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Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Ausscheidung von Schwebekörpern
aus Gasen durch gleichzeitige Einwirkung von positiven und negativen Entladungen.
Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom z. Juni igii die Priorität
auf Grund der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 4 November
igi8 beansprucht. Bei der elektrischen Gasreinigung ist es bekannt, die Sammelelektroden
in Fangräumen oder Sackgassen anzuordnen, die gegen die Hauptströmung des Gases
geschützt liegen, oder die auszuscheidenden Schwebekörper durch Durchbrechungen
der Sammelelektroden hindurch in gegen die Gasströmung geschützte Fangräume unter
Einwirkung des elektrischen Feldes seitlich hineinzuziehen. Voraussetzung ist bei
allen diesen
bekannten Einrichtungen die Ausbildung eines starken
elektrischen Feldes zwischen der Innenwand des Fangraumes und der Ausströmerelektrode.
Sobald dieses von einer Feldfläche am Fangraum ausgehende elektrische Feld fortfällt,
fehlt die Anziehungskraft auf die geladenen Schwebeteilchen, die diesen erst die
Möglichkeit gibt, aus der Gasströmung heraus in den Fangraum hineinzuwandern. Aus
diesem Grunde erschien es ausgeschlossen, den Fangraum auch bei gleichzeitiger positiver
und negativer Entladung anzuwenden, eben weil hier jene auf ;die Schwebekörper wirkende
von einer Sammel-oder Ausscheideelektrode ausgehende elektrische Kraft in Fortfall
kommt.
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Bisher war es auch unmöglich, das mit gleichzeitiger positiver und
negativer Entladung arbeitende Verfahren technisch auszubeuten, weil es keine Möglichkeit
gab, die positiv und negativ geladenen Schwebekörper in der Ausscheidevorrichtung
festzuhalten.
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Hier greift nun die Erfindung ein, die grundlegende Abhilfe schaffen
will. Die Erfindung geht davon aus, daß die Resultierende, einerseits aus der Bewegung
jedes elektrisierten Teilchens in Richtung der Gasströmung und anderseits aus der
Richtung, die dieses Teilchen auf Grund der Anziehungskraft des entgegengesetzt
geladenen Raumteiles in der Umgebung der Ausströmelektrode annimmt, so gerichtet
wird, daß die Teilchen in einen neutralen Fangraum, der keine Sammelelektrode enthält,
hineingetrieben werden. Mit andern Worten: Die Erfindung besteht darin, daß vor
und hinter den Elektroden senkrecht zur Gasströmung und symmetrisch oder annähernd
symmetrisch zur Entladungsfläche der Elektroden angLordnete elektrisch neutrale
Hemmkörper zum Auffangen der Schwebeteilchen verwendet werden.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.
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Abb. i zeigt das Schema der Erfindung im wagerechten Schnitt.
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Abb. z ist ein senkrechter Schnitt durch eine Ausführungsform und
Abb.3 ein wagerechter Schnitt nach 3-3 der Abb. 2.
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Der in Abb. i veranschaulichte Apparat enthält eine Mehrzahl von Ausströmelektroden,
deren Gestalt beliebig sein kann, sofern sie nur sprühen. Zu diesem Zweck können
sie, wie in Abb. i dargestellt, z. B. mit scharfen Kanten versehen sein. Die Gruppe
i dieser Elektroden ist mit dem positiven Pol einer hochgespannten Stromquelle verbunden,
während die andere Gruppe 2 der Ausströmelektroden entsprechend negativ geladen
wird. Das zu reinigende Gas fließt innerhalb der Kammer oder des Kanals 3 an den
Elektroden i, 2 vorbei, wie .durch Pfeile angedeutet, mit dem Ergebnis, daß die
SchwebeteiIchen, z. B. Staub- oder Rauchteilchen, des Gasstromes elektrisch aufgeladen
werden, und zwar teils positiv, teils negativ. Infolgedessen zielen sich die verschieden
elektrisch geladenen Teilchen an und bilden auf diese Weise größere Klümpchen .oder
Flocken. Die Ausfällung der Teilchen erfolgt in derselben Vorrichtung, die zur Zusammenballung
der Teilchen dient. Demgemäß sind nach Abb. i im Strömungsweg der Gase eine oder
mehrere Reihen oder Gruppen von Prallwänden o. dgl. q. vorgesehen, die entweder
aus nichtleitendem Material bestehen oder aber bei Herstellung aus leitendem Material,
wie bei 5 angegeben, geerdet sind.
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Die Ausströmelektroden i und 2 bilden senkrecht hängende Streifen,
.die flach quer zur Strömungsrichtung des Gases gestellt sind. Ebenso erstrecken
sich die Prallplatten ¢ in senkrechter Verlängerung quer zur Gasrichtung in der
aus Abb. i ersichtlichen, mit Bezug auf die Elektroden i und 2 versetzten Anordnung.
Die Zonen oder Fangräume, in denen sich die positiv geladenen Teilchen mit den negativ
geladenen Teilchen treffen, befinden sich neben den Elektroden i und 2 zwischen
den Prallplattengruppen ¢.
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Die Entladung der Ausströmergruppen i und 2, die gegen Erde isoliert
sind, geht wegen der Gegensätzlichkeit ihrer Polarität nur zwischen ihnen vor sich
und nicht etwa zwischen ihnen und den Körpern q.. Infolge der Isolierung der Ausströmerelektroden
bleibt die aus Sicherheitsgründen wünschenswerte Erdung der Fangraumkörper ¢ für
die beabsichtigte Wirkung unschädlich.
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Betrachtet man das elektrische Feld, wie es nach Abb. i zwischen den
Ausströmelektroden entgegengesetzter Elektrizität sich ausbildet, so ergibt sich,
daß in der Nähe der positiven Sprühelektroden i die Schwebeteilchen positiv geladen
werden und mit lebhafter Geschwindigkeit quer zur Stx.ömungsxichtung des Gases nach
dem negativen Pol 2 hineilen. Das gleiche ist mit den negativ geladenen Teilchen
von den Sprühelektroden 2 aus der Fall, die dem Pol i zustreben. Selbstverständlich
tritt nicht allein eine Anziehung von Teilchen auf, sondern die in der Umgebung
jedes Pols befindlichen Schwebeteilchen positiver bzw. negativer Aufladung und Gasionen
wirken zusammen mit ihren Elektroden i bzw. 2 wie ein einheitlicher Körper großer
Ausdehnung und entsprechender Ladung. Diese gegenpolig geladenen Körper übzn noch
auf größere Entfernung eine kräftige
gegenseitige Anziehung aus,
die bewirkt, daß die Schwebekörper statt mit der Strömung des Gases quer dazu in
den Fangraum hineingetrieben werden, und zwar resultierend aus den zwei zueinander
senkrechten Komponenten. Die relative Geschwindigkeit ist groß .genug, um den bei
nicht zu hoher Geschwindigkeit des Rohgases nur kurzen Querweg zu durchlaufen, welcher
notwendig ist, um die Teilchen aus der Strömungsbahn des Gases zwischen den Fangkörpern
hindurch in die Fangräume einzulenken.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 und 3 besteht die Vorrichtung
aus einem Gehäuse oder einer Kammer 6, die an einem Ende mit dem Gaseinlaß i i und
am andern mit dem Gasauslaß i i' versehen ist. Zwei Gruppen von Ausströmelektroden
i und 2 sind im Innern dieser Kammer 6 an isolierten Trägern 7 und 8 hängend angeordnet.
Die Träger 7 und 8 liegen auf Isolatoren 9, die in besonderen Nischen der Kammer
6 untergebracht sein können, auf. Die Stützen 7 und 8 können aus I-Trägern bestehen,
über die Querstäbe 7' bzw. 8' gelegt sind, an welchen die Elektroden i bzw. 2 hängen.
Diese Elektrodenanordnung kann selbstverständlich auch eine andere sein.
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Die Prallkörper q. hängen vom Deckel des Kammerteiles io zwischen
den Querstäben 7', 8' und den Ausströmelektroden i und 2 h erab. Dadurch wird der
Gasstrom wirksam mit den Sprühelektroden in Berührung gebracht und erreicht, daß
die zusammengeballten Teilchen oder Flocken zwischen den Prallplatten q. neutrale
Fangräume vorfinden, in welchen sie sich unter dem Ein.fluß der Schwere aus dem
Gasstrom abscheiden können.
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Die Kammer 6 trägt am unteren Ende in der üblichen Weise den Sammeltrichter
12 für das abgeschiedene Material mit der verschließbaren Entleerungsöffnung 13.
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Zur Ladung der positiven und negativen Elektroden sind die Stromschienen
7 und 8 durch Drähte 1q. bzw. 15 mit den Polschuhen eines Gleichrichters verbunden.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung nach Abb. 2 und 3 ist folgende:
Das zu reinigende Gas, das die Kammer 6 durchströmt, wird durch die Hindernisse
q. derart abgelenkt, daß der Hauptteil des Gases an den Ausströmelektroden i und
2 vorbeiströmcn muß. Die Potentialdifferenz zwischen diesen Ausströmelektroden ist
so hoch, daß Koronaentladung eintritt, und zwar an den Elektroden i positiv und
an den Elektroden 2 negativ. Für gewöhnlich reicht eine Potentialdifferenz von ioo
ooo Volt oder darüber aus, wenn z. B. die Elektroden i positiv mit 5o ooo Volt und
die Elektroden 2 negativ ebenfalls mit 5o ooo Volt gespeist werden. Gegebenenfalls
kann eine der Ausströmergruppen geerdet sein und die andere Gruppe auf einem entsprechend
hohen, entweder positiven oder negativen Potential gehalten werden, um die erforderliche
Potentialdifferenz zu erzielen. Die Schwebeteilchen im Gas werden durch die Elektroden
i und 2 positiv und negativ aufgeladen und ziehen sich infolgedessen gegenseitig
an, wobei sie in die neutralen Fangräume b zwischen den Prallplatten 4. gelangen
und aus dem Gasstrom abgesondert werden. Etwaige Ansätze an den Hemmkörpern q. können
durch Schütteln, Klopfen, Schaben, Waschen o. dgl. entfernt werden.
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Besonders vorteilhaft ist die Wirkung, wenn man für die Hemmkörper
gemäß Abb.2 und 3 Kanal- oder I-Profil nimmt. Dieselbe Wirkung ergibt sich übrigens
auch durch Kantenverstärkung der in Abb. i dargestellten Platten ¢, die zugleich
eine Strahlwirkung und damit eine Schwächung des elektrischen Feldes verhindert.
In jedem Fall empfiehlt es sich, die Hemmkörper mit Bezug auf das elektrostatische
Feld neutral zu halten, was man durch Verwendung von nichtleitendem Material :oder
durch Erdung erreicht.