DE1025390B

DE1025390B - Electrostatic precipitator

Info

Publication number: DE1025390B
Application number: DEM31230A
Authority: DE
Inventors: Hubregt De Haas Van Dors Arend; Dr Johannes Gerardus De Graaf; Dick Zaalberg
Original assignee: Masch Fabriek Kiekens N V
Current assignee: Masch Fabriek Kiekens N V
Priority date: 1955-08-02
Filing date: 1956-07-25
Publication date: 1958-03-06

Description

DEUTSCHESGERMAN

Es ist bekannt, Staub u. dgl. aus einem Gasstrom zu entfernen, indem man diesem eine elektrische Ladung gibt und den geladenen Staub an einer geerdeten oder entgegengesetzt geladenen Oberfläche abfängt.It is known to remove dust and the like from a gas stream by giving it an electrical charge and traps the charged dust on a grounded or oppositely charged surface.

Eines der Verfahren zum elektrischen Aufladen des Staubs besteht darin, daß man zwischen einem als Sprühelektrode dienenden leitenden Draht, Stab od. dgl. und einer gegenüberliegenden leitenden Oberfläche, die als Niederschlagselektrode dient, ein elektrisches Feld erzeugt. Eine solche Niederschlagselektrode kann dabei durch einen die Sprühelektrode bzw. -elektroden umfassenden Zylinder gebildet werden. Ist der Durchmesser der Sprühelektrode klein, und/oder zeigt ihre Oberfläche weniger oder mehr spitzenförmige Vorsprünge, so entsteht beim Anlegen einer genügend hohen Spannung eine sogenannte Coronaentladung. In den bei weitem meisten Fällen gibt man der Sprühelektrode eine negative Spannung in bezug auf die Niederschlagselektrode.One of the methods of electrically charging the dust is to switch between an as Spray electrode serving conductive wire, rod or the like. And an opposite conductive surface, the serves as a collecting electrode, generates an electric field. Such a collecting electrode can be formed by a cylinder comprising the spray electrode or electrodes. Is the diameter of the spray electrode is small, and / or its surface shows fewer or more pointed projections, this results in when a sufficiently high voltage is applied, a so-called corona discharge. In most of them by far In cases, the spray electrode is given a negative voltage with respect to the collecting electrode.

Ein Nachteil solcher Vorrichtungen ist die Verschmutzung der Oberfläche der Niederschlagselektrode, die zu einer Beeinträchtigung der Wirkung (Abschwächung des elektrischen Feldes) der Vorrichtung führt. Zwar versucht man diese Nachteile aufzuheben durch regelmäßiges Reinigen, z. B. Abkratzen der Oberfläche während des Betriebes. Aber wie bekannt, besteht hierbei die Gefahr, daß die gelockerten Teilchen wieder in den Gasstrom kommen und auf diese Weise das Gas wieder verunreinigen. (Lowe und Lucas: Brit. I. Applied Phys. Supplement Nr. 2, 1953, S. 40 bis 47). Die damit zusammenhängende Forderung einerseits zur Vorsicht läuft andererseits der Forderung einer schnellen und einfachen Reinigungsweise zuwider. Diese Nachteile werden bekanntlich dadurch aufgehoben, daß man die Innenoberfläche der zylinderförmigen Niederschlagselektrode mit einem Wasserfilm versieht. Dieser Kunstgriff hebt jedoch nicht den Nachteil dieser Vorrichtungen auf, nämlich, daß bei zunehmender Durchströmungsgeschwindigkeit des zu reinigenden Gases immer mehr Staubteilchen die Niederschlagselektrode nicht mehr erreichen, es sei denn, daß man die Vorrichtung viel langer macht, was jedoch seine praktischen Grenzen hat.A disadvantage of such devices is the contamination of the surface of the collecting electrode, which leads to an impairment of the effect (weakening of the electric field) of the device leads. Tried though you can eliminate these disadvantages by regular cleaning, z. B. Scraping the surface during the Operation. But as is known, there is a risk that the loosened particles will be returned to the gas flow come and in this way contaminate the gas again. (Lowe and Lucas: Brit. I. Applied Phys. Supplement No. 2, 1953, pp. 40 to 47). The related demand on the one hand for caution on the other hand runs counter to the requirement for a quick and easy cleaning method. These disadvantages are known to be canceled by removing the inner surface of the cylindrical precipitation electrode provided with a film of water. However, this trick does not remove the disadvantage of these devices on, namely that with increasing flow rate of the gas to be cleaned more and more Dust particles can no longer reach the collecting electrode, unless the device is used for much longer does what, however, has its practical limits.

Dieser Nachteil wird gemäß vorliegender Erfindung dadurch behoben, daß als Niederschlagselektrode ein oder mehrere sich hauptsächlich frei von Wänden bewegende Flüssigkeitsfilme dienen. Solange dieser Film noch einen Zusammenhang aufweist, spielen sich im Fall einer Coronaentladung mehr oder weniger dieselben Prozesse ab wie bei dem bekannten Verfahren mit Bespülung der Innenoberfläche der Niederschlagselektrode. Aber die Eigentümlichkeit eines nach der Erfindung verwendeten Flüssigkeitsfilmes besteht darin, daß er an einem gewissen Punkt in Tropfen zerfällt, so daß nunmehr Mischung des zu reinigenden Gases mit den Niederschlagselektrodentropfen auftritt, was eine Verkürzung derThis disadvantage is remedied according to the present invention in that a or several liquid films, mainly moving freely from walls, are used. As long as this film is another one In the case of a corona discharge, more or less the same processes take place as with the known method with flushing of the inner surface of the collecting electrode. But the A peculiarity of a liquid film used according to the invention is that it is on a certain Point disintegrates into drops, so that the gas to be cleaned is now mixed with the collecting electrode drops occurs, which is a shortening of the

Anmelder:Applicant:

Machinefabriek Kiekens N. V.,
Landsmeer (Niederlande)Machinefabriek Kiekens NV,
Landsmeer (Netherlands)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Amthor, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Eysseneckstr. 36Representative: Dipl.-Ing. R. Amthor, patent attorney,
Frankfurt / M., Eysseneckstr. 36

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 2. August 1955Claimed priority:
Netherlands August 2, 1955

Arend Hubregt de Haas van Dorsser, Den Haag,Arend Hubregt de Haas van Dorsser, The Hague,

Dr. Johannes Gerardus de Graaf, Rijswijk,Dr. Johannes Gerardus de Graaf, Rijswijk,

und Dick Zaalberg, Den Haag (Niederlande),and Dick Zaalberg, The Hague (Netherlands),

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Strecke, welche der Staub nach der Niederschlagsoberfläche zurücklegt, mit sich bringt und damit zur Erhöhung des Niederschlagswirkungsgrades führt.Distance, which the dust travels after the surface of the precipitation, brings with it and thus to the increase the precipitation efficiency leads.

Die Vermischung kann z. B. gefördert werden, indem man einen gesonderten Gasstrom in das Gebiet, wo sich die Tropfen befinden, einführt oder auf andere bekannte Weise.The mixing can, for. B. be promoted by putting a separate gas stream in the area where the drops are located, introducing, or in any other known manner.

Die gebildeten Tropfen erhöhen den Niederschlagswirkungsgrad, ohne daß die Vorrichtung unnötig lang wird, und außerdem zeigt sich, daß gröbere Teilchen besser entfernt werden können.The droplets formed increase the precipitation efficiency without the device being unnecessarily long becomes, and it also shows that coarser particles can be removed better.

Man hat bis jetzt offensichtlich erwartet, daß es vorteilhaft wäre, von Anfang an Tropfen als Auffangelektroden zu verwenden, aber wie bekannt, zeigen die auf diesem Prinzip beruhenden Einrichtungen große Nachteile.It has apparently been expected up to now that it would be advantageous to use drops as collection electrodes from the start to use, but as is known, the devices based on this principle show great disadvantages.

Bei einer bekannten Einrichtung (britische Patentschrift 421811) verwendet man einen geladenen Wassernebel. Der Zerstäuber steht dazu unter einer negativen Spannung in bezug auf ein Gitter, das die Staubteilchen aufzuladen hat. Die Lage des Gitters in bezug auf den Zerstäuber ist dabei derart, daß auch dazwischen ein elektrisches Feld auftritt, was eine Verunreinigung des Zerstäubers zur Folge hat und wodurch die oben in dieser Beschreibung genannten Nachteile auftreten. Außerdem stellt sich heraus, daß das Aufladen mittels eines Gitters wenig wirksam ist.One known device (British Patent 421811) uses a charged one Water mist. The atomizer is under a negative voltage with respect to a grid that the Has to charge dust particles. The position of the grid in relation to the atomizer is such that there is also in between an electric field occurs, which results in contamination of the atomizer and thereby the disadvantages mentioned above in this description occur. It also turns out that charging is not very effective by means of a grid.

Auch weitere bekannte Einrichtungen (britische Patentschrift 556 939, USA. - Patentschrift 2 357 354) weisen ungünstige Feldverhältnisse bzw. kurze Sprüh-Also other known devices (British patent 556 939, USA - patent 2 357 354) show unfavorable field conditions or short spray

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bereiche auf, so daß nur mit sehr kleinen Gasgeschwindigkeiten gearbeitet werden kann.areas on so that only with very small gas velocities can be worked.

Aus dem Obenstehenden geht hervor, daß es nach der Erkenntnis des Erfinders angebracht ist, auf den Verlauf des elektrischen Feldes zu achten. Nach der Erfindung empfiehlt es sich, in Gasströmungsrichtung gesehen, den Flüssigkeitsfilm sich bereits vor der Sprühzone bilden zu lassen. Dadurch wird das elektrische Feld weitaus am stärksten zwischen der öder den Elektroden und dem bzw.From the above it follows that according to the inventor's knowledge, it is appropriate to the course of the electric field. According to the invention, it is recommended, seen in the direction of gas flow, the To allow a liquid film to form before the spray zone. As a result, the electric field is much greater strongest between the or the electrodes and the or

Aufladung findet erst dann statt, nachdem das Gas oder der Dampf den Spritzkopf bzw. die Spritzköpfe passiert hat, so daß diese nicht verschmutzen. Auch die Wand verschmutzt nicht.Charging only takes place after the gas or steam has passed the spray head or spray heads so that it does not get dirty. The wall doesn't get dirty either.

Die Flüssigkeit kann sich in verschiedenen Richtungen bewegen, z. B. senkrecht in die Höhe oder nach unten, waagerecht-oder schräg. Wenn der Flüssigkeitsfilm frei fällt, bieten sich konstruktive Vorteile.The liquid can move in different directions, e.g. B. vertically upwards or downwards, horizontally or at an angle. When the liquid film is free falls, there are constructive advantages.

Reihe von Sprühelektroden 7 und außerdem in der Mitte eine Sprühelektrode befindet.Row of spray electrodes 7 and also located in the middle of a spray electrode.

In der Fig. 5 ist beispielsweise der Fall gezeichnet, bei dem die Flüssigkeitsfilme einen kegelförmigen oder pyramidalen Verlauf haben.In FIG. 5, for example, the case is drawn in which the liquid films have a conical or have a pyramidal course.

Wenn die Sprühelektroden Drähte sind, können sie Vorsprünge haben. Das Material muß natürlich leitend sein, z. B. Wolfram. """"$* If the spray electrodes are wires, they can have protrusions. The material must of course be conductive, e.g. B. tungsten. """" $ *

Außer aus Wasser kann der Film auch aus anderen den Flüssigkeitsfilmen und sehr schwach zwischen den i° Flüssigkeiten bestehen, vorausgesetzt, daß sie leitend smC Sprühelektroden und dem oder den Spritzköpfen. Die Der in der Zeichnung als ein System von Rinnen angeIn addition to water, the film can also consist of other liquid films and very weakly between the liquids, provided that they are conductive Spray electrodes and the spray head (s). The in the drawing indicated as a system of gutters

gebene Tropfensammler 11 kann auch anders ausgeführt sein.given drop collector 11 can also be designed differently.

Die zu reinigenden Gase oder Dämpfe können sehr ver-15 schiedener Art sein, z. B. Luft, Rauchgase, Abgase chemischer Fabriken, wie Schwefelsäurefabriken, Kokereien usw. Auch der Staub kann verschiedener Natur sein. Es wird z. B. an Zementstaub, Ruß, Tabakstaub, Kakaopulver gedacht. Die niederzuschlagenden Teilchen brau-Der Flüssigkeitsfilm kann flach sein, aber z. B. auch 2° chen auch nicht fest zu sein; auch flüssige Teilchen (z. B. gebogen wie eine Zylinderfiäche. Wenn mehrere davon Schwefelsäure) können entfernt werden. Es tritt außerzur Anwendung kommen, können ihre Flächen parallel dem eine Waschung der Gase oder Dämpfe auf.
verlaufen wie bei konzentrischen Zylindern; manche oder Zum Verdeutlichen der überraschenden Vorteile, dieThe gases or vapors to be cleaned can be of very different types, e.g. B. air, flue gases, exhaust gases from chemical factories, such as sulfuric acid factories, coking plants, etc. The dust can also be of various types. It is z. B. thought of cement dust, soot, tobacco dust, cocoa powder. The particles to be precipitated brew-The liquid film can be flat, but e.g. B. also 2 ° also not to be firm; Liquid particles (e.g. curved like a cylinder surface. If several of them are sulfuric acid) can also be removed. In addition to being used, their surfaces can be used in parallel with the washing of gases or vapors.
run like concentric cylinders; some or to illustrate the surprising benefits that

alle können Winkel miteinander bilden wie bei drei- oder mit Vorrichtungen gemäß der Erfindung gegenüber den mehrseitigen Prismen; ihre Flächen können die Ober- 25 bisher bekannten Vorrichtungen erzielt werden, sind nachfläche einer drei- oder mehrseitigen Pyramide bilden. stehend die Ergebnisse durchgeführter Vergleichsversucheall can form angles with one another as in the case of three or with devices according to the invention with respect to the multi-sided prisms; their surfaces can be achieved by means of devices known to date, are after surface form a three or more sided pyramid. standing the results of comparative tests carried out

Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. However, the invention is not limited to these embodiments.

Es sei betont, daß im vorliegenden mit Spritzkopf ein Mundstück, z. B-. Breitstrahler gemeint ist, das primär einen Flüssigkeitsfilm entstehen läßt und nicht einen Zerstäuber, der sofort Tropfen oder einen Nebel abgibt. In der Zeichnung wird die Erfindung an Hand einiger schematischer Darstellungen erläutert, die Anordnungen mit frei fallenden Flüssigkeitsfilmen zeigen.It should be emphasized that in the present case with a spray head Mouthpiece, e.g. B-. Broad emitter is meant that primarily creates a liquid film and not one Atomizer that instantly emits drops or a mist. In the drawing, the invention is based on some Schematic representations explained showing arrangements with free-falling liquid films.

Das zu reinigende Gas tritt in einen von einer geerdeten Wand 1 umgebenen Raum ein. Durch das geerdete Rohr 2 strömt über Spritzköpfe 3 Wasser ein, das einen Film 4 bildet, der weiter unten in Tropfen 5 zer-The gas to be cleaned enters a room surrounded by a grounded wall 1. Through the grounded Pipe 2 flows in via spray heads 3 with water, which forms a film 4, which further downwards disintegrates into drops 5.

in einer Tabelle zusammengestellt:compiled in a table:

11 22 33 44th 55 66th 3,53.5 900900 1313th 6767 9595 9595 77th 18001800 99 3838 6767 9595 13,513.5 35003500 66th 88th 5050 9595

3535

Die Versuche wurden ausgeführt mit Reisstärke (Korngröße 3 bis 7 Mikron), die in Luft verteilt worden war. Spalte 1 zeigt die Durchströmungsgeschwindigkeit der Luft in m/Sek., Spalte 2 die Menge der durchgeführten Luft in m³/Std. In Spalte 3 ist die Menge an Stoff inThe tests were carried out with rice starch (grain size 3 to 7 microns) which had been dispersed in air. Column 1 shows the flow rate of the air in m / sec., Column 2 the amount of air passed through in m ³ / hour. In column 3 is the amount of substance in

fällt; bei 6 kann, wenn erwünscht, von der Seite Luft ein- 40 Gramm pro m³ der ungereinigten Luft dargestellt. In den geführt werden. Ein Sprühdraht 7 ist zwischen einem Spalten 4, 5 und 6 ist der Niederschlagswirkungsgrad (%) Gewicht 8 und — über einen Isolator 9 — einem negativ dargestellt. Dabei betrifft Spalte 4 eine Vorrichtung mit geladenen Hochspannungselement 10, das natürlich von nur Wassertropfen (britische Patentschrift 556 939), der Wand 1 isoliert ist, gespannt. Der Tropfensammler 11 Spalte 5 einen sogenannten !-nassen Cottrell« (Wände besorgt für die Abführung des Wassers. Die gereinigte Luft 45 spült mit einem Wasserfilm) mit einer Länge, welche ververläßt die Einrichtung bei 12. glichen werden kann mit der Länge der \^rorrichtung, auffalls; at 6, if desired, 40 grams per m ³ of uncleaned air can be represented from the air side. In the lead. A spray wire 7 is between a column 4, 5 and 6, the precipitation efficiency (%) weight 8 and - via an insulator 9 - a negative. Column 4 relates to a device with a charged high-voltage element 10, which is naturally tensioned by only water droplets (British patent specification 556 939), the wall 1. The drop collector 11 column 5 is a so-called! -Wet cottrell (walls are responsible for the removal of the water. The cleaned air 45 flushes with a film of water) with a length which leaves the device at 12. can be equal to the length of the \ ^r device, on

welche die Spalte 6 sich bezieht. In Spalte 6 sind die Ergebnisse mit einer Vorrichtung nach der Erfindung mit senkrecht aufeinanderstehenden Wasserfilmen und je einer Sprühelektrode pro Abteilung angegeben.which column 6 refers to. In column 6 are the results with a device according to the invention with perpendicular water films and one spray electrode per division.

Die Daten sprechen für sich. Bei einer kleinen Strömungsgeschwindigkeit der Luft ist der Wirkungsgrad bei der Anordnung nach der Erfindung ebenso gut wie beim "nassen Cottrell«; der Wirkungsgrad bleibt jedoch auchThe data speak for themselves. At a small flow velocity the efficiency of the arrangement according to the invention is just as good as that of the air "wet Cottrell"; however, the degree of efficiency also remains

In den Fig. 1 und 5 ist der Fall wiedergegeben, daß der Isolator 9 bis unter den Spritzkopf 3 reicht, so daß der Flüssigkeitsfilm 4 sich noch vor der freien Oberfläche der Sprühelektrode ausbildet.In Figs. 1 and 5, the case is shown that the insulator 9 extends below the spray head 3, so that the Liquid film 4 is formed in front of the free surface of the spray electrode.

Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht
auf eine derartige schematisch dargestellte Anordnung,
man kann z. B. den Draht 7 auch zwischen den angegebenen Isolator 9 und einen festen Isolator bei 8 spannen,
man kann gegenüber einer Filmfläche auch mehr als eine 55 bei hohen Luftgeschwindigkeiten konstant.
Sprühelektrode anbringen, und zwar derart, daß der
Flüssigkeitsfilm sich zwischen zwei ζ. B. parallelen Sprühelektroden ausbreitet. Man kann zwischen Niederschlagsund Sprühelektrode (bzw. -elektroden) positive oder negative Hochspannung anlegen. Sehr zweckmäßig ist eine 60
Anordnung derart, daß die Filme den Raum in Abteilungen unterteilen und sich in jedem Teilbereich wenigstens eine Sprühelektrode befindet (Fig. 2 und 3).The invention is of course not restricted
on such a schematically shown arrangement,
you can z. B. also stretch the wire 7 between the specified insulator 9 and a solid insulator at 8,
one can also have more than a 55 constant at high air velocities compared to a film surface.
Apply spray electrode in such a way that the
Liquid film is between two ζ. B. spreads parallel spray electrodes. You can apply positive or negative high voltage between the precipitation and spray electrode (or electrodes). A 60 is very useful
Arrangement such that the films divide the room into compartments and there is at least one spray electrode in each section (Figs. 2 and 3).

In den Fig. 2 und 3 stellen 3 und 13 vier Spritzköpfe dar und 7 vier zwischen den Wasserfilmen liegende Sprühelektroden. In FIGS. 2 and 3, 3 and 13 represent four spray heads and 7 four spray electrodes located between the water films.

In den Fig. 2 und 3 sind die Spritzköpfe rechteckig, in der Fig. 4 sind zwei runde, konzentrische Spritzköpfe dargestellt. Im letzteren Fall erhält man zwei zylindrische Filme, zwischen denen sich, z. B. im Kreis verteilt, eineIn FIGS. 2 and 3 the spray heads are rectangular, in FIG. 4 two round, concentric spray heads are shown. In the latter case, two cylindrical films are obtained between which, e.g. B. distributed in a circle, a

Claims

Patent claims:

1. Electrostatic precipitator, characterized in that one or more are mainly as the precipitation electrode Liquid films moving freely from walls are used.

2. Electric filter according to claim 1, characterized in that one or more free falling liquid films are used.

3. Electrostatic precipitator according to claims 1 and 2, characterized in that the liquid films the Divide the filter room into compartments and arrange at least one spray electrode in each compartment is.

4. Electric filter according to claims 1 to 3, characterized characterized in that the means (spray heads) used to generate the liquid films, in Viewed gas flow direction, are arranged in front of the spray zone.

5. Electric filter according to claims 1 to 4, characterized by means for introducing a side gas stream, for the purpose of mixing the liquid droplets that occur when the liquid films disintegrate with the gas stream to be cleaned.

1 sheet of drawings