WO1984002742A1 - Gas purification device - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Reinigen von Gasen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Kauptanspruches, wie sie beispielsweise bekannt ist aus der Zeitschrift Chem. -Ing . -Techn. 48. Jahrgang 1976, Nr. 1, Seite 33. Eine weentliche Schwierigkeit bei derartigen Vorrichtungen besteht darin, beim Reinigen von Gasen von elektrisch leitfähigen Partikeln die elektrische Isolation zwischen den Hochspannungselektroden sicherzustellen. Wenn die elektrische Isolation nicht gewährleistet ist, kommt es zu Kriechströmen und schließlich zu Kurzschlüssen zwischen den Elektroden, so daß ein kontinuierlicher Betrieb der Vorrichtung ausgeschlossen ist .

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit einfachen Mitteln ein Niederschlag leitfähiger Partikel im Isolationsbereich zwischen den Hochspannungselektroden vermieden wird. Als besonders zweckmäßig und wirtschaftlich hat sich eine konzentrische Anordnung mit hohlzylindrischen Elektroden bewährt, wobei der Spalt als konzentrischer Ringspalt zwischen wenigstens zwei hohlzylindrischen Elektroden ausgebildet ist.

Durch die in den weiteren Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Besonders zweckmäßig ist hierbei die Ausbildung der Kammertrennwand aus vorzugsweise temperaturbeständigem Kunststoff, da sich die Vorrichtung im 3etrieb beim Reinigen heißer Abgase auf Temperaturen bis zu ca. 400 ºC erhitzt. Isolierstoff-Trennwände benötigen keine zusätzlichen Maßnahmen zur Isolation gegenüber den Elektroden. Weiterhin ist es im Bedarfsfall beim Anlegen besonders hoher Spannungen zweckmäßig, mehrere Wände mit mehreren Spalτen hintereinander anzuordnen. Hierdurch entstehe eine Reihenschaltung mehrerer hochohmiger Widerstandsbereiche, so daß auch auf hohen Potentialen liegende Elektroden sicher gegeneinander isoliert werden können. Eine andere Möglichkeit, die Isolationsfestigkeit bei nur einer Trennwand zu erhöhen besteht darin, die Länge des Isolationsspaltes zu vergrößern.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung. Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In der Figur ist mit 10 ein Koagulator bezeichnet, welcher im wesentlichen aus einer positiven Elektrode 11 und einer negativen, mit Masse verbundenen Elektrode 12 besteht. Beide Elektroden 11 und 12 sind hohlzylindrisch ausgebildet. Die positive Elektrode 11 ist an einer Kammertrennwand 13 gehalten und konzentrisch von der negativen Elektrode 12 umgeben, welche die Außenhülle der Vorrichtung bildet. Die Kammertrennwand 13 setzt sich unter Freilassung eines Ringspaltes 1 h bis zur negativen Elektrode 12 fort und ist im wesentlichen senkrecht zu den Elektroden 11 und 12 angeordnet. Die Zuführung der positiven Spannung erfolgt konzentrisch über eine Leitung 15, welche elektrisch mit der positiven Elektrode 11 verbunden ist. Der Ringspalt 14 ist ebenfalls konzentrisch zu den Elektroden 11 und 12 angeordnet .

In der Figur ist gestrichelt eine weitere Kammertrennwand 16 angedeutet, welche dem Ringspalt 14 einen weiteren Ringspalt 17 nachordnet zur Erhöhung des Isolationswiderstandes zwischen den verschiedenen elektrischen Potentialen. Die Kammertrennwände 13 bzw. 16 setzen sich in Isolierstoffröhren 18 fort, welche die elektrischen Zuleitungen 15 umschließen und die Trennwände 13 an den Stirnwänden 19 des Koagulators 10 abstützen.

Der Koagulator 10 gemäß Ausführungsbeispiel ist aus zwei konzentrisch angeordneten Hohlzylindern aufgebaut, jedoch sind grundsätzlich auch andere Bauformen, beispielsweise quadratische oder rechteckige Bauweisen möglich. Die Trennwände 13, 16 mit den Ringspalten 14, 17 sollten möglichst dicht bei den Gaseinlässen und Gasauslässen, bzw. möglichst dicht an den Stirnwänden 19 sitzen, damit wenig Platz für die Längsausdehnung der Elektroden 11 und 12 verloren geht. Beim Durchlaß des zu reinigenden Gases durch die Vorrichtung schlagen sich elektrisch leitfähige Partikel an den Innenwänden des Koagulators , an den Kammertrennwänden 13 bzw. 16 und auf der Oberfläche der Rohre 18 nieder, so daß elektrisch leitfähige Bereiche bis zu beiden Öffnungen der Ringspalte 14 bzw. 17 entstehen. Im Bereich der Ringspalte lagern sich praktisch keine elektrisch leitfähigen Teilchen oder Tröpfchen wegen der in diesem Bereich sehr hohen Strömungsgeschwindigkeit der Gase ab, so daß diese Strecken elektrisch isolierend wirken und Kriechströme zwischen den Elektroden verhindern, welche den Leistungsverbrauch der Anlage erhöhen und die Anlage sogar zum Ausfall bringen könnten. Wegen ihrer guten elektrischen Isolation eignet sich die beschriebene Vorrichtung insbesondere zum Reinigen von Abgasen fossiler Brennstoffe, vorzugsweise von Dieselmotoren, welche erhebliche elektrisch leitfähige Rußanteile aufweisen. Die Vorrichtung ist jedoch auch mit Vorteil anwendbar zum Reinigen von Gasen, welche mit elektrisch leitfähigen Tröpfchen beladen sind, die sich ebenfalls aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit nicht in den Isolierspalten ablagern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders einfach aufgebaut, weil keine aufwendigen Konstruktionen zur Reinigung der Isolierspalte 14 erforderlich sind. Das zu reinigende Gas selbst wird als Spülgas verwendet und ersetzt daher zusätzliche Maßnahmen. Durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit der Gase vermeidet man die Ablagerung elektrisch leitfähiger Partikel im Spaltbereich und somit elektrische Kriechstrδme zwischen den Elektroden, weil die Isolationsstrecke durch die Gase freigeblasen wird. Durch die Anordnung einer oder mehrerer in Reihe angeordneter Kammertrennwände 13 im Koagulator 10 möglichst dicht an der Gaseintrittsstelle 20 und der Gasaustritt sstelle 21 erreicht man die notwendige elektrische Isolation ohne zusätzliche Vorrichtungen und auch ohne Zuführung von äußerer Energie. Die Ringspalte 14 und ggf. 17 müssen so dimensioniert sein, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Gase im Spaltbereich sehr große Werte annimmt, um eventuelle Ablagerungen im Spalt rasch wieder wegzublasen. Der Koagulator 10 besitzt durch die getroffenen Maßnahmen eine Selbstreinigung des kritischen Isolationsbereiches .

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Reinigen von Gasen von elektrisch leitfähigen Teilchen oder Tröpfchen, insbesondere zum Reinigen von Abgasen fossiler Brennstoffe, vorzugsweise von Dieselmotoren, unter Verwendung eines von den zu reinigenden Gasen durchströmten elektrischen Hochspannungsfeldes , welches an elektrisch gegeneinander isolierten Elektroden anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß als Spülgas das zu reinigende Abgas (20) verwendet; ist, welches durch einen Spalt (14, 17) zwischen den Oberflächen unterschiedlichen Potentials mit erhöhter Geschwindigkeit hindurchgeführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt als konzentrischer Ringspalt (14, 17) zwischen wenigstens zwei hohlzyllndr ischen Elektroden (11, 12) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt ( 14 , 17) in einer Kamnertrennwand (13, 16) aus Isolierstoff angeordnet ist, welche senkrecht zu den Elektroden (11, 12) verläuft.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (14, 17) in einer

Wand (13, 16) aus Keramik oder temperaturbeständigem Kunststoff angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wände (13, 16) mit mehreren Spalten ( 14 , 17) hintereinander angeordnet sind