DE2914340A1 - METHOD AND EQUIPMENT FOR REMOVING PARTICLES FROM A GAS STREAM - Google Patents
METHOD AND EQUIPMENT FOR REMOVING PARTICLES FROM A GAS STREAMInfo
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- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Description
DR. BERG DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR DR. BERG DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR
FATfcNTAMWALTEFATfcNTAMWALTE
Postfach 860245 -8000 München 86 2914340 P.O. Box 860245 -8000 Munich 86 2914340
Λ0Λ0
Anwaltsakte: 29 970Attorney's file: 29,970
Γ S, Aurii 1379Γ S, Aurii 1379
Monsanto CompanyMonsanto Company
St. Louis, Missouri/USASt. Louis, Missouri / USA
Verfahren und Einrichtung zum Entfernen von Teilchen aus einemMethod and apparatus for removing particles from a
GasstromGas flow
»m/XX/Ktz»M / XX / Ktz
• (019)9IM72 "hhtmatiK • (019) 9IM72 "hhtmatiK Uakkoatm: Hypo-Btek München 4410123t» Uakkoatm: Hypo-Btek Munich 4410123t »
911273 BERGSTAPFPATENT MUeclnn (BLZ 70020011) Swiil Codt: HYPO OE MM911273 BERGSTAPFPATENT MUeclnn (BLZ 70020011) Swiil Codt: HYPO OE MM
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Anwaltsakte: 29 970 ο η ι / ο/ λ Attorney's file: 29 970 ο η ι / ο / λ
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Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Entfernen von Teilchen aus einem Gasstrom, insbesondere von unlöslichen, festen Teilchen mit einer Submikron-Partikelgröße (d.h. mit einer Größe bzw. einem Durchmesser zwischen 50 und 2000 A ) mit Hilfe einer Faserbett-Auffangeinrichtung, aus welcher die aufgefangenen unlösbaren festen Teilchen während des Betriebs entfernt werden können, ohne daß das Faserbett herausgenommen und vom Kundendienst gereinigt werden muß.The invention relates to a device and a method for Removing particles from a gas stream, particularly insoluble, solid particles having a submicron particle size (i.e. with a size or diameter between 50 and 2000 Å) with the help of a fiber bed collecting device which the trapped insoluble solid particles can be removed during operation without taking out the fiber bed and must be cleaned by customer service.
Industrielle Abgase und Gasströme enthalten oft unerwünschte feste Teilchen, welche aus dem Gasstrom im Hinblick auf die Umwelt- und Verfahrensanforderungen getrennt werden müssen. Teilchen mit einer Partikelgröße von drei oder mehr Mikron können mit einem hohen Wirkungsgrad in vielen Arten herkömmlicher Trenn- oder Abscheideeinrichtungen ohne weiteres rückgewonnen werden. Kleinere Teilchen und insbesondere solche mit Submikrongröße und hierbei vor allem solche mit einer Größe von unter etwa 0,2 μΐη sind mit einem hohen Wirkungsgrad schwieriger zu trennen und abzuscheiden.Industrial exhaust gases and gas streams often contain undesirable ones solid particles which have to be separated from the gas stream with regard to environmental and process requirements. Particles with a particle size of three or more microns can be used in many ways with high efficiency Separating or separating devices are easily recovered. Smaller particles and especially those of submicron size and especially those with a size of less than about 0.2 μm are more difficult to achieve with a high degree of efficiency separate and separate.
Im allgemeinen werden zur Partikeltrennung und -Abscheidung sogenannte Faserbe. tt-Trenn- oder Abscheideeiirichtungen verwendet, welche in drei Gruppen eingeteilt werden können; solche mit einem hohen Wirkungsgrad bezüglich Submikronteliehen, solche In general, so-called fiber filters are used for particle separation and separation. tt separation or separation devices used, which can be divided into three groups; borrowing those with high submicron efficiency, those
mit hoher Geschwindigkeit und sogenannte Zerstäubungs- Auffangen - at high speed and so-called atomization collection -
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einrichtung (Spray catcher).facility (spray catcher).
Bei mit hohem Wirkungsgrad arbeitenden Faserbett-Trenneinrichtungen werden üblicherweise Fasern von 5 bis 20 μπι, z.B. Glasfasern verwendet, die in einem Betthohlraumanteil von 85 bis 98% gepackt angeordnet sind, um Submikronteilchen mit einem Wirkungsgrad von 95 bis 98%, aber bei niedrigen Gasströmungsgeschwindigkeiten (d.h. Bettgeschwindigkeiten) üblicherweise von bis zu etwa 0,15 m/s zu trennen. Bei Bettgeschwindigkeiten über diesem Wert nimmt der Druckabfall durch das Faserbett erheblich zu, worauf dann auch die Energieanforderungen ansteigen. Flüssige Teilchen, wie Sprühnebel, usw., fließen während des Betriebs wirksam aus dem Faserbett. Leicht lösbare feste Teilchen können während des Betriebs aus derartigen Faserbetten dadurch entfernt werden, daß das Faserbett mit einer Flüssigkeit berieselt wird, in welcher die festen Teilchen ohne weiteres gelöst werden. Gasströme, die eine merkliche Ladung von unlöslichen festen Teilchen, insbesondere mit einer Größe von über 1μΐη enthalten, können selbst mit einer Berieselung in mit hohem Wirkungsgrad arbeitenden Faserbett-Trenneinrichtung behandelt werden, ohne daß sich allmählich unlösbare Teilchen in dem Faserbett ansammeln, bis das Faserbett entweder verstopft wird, oder der Druckabfall durch das Faserbett infolge der Verstopfung in unannehmbarer Weise angestiegen ist, so daß dann das Faserbett zum Reinigen oder Auswechseln vom Kundendienst herausgenommen werden muß.With fiber bed separators working with high efficiency Usually fibers from 5 to 20 μm, e.g. glass fibers which are packed in a bed void fraction of 85 to 98% are used to produce submicron particles with a Efficiency of 95 to 98%, but usually at low gas flow rates (i.e. bed velocities) separated by up to about 0.15 m / s. At bed speeds Above this value, the pressure drop through the fiber bed increases considerably, whereupon the energy requirements also increase. Liquid particles such as spray, etc. flow efficiently from the fiber bed during operation. Easily soluble solid particles can be removed from such fiber beds during operation in that the fiber bed with a liquid is sprinkled in which the solid particles are easily dissolved. Gas flows that have a noticeable charge of insoluble solid particles, in particular with a size of over 1μΐη, can even with a sprinkling in with high Efficiency working fiber bed separator can be treated without gradually insoluble particles in the Build up the fiber bed until the fiber bed either becomes clogged or the pressure drop through the fiber bed due to the clogging has risen in an unacceptable manner, so that the fiber bed is then taken out for cleaning or replacement by customer service must become.
Mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Faserbett-Trenneinrich-Fiber bed separators operating at high speed
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tungen werden in solchen Anwendungsfällen verwendet* wo hohe GasStrömungsgeschwindigkeiten (z.B. Bettgeschwindigkeiten von 1,5 bis 3 m/s) gefordert werden und eine weniger wirksame Trennung von Submikronteilchen zugelassen werden kann. Bei dieser Art Filterbett-Trenneinrichtung werden üblicherweise Fasern mit einem Durchmesser von 25 bis 50 μπι bei einem Betthohlraumteil von 85 bis 98% verwendet. Für einen vorgegebenen Betthohlraumanteil haben die oberen Fasern eines mit hoher Geschwindigkeit arbeitendenFaserbetts (im Vergleich zu einem mit hohem Wirkungsgrad arbeitenden Faserbett)eine erheblich kleinere Faseroberfläche pro Volumeneinheit des Faserbetts und folglich ein offeneres Fasernetzwerk. Folglich beruht diese Bettart stärker auf einem Trägheitseinklemm- oder -impaktionsmechanismus einer Teilchentrennung und hat infolgedessen einen schlechteren Wirkungs- ■ grad bei der Trennung von Submikronteilchen. Ein Beseitigen von unslöslichen, festen Teilchen aus derartigen Faserbetten durch Berieseln oder Spülen ist für geringere Teilchenladungen und für Teilchen einer Größe von bis zu 2um möglich; aber auch hier kommt es wieder zu einem allmählichen Anstieg des Druckabfalls und schließlich zu einem Verstopfen aufgrund der Schwierigkeit, größere Teilchen, die bei den meisten Anwendungen vorhanden sind, zu entfernen, wobei dann nach einigen Betriebstagen oder -wochen zum Entfernen, zum Reinigen oder Auswechseln der Kundendienst erforderlich ist.tings are used in such applications * where high Gas flow rates (e.g. bed velocities of 1.5 to 3 m / s) and a less effective separation of submicron particles can be allowed. At this Type of filter bed separating device are usually fibers with a diameter of 25 to 50 μm in the case of a bed cavity part used from 85 to 98%. For a given bed void fraction, the top fibers have one at high speed working fiber bed (compared to one with high efficiency working fiber bed) a considerably smaller fiber surface per unit volume of the fiber bed and consequently a more open one Fiber network. Consequently, this type of bed relies more on an inertial entrapment or impact mechanism of particle separation and consequently has poorer efficiency in ■ separating submicron particles. An elimination of insoluble, solid particles from such fiber beds by sprinkling or rinsing is for lower particle loads and possible for particles up to 2 µm in size; but here, too, there is again a gradual increase in the pressure drop and finally to clogging due to the difficulty of removing larger particles, which is present in most applications. after a few days or weeks of operation for removal, cleaning or replacement, contact customer service is required.
Schließlich werden noch Faserbetten mit sogenannten Sprüh- oder Zerstäubungseinrichtungen in solchen Anwendungsfällen verwendet,Finally, fiber beds with so-called spray or atomization devices are used in such applications,
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wo hohe Gasvolumen zu verarbeiten sind und nur große Teilchen mit einer Größe von 3 μπι oder größer getrennt werden müssen. Bei einer Sprüh- oder Zerstäubungsauffangeinrichtung werden üblicherweise Fasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 100 bis 300pm bei einem Betthohlraumanteil von 90 bis 98% verwendet. Diese Faserbetten haben die niedrigste Faserfläche pro Volumeneinheit von allen hier angeführten Faserbett-Trenneinrichtungen bei einem vorgegebenen Betthohlraumanteil. Sie beruhen meist gänzlich auf dem Trägheitsimpaktion- bzw. Einklemmtrennmechanismus. Folglich hat der Sprüh- oder Zerstäubungs auffangmechanismus den schlechtesten Wirkungsgrad, um Submikronteilchen zu trennen. Jedoch können selbst große (z.B. 5fim große) un^lösliche, feste Teilchen berieselt oder aus Faserbetten mit Sprühauffangeinrichtungen gespült werden.where high gas volumes are to be processed and only large particles with a size of 3 μm or larger have to be separated. A spray or mist collector typically uses fibers of an average diameter from 100 to 300 pm with a bed void ratio of 90 to 98%. These fiber beds have the lowest fiber area per unit volume of all fiber bed separating devices listed here for a given bed void fraction. she are mostly based entirely on the inertial impaction or pinch separation mechanism. As a result, the spray or atomization collection mechanism has the poorest efficiency to pick up submicron particles to separate. However, even large (e.g. five-inch) insoluble, solid particles can be sprinkled with or out Fiber beds are rinsed with spray collecting devices.
Bei der Erfindung werden Faserbetten mit Sprüh- oder Zerstäubungsauffangeinrichtungen zum Trennen von Teilchen, und insbesondere von unlöslichen, festen Teilchen aus Gasströmen bei hohen Bettgeschwindigkeiten von etwa 1,8 m/s oder mehr bei einem hohen Wirkungsgrad von mindestens 90% Trennung oder Abscheidung von Submikronteilchen und bei einer Flüssigberieselung des Faserbettes, um die aufgefangenen festen Teilchen zu entfernen, um einen langfristigen, fortlaufenden und kontinuierlichen Betrieb zu ermöglichen, ohne daß das Faserbett infolge einer Verstopfung zum Reinigen oder Austauschen vom Kundendienst herausgenommen werden muß. .. In the invention, fiber beds with spray or atomization traps for separating particles, and especially insoluble, solid particles from gas streams at high bed velocities of about 1.8 m / s or more with a high efficiency of at least 90% separation or separation of submicron particles and in the case of a liquid sprinkling of the fiber bed in order to remove the trapped solid particles in order to enable long-term, continuous and continuous operation without the fiber bed having to be removed by customer service as a result of clogging for cleaning or replacement. ..
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Der hier- verwendete Ausdruck "unlösliche feste Teilchen" besieht sich auf feste Teilchen, welche sich in Wasser oder einen anderen derartigen Flüssigkeit nicht auflösen, die als Berieselungsflüssigkeit gewählt werden kann^ oder welche eine derartig niedrige Löslichkeitsgeschwindigkeit in der Flüssigkeit haben, daß deren Löslichkeit nicht wirksam angwendet werden kann, um sie aus dem Faserbett zu entfernen.As used herein, "insoluble solid particles" includes on solid particles that do not dissolve in water or any other such liquid, which is used as a sprinkling liquid can be chosen ^ or which one such have a low rate of solubility in the liquid that their solubility cannot be effectively used can to remove them from the fiber bed.
Bekanntlich kann der Auffangwirkungsgrad der meisten Trenneinrichtungen, um Teilchen aus Gasen zu entfernen, elektrostatisch erhöht und verbessert werden. Trotzdem ist keine elektrostatisch verbesserte Faserbett-Trenneinrichtung bekannt, bei welcher die Schwierigkeit aufgrund einer allmählichen Zunahme des Druckabfalls durch das Faserbett infolge einer Verstopfung vermieden wird, aufgrund deren es dann schließlich erforderlich ist, daß das Faserbett vom Kundendient zum Reinigen oder Austauschen herausgenommen wird.As is well known, the collection efficiency of most separation devices, to remove particles from gases, electrostatically increased and improved. Even so, none is electrostatic improved fiber bed separator is known in which the difficulty is due to a gradual increase the pressure drop through the fiber bed due to clogging is avoided, due to which it will eventually become necessary is that the fiber bed is serviced by the customer for cleaning or replacement is taken out.
In den US-PS'en 3 874 858 und 3 958 958 sind eine Einrichtung und ein Verfahren zum Entfernen von Teilchen aus einem Gasstrom beschrieben, wobei eine (dicht) gepackte Naßreinigungseinrichtung verwendet wird, nachdem in einem elektrostatischen Feld zuerst eine elektrische Ladung auf die Partikel aufgebracht wird. Die geladenen Partikel werdenin der dichtgepackten Naßreinigungseinrichtung, welche elektrisch neutral gehalten ist, durch einen "AnZiehungskraft"-Mechanismus zwischen den geladenen Teilchen und der elektrisch neutralen Naßreinigungseinrichtung getrennt. Bei einem derartigen,in den beiden Patentschriften beschriebenenU.S. Patents 3,874,858 and 3,958,958 teach one device and a method for removing particles from a gas stream is described, wherein a (tightly) packed wet cleaning device is used after an electrical charge is first applied to the particles in an electrostatic field. the charged particles are in the densely packed wet cleaning device, which is kept electrically neutral, by a "Attraction" mechanism between charged particles and the electrically neutral wet cleaning device. In one such, described in the two patents
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Auf fang- und Sainmelmechanismus ist es erforderlich, daß der Gasstrom mit einer Geschwindigkeit strömt, die im Hinblick auf die Anziehungskräfte niedrig genug ist, um die Partikelgeschwindigkeit und den viskosen Strömungswiderstand des Gases auf die Teilchen zu überwinden. In den Druckschriften ist ein oberer Grenzwert von etwa 3m/s für die Bettgeschwindigkeit angegeben/ jedoch zeigen die dort angeführten Versuchsergebnisse, daß beispielsweise bei 1,2 bzw. 2,1 m/s der Auffang- und Sammelwirkungsgrad bezüglich der Submikronteilchen wesentlich unter 90% lag. Ferner ist die Einrichtung selbst sehr groß und fordert eine große Packungstiefe in Richtung der Gasströmung, z.B. in den angegebenen Beispielen 60 und 120 cm.On the catch and sainmel mechanism, it is necessary that the Gas stream flows at a velocity that is low enough in terms of attractive forces to keep the particle velocity and to overcome the viscous flow resistance of the gas on the particles. In the publications there is a upper limit of about 3m / s specified for the bed speed / however, the test results cited there show that, for example, at 1.2 and 2.1 m / s, the collection and collection efficiency was well below 90% in terms of submicron particles. Furthermore, the facility itself is very large and demanding a large packing depth in the direction of the gas flow, e.g. in the examples given 60 and 120 cm.
In der US-PS 4 029 482 werden Teilchen mit Hilfe* eines Trockenfaserbetts entfernt, nachdem zuerst in einem elektrostatischen Feld eine elektrische Ladung auf die Teilchen aufgebracht worden ist, wobei zumindest anfangs ein hoher Wirkungsgrad bei der Trennung von Submikronteilchen erzielt wird. Die geladenen Teilchen werden in dem Trockenfaserbett, welches einen (hohen) elektrischen Widerstand aufweist (d.h. nichtleitend ist); durch einen "Raumladungs"-Mechanismus getrennt, wobei die geladenen Partikel, welche in dem trocknen, nichtleitenden Faserbett aufgefangen und gesammelt werden, eine beträchtliche elektrische Ladungsdichte in dem Faserbett schaffen, wodurch vom Gas getragene, geladene Teilchen aus der Gasströmungsrichtung abgelenkt werden, um den Auffangswirkungsgrad des Faserbetts zu erhöhen. - |g _In US Pat. No. 4,029,482, particles are removed by means of a dry fiber bed after an electrical charge has first been applied to the particles in an electrostatic field, with at least initially high efficiency in separating submicron particles. The charged particles are in the dry fiber bed, which has a (high) electrical resistance (ie is non-conductive) ; separated by a "space charge" mechanism whereby the charged particles which are captured and collected in the dry, non-conductive fiber bed create a significant electrical charge density in the fiber bed, thereby deflecting gas-borne charged particles out of the direction of gas flow around the Increase the collection efficiency of the fiber bed. - | g _
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In der US-PS 4 029 482 ist zwischen einem "Raumladungs"-Mecha- ■ nismus und den bekannten "Bildkraff'-Mechanismen unterschieden, welche dasselbe zu sein scheinen, wie der in der OS-PS 3 874 858 erwähnte "Anziehungskraff-Mechanismus. In der US-PS 4 029 482 ist erwähnt, daß die "Bildkraff'-Mechanismen auf niedrige Gasströmungsgeschwindigkeit (d.h. Bettgeschwindigkeit) beschränkt sind und nur eine geringe Verbesserung bezüglich des Auffangwirkungsgrades bei Submikronteilchen schafft; dies sind, wie bereits erwähnt, die in den US-PS'en 3 874 858 undIn US Pat. No. 4,029,482, a "space charge" mechanism is between ■ nism and the well-known "Bildkraff" mechanisms, which seem to be the same as the one in the OS-PS "Attraction Mechanism" mentioned in US Pat. No. 3,874,858 4,029,482 is mentioned that the "Bildkraff" mechanisms on low gas flow rate (i.e. bed velocity) are limited and provide little improvement in submicron particle collection efficiency; this are, as noted, those in U.S. Patents 3,874,858 and US Pat
3 958 958 angeführten Nachteile.3,958,958 cited disadvantages.
Obwohl in der US-PS 4 029 482 diese Nachteile überwunden sind, wurde dies nur auf Kosten eines anderen größeren Nachteil erreicht, nämlich den Nachteil, daß das Faserbett nicht gereinigt werden kann, solange es in Betrieb ist, um einen niedrigen Druckabfall aufrechtzuerhalten. Die Trenneinrichtung in der US-PSAlthough these disadvantages are overcome in U.S. Patent 4,029,482, this has only been achieved at the expense of another major disadvantage, namely, the disadvantage that the fiber bed cannot be cleaned while it is in operation, to a low pressure drop maintain. The separator in US-PS
4 029 482 arbeitet so, daß aufgefangene Teilchen in dem Trockenfaserbett aufgebaut bzw. aufgeschaukelt werden, um die geforderte Raumladung zu schaffen. Bei einer konstanten Bettgeschwindigkeit nimmt der Druckabfall durch das Faserbett zu, wenn das Faserbett zunehmend mehr verstopft wird, bis zu einem bestimmten Zeitpunkt das Faserbett zur Überholung und Reinigung herausgenommen werden muß. Darüber hinaus ist der US-PS 4 029 482 zu entnehmen, daß ein Höchstwert des Auffangwirkungsgrades dieser Trenneinrichtung bei Bettgeschwindigkeiten von nur etwa 0,9 m/s liegt, während der Auffangwirkungsgrad bei höherenBettgeschwindigkeiten stark abfällt. _ 17 »4,029,482 operates so that trapped particles are in the dry fiber bed be built up or rocked to create the required space charge. At a constant bed speed the pressure drop through the fiber bed increases as the fiber bed becomes progressively more clogged, up to a certain level Time the fiber bed must be removed for overhaul and cleaning. In addition, U.S. Patent 4,029 482 it can be seen that a maximum value of the collection efficiency of this separation device at bed speeds of only about 0.9 m / s, while the collection efficiency is at higher bed speeds drops sharply. _ 17 »
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Von großer Bedeutung für die Erfindung sind die in der US-PS 4 029 482 angegebenen Versuche mit Faserbetten, die mit Sprühwasser befeuchtet wurden, und mit leitenden Faserbetten, was jedoch beides den Auffangwirkungsgrad nachteilig beeinflußte. Der US-PS 4 029 482 wurde dieser Abfall des Wirkungsgrads der Tatsache zugeschrieben, daß solche nassen Faserbetten oder leitende Faserbetten mit dem "Bildkraff-Mechanismus und nicht mit dem "Raumladungs"-Mechanismus arbeiten. Dem Stand der Technik ist somit zu entnehmen, daß bei der Anwendung der "Bildkraft"- oder der "Anziehungskraff-Auffangmechanismen niedrige Bettgeschwindigkeiten angewendet werden müssen und nur ein bescheidener Wirkungsgrad bezüglich der Trennung von Submikronteilchen erreicht wird. Ferner ist dem Stand der Technik zu entnehmen, daß diese Nachteile durch Anwenden des sogenannten "Raumladungs"-Mechanismus überwunden werden können, wobei jedoch ein neuer Nachteil in Kauf genommen werden muß, daß nämlich das Faserbett nicht von aufgefangenen, unlöslichen Teilchen sauber gehalten werden kann, so daß während des Betriebs der Druckabfall in dem Faserbett allmählich ansteigt, bis das Faserbett schließlich zur Wartung herausgenommen und gereinigt werden muß.Of great importance for the invention are the tests given in US Pat. No. 4,029,482 with fiber beds which are made with Water spray, and with conductive fiber beds, both of which, however, adversely affected the collection efficiency. U.S. Patent 4,029,482 has attributed this drop in efficiency to the fact that such wet fiber beds or conductive Fiber beds work with the "Bildkraff" mechanism and not with the "space charge" mechanism. State of the art Thus, it can be seen that using the "image force" or "attraction force containment" mechanisms, low bed velocities are observed must be applied and only a modest degree of efficiency in terms of separation of submicron particles is achieved. Furthermore, it can be seen from the prior art that these disadvantages are overcome by employing the so-called "space charge" mechanism can be overcome, but a new disadvantage must be accepted, namely the fiber bed can not be kept clean of trapped, insoluble particles, so that the pressure drop in the during operation Fiber bed gradually increases until the fiber bed must finally be removed for maintenance and cleaned.
Die Erfindung soll ein Verfahren und eine Einrichtung zum Entfernen von Teilchen aus einem Gasstrom schaffen, indem eine Faserbett-Auffangeinrichtung mit einem geringen Druckabfall in dem Faserbett verwendet wird. Ferner soll die Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zum Entfernen von Teilchen und insbesondere von unlöslichen, festen Teilchen, aus einemGasstrom mit Hilfe einer Faserbet\:-Auffangeinrichtung schaffen, ausThe invention is intended to provide a method and a device for removal of particles from a gas stream by placing a fiber bed trap with a low pressure drop in the fiber bed is used. Furthermore, the invention is intended to provide a method and an apparatus for removing particles, and in particular of insoluble, solid particles, from a gas stream with the help of a fiber bed \: - create a collection device, out
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welcher aufgefangene, unlösliche, feste Teilchen während des Betriebs entfernt werden können, ohne daß das Paserbett vom Kundendient zur Wartung herausgenommen werden muß.which trapped, insoluble, solid particles during operation can be removed without the customer having to use the Paserbett must be removed for maintenance.
Darüber hinaus schafft die Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung, bei welchen sogar Submikronteilchen aus dem Gasstrom mit einem hohen Auffangwirkungsgrad getrennt werden können. Ferner schafft die Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung, bei welchem ein Faserbett verwendet werden kann, um mit einem hohen Wirkungsgrad unlösliche, submikrongroße, feste Teilchen zu trennen, wobei die aufgefangenen, unlöslichen, festen Teilchen während des Betriebs entfernt werden, ohne daß dieser unterbrochen werden muß, um einem unanehmbaren Anstieg des Druckabfalls in dem Faserbett während eines langer andauernden Betriebs zuvorzukommen. Schließlich soll gemäß der Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung geschaffen werden, bei welchen eine kontinuierliche, fortlaufende Nutzungsdauer einer Faserbett-Trenneihrichtung für unlösliche, feste Teilchen nicht langer dadurch beschränkt wird, wie schnell das Faserbett verstopft wird.In addition, the invention provides a method and a device in which even submicron particles can be separated from the gas stream with a high collection efficiency. Further The invention provides a method and an apparatus in which a fiber bed can be used to with a high efficiency of separating insoluble, submicron solid particles, with the trapped, insoluble, solid particles removed during operation without interruption to an unacceptable increase in pressure drop to forestall in the fiber bed during long periods of operation. Finally, according to the invention, a A method and apparatus can be provided in which there is a continuous, on-going useful life of a fiber bed separation direction for insoluble solid particles is no longer limited by how quickly the fiber bed becomes clogged.
Hierbei wird beim erfindungsgemäßenVerfahren, bei welchem ein Teilchen enthaltender Gasstrom zuerst durch ein elektrostatisches oder Ionisierungssfeld geleitet wird, um eine positiv! oder negative Ladung auf die Teilchen aufzubringen, und dann durch ein Faserbett geleitet wird, gleichzeitig das Faserbett mit einer Flüssigkeit mit einer solchen Strömungsgeschwindigkeit Berieselt, daß zumindest ein ausreichender Teil des Faserbett aus-Here, in the method according to the invention, in which a particle containing gas flow is first passed through an electrostatic or ionization field to produce a positive! or negative To apply charge to the particles, and then passed through a fiber bed, simultaneously the fiber bed with a The liquid is sprinkled at such a flow rate that at least a sufficient part of the fiber bed is
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reichend -Flüssigkeit enthält, um so die elektrische Ladung von dem Faserbett und den darin aufgefangenen, geladenen Teilchen durch die Flüssigkeit zu zerstäuben bzw. gegen Erde abzuleiten, ohne daß eine nennenswerte Raumladung an den Fasern und den an dem Faserbett aufgefangenen Teilchen geschaffen wird. Hierbei kann eine Flüssigkeit verwendet werden, welche entweder selbstleitend ist oder welche während des Betriebs durchdie schwebenden und/oder in ihr gelösten Teilchen leitend wird.contains sufficient liquid so as to remove the electrical charge from the fiber bed and the charged particles trapped therein to atomize through the liquid or to dissipate to earth, without a significant space charge on the fibers and the particles captured in the fiber bed is created. A liquid can be used here, which is either self-conducting or which becomes conductive during operation due to the suspended and / or dissolved particles.
Die insbesondere zur Durchführung des vorstehend angeführten Verfahrens beschriebene Einrichtung gemäß der Erfindung weist ein Gehäuse mit Einlaß- und Auslaßseiten, einen Teilchen-Ladeabschnitt in dem Gehäuse mit einer ein elektrostatisches oder Ionisierungsfeld erzeugenden Einrichtung, ein Faserbett, das zwischen dem Teilchen-Ladeabschnitt und dem Auslaß angeordnet ist, eine Berieselungseinrichtung; um einen Flüssigkeitsstrom durch das Faserbett mit einer solchenStrömungsgeschwindigkeit zu schaffen, daß zumindest ein ausreichender Teil des Faserbetts ausreichend Flüssigkeit enthält, um fortlaufend die Ladung von dem Faserbett und den darin aufgefangenen, geladenen Teilchen über die Flüssigkeit an ein elektrisches Erdpotential abzugeben, ohne daß irgendeine nennenswerte Raumladung in dem Faserbett geschaffen wird.In particular, to carry out the above-mentioned procedure described device according to the invention comprises a housing with inlet and outlet sides, a particle loading section in the housing with an electrostatic or ionizing field generating device, a fiber bed that is between disposed in the particle loading section and the outlet, sprinkler means; around a flow of liquid through to provide the fiber bed at a flow rate such that at least a sufficient portion of the fiber bed is sufficient Liquid contains in order to continuously transfer the charge from the fiber bed and the charged particles trapped therein to deliver the liquid to an electrical ground potential without creating any significant space charge in the fiber bed will.
Obwohl das Verfahren und die Einrichtung gemäß der Erfindung sich eigenen, um irgendwelche flüssigen oder festen Teilchen aus Gasströmen bei einer hohen Bettgeschwindigkeit und mit einem hohen Auffangwirkungsgrad sogar für Submikrontelichen zu trennen,Although the method and apparatus according to the invention are suitable for any liquid or solid particles to separate from gas streams at a high bed velocity and with a high collection efficiency even for submicron cells,
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sind das Verfahren und die Einrichtung gemäß der Erfindung insbesondere anwendbar, um unlösliche, feste Teilchen mit einem hohen Wirkungsgrad und bei hohen Bettgeschwindigkeiten von etwa 1,8 bis 4,6 m/s oder mehr aus Gasen zu lösen.are the method and the device according to the invention in particular applicable to insoluble, solid particles with high efficiency and at high bed speeds of about Dissolve 1.8 to 4.6 m / s or more from gases.
Das bei der Einrichtung und dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendete Faserbett ist ein Bett aus Fasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 50 bis 1000 μπι und insbesondere von etwa 100 bis 500 \xm, die mit einem Betthohlraumanteil von mindestens 90% gepackt sind. Vorzugsweise werden Fasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 100 bis 250 um bei einem Betthohlraumanteil von etwa 95 bis 98% verwendet. Beispielsweise schaffen Fasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 200μΐη, die in einem Betthohlraumanteil von 95% gepackt sind, eine Faseroberfläche von etwa 1013 ma/m3.The fiber bed used in the device and the method according to the invention is a bed of fibers with an average diameter of about 50 to 1000 μm and in particular about 100 to 500 μm, which are packed with a bed void fraction of at least 90%. Preferably, fibers having an average diameter of about 100 to 250 used to in a bed void fraction of about 95 to 98%. For example, fibers with an average diameter of 200 μm, which are packed in a bed void fraction of 95%, create a fiber surface area of approximately 1013 m a / m 3 .
Obwohl die Ladung von dem Faserbett abgeleitet wird, so daß sich keine nennenswerte Ladung an den Fasern des Faserbettes entwickeln oder an den aufgefangenen Teilchen zurückbleiben kann, sind Raumladungswirkungen in der Gasphase in dem Faserbett insbesondere bei größeren Faserdurchmessern und bei größeren Teilchen vorhanden. In der bevorzugten Ausführungsform, bei welcher Fasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 100 bis 250 μπι verwendet werden, ist jedoch der Bildkräfte-Auffangmechanismus auf ein Höchstmaß gebracht und der Raumladungs-Sammelmechanismus ist auf ein Minimum herabgesetzt. In einer weniger bevorzugten Ausführungsform bei Fasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 500 bis ΙΟΟΟμπι ist der Raumladungs-Sammelmechanismus (in derAlthough the charge is derived from the fiber bed, so that no significant charge develops on the fibers of the fiber bed or may remain on the trapped particles, space charge effects in the gas phase in the fiber bed are in particular present with larger fiber diameters and larger particles. In the preferred embodiment in which fibers used with an average diameter of 100 to 250 μπι however, the image force collecting mechanism is maximized and the space charge collecting mechanism is reduced to a minimum. In a less preferred embodiment for fibers with an average diameter from 500 to ΙΟΟΟμπι is the space charge collection mechanism (in the
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Gasphase) auf einen Höchstwert gebracht, und der Bildkräfte-Mechnanismus ist auf ein Minimum herabgesetzt.Gas phase) brought to a maximum value, and the image forces mechanism is reduced to a minimum.
Vorzugsweise haben die verwendeten Fasern eine verhältnismäßig gleichförmige Verteilung der Faserdurchmesser innerhalb von .+30% des ausgewählten durchschnittlichen Faserdurchmessers. Solange "jedoch der durchschnittliche Faserdurchmesser in dem breiten im vorstehenden Absatz angegebenen Bereich liegt, kann auch ein großer Bereich der Faserdurchmesser-Verteilung zugelassen werden, vorausgesetzt, daß nicht mehr als etwa 10% der Fasern einen Durchmesser von unter 40 μΐη haben.The fibers used preferably have a relatively uniform distribution of the fiber diameter within. + 30% the selected average fiber diameter. As long as "however, the average fiber diameter in the broad is the range specified in the previous paragraph, a large range of fiber diameter distribution can also be permitted, provided that no more than about 10% of the fibers have a diameter of less than 40 μm.
Der Betthohlraumanteil, der als prozentualer Hohlraumvolumen-Bruchteil ausgedrückt ist, ist durch die folgende GleichungThe bed void fraction, expressed as a percentage void volume fraction is expressed by the following equation
definiert: n n defined: nn
v% „ * - P * 10° Df v% " * - P * 10 ° D f
wobei V% der prozentuale Hohlraumbruchteil, D» die Dichte des Fasermaterials und D die Packungsdichte des Faserbetts ist. Wenn beispielsweise Glasfasern mit einem spezifischenGewicht von beispielsweise 2,55 verwendet werden, ist die Dichte des Fasermaterials (D- ) 2,55g/cm3. Ein Bett aus Glasfasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 200μπι, die mit einer Packungsdichte (Df) von 0,11g/cm3 gepackt sind, haben einen Betthohlraumanteil (V%) von 95,6%.where V% is the percentage void fraction, D »is the density of the fiber material and D is the packing density of the fiber bed. For example, if glass fibers with a specific gravity of, for example, 2.55 are used, the density of the fiber material (D-) is 2.55g / cm 3 . A bed of glass fibers with an average diameter of 200μπι, which are packed with a packing density (D f ) of 0.11g / cm 3 , have a bed void fraction (V%) of 95.6%.
Wie den vorstehenden Ausführungen zu entnehmen ist, sind die bei der Erfindung verwendeten Faserbetten ein ziemlich lose gepacktes, offenes Netzwerk von verhältnismäßig groben Fasern.As can be seen from the foregoing, the fiber beds used in the invention are quite loose packed, open network of relatively coarse fibers.
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Bei einem' Hohlraumanteil von etwa 96% ist der Abstand zwischen den Fasern üblicherweise etwa das Fünfache des Faserdurchmessers. Obwohl unlösliche, feste Teilchen ohne weiteres aus einem solchen Faserbett herausgespült werden können, haben sich bisher derartige Faserbetten nicht dazu geeignet, um Submikrontelichen mit einem annehmebaren Wirkungsgrad aus Gasströmen zu entfernen. Ihre Verwendung hat sich vielmehr auf Anwendungen beschränkt, wo entweder nicht genug interessierende Submikronteilchen vorhanden sind oder wo eine beträchtliche Menge Submikronteilchen vorhanden ist, aber nicht entfernt zu werden braucht, oder mittels einer bekannten oder danach angeordneten Einrichtung zum Entfernen von Submikronteilchen entfernt wird.With a void fraction of about 96%, the distance between the fibers is usually about five times the fiber diameter. Although insoluble, solid particles can easily be flushed out of such a fiber bed, such have hitherto been found Fiber beds are not suitable for submicron lichen with a remove acceptable efficiency from gas streams. Rather, their use has been limited to applications where either there are not enough submicron particles of interest or where there is a significant amount of submicron particles, but does not need to be removed, or by means of known or subsequently arranged means for removing Submicron is removed.
Die Erfindung ist nicht auf das verwendete Fasermaterial beschränkt. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Gläsfasern sowie Fasern aus anderen dielektrischen Materialien verwendet; die Berieselungsflüssigkeit und/oder die darin enthaltenen Teilchen schaffen eine ausreichende Leitfähigkeit, um das elektrische Potential von den aufgefangenen, geladenen Teilchen abzuleiten, so daß sich keine störende Raumladung an den Fasern und an den in dem Faserbett aufgefangenen Teilchen ausbilden" kann. Derartige dielektrische Fasermaterialien weisen beispielsweise Kunststoff-Fasern auf, wie Polyester, Polyvinylchlorid, Polyäthylenterephthalat, Fluorkohlenstoffpolymere, wie Teflon, Nylon; Polyalkylene^wie Polyäthylen und Polypropylen, Mineral- oder Schlackenwolle, Asbeste, usw. _ 23 -The invention is not restricted to the fiber material used. In a preferred embodiment, glass fibers and fibers made of other dielectric materials are used; the sprinkling liquid and / or the particles it contains create sufficient conductivity to to derive electrical potential from the captured, charged particles, so that there is no disruptive space charge on the fibers and can form on the particles trapped in the fiber bed. Such dielectric fiber materials include, for example Synthetic fibers, such as polyester, polyvinyl chloride, Polyethylene terephthalate, fluorocarbon polymers such as Teflon, Nylon; Polyalkylenes such as polyethylene and polypropylene, mineral or slag wool, asbestos, etc. _ 23 -
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Erforderlichenfalls können jedoch auch leitende Fasermaterialien verwendet werden, da sie sich zurpraktisehen Durchführung der Erfindung eignen, damit das Faserbett selbst leitend wird, ohne sich ausschließlich auf die Berieselungsflüssigkeit/Teilchen zu verlassen. Bei dieser Ausführungsform ist das Berieseln bzw. Bewässern des Faserbettes noch notwendig, um die aufgefangenen Teilchen ständig zu befeuchten und auszuspülen, um die Neigung von trockenen Teilchen zu verhindern bzw. auf ein Minimum herabzusetzen, wieder in den Gasstrom hineingezogen zu werden. Entsprechende leitende Fasermaterialien sind beispielsweise Metalle, wie rostfreier Stahl, Titan, Kupfer, Messing usw oder ein Drahtgeflecht mit einem entsprechenden Faserdurchmesser, wie Kohlenstoff- oder Graphitfasern.However, if necessary, conductive fiber materials can also be used because they are practical of the invention so that the fiber bed itself becomes conductive without relying solely on the irrigation liquid / particles to leave. In this embodiment it is sprinkling or watering the fiber bed is still necessary in order to constantly moisten and rinse the trapped particles in order to remove the To prevent or minimize the tendency of dry particles to be drawn back into the gas stream. Corresponding conductive fiber materials are, for example, metals such as stainless steel, titanium, copper, brass etc. or a wire mesh with a corresponding fiber diameter, such as carbon or graphite fibers.
Die Verteilung der Fasern in dem Faserbett kann beliebig und willkürlich sein, aber um die besten Ergebnisse zu erzielen, sind die Fasern zumindest teilweise parallel zu der vertikalen Ebene ausgerichtet, die quer zur Gasströmungsrichtung verläuft, und sind weniger oder im wesentlichen willkürlich quer zu der Vorderseite dieser Ebene ausgerichtet. Dies ist in Fig. 5 schematisch dargestellt.The distribution of the fibers in the fiber bed can be arbitrary and arbitrary, but in order to achieve the best results, the fibers are at least partially aligned parallel to the vertical plane that runs transversely to the direction of gas flow, and are oriented less or substantially arbitrarily across the front of that plane. This is in FIG. 5 shown schematically.
Dieses ausgerichtete Faserbett kann durch Sättigen (bzw. Ausfüllen) eines kubischen Volumens eines Versuchs- oder Testfaserbetts (wie es in Fig. 5 dargestellt ist) mit Wasser quantitativ bestimmt werden, wobei der Würfel so angeordnet ist, daß die mehr ausgerichtete Ebene vertikal ist und die restliche Wassersättigung in dem Faserbett gemessen wird, nachdem ein Abfließen This oriented fiber bed can be quantified by saturating (or filling in) a cubic volume of a trial or test fiber bed (as shown in Figure 5) with water with the cube positioned so that the more oriented plane is vertical and the residual water saturation in the fiber bed is measured after a drain
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aufgrund der Schwerkraft aufgehört hat, worauf dan*«las^ vetQ suchsbett gedreht wird, so daß dessen Oberfläche, die normalerweise die stromabwärtsliegende Fläche sein würde, nunmehr in der Boden- oder Basislage ist, und daß dann der Test bezüglich der Restsättigung wiederholt wird. Die Restsättigung des kubischen Faserbettes, bei welchem die mehr ausgerichtete Ebene vertikal angeordnet ist, sollte mindestens 15% kleiner sein als die Restsättigung, wenn die andere Ebene vertikal ausgerichtet ist. Irgendeine Stauung des Wassers am Boden des Faserbettes aufgrund einer Kapillar- und Oberflächenspannung sollte durch derartige die Restspannung betreffenden Versuche korrigiert werden, oder andererseits kann ein ausreichend großes Faserbett, z.B. von etwa 25 cm in jeder Richtung, verwendet werden, so daß eine derartige Stauung bezüglich der Restsättigung vernachlässigbar wird. has ceased due to gravity, whereupon the search bed is rotated so that its surface, which would normally be the downstream surface, is now in the ground or base position, and the test for residual saturation is then repeated. The desaturation of the cubic fiber bed in which the more oriented plane is arranged vertically should be at least 15% smaller than the desaturation when the other plane is oriented vertically. Any build-up of water at the bottom of the fiber bed due to capillary and surface tension should be corrected by such tests relating to the residual tension, or alternatively a sufficiently large fiber bed, e.g. about 25 cm in each direction, can be used so that such a build-up with respect to the residual saturation becomes negligible.
Im allgemeinen reicht eine Faserbett-Tiefe in Richtung des Gasstromes von etwa 5 bis 15 cm für eine wirksame Trennung sogar von Submikronpartikeln aus des Gasstrom aus« Tiefere Faserbetten schaffen nur eine am Rand verbesserte Auffangwirkung, jedoch auf Kosten eines proportional größeren Druckabfalls. Erforderlichenfalls kann dann das Faserbett eine Reihe von Faserbetten geringerer Tiefe, beispielsweise von etwa 2,5 bis 5 cm die jweils Faser an Faser anliegen und/oder in einem geringen Abstand, von beispielsweise etwa 0,5 bis einigen Zentimetern voneinander angeordnet sind, aufweisen.In general, a fiber bed depth is sufficient in the direction of the gas flow from about 5 to 15 cm for an effective separation of even submicron particles from the gas flow from deeper fiber beds only create a marginally improved containment effect, however at the expense of a proportionally greater pressure drop. If necessary, the fiber bed can then be a series of fiber beds shallower depth, for example from about 2.5 to 5 cm, the fibers in each case are in contact with the fiber and / or to a small extent A distance of, for example, about 0.5 to a few centimeters are arranged from one another.
Die Erfindung ist auch nicht auf solche Einrichtungen oder Ver-The invention is also not limited to such devices or
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fahren beschränkt, bei welchen ein elektrostatisches oder Ionisierungs-Gleichspannungsfeld erzeugt wird.durch das die elektrische Ladung auf die Teilchen aufgebracht wird. Derartige Einrichtungen und Verfahren sind allgemein bekannt und weisen üblicherweise eine oder mehrere Entladungselektroden einer Polarität in Verbindung mit einer oder mehreren geerdeten Elektroden auf, wobei die Ladungselektroden mit einer Gleichspannungsquelle von bis zu 35 00OV oder mehr verbunden sind.driving restricted, in which an electrostatic or ionizing DC voltage field generated.by which the electrical charge is applied to the particles. Such facilities and methods are well known and usually have one or more discharge electrodes of one polarity in connection with one or more grounded electrodes, the charging electrodes being connected to a DC voltage source of up to 35 00OV or more are connected.
Hierbei muß jedoch die Stärke des elektrostatischen oder Ionisierungsfeldes ausreichen, um die geforderte elektrische Ladung auf die Partikel aufzubringen, und für die besten Ergebnisse sollte ein derartiges Feld sich quer über die ganze Querschnittsfläche des Gehäuses in der Partikel-Ladezone erstrecken. Beispielsweise ergibt ein Gleichstrom von etwa 6 bis 20 mA bei 25 00OV eine Koronaleistung von 150 bis 500W, die angemessen ist, um etwa 19,8 bis 28,3m3/min Gas zu verarbeiten.However, the strength of the electrostatic or ionizing field must be sufficient to apply the required electrical charge to the particles, and for best results such a field should extend across the entire cross-sectional area of the housing in the particle loading zone. For example, yields a direct current of about 6 to 20 mA at 25 00OV a corona power of 150 to 500W, which is appropriate to process about 19.8 to 28,3m 3 / min gas.
Entsprechende Einrichtungen zum Berieseln oder Auswaschen des Faserbettes, um aus diesem Teilchen zu entfernen, sind bekannt und stellen keine Beschränkung der Erfindung dar. Es ist nur erforderlich, daß die Berieselungs- oder Bewässerungseinrichtung zumindest den strömungsaufwärts liegendenTeil des Faserbettes in der Bett-Tiefe berieseln bzw. bewässern kann, wo der wesentliche Teil der Teilchen aufgefangen wird. Vorzugsweise wird jedoch das ganze Faserbett berieselt und bewässert.Corresponding devices for sprinkling or washing out the fiber bed in order to remove particles therefrom are known and do not represent a limitation of the invention. It is only necessary that the sprinkler or irrigation device can irrigate at least the upstream part of the fiber bed in the bed depth where the essential Part of the particle is captured. Preferably, however, the entire fiber bed is sprinkled and watered.
Somit kann das Faserbett mit Flüssigkeit aus einem Flüssigkeits-Thus, the fiber bed can be filled with liquid from a liquid
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verteiler berieselt werden, der darüber oder in dem oberen Teil des Faserbetts angeordnet ist. Hierbei können verschiedene Flüssigkeitsverteilereinrichtungen
verwendet werden, um die Flüssigkeit auf der Oberseite eines Faserbetts zu verteilen, so können beispielsweise
durchlöcherte Verteilerplatten, usw. verwendet werden. Vorteilhafterweise können auch Ablenk- oder Prallflächen
an der Oberseite des Faserbetts angeordnet werden, um zu verhindern, daß der Gasstrom das Faserbett um einen derartigen
Flüssigkeitsverteilerkopf oder eine entsprechende Verteilereinrichtung herum umgeht.Distributor are sprinkled, which is arranged above or in the upper part of the fiber bed. Various liquid distribution devices can be used here in order to distribute the liquid on the upper side of a fiber bed, for example perforated distribution plates, etc., can be used. Advantageously, deflection or baffle surfaces can also be used
be placed at the top of the fiber bed in order to prevent the gas flow from surrounding the fiber bed
Bypasses liquid distributor head or a corresponding distributor device.
Als Alternative zu oder in Verbindung mit einer derartigen darüber
angeordneten Faserbett-Berieselungseinrichtung kann die
Berie'selungsflüssigkeit auf die strömungsaufwärt^ liegende Fläche
des Faserbetts gesprüht werden, wobei der viskose Widerstand des strömenden Gases die Flüssigkeit zumindest teilweise über die
Tiefe des Faserbetts mitnimmt, bevor die Flüssigkeit aufgrund
der Schwerkraft aus dem Boden des Faserbetts abfließt. Ein derartiger viskoser, auf die Flüssigkeit wirkender Gasphasen-Strömung
swider stand nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit des Gases in dem Bett zu. Bei höheren Bettgeschwindigkeiten, z.B. etwa
3r3 m/s wird das Mitreißen der Flüssigkeit sowie von Tröpfchen
in dem das Faserbett verlassenden Gas eine Schwierigkeit, jedoch eine, welche durch eine Anzahl von Einrichtungen beseitigt oder
zumindest wesentlich verringert werden kann, indem entweder
das Mitreißen bei hohen Geschwindigkeiten verhindert wird»-oder
mitgerissene Tröpfchen in nachfolgenden Trenneinrichtungen wieder getrennt werden. - 27 -As an alternative to or in connection with such a fiber bed sprinkling device arranged above it, the
Sprinkling liquid can be sprayed onto the upstream surface of the fiber bed, the viscous resistance of the flowing gas at least partially transferring the liquid over the
Depth of the fiber bed takes away before the liquid due
gravity drains from the bottom of the fiber bed. Such a viscous gas phase flow swider stood acting on the liquid increases with increasing velocity of the gas in the bed. At higher bed speeds, e.g.
3 r 3 m / s entrainment of the liquid as well as of droplets in the gas leaving the fiber bed becomes a difficulty, but one which can be eliminated by a number of means or at least substantially reduced by either
entrainment at high speeds is prevented or entrained droplets are separated again in subsequent separation devices. - 27 -
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Die in dem Faserbett geforderte Geschwindigkeit der Flüssigkeitsströmung hängt von der besonderen Anwendung ab. Die minimale Strömungsgeschwindigkeitist notwendig , um zu verhindern, daß sich eine Raumladung in dem Faserbett entwickelt, was eine Funktion der Faserbett-Abmessungen, der Natur der Fasern bezüglich der Leitfähigkeit und der Leitfähigkeit der Flüssigkeitteilchen bezüglich des Faserbetts ist. Darüber hinaus muß jedoch die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit ausreichen, um die festen Teilchen aus dem Hohlraumanteil des Faserbettes herauszuwaschen, und hängt von dem Faserdurchmesser, der Geschwindigkeit des in dem Bett zu verarbeitenden Gases und der Ladung an festen Partikeln in dem Gasstrom pro Volumeneinheit des Faserbetts ab. Beispielsweise haben sich Wasser-Strömungsgeschwindigkeiten von etwa 3,8 bis 38 l/min/m3 für Glasfaserbetten als ausreichend erwiesen, um Kesselstaub mit Ladungen von etwa 200 bis lOOÖmg/m3 Gas bei Bettgeschwindigkeiten von etwa 1,8 bis 3,7 m/s zu trennen.The speed of liquid flow required in the fiber bed depends on the particular application. The minimum flow rate is necessary to prevent space charge from developing in the fiber bed, which is a function of the fiber bed dimensions, the nature of the fibers with respect to conductivity, and the conductivity of the liquid particles with respect to the fiber bed. In addition, however, the flow rate of the liquid must be sufficient to wash the solid particles out of the void portion of the fiber bed and depends on the fiber diameter, the speed of the gas to be processed in the bed and the charge of solid particles in the gas stream per unit volume of the fiber bed . For example, water flow rates of about 3.8 to 38 l / min / m 3 have been found to be sufficient for fiberglass beds to remove boiler dust with charges of about 200 to 100 mg / m 3 of gas at bed speeds of about 1.8 to 3.7 m / s to separate.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die geerdeten Elektroden der das elektrostatische Feld erzeugenden Einrichtung mit einer Flüssigkeit berieselt, um aufgefangene Teilchen von den geerdeten Elektroden wegzuspülen. Entsprechende Berieselungs- und Bewasserungseinrichtungen, Verfahren und die entsprechenden Strömungsgeschwindigkeiten der Flüssigkeiten sind für elektrostatische Ausfalleinrichtungen bekannt. Die verwendete Flüssigkeit kann Wasser oder irgendeine andere Flüssigkeit sein, die durch die besondere Anwendung vorgeschrieben oder bei einer solchen verwendbar ist. Wenn beispielsweiseIn a preferred embodiment of the invention, the grounded electrodes of the device generating the electrostatic field are sprinkled with a liquid in order to wash away particles that have been caught from the grounded electrodes. Corresponding sprinkling and irrigation devices, methods and the corresponding flow velocities of the liquids are known for electrostatic precipitating devices. The liquid used may be water or any other liquid prescribed or usable in the particular application. For example, if
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cnen Festdie aufgefangenen Teilchen ein Gemisch aus unlöslic stoffen und harzigen, fettigen oder festen Teilchen sind, welche in einem bestimmten Lösungsmittel oder einer entsprechenden Lösung lösbar sind, dann wird vorteilhafterweise das Lösungsmittel oder die Lösung verwendet, um die löslichen Stoffe aufzulösen sowie die unlöslichen wegzuschwemmen. Wenn der Gasstrom unangenehm riechende Substanzen oder gasförmige Bestandteile wie Schwefeldioxid, Stickstoffoxid usw. sowie zu entfernende Teilchen enthält, wird vorteilhafterweise eine Flüssigkeit verwendet, welche entweder mit der riechenden Substanz oder dem gasförmigen Bestandteil reagiert oder sie bzw. ihn absorbiert. Folglich können in verschiedenen Ausführungsformen die Flüssigkeiten wässrige Lösungen von Reinigungsmitteln, Ammoniumhydroxid oder andere Alkali, Schwefelsäure, saure oder basischeSalze usw., nichtwässrige Flüssigkeiten, wie Diäthanolamin oder deren wässrige Lösungen usw. sein. Andere bekannte, bei der Gasaufbereitung verwendete Flüssigkeiten können ebenso verwendet werden. Wenn leitende Fasern verwendet werden, können nichtleitende Flüssigkeit-Teilchensysteme verwendet werden. Wenn teilchenbeladenes Gas verarbeitet wird, wird eine elektrostatische Ladung, vorzugsweise eine negative Ladung auf die Partikel aufgebracht, wenn sie durch das elektrostatische Feld hindurchströmen. Bei negativ geladenen Teilchen können elektrostatische Felder mit einer höheren Spannung pro Zentimeter Elektrodenabstand verwendet werden, bevor es zu einem Überschlag kommt. In einer bevor zugtenAusführungsform wird, insbesondere wenn sehr schmutzige Gase mit einer hohen Staubladung zu verarbeiten sind, die das elektrostatische Feld erzeugende Einrichtung mit berieseltenCan solid the particles caught are a mixture of insoluble matter and resinous, fatty or solid particles, which are soluble in a certain solvent or a corresponding solution, then advantageously the solvent or the solution is used to dissolve the soluble matter as well as to wash away the insoluble matter. When the gas flow unpleasant smelling substances or gaseous components such as sulfur dioxide, nitrogen oxide etc. as well as substances to be removed Contains particles, a liquid is advantageously used, which either with the odorous substance or the gaseous component reacts or absorbs it. Consequently, in various embodiments, the liquids aqueous solutions of cleaning agents, ammonium hydroxide or other alkali, sulfuric acid, acidic or basic salts, etc., non-aqueous liquids such as diethanolamine or their be aqueous solutions, etc. Others known in gas processing liquids used can also be used. If conductive fibers are used, non-conductive ones can be used Liquid-particle systems are used. When particle-laden Gas is processed, an electrostatic charge, preferably a negative charge, is applied to the particles, when they pass through the electrostatic field. In the case of negatively charged particles, there can be electrostatic fields with a higher voltage per centimeter of electrode gap before flashover occurs. In a before The preferred embodiment is, in particular when very dirty gases with a high dust load are to be processed, which Electrostatic field generating device with sprinkled
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bzw. bewässerten, geerdetenElektroden betrieben, um einen wesentlichen Teil der geladenen Partikel an den geerdeten Elektroden zu sammeln. Die geerdeten Elektroden ziehen hauptsächlich die größeren Partikel an und fangen sie ein, welche sie wegen ihrer größeren Masse eine höhere Ladung aufnehmen.. Obwohl einige Submikronteilchen an der geerdeten Elektrode eingefangen werden können, werden sie hauptsächlich an dem Faserbett eingefangen. Die aufgefangenen Teilchen werden von den geerdetenElektroden mittels einer herkömmlichen Maßnahme entfernt, wie beispielsweise durch Losklopfen oder mittels Gebläseluft,aber insbesondere dadurch, daß die geerdeten Elektroden ständig mit einer Flüssigkeit berieselt werden, oder daß zumindest die aufgefange nen Teilchen intermittierend weggeschwemmt werden, bevor sie oder deren Agglomerate von dem Luftstrom weggeblasen und zu dem Faserbett getragen werden. Auf diese Weise kann bis zu 50 bis 95% des in dem Gasstrom enthaltenen Staubs entfernt werden, bevor er das Faserbett erreicht, und die Staubbelastung kann verringert werden, welche durch das Faserbett entfernt werden muß.or irrigated, grounded electrodes, a substantial part of the charged particles on the grounded electrodes to collect. The grounded electrodes mainly attract and trap the larger particles, whichever they are due to because of their greater mass, they will accept a higher charge. Although some submicron particles will be trapped on the grounded electrode can, they are mainly captured on the fiber bed. The trapped particles are held by the grounded electrodes removed by a conventional measure, such as by knocking or by means of forced air, but in particular in that the grounded electrodes are constantly sprinkled with a liquid, or that at least that is collected nen particles are intermittently washed away before they or their agglomerates are blown away by the air stream and to the Fiber bed to be worn. In this way, up to 50 to 95% of the dust contained in the gas flow can be removed, before it reaches the fiber bed, and the dust load which must be removed by the fiber bed can be reduced.
Die verbleibenden, geladenen Partikel oder im wesentlichen alles, wenn nicht die geerdeten Elektroden als Auffang- und Sammeleinrichtung verwendet werden, werden in dem Gasstrom zu dem Faserbett mitgenommen und in diesem von dem Gasstrom getrennt, während das Faserbett mit einer Flüssigkeit berieselt wird, um die aufgefangenen und gesammelten festen Teilchen wegzuschwemmen und die elektrische Ladung von den geladenen Teilchen abzuleiten, um zu verhindern, daß sich eine nennenswerte Raumladung in dem Faserbett entwickelt. - 30 -The remaining charged particles, or essentially all, if not the grounded electrodes as a containment and collection device are used, are entrained in the gas stream to the fiber bed and separated in this from the gas stream, while the fiber bed is sprinkled with a liquid in order to wash away the trapped and collected solid particles and to derive the electrical charge from the charged particles in order to prevent a significant space charge in the Developed fiber bed. - 30 -
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Ein Großteil der Teilchen werden in dem strömungsaufwärtsliegenden einen Drittel der Tiefe (in Richtung das Gasströmung) des Faserbetts aufgefangen, während allmählich kleinere Mengen, insbesondere von größeren Partikeln über der restlichen Tiefe des Bettes aufgefangen werden. Das Faserbett-Berieselungssystem ist vorzugsweise so ausgelegt, um den Hauptteil der Flüssigkeit diesem strömungsaufwärts liegenden Teil des Faserbetts mitHilfe des viskosen Gasphasen-Strömungswiderstands auf die Flüssigkeit zuzuteilen, welche eine Funktion der Geschwindigkeit des Gases in dem Bett ist, welcher die Flüssigkeit tiefer in das Bett mitnimmt, bevor die Flüssigkeit aufgrund der Schwerkraft am Boden des Faserbetts abfließt.Much of the particles are in the upstream one third of the depth (in the direction of the gas flow) of the fiber bed, while gradually smaller amounts, especially larger particles are caught over the remaining depth of the bed. The fiber bed sprinkling system is preferably designed to carry the majority of the liquid with the aid of this upstream portion of the fiber bed of the viscous gas-phase flow resistance to be imparted to the liquid, which is a function of the velocity of the gas is in the bed, which takes the liquid deeper into the bed before the liquid is at the bottom due to gravity of the fiber bed flows off.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Berieselungssystem so ausgelegt, daß im Hinblick auf den Gasphasenwiderstand auf die Flüssigkeit zumindest 50% der in dem Faserbett verwendeten Berieselungsflüssigkeit durch das strömungsaufwärts liegende eine Drittel der Tiefe des Faserbetts strömt. Dies kann dadurch erreicht werden, daß das Faserbett von oben her berieselt wird oder daß eine Flüssigkeit gleichförmig über die strömungsaufwärts liegende Fläche des Faserbettes (insbesondere bei hohen Bettgeschwindigkeiten) gesprüht wird, oder es kann durch Kombinieren der beiden Möglichkeiten erreicht werden.Mit dieser Maßnahme können dann die Anforderungen bezüglich der Berieselungsflüssigkeit auf ein Minimum herabgesetzt werden. Ein anderes Mittel, um die Anforderungen bezüglich der Berieselungsflüssigkeit auf ein Minimum herabzusetzen, besteht darin, Faserbetten zu vervenden, welche hoch und schmal sind, soweit dies die ärodynamischenIn a preferred embodiment, the sprinkling system is designed so that with regard to the gas phase resistance the liquid at least 50% of the irrigation liquid used in the fiber bed through the upstream one a third of the depth of the fiber bed flows. This can be achieved by sprinkling the fiber bed from above or that a liquid is uniform over the upstream lying surface of the fiber bed (especially at high bed speeds) is sprayed, or it can be done by combining of the two possibilities can be achieved. With this measure, the requirements regarding the sprinkling liquid be reduced to a minimum. Another means of meeting the irrigation requirements To minimize it is to use fiber beds which are tall and narrow, as far as aerodynamic ones are
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Verhältnisse der Faserbettausführung ermöglichen.Allow ratios of the fiber bed design.
In Abhängigkeit von der Anwendung kann es wünschenswert sein oder nicht, die verwendete Flüssigkeit zu der Faserbett-Berieselungseinrichtung;einer Berieselungseinrichtung mit wahlweise geerdeten Elektroden oder zu beiden wieder zurückzuleiten. Im Hinblick auf die Erhaltung und die Kosten insbesondere von teuren Flüssigkeiten ist ein Rückführen und ein erneuter Umlauf/ wenn es durchführbar ist, durchaus wünschenswert. Im einfachsten Fall brauchen nur die nichtgelösten, festen Teilchen durch eine herkömmliche Einrichtung von der Flüssigkeit getrennt zu werden, bevor sie wieder zurückgeleitet wird. In vielen Fällen kann jedoch die verwendete Flüssigkeit lösliche Teilchen, absorbierte Gase oder Reaktionsprodukte enthalten, welche ein Zurückleiten und einen erneuten Umlauf verhindern, wenn nicht zumindest vorher die verwendete Flüssigkeit aufbereitet wird, indem sie regeneriert und nicht einwandfreie Bestandteile entfernt werden.Depending on the application, it may or may not be desirable to add the liquid used to the fiber bed irrigation device ; a sprinkler system with either grounded electrodes or both. In view of the maintenance and cost, particularly of expensive liquids, recirculation and recirculation / when it is feasible is quite desirable. In the simplest case, only the undissolved, solid particles need to be separated from the liquid by a conventional device before it is fed back again. In many cases, however, the liquid used can contain soluble particles, absorbed gases or reaction products which prevent it from being fed back and recirculated, if the liquid used is not at least treated beforehand by regenerating it and removing imperfect constituents.
Wenn beispielsweise die Einrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden, um nicht einwandfreie Gase zusammen mit Teilchen aus einem Abgasstrom herauszuwaschen und diesen zu reinigen, ist zumindest eine teilweise Regenerierung derFlüssigkeit notwendig, bevor sie wieder in das Berieselungssystem zurückgeleitet wird. Ein Beispiel für ein solches Reinigungsverfahren, um Schwefeldioxid aus Gasströmen zu entfernen, um Natrium oder Ammoniak oder ein Alkanolamin herauszuwaschen, ist in der US-PS 3 873 673 beschrieben. Außer den vorstehend angeführten An-·For example, if the device and method according to the invention are used to scrub obscure gases together with particles from an exhaust gas stream and to clean it, at least a partial regeneration of the liquid is necessary before it is returned to the irrigation system. An example of such a cleaning process to remove sulfur dioxide from gas streams in order to scrub out sodium or ammonia or an alkanolamine is described in US Pat. No. 3,873,673. In addition to the above
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Wendungsmöglichkeiten können die Einrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung auf einem großen Gebiet von industriellen und umweltbezogenen Anwendungen verwendet werden, um flüssige oder fest (lösliche oder nichtlösliche) Teilchen oder Gemische daraus zu entfernen. Ineiner bevorzugten Ausführungsform ist die Erfindung jedoch insbesondere für Anwendungen ausgelegt, die eine Trennung von unlöslichen, festen Stoffen aus Gasen erfordern und insbesondere dort, wo eine Trennung von submikrongroßen, unlöslichen Teilchen mit einem hohen Wirkungsgrad gefordert wird. Beispiele für derartige unlösliche Teilchen, für welche die Erfindung geeignet ist, sind Flugasche, Kesselstaub, Verbrennungsstaub und -rauch, Kohlenstoff, Silikastaub, Pigmentstaubreste, Hüttenrauch u.a.The device and the method according to the invention can be used in a wide range of industrial applications and environmental applications used to be liquid or to remove solid (soluble or insoluble) particles or mixtures thereof. In a preferred embodiment, the However, the invention is particularly designed for applications that require the separation of insoluble, solids from gases and particularly where separation of submicron insoluble particles with high efficiency is required will. Examples of such insoluble particles for which the invention is suitable are fly ash, boiler dust, Combustion dust and smoke, carbon, silica dust, pigment dust residues, Hüttenrauch et al.
Die Einrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung eignen sich insbesondere für die Aufbereitung von Gasströmen bei hohen Geschwindigkeiten in dem Faserbett. Die Gesamtauffangwirkungsgrade von 98 bis 99,9% bei mindestens 85% und vorzugsweise bei 90 bis 95% Wirkungsgrad bezüglich Submikronteilchen in dem Bereich von 0,2 bis 0,9 μΐη können bei Bettge schwindigke itenvon 1,8 bis 3,3m/s und sogar bei etwa 4,6 m/s und mehr erhalten werden, indem ein erneutes Mitreißen verhindert wird oder ein Entfernen vorgesehen ist. Trotz dieser hohen Bettgeschwindigkeiten schafft die Erfindung einen hohen Auffangwirkungsgrad bei einem minimalen Druckabfall in einer kompakterenEinrichtung als beispielsweise die gepackte in den US-PS'en 3 874 858 oder 3 958 958 beschriebene Bettreinigungseinrichtung- Dasich dieThe device and the method according to the invention are particularly suitable for the preparation of gas flows at high Velocities in the fiber bed. The overall collection efficiencies from 98 to 99.9% at at least 85% and preferably from 90 to 95% efficiency with respect to submicron particles in the The range from 0.2 to 0.9 μm can be achieved at bed speeds of 1.8 to 3.3 m / s and even at around 4.6 m / s and more can be obtained by preventing or re-entrainment Removal is provided. Despite these high bed velocities, the invention provides high collection efficiency with minimal pressure drop in a more compact device than, for example, that packaged in U.S. Patents 3,874,858 or 3 958 958 described bed cleaning device- Dasich die
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für die kleineren Gebläse erforderliche Energie gegenüber der Energie etwa im Gleichgewicht hält, die für die das elektrische Feld erzeugende Einrichtung erforderlich ist, ergeben sich Energieeinsparungen gegenüber anderen mit hohem Wirkungsgrad arbeitenden Trenneinrichtungen, wie beispielsweise Faserbett-Trenneinrichtungen, wodurch die Verwendung der Erfindung in solchen Anwendungsfällen vorteilhaft wird, wo keine unlöslichen, festen Teilchen vorhanden sind, wie beispielsweise bei Ammoniumnitrat- und Harnstoff-Prilltürmen, bei Rauch, der von mit Holzkohle betriebenen Bratrosten stammt usw.energy required for the smaller fans compared to the Keeping the energy roughly in equilibrium, which is required for the device generating the electric field, results in energy savings compared to other high-efficiency separating devices, such as fiber bed separating devices, whereby the use of the invention becomes advantageous in those applications where there are no insoluble solid particles are present, such as in the case of ammonium nitrate and urea prilling towers, for smoke, powered by charcoal Roasting stems etc.
Die Erfindung schafft somit ein Verfahren und eine Einrichtung zum Entfernen von Teilchen aus Gasströmen mit einem hohen Auffangbzw. Sammelwirkungsgrad selbst bei submikrongroßen Teilchen. Hierbei weist die erfindungsgemäße Einrichtung ein geerdetes Faserbett mit Fasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 50 bis ΙΟΟΟμπι, welche mit einem Betthohlraumanteil von mindestens 90% gepackt sind, eine ein elektrostatisches oder lonisierungsfeld erzeugende Einrichtung.die strömungsaufwarts bezüglich des Faserbetts angeordnet ist, um eine elektrische Ladung auf die Teilchen aufzubringen, und eine Berieselungseinrichtung auf, um das Faserbett und gegebenenfalls die geerdeten Elektroden der elektrostatischen Einrichtung zu berieseln sowie um aufgefangene Teilchen aus dem Faserbett heraus- und gegebenenfalls von den geerdetenElektroden wegzuspülen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zum Trennen irgendwelcher Teilchen anwendbar und ist besonders vorteilhaft, um unlösliche, feste Teilchen aus Gasströmen bei hohen Bettgeschwindigkeiten von 1,8 bis 4,6 m/s oder mehr zu trennen. Das bevorzugte FaserbettThe invention thus provides a method and a device for removing particles from gas streams with a high Auffangbzw. Collection efficiency even with submicron particles. Here, the device according to the invention has a grounded Fiber bed with fibers with an average diameter of 50 to ΙΟΟΟμπι, which with a bed void fraction of at least 90% are packed, an electrostatic or ionizing field generating device. the upstream with respect to of the fiber bed is arranged to apply an electrical charge to the particles, and a sprinkler on in order to irrigate the fiber bed and, if necessary, the grounded electrodes of the electrostatic device, as well as to be collected Flush particles out of the fiber bed and, if necessary, away from the grounded electrodes. The inventive The method is particularly applicable for separating any particles and is particularly advantageous for removing insoluble, solid Separate particles from gas streams at high bed velocities of 1.8 to 4.6 m / s or more. The preferred fiber bed
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hat Glasfasern mit einem Durchmesser von 100 bis 5( vorzugsweise von 100 bis 250 μΐη. Während des Betriebs werden Teilchen in die elektrostatische Einrichtung eingebracht, und die geladenen Teilchen werden in dem Faserbett aufgefangen und gesammelt, wobei die elektrische Ladung über das Berieselungsflüssigkeits-ZTeilchen-Gemisch abgeleitet wird, so daß sich keine nennenswerte Raumladungswirkung an den Fasern des Faserbettes entwickeln kann und ein Mitreißen von Teilchen vermieden ist.has glass fibers with a diameter of 100 to 5 (preferably from 100 to 250 μΐη. Will be used during operation Particles are introduced into the electrostatic device and the charged particles are captured in the fiber bed and collected, with the electric charge passing over the irrigation liquid-Z-particle mixture is derived, so that there is no significant space charge effect on the fibers of the Fiber bed can develop and entrainment of particles is avoided.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführung sformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:The invention is described below on the basis of preferred embodiments Forms with reference to the accompanying drawings explained in detail. Show it:
Fig. 1 im Schnitt eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Erfindung;Fig. 1 is a sectional side view of an embodiment of the invention;
Fig. 1A von oben eine Schnittansicht der das elektrostatische Feld erzeugenden Einrichtung der Fig. 1?1A shows a sectional view from above of the device of FIG. 1 generating the electrostatic field.
Fig. 2 und 2A eine Ansicht von oben bzw. eine Endansicht eines Abschnitts einer bevorzugten, praktisch verwendbaren Einrichtung zur Erzeugung des elektrostatischen Feldes;Figures 2 and 2A are top and end views, respectively, of a Portion of a preferred, practically usable device for generating the electrostatic field;
Fig. 3 eine Seiten-Schnittansicht des oberen Teils des Faserbettes mit einer bevorzugten Ausführungsform einerFigure 3 is a side sectional view of the upper part of the fiber bed with a preferred embodiment of a
Berieselungsfltissigkeitsverteilung von oben;Sprinkling liquid distribution from above;
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Fig. 4 eine Seitenschnittansicht eines schrägen Faserbettes, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und4 is a side sectional view of an inclined fiber bed, according to one embodiment of the invention; and
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Ausrichtungsebene der Faser in einer bevorzugten Faserbett-Ausführungsform der Erfindung.Figure 5 is a schematic representation of the plane of alignment of the fiber in a preferred fiber bed embodiment the invention.
In der Ausführungsform nach der- Fig. 1 und 1A weist die erfindungsgemäße Einrichtung ein Gehäuse 2 mit einer Gaseinlaßseite 4 und einer Auslaßseite 6 auf. In dem Gehäuse ist nahe bei der Einlaßseite eine ein elektrostatisches Feld erzeugende Einrichtung angeordnet, die eine Anzahl Hochspannungsentladungselektroden 8, die mit einer nichtdargestellten.eine Hochspannung abgebenden Gleichspannungsquelle verbunden sind, und eine Anzahl geerdeter Elektroden 10 aufweist. Die Entladungselektroden*8 können entweder eine positive oder eine negative Polarität haben, sind aber, wie in Fig. 2 und 2A dargestellt ist, vorzugsweise negativ. Die geerdeten Elektroden 10 haben zu den Entladungselektroden eine entgegengesetzte Polarität, beispielsweise sind sie positiv, wie in Fig. 2 und 2A dargestellt ist.In the embodiment according to the FIGS. 1 and 1A, the inventive Device a housing 2 with a gas inlet side 4 and an outlet side 6. Inside the housing is close to the inlet side a device generating an electrostatic field is arranged, which has a number of high-voltage discharge electrodes 8, which emit a high voltage with a not shown DC voltage source are connected, and a number of grounded electrodes 10 has. The discharge electrodes * 8 can either have positive or negative polarity, but are preferably negative as shown in Figures 2 and 2A. The grounded electrodes 10 have opposite polarity to the discharge electrodes, for example they are positive, as shown in Figures 2 and 2A.
In dem Gehäuse ist strömungsabwärts (in Richtung der Gasströmung) von der das elektrostatische Feld erzeugenden Einrichtung ein Faserbett 12 mit einer darüber vorgesehenen Berieselungseinrichtung 14 angeordnet, um die Berieselungsflüssigkeit in dem Faserbett zu verteilen. Abgesehen von der Zuführung der Berieselungsflüssigkeit sollte der Umfang (die Kanten) des Faserbetts in dem Gehäuse mittels eines nicht dargestellten Rahmens mit HilfeDownstream in the housing (in the direction of the gas flow) of the device generating the electrostatic field, a fiber bed 12 with a sprinkling device 14 provided above it, in order to keep the sprinkling liquid in the Distribute fiber bed. Apart from the irrigation liquid supply, the circumference (edges) of the fiber bed should be in the housing by means of a frame, not shown, with the aid
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von Dichtungs- oder anderen herkömmlichen Kantenabdichteinrichtungen entsprechend abgedichtet werden, um ein Lecken des Gases an den Kanten des Faserbettes zu verhindern. Mittels einer Sprüheinrichtung 16 wird die Berieselungsflüssigkeit gleichförmig zumindest quer über den oberen Teil der strömungsabwärts liegenden Oberfläche des Faserbetts gesprüht. In den meisten Fällen schafft die darüber angeordnete Berieselungseinrichtung 14 eine ausreichende Berieselung des Faserbettes, so daß eine zusätzliche Verwendung der Sprüheinrichtung 16 nicht erforderlich ist. Unter bestimmten Umständen kann jedoch die Verwendung sowohl der darüber angeordneten Berieselungseinrichtung 14 als auch der Sprüheinrichtung 16 vorteilhaft sein. Bei anderen Anwendungen insbesondere bei einer leichten Schmutzladüng in dem Gas oder bei Faserbetten mit einer Tiefe von nur 5 bis 7,6cm in Richtung der Gasströmung oder bei einer ausreichend hohen Gasströmungsgeschwindigkeit in dem Bett kann bei Verwendung der Sprüheinrichtungen 16 die Flüssigkeit ausreichend tief in das Faserbett eindringen, so daß die Verwendung von darüber angeordneten Berieselungseinrichtungen 14 nicht erforderlich ist. Während des Betriebs wird schmutzige Teilchen 18 enthaltendes Gas auf der Einlaßseite 4 eingeleitet und strömt durch das elektrostatische Feld zwischen den Entladungselektroden 8 und den geerdeten Elektroden 10 hindurch, wobei die Teilchen z.B. negativ geladen werden, wie in den Zeichnungen dargestellt ist. Geladene Partikel 20 strömen stromabwärts und werden in dem Faserbett 12 aufgefangen, welches elektrisch geerdet ist. Die in dem Faserbett aufgefangenen und gesammelten Teilchen werden durch Berieseln mit einer Flüssigkeit entweder von der darüberof sealing or other conventional edge sealing devices be appropriately sealed to prevent gas leakage at the edges of the fiber bed. By means of a Sprayer 16 will spray the irrigation liquid uniformly at least across the top of the downstream sprayed lying surface of the fiber bed. In most cases, the sprinkler installed above it creates 14 a sufficient irrigation of the fiber bed so that a additional use of the spray device 16 is not required. However, under certain circumstances, the use of both the sprinkling device 14 arranged above and the spraying device 16 can be advantageous. With others Applications especially with a light dirt load in the Gas or in the case of fiber beds with a depth of only 5 to 7.6 cm in the direction of the gas flow or at a sufficiently high gas flow rate In the bed, when using the spray devices 16, the liquid can be sufficiently deep into the Penetrate fiber bed, so that the use of sprinkling devices 14 arranged above it is not necessary. During operation, gas containing dirty particles 18 is introduced on the inlet side 4 and flows through the electrostatic Field between the discharge electrodes 8 and the grounded electrodes 10, the particles e.g. are negatively charged as shown in the drawings. Charged particles 20 flow downstream and are in the Fiber bed 12 collected, which is electrically grounded. The particles trapped and collected in the fiber bed are by sprinkling with a liquid either from the above
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angeordneten Berieselungseinrichtung 14 oder der Sprüheinrichtung 16 oder durch eine Flüssigkeit aus beiden Einrichtungen herausgespült. Die Flüssigkeit und die darin enthaltenen Teilchen fließen an der Unterseite des Faserbettes 12 ab und werden aus der Einrichtung entfernt.arranged sprinkling device 14 or the spraying device 16 or flushed out by a liquid from both devices. The liquid and the particles contained therein flow off on the underside of the fiber bed 12 and are out removed from the facility.
Bei einer bevorzugten Aus führung s form der Erfindung kann die verwendete Flüssigkeit aufbereitet werden, indem feste Teilchen und irgendwelche anderen Schmutzstoffe entfernt werden, und wird dann zurück in das Berieselungssystem geleitet. In dem vereinfachten, in Fig. 1 dargestellten Strömungsverlauf fließt die benutzte Flüssigkeit von dem Faserbett in eine Reihe von Leitungen 22 oder in einen nichtdargestellten Behälter, dann in eine oder mehrere Leitungen 22, in eine Sammelleitung 24 und von dort in eine Flüssigkeits-Aufbereitungseinrichtung 26. Diese Einrichtung kann eine ein- oder mehrstufige Kläreinrichtung oder ein Absetz— behälter oder ein anderes System sein, um feste Teilchen von der Flüssigkeit zu trennen. Andererseits kann die Flüssigkeitsaufbereitungseinrichtung irgendein anderes Flüssigkeitsaufbereitungsoder Regenerierungssystem und Verfahren sein, um die benutzte Flüssigkeit für einen erneuten Umlauf in dem Berieselungssystem zumindest teilweise in ihre ursprüngliche Beschaffenheit zurückzubringen. Von der Flüssigkeitsaufbereitungseinrichtung 26 kann alle oder ein Teil der Flüssigkeit zusammen mit frischer Flüssigkeit, falls dies erforderlich ist, wieder zurück zu der Berieselungseinrichtung 14 oder der Sprüheinrichtung 16 oder zu beiden geleitet werden. _ 38 -In a preferred embodiment of the invention, the used Liquid can be treated by removing solid particles and any other contaminants then fed back into the sprinkler system. In the simplified, In the flow profile shown in Fig. 1, the used liquid flows from the fiber bed in a series of lines 22 or into a container (not shown), then into one or more lines 22, into a collecting line 24 and from there into a liquid treatment device 26. This device can be a single or multi-stage clarification device or a settling device. container or other system to separate solid particles from the liquid. On the other hand, the liquid treatment device any other fluid treatment or regeneration system and method to be used Liquid for renewed circulation in the sprinkler system at least partially in its original condition bring back. From the liquid processing device 26 all or part of the liquid can be used together with fresh Liquid, if necessary, back to the sprinkling device 14 or the spraying device 16 or be directed to both. _ 38 -
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In der bevorzugten,ebenfalls in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform können die geerdeten Elektroden 10 als Sammel- oder Auffangeinrichtungen für einen Teil der geladenen Teilchen verwendet werden, wobei dann in diesem Fall die geerdeten Elektroden auch mit Flüssigkeit berieselt werden, um die aufgefangenen Teilchen wegzuschwemmen. Für eine derartige Berieselung können herkömmliche Einrichtungen und Verfahren angewendet werden, beispielsweise eine Sprüheinrichtung 28, die strömungsaufwärts bezüglich der geerdeten Elektroden 10 angeordnet ist. Eine derartige Sprüheinrichtung 28 kann beispielsweise eine Anzahl von einer nicht dargestellten Verteilerleitung ausgehenderRohre aufweisen, von welchen jedes eine Anzahl Düsen aufweist, und die jeweils in Strömungsrichtung vor einer Entladungselektrode 8 angeordnet sind; hierbei sind die Düsen so ausgerichtet, daß die Flüssigkeit auf die Oberflächen der geerdeten Elektroden gesprüht wird, die der Ladungselektrode zugewandt sind.In the preferred embodiment, also shown in FIG For example, the grounded electrodes 10 can be used as collecting or collecting devices for part of the charged particles In this case the grounded electrodes are also sprinkled with liquid to avoid the trapped To wash away particles. Conventional devices and methods can be used for such irrigation, for example a sprayer 28 disposed upstream of the grounded electrodes 10. Such a one Spray means 28 may, for example, be a number of pipes emanating from a manifold (not shown) each of which has a number of nozzles and which are each upstream of a discharge electrode 8 in the direction of flow are arranged; the nozzles are oriented so that the liquid hits the surfaces of the grounded electrodes is sprayed facing the charge electrode.
Die Flüssigkeit und die Teilchen, die von den geerdeten Elektroden abfließen, werden von der Unterseite mittels herkömmlicher Einrichtungen weggeleitet, welche nicht dargestellt, sondern nur schematisch durch eine Leitung 30 angedeutet sind. Wenn eine Rückführung und ein erneuter Umlauf der benutzten Flüssigkeit gewünscht wird, kann sie gesondert aufbereitet werden, insbesondere wenn diese Flüssigkeit nicht dieselbe wie die in dem Faserbett verwendete Flüssigkeit ist. Wenn beide Flüssigkeiten dieselben sind, kann jedoch die von den geerdeten Elektroden abfließende Flüssigkeit ebenfalls in der Flüssigkeitsauf bereitungseinr ich tung 26 aufbereitet werden. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann nur frische Flüssigkeit zum Berieseln derThe liquid and particles produced by the grounded electrodes run off, are diverted from the underside by means of conventional devices, which are not shown, but are only indicated schematically by a line 30. If a return and a recirculation of the used Liquid is desired, it can be prepared separately, especially if this liquid is not the same as the is liquid used in the fiber bed. However, if both liquids are the same, that of the grounded electrodes Drained liquid can also be processed in the liquid preparation device 26. At different Embodiments can only use fresh liquid for sprinkling the
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geerdeten Elektroden verwendet und eine Rückführung nur bei dem Faserbett-Berieselungssystem angewendet werden, oder es kann aufbereitete Flüssigkeit zum Berieseln der geerdeten Elektroden verwendet werden.grounded electrodes are used and a feedback can only be applied to the fiber bed irrigation system, or it Treated liquid can be used to sprinkle the grounded electrodes.
In der bevorzugten.in Fig. 2 und 2A dargestellten Ausführungsform sind in der das elektrostatische Feld erzeugenden Einrichtung als Entladeelektroden eine Anzahl Stäbe 8A verwendet, die jeweils eine Anzahl nadeiförmiger Ansätze 8B aufweisen, die parallel zu der Gasströmungsrichtung sowohl strömungsaufwärts als auch strömungsabwärts von den Stäben vorstehen. Wie am besten aus der Endansicht der Fig. 2 zu ersehen ist, ist der Abstand zwischen den von dem Stab 8A (die ausgezogenen Kreise mit einem Punkt in der Mitte) strömungsaufwärts vorstehenden, nadeiförmigen Ansätze 8B im wesentlichen gleich groß. In ähnlicher Weise ist der Abstand zwischen den von dem Stab 8Ä (die gestrichelten Kreise) strömungsabwärts vorstehenden nadeiförmigen Teilen 8B im wesentlichen ebenfalls derselbe, aber die strömungsabwärts ausgerichtete Nadelreihe ist bezüglich der strömungsaufwärts ausgerichteten Nadeln um den halben Abstand versetzt. Auf diese Weise überlappt sich die Koronaentladung zwischen jeder Nadelspitze und der geerdeten Elektrode, wie durch die leicht parabolisch verlaufenden Linien in den Figuren 2 und 2A dargestellt ist, um dadurch sicherzustellen, daß alle Teilchen in dem elektrostatischen Feld ausgesetzt sind.In the preferred embodiment shown in Figures 2 and 2A, the electrostatic field generating means a number of rods 8A are used as discharge electrodes, each of which has a number of needle-shaped projections 8B which protrude parallel to the direction of gas flow both upstream and downstream from the rods. Like on As best seen in the end view of Figure 2, is the distance between those defined by the rod 8A (the solid circles with a point in the middle) needle-shaped projections 8B protruding upstream are essentially of the same size. In a similar way Thus, the distance between the needle-shaped protruding downstream from the rod 8A (the dashed circles) is Parts 8B are also essentially the same, but the downstream row of needles is upstream with respect to the row of needles aligned needles offset by half the distance. In this way, the corona discharge overlaps between each needle tip and the grounded electrode, as indicated by the slightly parabolic lines in Figures 2 and Fig. 2A is shown to thereby ensure that all of the particles are exposed in the electrostatic field.
In einer anderenbevorzugten Ausführungsform, inweicher die geerdeten Elektroden 10 als Teilchensammel- und Auffangeinrichtungen verwendet sind, sind sie flache oder etwas konvexe Platten, dieIn another preferred embodiment in which the grounded electrodes 10 are used as particle collection and collection devices, they are flat or somewhat convex plates that
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in der Gasströmungsrichtung mindestens 12cm breit sind, beziehungsweise 12 bis 25 cm breit sind. Durch diese breiten geerdeten Elektroden ergibt sich eine größere Verweilzeit für die Teilchen in dem elektrostatischen Feld, wodurch das Einfangen an den geerdeten Elektroden unterstützt wird.are at least 12cm wide in the gas flow direction, respectively 12 to 25 cm wide. These broad, grounded electrodes result in a longer dwell time for the particles in the electrostatic field, which helps capture them at the grounded electrodes.
Obwohl in den Zeichnungen nur eine Reihe von Entladungselektroden und geerdeten Elektroden in dem elektrostatischen Feldabschnitt der wiedergegebenen Einrichtung dargestellt ist, können selbstverständlich auch zwei oder mehr derartiger Reihen in Abhängigkeit von den Notwendigkeiten einer vorgegebenen Anwendung hintereinander in der Gasströmungsrichtung vorgesehen sein.Although in the drawings only a series of discharge electrodes and grounded electrodes in the electrostatic field section of the device shown can of course also have two or more such rows as a function of the necessities of a given application one after the other in the gas flow direction.
In Fig. 3 ist sowohl eine Ausführungsform einer darüber angeordneten Berieselungseinrichtung 14 und eine Möglichkeit dargestellt, einen hohen Anteil der Berieselungsflüssigkeit dem strömungsaufwärts liegenden Teil des Faserbetts zuzuteilen. Eine Flüssigkeitsverteilerleitung 15 ist mit einer Anzahl Abgaberohre oder Auslässe 15A versehen. Durch entsprechende Anordnung der Rohre oder Auslässe 15a entlang der Länge des Verteilerrohrs 15 kann die Flüssigkeit erforderlichenfalls in verschiedenen Mengen entlang der Tiefe des Faserbetts verteilt werden. Die Flüssigkeit wird von denRohren oder Auslassen 15A aus über eine durchlöcherte Platte 32 abgegeben und fließt dann durch die Löcher in das Faserbett 12. Vorteilhafterweise ist eine Reihe Prallbleche 34 vorgesehen, um die Flüssigkeit auf eine Reihe von Kammern zu beschränken, wobei im vorliegenden Fall drei Kammern a, b und c dargestellt sind, und um zu ver-In Fig. 3 both an embodiment is arranged above Sprinkling device 14 and a possibility shown, a high proportion of the sprinkling liquid allocate upstream portion of the fiber bed. One Liquid distribution line 15 is provided with a number of delivery pipes or outlets 15A. By appropriate arrangement of the pipes or outlets 15a along the length of the manifold 15, the liquid can, if necessary, in different Quantities are distributed along the depth of the fiber bed. The liquid is drawn from the pipes or outlets 15A released via a perforated plate 32 and then flows through the holes into the fiber bed 12. Advantageously, is a series of baffles 34 are provided to restrict the liquid to a series of chambers, in the present case Case three chambers a, b and c are shown, and in order to
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hindern, daß Gas das umgeht. Wie dargestellt, stehen drei Rohre oder Auslässe 15A in die Kammer a, zwei in die Kammer b und eine in die Kammer c vor. Aufgrund des Druckabfalls entlang der Verteilerleitung 15 wird durch diese Anordnung mindestens 50% der Flüssigkeit in die Kammer a abgegeben, welche etwa das strömungsaufwärts liegende eine Drittel der Tiefe des Faserbetts bedient und überdeckt. Im Hinblick auf den viskosen Gasphasen-Strömungswiderstand auf die Flüssigkeit in dem Faserbett kann die Kammer c trocken betrieben werden, d.h. in sie strömt keine Flüssigkeit, insbesondere bei hohen Geasgeschwindigke iten in dem Faserbett. " Faserbettprevent gas from bypassing it. As shown, there are three tubes or outlets 15A in chamber a, two in chamber b and one into chamber c. Due to the pressure drop along the manifold 15, at least 50% of the Liquid discharged into the chamber a, which is about the upstream lying one third of the depth of the fiber bed served and covered. With regard to the gas-phase viscous flow resistance Chamber c can be operated dry on the liquid in the fiber bed, i.e. none flows into it Liquid, especially at high Geasgeschwindigke iten in the fiber bed. "Fiber bed
In der in Fig. 4 wiedergegebenen Aus führung s form ist ein Faserbett 12 unter einem Winkel schräggestellt, so daß die Berieselungsflüssigkeit, die durch das Faserbett sowohl aufgrund der Schwerkraft und des viskosen Gasphasen-Widerstands nach unten ablfießt, durch das Faserbett, wie durch die Pfeile dargestellt ist, im wesentlichen entlang der Ebenen nach unten fließt, die parallel zu der jeweiligen Fläche des Faserbetts verlaufen. Dies wirkt dem Einfluß des viksosen Gasphasen-Strömungswiderstands entgegen, welcher sonst einzelne Teile der Flüssigkeit tiefer in das Faserbett und bei sehr hohen Geschwindigkeiten weg von der strömungsabwärts liegenden Oberfläche des Faserbetts führen und sie mitreißen würde. Der entsprechende Neigungswinkel des Faserbetts kann von dem Fachmann ohne weiteres mit Hilfe der Vektor zerlegung der Gasphasen-Widerstandskraft und der Schwerkraft auf die Flüssigkeit bei einer vorgegebenen Gasgeschwindigkeit in dem Bett und einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit berechnet werden. Bei dieserIn the embodiment shown in FIG. 4, there is a fiber bed 12 inclined at an angle, so that the sprinkling liquid that flows through the fiber bed both due to the Gravity and the viscous gas phase resistance drains downward through the fiber bed, as shown by the arrows is, flows downward essentially along the planes which run parallel to the respective surface of the fiber bed. This acts under the influence of the viscous gas phase flow resistance contrary to what otherwise individual parts of the liquid deeper into the fiber bed and at very high speeds away from the downstream surface of the fiber bed and entrainment. The corresponding angle of inclination of the fiber bed can be easily understood by the person skilled in the art with the help of the vector decomposition of the gas phase drag force and the force of gravity on the liquid at a given gas velocity in the bed and a certain flow velocity of the liquid can be calculated. At this
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Ausführungsform können im Hinblick auf die Tiefe in Richtung der Gasströmung und/oder bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten, z.B. von 3,6 bis 4,6m/s oder mehr schmalere Faserbetten verwendet werden, wobei weniger Flüssigkeit von der strömungsabwärts liegenden Fläche des Faserbetts mitgerissen wird.Embodiment can in terms of depth towards the gas flow and / or at higher flow velocities, e.g. from 3.6 to 4.6 m / s or more, narrower fiber beds are used with less fluid being entrained from the downstream surface of the fiber bed.
Anhand der folgenden Tabelle wird die Erfindung veranschaulicht, wobei die in Fig. 1/1A und 2/2A beschriebene Einrichtung verwendet ist. Bei jedem Versuchsdurchgang ist das Faserbett ein vertikales, 5 bis 10,1 cm tiefes Bett aus unregelmäßig angeordneten, chemisch beständigen Glasfasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 200μπι und mit einer Packungsdichte von etwa 0,11g/cm3, woraus sich ein Betthohlraumanteil von etwa 95,6% errechnet. In jedemFall betrug die Höhe und Breite des Faserbettes jeweils 30,5cm. Die Fasern sind in dem Faserbett teilweise ausgerichtet, so daß ihre Restsättigung in der vertikalen Richtung etwa 0,4 g Wasser pro Gramm Faser ist und ihre Restsättigung, wenn sie um 90° gedreht werden, so daß ihre (inRichtung der Gasströmung) strömungsabwärts liegende Oberfläche in der unteren Lage ist, etwa 1,55g Wasser pro Gramm Faser ist.The invention is illustrated with the aid of the following table, using the device described in FIGS. 1 / 1A and 2 / 2A. In each test run, the fiber bed is a vertical, 5 to 10.1 cm deep bed of irregularly arranged, chemically resistant glass fibers with an average diameter of about 200μπι and a packing density of about 0.11g / cm 3 , resulting in a bed void fraction of about 95.6% calculated. In each case the height and width of the fiber bed were each 30.5 cm. The fibers are partially oriented in the fiber bed so that their unsaturation in the vertical direction is about 0.4 grams of water per gram of fiber and their unsaturation when rotated 90 degrees so that their surface is downstream (in the direction of gas flow) in the lower layer is about 1.55g of water per gram of fiber.
Es wurde eine Reihe von Versuchedurchläufen aufgenommen, wobei Flugasche bei verschiedenen Luftladungenverwendet wurde. Bei jedem der Versuchsdurchläufe 1 bis 16 wurde das Faserbett nur als Sammel- und Auffangeinrichtung verwendet, wobei Wasser als Berieselungsflüssigkeit von einem Verteiler über dem FaserbettA number of runs were included, with Fly ash has been used in various air charges. On each of Runs 1 through 16, the fiber bed only became used as a collection and collection device, with water as Irrigation fluid from a manifold above the fiber bed
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"** " 29H340"**" 29H340
verwendet wurde, und die geerdeten Elektroden nicht berieselt wurden. Zu Vergleichszwecken wurden einige dieser Versuchsdurchläufe bei abgeschaltetem elektrostatischem. Feld durchgeführt, was in der Spalte "Koronaleistung" mit "keine" bezeichnet ist. Bei dem Versuchsdurchlauf 17 wurden sowohl das Faserbett als auch die geerdetenElektroden als Sammel- und Auffangeinrichtungen verwendet und beide wurden mit Wasser berieselt.was used and the grounded electrodes were not sprinkled. For comparison purposes, some of these runs were made with the electrostatic switched off. Field carried out, which is labeled "none" in the "coronal output" column. In test run 17, both Both the fiber bed and the grounded electrodes were used as collection and collection devices and both were filled with water sprinkled.
909843/0766909843/0766
O CD OO -P-O CD OO -P-
Nr.Run.
No.
schwindig-
keit(m/s)Bedding
dizzy
speed (m / s)
tiefe(cm)Fiber bed
depth (cm)
belastung
(mg/m3.),'.'.ötauü-
load
(mg / m 3. ), '.'.
verhältnis
.(.1/1.QQOACM)H 2 U / LurT-- '
relationship
. (. 1 / 1.QQOACM)
leistung
. (W). . . , .corona
power
. (W). . . ,.
durchmess
.Einlaß . .Middle
diameter
.Inlet. .
er (μπι)
. . .AusgangParticles
he (μπι)
. . .Exit
auffang-
Wirkungsgradtotal
catching
Efficiency
Elektrode Ί,9Fiber bed 3.2
Electrode Ί, 9
cn Icn I
Nr.Run.
No.
0,2 'Auffanc
0.2 '
0,4jeffect
0.4
0,6 ' 'id after <
0.6 ''
0,8Size
0.8
1,0(in 1 μπι)
1.0
GO QGO Q
291434Q291434Q
Bei der Durchsicht der in der Tabelle aufgeführten Daten sollte beachtet werden, daß das in den Versuchsdurchläufen 1 bis 10 und 13 bis 16 verwendete Faserbett in der Gasströmungsrichtung nur 5cm tief war und sogar ein derart schmales Faserbett bei der praktischen Anwendung der Erfindung noch eine nennenswerte Verbesserung im Hinblick auf den Auffangwirkungsgrad insbesondere von Submikronteilchen schafft. Bei den Versuchsdurchläufen 1 bis 12 wurde eine hintereinander angeordnete zweistufige Draht- Plattenaordnung bei der das elektrostatische Feld erzeugenden Einrichtung verwendet (wie in Fig. 1 und 1A) dargestellt ist. Bei den Durchläufen 13 bis 16 wurde eine dreistufige derartige Anordnung verwendet, um dadurch eine längere Verweilzeit für die Teilchen in dem elektrostatischen Feld zu schaffen, wodurch sichein durchschnittlicher Auffangw&rkungsgrad bei Submikronpartikeln von über 95% selbst bei den dargestellten hohen Staubladungen ergibt.When reviewing the data listed in the table, it should be noted that the test runs 1 to 10 and 13 to 16 used fiber bed was only 5 cm deep in the gas flow direction and even had such a narrow fiber bed the practical application of the invention still a noteworthy improvement with regard to the collection efficiency in particular of submicron particles creates. In the test runs 1 to 12, a two-stage arranged one behind the other was used Wire-plate arrangement where the electrostatic field is generated Device used (as shown in Figures 1 and 1A) is. Runs 13 through 16 were three-stage such an arrangement is used, thereby allowing a longer residence time for the particles in the electrostatic field, resulting in an average efficiency factor Submicron particles of over 95% even with those shown high dust loads.
Das bei den Versuchsdurchläufen IT und 12 verwendete, 10,1cm tiefe Faserbett, was eine wirtschaftlich anwendbare Tiefe ist, ergibt einen Auffangwirkungsgrad bezüglich der Submikronteilchen von über 96%, selbst wenn nur die zweistufige nacheinander angeordnete Draht-Plattenanordnung der das elektrostatische Feld erzeugenden Einrichtung verwendet wird.That used in runs IT and 12, 10.1 cm deep fiber bed, which is an economically feasible depth, gives a submicron particle collection efficiency of over 96%, even if only the two-stage, sequentially arranged wire-plate arrangement of the electrostatic field generating device is used.
Bei dem Versuchsdurchlauf 17 ist eine einzige Stufe der in Fig. 2 und 2A dargestellten Nadel-Plattenanordnung der das elektrostatische Feld erzeugenden Einrichtung verwendet worden, wobei die geerdeten Elektroden, d.h. die Platten mit Wasser berieselt wurden.In run 17, a single stage of the needle and plate assembly illustrated in Figures 2 and 2A is that of the electrostatic Field generating device was used, whereby the earthed electrodes, i.e. the plates, were sprinkled with water.
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Die dargestellten Ergebnisse liegen unter den gewünschten, stehen aber mit der Aufgabenstellung der Erfindung im Hinblick auf die Tatsache in Einklang, daß die erforderliche Koronaleistung für die Nadel-Plattenanordnung der verwendeten elektrostatischen Einrichtung etwa 500 bis 600 W ist, während bei diesem Versuchsdurchlauf nur eine Koronaleistung von 118 Watt erhalten wurde. Die Auffangwirkungsgrade von zumindest 95% bei Submikr on te ilchen und noch höhere Wirkungsgrade bei größerenTeilchen sind aus diesen Daten bei Koronaleistungen von 500 bis 600W extrapolierbar.The results presented are below the desired, but are with the object of the invention in view of the Consistent fact that the required coronal power for the needle-plate assembly of the used electrostatic Device is about 500 to 600 W, while in this test run only a coronal power of 118 watts was obtained. The collection efficiencies of at least 95% for submicron particles and even higher efficiencies with larger particles can be extrapolated from this data at corona powers of 500 to 600W.
Ende der BeschreibungEnd of description
903843/0766903843/0766
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