlage mit zweiteiligem Kollektor; Figur 14 Änderung der Strömungsrichtung in einem einteiligen Kollektor.
Figur 1 zeigt einen längsaxialen Schnitt durch die Abgasreinigungsanlage aus der Ionisierungsstufe 2, eine Hochintensitätsionisierungs- stufe, HII, und dem sich anschließenden Kollektor 3. Die Abgasreinigungsanlage steht senkrecht, so dass der Gasstrom innerhalb des Gehäuses 1 darin vertikal nach oben strömt. Die Richtung der Gasströmung ist durch die großen Pfeile angedeutet, schwarz für das eintretende Abgas und leer für das austretende gereinigte Gas, das Reingas. Die gesamte Abgasreinigungsanlage ist mit dem Abgaseintritt an einen Abgaskanal montiert. Aus dem Kollektor 2 tritt das Reingas aus ins
Freie oder in einen weiterführenden Gaskanal.
Die Hochintensitätsionisierungsstufe besteht aus der im Allgemeinen auf einem Bezugspotential liegenden, im Besonderen, weil technisch meist nahe liegend und einfach, der geerdeten Düsenplatte 4 mit den Düsen 5. Hülsenelektroden 6 sind in die Düsen 5 eingebaut. Die ausführliche Beschreibung der Düsen 5 und der Elektroden 6 ist der DE 10 2005 023 521 zu entnehmen.
Das Hochspannungsgitter 7 ist gasstromaufwärts im Gehäuse der Abgas- reinigungsanlage über den lichten Querschnitt mit Isolatoren 8 eingebaut. Einer der Isolatoren dient als Hochspannungsdurchführung die an ein hier nicht dargestelltes Spannungsquelle angeschlossen ist. Die Hochspannungsisolatoren 8 (siehe DE 102 27 703) sind gegen die feuchte/nasse Atmosphäre im Innern der Abgasreinigungsanlage geschützt z.B. durch eine Reinigungsbeströmung mit warmer/heiser Luft (siehe z.B. DE 101 32 582, beispielsweise Fig. 1) .
Die Hochspannungselektrode 10 in Figur 2 ist sternförmig, wie in DE 10 2005 023 521 beschrieben, und ist gasstromabwärts an dem freien Ende des auf dem Hochspannungsgitter 7 montierten Stabträgers 11 befestigt. Die gasstromaufwärtige konische Hülse 12 und die gasstromab- wärtige konische Hülse 13 sind an dem Stabträger 11 befestigt. Die sternscheibenförmige Elektrode 10 sitzt zwischen den beiden konischen Hülsenl2, 13, die mit ihrer weiten Öffnung an ihr anliegen. Die Spitze 14 der konischen Hülse 13 ist rund, bzw. abgerundet. Die Hülsenelektrode 6 ist hier gasstromabwärts, also am Strömungsausgang, mit einer für die Gasströmung zumindest hindernisarmen Abdeckung 15, einem Gitterhut 15, abgedeckt und sitzt direkt an der Kante der Hülsenelektrode 6 auf. Die sternscheibenförmige Hochspannungselektrode 10 ist in der Hülsenelektrode 6 längsaxial zentral und verschiebbar exponiert . Der außerhalb des elektrischen Feldes sitzende und damit elektrisch feldfreie Kollektor 3 behaust die Kollektorfilterelemente 16 z. B turmgepackte Filterelemente. Die Kollektorfilterelemente 16 sitzen elektrisch feldfrei gasstromabwärts der Ionisierungsstufe zwischen den Hülsenelektroden 6 direkt auf der gasstromabwärtigen Seite der Düsenplatte 4 und gasstromabwärts auf den Gitterhüten 15 (siehe Figuren Ia und Ib) .
Die Konstruktionsparameter einer Düse 5 mit Hülsenelektrode 6 für die Hochintensitätsionisierung werden in der Figur 3 vorgestellt. Die gleichartigen Düsen 5 sind regelmäßig oder statistisch gleichverteilt in der Düsenplatte 4 eingebracht. Die Konstruktionsparameter sind: lichter oder innerer Durchmesser Dsh der Hülsenelektrode 6; gasstromabwärtige frei Höhe Hsh der Hülsenelektrode 6; die Durchmesser Dei und Ddei der sternscheibenförmigen Elektrode 10, d.h. der Durchmesser Dei ist der Abstand bezüglich der Elektrodenmitte einander gegenüberliegende Spitzen und Ddei ist der Durchmesser des größtmöglichen Kreises im Massivbereich der E- lektrode 10; der Abstand HHv zwischen dem Hochspannungsgitter 7 und der gasstromaufwärtigen Seite der Düsenplatte 4 erfüllt die Beziehung HHv >- 3L, wobei L die kleinste Weite L des Elektrodenspalts ist. Dadurch wird der Funkenüberschlag zwischen dem Hochspannungsgitter 7 und der auf Bezugspotential liegenden, bzw. geerdeten Düsenplatte 4 ausgeschlossen; der lichte Abstand Hc zwischen der runden Spitze 14 der konischen Hülse 13 und dem Gitterhut 15 erfüllt die Beziehung Hc >= 2L. Damit wird der Funkenüberschlag zwischen diesem Bereich der runden Spitze 14 und dem Gitterhut 15, erst recht zwischen der konischen Hülse 13 und dem Gitterhut 15, ausgeschlossen; die Dicke hnp der Düsenplatte 4 hat keinen Einfluss auf die Betriebsparameter, die Düsenplatte 4 muss lediglich mindestens so stark sein, als sie bis mindestens zum Nennbetrieb formstabil bleibt. Ein Sicherheitsfaktor kann also konstruktiv mit eingeplant werden; ebenso ist der Durchmesser dei des während des Betriebs auf Hochspannungspotential liegenden Trägerstabs so stark, dass die sternscheibenförmige Elektrode 10 samt den beiden konischen Hülsen 12 und 13 am freien Ende positionseingestellt mindestens bis zum Nennbetrieb in der Hülsenelektrode exponiert bleiben und die Ausbildung von Koronaentladungen von der Staboberfläche zur Hülsenelektrode 6 nicht zustand kommen kann; die kleinste Weite L des Elektrodenspalts wird so gewählt, dass eine Nennbetriebsspannung Uop = 0,9Ud besteht, wobei Ud die Überschlagsentladungsspannung ist. In der Ladungszone zwischen den zueinander exponierten Oberflächen der sternscheibenförmigen E- lektrode 10 und der Hülsenelektrode 6 besteht im Nennbetrieb ein elektrisches Feld E im Bereich von 12 <= E = 17 kV/cm.
Um einen stabilen Betrieb ohne Funkenüberschlag zu gewährleisten, sind die Eintritts- und Austrittskanten der Hülsenelektroden 6 abgerundet (siehe Figur 5 mit den beiden Vergrößerungen/Feinheiten). Die Hülsenelektroden 6 sind an der Düsenplatte 4 in oder an ihrer jeweils vorgesehenen Düse 5 befestigt. Sie können schnell eingespannt werden oder sie haben zusätzliche Hülsenflansche 16 und können mit Schrauben 17 an der Düsenplatte 4 befestigt werden (siehe Figur 6) . In Figur 6a ist der Hülsenflansch 16 auf der gasstromaufwärtigen Seite der Düsenplatte 4 installiert. In den Figuren 6b und 6c sind die Hülsenflansche 16 stromabwärts an der Düsenplatte 4 angeschraubt. In der Konstruktion gemäß Figur 6c müssen die in den Düsenraum exponierten Kanten abgerundet sein.
Um einen stabilen Betrieb zu gewährleisten, ist weiter die Abgasreinigungsanlage mit einer Einrichtung zur elektrischen Entladung von Flüssigkeit ausgerüstet. Die betreffende Flüssigkeit ist diejenige, die sich gasstromabwärts auf der Düsenplatte 4 ansammelt. Zu diesem Zweck hat die Düsenplatte 4 an mindestens einer tiefen Stelle ein Abflussloch 18, um die Flüssigkeit auszuleiten (siehe Figur 7). Um die Flüssigkeitsableitung der auf der gasstromabwärtigen Seite der
Düsenplatte 4 angesammelten Flüssigkeit zu gewährleisten, kann die Düsenplatte 4 konisch geformt derart sein, dass die Spitze diese Konus zentral gasstromabwärts liegt (Figur 8). Die Düsen 5 sind dann so mit den Hülsenelektroden 6 bestückt, dass alle Hülsen 6 zueinander auf einer gleichen Höhe sitzen, also radial nach außen weniger tief in der Düsenplatte 4 sitzen. Somit muss die Höhe Hnp der konischen Düsenplatte zur Höhe Hsh der Hülsenelektrode in der folgenden Beziehung stehen: Hnp < Hsh.
Die Ionisierungsstufe kann auch derart aufgebaut sein, dass die auf Bezugspotential, meist Erdpotential, liegende Gitterhüte 15, durch ein über den lichten Querschnitt der Abgasreinigungsanlage sitzendes Gitter 19, vorzugsweise aus metallischem, prozesstauglichem Material, ersetzt ist, das direkt auf den Ausgängen der Hülsenelektroden 6 aufliegt (Figur 9) .
Zusätzlich kann der Kollektor 3 der Abgasreinigungsanlage mit einem weiteren Bauelement 20 versehen sein, nämlich mit einer perforierten Platte beispielsweise, die über den lichten Querschnitt eingebaut ist und auf der Fil'terelemente 21 liegen, beispielsweise turmgepackte Filterelemente. Anstelle der perforierten Platte kann ein Gitter oder ein anderes poröses Bauelement eingesetzt werden, das die Gasströmung ebenfalls mindestens mit geringer Strömungsdrosselung durchlässt. Der Gebrauch eines zusätzlichen Tragelementes 20 lässt zu, die Abgasreinigungsanlage so in den Gasführungskanal einzubauen, das der Gasstrom darin vertikal nach unten geht, wobei dann die Filterelemente 21 gasstromaufwärts auf dem Gasdurchlässigen Tragelement 20 liegen.
Um das wirksame Entfernen feiner Partikel aus dem Abgasstrom zu gewährleisten, kann die Abgasreinigungsanlage noch mit einer Flüssigkeitssprüheinrichtung 22, vorzugsweise Wasser, ausgerüstet sein, um die Filterelemente 21 des Kollektors 3 reinigend, d.h. partikelabschwemmend, zu spülen. Die Ausführung mit einer Flüssigkeitssprüheinrichtung 22 ist in Figur 12 dargestellt. Der horizontale Gasstrom wird im Kollektor 3 quer von oben besprüht und die beim Durchgang aus dem Gasstrom suspendierten Partikel in der Auffangwanne 23 gesammelt und abgeleitet. Die aufgesammelte, mit Partikel angereicherte Sprühflüssigkeit kann rezykliert oder in einer Flüssigkeitsreinigungsein- richtung gereinigt werden. Beide Möglichkeiten sind nicht Teil der Erfindung und deshalb in der Figur 12 nicht dargestellt. In der Figur 12 wird der Gasstrom im Kollektor im Querstrom von oben flüssigkeits- besprüht . Das ist eine Möglichkeit. Weitere mögliche Besprühungsrich- tungen sind im Gegenstrom, im Mitström und senkrecht von unten.
Der Ablauf für die Entfernung von feinen Partikel aus einem Gasstrom besteht aus der Einleitung des Abgasstroms in die Abgasreinigungsanlage dadurch, dass dieselbe an den
Abgaskanal angeflanscht ist und so die Fortführung des Kanals das Gehäuse 1 der Abgasreinigungsanlage bildet. Der Abgasstrom tritt. mit niederer Geschwindigkeit in die Ionisierungsstufe 2 ein und strömt mit hoher Geschwindigkeit durch die Düsen 5 mit Hülsenelektrode 6 und darin längsaxial zentriert exponierter sternscheibenförmiger Elektrode 10 mit beidseitiger konischer Ausgestaltung 12 und 13, dessen feine Partikel im Feld zwischen diesen beiden Elektroden 6 und 10 durch eine Koronaentladung aufgeladen werden. Es entstehen in der Ionisierungsstufe 2 geladene Partikel und Ionen, die mit der im Durchgang durch die Düsen 5 aufgenommenen hohen Geschwindigkeit ohne Durchtritt durch eine Zwischenkammer/einen Zwischenraum in den gasstromabwärts unmittelbar angebauten Kollektor 3 mit hoher Geschwindigkeit einströmen. Die geladenen Partikel und Ionen werden nahezu vollständig im elektrisch feldfreien Kollektor 3 unter dem Einfluss mechanischer und elektrostatischer Kräfte gesammelt, d.h. an den Filterelementen 16 abgelegt, die regelmäßig oder wahllos gasstromabwärts unmittelbar an der geerdeten Düsenplatte 4 anliegen und beispielsweise über Bündelung oder ein Netz dort ortsfest und insgesamt als formfestes Paket gehalten werden. Das geht aus den beiden Figuren Ia im Wesentlichen und Ib unter Beachtung der beiden Gastrompfeile hervor. Die Reinigungswirkung kann, wie oben beschrieben, durch Besprühen des Gas- Stroms im Kollektor 3 mit Flüssigkeitströpfchen (siehe Figur 12 und auch DE 10 2004 023 967) verstärkt werden.
In Figur 13 ändert die Gasstromachse ihre Richtung im Kollektor 3, wie durch den nach oben rechtwinkelig abknickenden Pfeil angedeutet. Der zunächst horizontale Abgasstrom strömt ebenfalls im Vergleich zu der Durchtrittsgeschwindigkeit durch die Düsen 5 mit kleiner Geschwindigkeit in der Figur 13 von links in die Abgasreinigungsanlage ein und strömt wegen der strömungsquerschnittverengenden Düsen mit entsprechend erhöhter Geschwindigkeit mit bis zu 50 m/s durch die Ionisierungsstufe 2, in der die elektrische Partikelladung und Ionisierung bewirkt wird. Der Gasstrom tritt gasstromabwärts aus der Ionisierungsstufe 2 unmittelbar in den horizontalen Teil/Abschnitt I des Kollektors 3 mit der in der Ionisierungsstufe 2 aufgenommenen hohen Geschwindigkeit ein, die im weiteren Verlauf wieder abnimmt. Dieser Teil I ist in Figur 13 wie in Figur 12 mit dem oben am Gehäuse 1 angebauten Flüssigkeitströpfchensprüheinrichtung 22 und der Aufsammelwanne 23 mit Ablauf ausgerüstet. Nach dem Durchgang des Gasstroms durch den ersten Kollektor I strömt er in den zweiten Teil ein, wobei die Strömungsachse in der Figur aus der Horizontalen von links in die Vertikale nach oben abknickt. Dieser zweite Abschnitt II des Kollektors 3 enthält ebenfalls Filterelemente 26, die auf einer über den lichten Gehäusequerschnitt eingebauten perforierten Platte 25 oder einem solchen Gitter 25 ortsfest liegen oder sitzen. Diese/s Platte/Gitter 25 sitzt in der nach rechts Verlängerung der unteren horizontalen Gehäusewand. Die Gehäusewand des Teils II ist nach unten verlängert und mit einer Auffangwanne 27 für die herabtropfenden, mit Partikel angereicherten Flüssigkeitströpfchen abgeschlossen. Auch in diesem zweiten Teil II des Kollektors 3 kann gasstromabwärts eine weitere Flüssigkeitströpfchensprüheinrichtung eingebaut sein, mit der die Reinigungswirkung weiter erhöht wird. Das Reingas tritt aus dem Kollektor 3 nach oben aus.
Eine weitere Bauvariante der Abgasreinigungsanlage ist in Figur 14 dargestellt. Der Kollektor 3 steht mit seiner Gasströmungsachse senk- recht, das Reingas tritt nach oben daraus aus. Der Kollektor 3 ist wie der zweite Teil II in Figur 13 aufgebaut. Jetzt ragt aber die Ionisierungsstufe 2 von der linken Gehäusewand in den Kollektor 3 hinein. Die Gasströmungsachse ist dort vertikal von links gerichtet. Die Gasströmungsachse knickt also nach dem Austritt aus der Ionisierungsstufe auch senkrecht nach oben ab. Der Abgas zuführende Abgaskanal flanscht an der linken Gehäusewand des Kollektors 3 an. Der Reinigungsablauf des Gastrom, bzw. der Ablauf der Partikelausscheidung ist gleich dem, wie zu der Figur Ia oder Figur 13 beschrieben.
Ergänzende Erläuterungen zum Abgasreinigungsprozess :
Wenn eine Hochspannung zwischen den beiden Elektroden 6 und 10 einer Düse 5 angelegt wird, bildet sich die Koronaentladung an den Spitzen der hier sternscheibenförmigen Elektrode 10 aus. Vorzugsweise wird eine Gleichspannung mit negativer Polarität angelegt. Die Polarität kann auch positiv sein. Die Wahl der Polarität richtet sich nach der besseren Reinigungs-/Abscheidungswirkung bei unterschiedlichen Partikelarten. Darüber hinaus ist zwischen diesen beiden Elektroden 6 und 10 technisch einfach auch ein Wechselfeld über das Anlegen einer hohen Wechselspannung möglich. Selbst eine pulsförmige Koronaentladung kommt als Ionisierungsmethode in Betracht.
Je tiefer der Gasstrom in den Kollektor 3 eindringt, umso kleiner wird die in der Ionisierungsstufe 2 eingeprägte Strömungsgeschwindigkeit. Im lichten Kollektorvolumen findet die Partikelansammlung hauptsächlich unter dem Einfluss der Raumladung, die aufgrund der hohen Gasgeschwindigkeit von der Ionisierungsstufe 2 her in den Kollektor 3 vordringt, statt, aber auch aufgrund der elektrostatischen Wechselwirkung der geladenen Partikel mit der geerdeten Oberfläche der Kollektorfilterelemente 16. Durch die Flüssigkeitströpfchenbe- sprühung im oder über dem Kollektor werden weitere geladene Partikel durch die versprühten Flüssigkeitströpfchen aufgesammelt. Das aus dem Kollektor austretende Reingas kann in die Umgebung abgegeben oder ü- ber die Weiterführung des Gaskanals vom Kollektoraustritt einem technischen Prozess zugeführt werden.

Claims

PatentanSprüche
1. Ionisierungsstufe und Kollektor einer Abgasreinigungsanlage, die an einen Abgaskanal angebaut oder in einen Abgaskanal eingebaut ist, bestehend aus: einem Gehäuse (1), der über den lichten Gehäusequerschnitt eingebauten Ionisierungsstufe (2) zur Partikelaufladung, die eine auf einem elektrischen Bezugspotential liegende Platte (4), die Düsenplatte (4), mit mindestens einer Hochgeschwindigkeitsdüse (5) aus einer auf diesem Bezugspotential liegenden Hülsenelektrode (6), einer in der Düse (5) zentral und senkrecht zur Gasstromachse exponierten sternscheibenförmigen Hochspannungselektrode (10), die am freien Endbereich eines elektrisch leitenden Stabträgers (11) angebracht ist, der an einem gasstromaufwärts sitzenden Hochspannungsgitter (7) montiert ist, dem der Ionisierungsstufe (2) gasstromabwärts folgenden Kollektor (3),
gekennzeichnet durch die Merkmale:
einer ersten konischen Hülse (12) mit konvexem Querschnitt, die gasstromaufwärts mit ihrer ganzen Fußstirn an der Hochspannungselektrode (10) ansetzt,
einer zweiten konischen Hülse (13) mit konvexem Querschnitt, die gasstromabwärts mit Ihrem Fuß ebenfalls an der Hochspannungselektrode (10) ansetzt,
einer die Hülsenelektrode (6) gasstromabwärts abschließenden Abdeckung (15, 19) aus elektrisch leitendem Material, die gasstromdurchlässige Struktur hat,
dem sich gasstromabwärts an die Ionisierungsstufe unmittelbar an- schließenden Kollektor (3), der aus auf der Düsenplatte (4) gasstromabwärts bis höchsten über den dortigen lichtenden Querschnitt lokalisiert angehäuften Füllkörpern als Filterelemente (16), die gasstromdurchlässig gepackt sind, besteht.
2. Ionisierungsstufe und Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (16) über eine am und um den Rande der Düsenplatte (4) ansetzenden, gasstromabwärts gerichteten Hülse (16) lokalisiert und turmartig oder konisch zulaufend gepackt sind.
3. Ionisierungsstufe und Kollektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (15) einer Hülsenelektrode (6) Hutform hat.
4. Ionisierungsstufe und Kollektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung der Hülsenelektrode/n (6) eine den lichten Querschnitt der Abgasreinigungsanlage überragende Abdeckung (19) ist.
5. Ionisierungsstufe und Kollektor nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Düsenplatte (4) im tiefsten Bereich oder in tiefsten Bereichen mindestens ein Ablaufloch für die auf der gasstromabwärtigen Seite der Platte (4) angesammelten, partikelbeladenen Flüssigkeit ist.
6. Ionisierungsstufe und Kollektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenplatte (4) kegelförmig ist und die Kegelhöhe kleiner als die Höhe der Hülsenelektrode (6) ist.
7. Ionisierungsstufe und Kollektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der zweiten konischen Hülse (13) kleiner oder gleich der zweifachen kleinsten Spaltweite L zwischen der sternscheibenförmigen Hochspannungselektrode (10) und zugehörigen Hülsenelektrode (6) ist.
8. Ionisierungsstufe und Kollektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Kollektor (3) gasstromabwärts der Filterelemente (16) eine Abgasreinigungsanlage zum Flüssigkeitsbesprü- hen des Gasstroms befindet und die Gasstromachse zu der Flüssigkeitssprühachse unter einen Winkel aus dem Winkelbereich von 0 und 180° zueinander stehen.
9. Ionisierungsstufe und Kollektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasstromachse in der Ionisierungsstufe (2) zu der im Kollektor (3) und damit die beiden zugehörigen Bereiche des Gehäuses unter einen Winkel aus dem Winkelbereich von 0 bis 180° zueinander stehen.
10. Ionisierungsstufe und Kollektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllkörper Ballstruktur oder Ringstruktur oder Ringkegelstruktur und aus einem prozessinerten Material, aus Kunststoff oder metallisch sind.
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