DD228463A1

DD228463A1 - Elektrodenanordnung fuer elektroabscheider zur abscheidung hochohmiger staeube

Info

Publication number: DD228463A1
Application number: DD26577984A
Authority: DD
Inventors: Joachim Petroll; Vera Borgwardt; Holger Foedisch
Original assignee: Tech Hochschule C Schorlemmer
Priority date: 1984-07-30
Filing date: 1984-07-30
Publication date: 1985-10-16

Abstract

Elektrodenanordnung fuer einen zweistufigen Elektroabscheider zur Abscheidung hochohmiger Staeube aus einem Gasstrom, insbesondere fuer den Einsatz in der chemischen Industrie, Zementindustrie, Energiewirtschaft, Kalk- und Gipsindustrie u. ae. fuer Neuanlagen und zur Nachruestung. Ziel der Erfindung ist es, die Abscheidbarkeit hochohmiger Staeube mit vertretbaren konstruktiven Aufwendungen und ohne Neuinvestitionen an Gleichspannungserzeugungsanlagen zu erhoehen. Erfindungsgemaess wird in der Aufladezone zwischen den Spruehelektrodensystemen unterschiedlicher Polaritaet eine Spezialelektrode installiert, die in Abhaengigkeit der Schaltvariante geerdet oder isoliert aufgehaengt wird. Durch die unterschiedliche Polaritaet der Spruehelektrodensysteme wird der Staub in zwei benachbarten Gassen entweder positiv oder negativ aufgeladen. Bei einer z. T. auftretenden Staubabscheidung an den Spezialelektroden erfolgt ein Ladungsaustausch, so dass kein Rueckspruehen auftritt. In der nachfolgenden Abscheidezone, die eine konventionelle Elektroabscheideranordnung aufweist, wird die Staubabscheidung durch eine zusaetzliche Koronaentladung unterstuetzt und es erfolgt gleichzeitig eine Agglomeration des Staubes. Die erfindungsgemaess beschriebene Elektrodenanordnung hat sich auch fuer normal abscheidbaren Staub bewaehrt.

Description

— I —

!Eitel der Erfindung

Elektrodenanordnung für Elektroabscheider zur Abscheidung hochohmiger Stäube

Anwendungsgebiet der' Erfindung;

Elektrode-nanordnung für Elektroabscheider zur Abscheidung hochohmiger Stäube aus einem Gasstrom,, insbesondere für den Einsatz in der chemischen Industrie (z.B. Carbidofenentstaubung), Zementindus tr ie _r Energiewirtschaft, KaIk- und Gipsindustrie u.a. für Feuanlagen und zur Nachrüstung.

Charakteristik der bekannten technischen lösungen

Bei der Reinigung- von Sasen und Abgasen wird der Staub entsprechend der Polarität der Sprühelektroden aufgeladen und durch die quer- zum Gasstrom verlaufende Feldkraft auf der Elektrode mit entgegengesetzter Polarität abgeschieden. Handelt es- sich dabei um einen hochohmigen Staub, kommt es an der-Abscheideelektrode zu einer Rückionisa» tion, wodurch üadungsträger mit der Polarität dieser Abscheide elektrode in den (x&sraum ausgesendet werden und somit, den abzuscheidenden Staub neutralisiert, was eine drastische Verringerung der Abscheideleistung mit sich bringt.

Ss ist bekannt, daß zur Verbesserung der Abseile id ung industriell häufig Konditionierungss trecken vor dem. Abscheider· installiert werden. Nachteilig sind die hohen Investitions- und Betriebskosten, die Erhöhung der Störanfälligkeit der Entstaubungsanlagen und mitunter auch eine Unverträglichkeit der Konditionierungsmittel mit dem zu reinigenden Gas.- ¥eiterhin ist bekannt, daß das Abscheideverhal üb η hochohmiger Stäube durch das Anlegen einer Impulsspannung an die Sprühelektrodeη von Elektroabscheidern verbessert werden kann.

Bekannt ist weiterhin die Installation von Gitterelemente-n vor den Abscheidee-lektroden, die bei Anwendung von Wechselspannung isoliert aufgehängt werden. Bei gleichspannungsbetriebenen Elektroabscheidern sind diese Sitterelektroden mit der ©1eichspannungsquelle verbunden und besitzen die gleiche Polarität wie die Sprühelektrodensysteme .

Ebenfalls bekannt ist die abwechselnde Anordnung von sprühenden und nichtsprühenden Elektroden, sowohl in der Aufladezone zweistufiger als auch bei einstufigen Elektroabscheidern.

ITachteilig: ist, daß· sich bei Heuanlagen und bestehenden Elektroabscheidern die Abscheidung hoehohmiger Stäube nur mit erheblichen zusätzlichen Aufwendungen, insbesondere· zur· Einspeisung von Im puls spannung en bzw. Spannungen wechselnder Polarität realisieren läßt;. Informationsquelle: US - PS 3 82<2 305

BS - PS 4 Ö18 577

HS - PS 4 364 752

BB- QS 2 462 539

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, mit geringen apparativen Aufwendungen die Abscheidbarkeit hochohmiger Stäube in Elektroabscheiderη zu verbessern.

Darlegung des V/esens der Erfindung

Die Aufgabe der· Erfindung besteht darin, eine Elektrodenanordnung _t für Elektroabscheider zur Abscheidung hochohmlger· Stäube zu schaffen, um die Abscheideleistung von EIektroabscheldern zu erhöhen, ohne wesentliche Yeränderungen an der· Hochspannungsquelle ausführen zu müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein zweistufiger Elektroabscheider konzipiert wird, dessen Aufladezone aus abwechselnd angeordneten Sprühelektrodensystemen und nichtsprühenden Spezlalelektroden aufgebaut ist. Die Sprühelektrodensysteme in zwei benachbarten Gassen besitzen entgegengesetzte Polarität, so daß die Partikel je nach Sintrittsort entweder positiv oder negativ aufgeladen werden, eine SpezialeIektrοde montiert wird, die in Abhängigkeit der verwendeten GIeIchspannungserzeugungsanlage entweder geerdet oder isoliert wird. Diese Spezialelektrode ist aufgebaut aus Stäben, Rohren oder anderen nichtscharfkantigen Profilen in längs-, Quer"- oder- Kreuzanordnung oder aus Maschendraht oder Streckmaterial und an geeignetem Rahmen bzw. !Eragem befestigt.

Bei einer· z,T. auftretenden Staubabscheidung an den Spezialelektroden in der Aufladezone kommt es infolge der· unterschiedlichen Polarität in den benachbarten Gassen zn einem Eadungsausgleich, der den Staub neutralisiert und somit eine Rückionisation unterdrückt und eine unipolare Staubaufladung in den Gassen gewährleistet.

In. der Aufladezone ist die Gestaltung und Anordnung der Elektroden speziell in unmittelbarer Nachbarschaft zum geerdeten Gehäuse auf verschiedene Weise möglich z.B. können zusätzliche· Elektroden, "bestehend aus handelsüblichen Mäachendraht, Streckmaterial oder mehreren, im Abstand angeordneten Stäben, elektrisch isoliert vor flächenförmigen Abscheideelektroden angeordnet und elektrisch leitend miteinander verbunden werden. Gegenüber den Speaialelektroden sind diese zusätzlichen Elektroden grobmaschiger, label muß- gewährleistet sein, daß in. der einen Gasse eine positive und in der anderen Sasse eine negative Aufladung, der Partikel erfolgt.· Die Anordnung der zusätzlichen Elektrode vor der Abscheideelektrode· bewirkt eine erhebliche Verringerung des dortauftreffenden lonenstromes, so daß die für die Rückionisatiort erforderliche Stromdichte an der Abscheideelektrode nicht überschritten wird. Die an der zusätzlichen Elektrode angefangenen ladungsträger werden durch die elektrische Verbindung in Anbetracht der unterschiedlichen Polarität der Sprühentladung neutralisiert. Tritt an der Abscheideelektrode durch die dort abgeschiedene Staubschicht partielles Rücksprühen auf, so werden die dabei entstehenden ladungsträger ebenfalls an der zusätzlichen Elektrode abgefangen, so daß; auch in den Gassen am geerdeten Gehäuse eine unipolar© Aufladung- gewährleistet ist.

Das mit der- erfindungsgemäß beschriebenen Elektrodenanordnung ausgerüstete leid dient vornehmlich der elektrischen Aufladung; des Staubes, der in einer sich anschließenden aus einer konventionellen Elektroabscheideranordnung; bestehenden Abscheidezone abgeschieden wird. Durch eine· zusätzliche positive oder negative Koronaentladung; in der Abscheidezone kommt es zu. einer Agglomeratia?n_r d.h. Yergröberung des Staubes, welche, wie experimentell: nachgewiesen wurde, eine Erhöhung des Abscheidegrades zur Folge hat.

Die in der Aufladezone angeordneten Spezialelektroden, zusätzlichen Elektroden und die dazugehörigen Sprüh,- und Abscheideelektroden sowie die Elektroden in der Abscheidezone werden in Abhängigkeit von Art und Konzentration des Rohgasstaubes in bestimmten Intervallen ab~ gere inigt.

Ausführungsbeispiel

In den Zeichnungen.sind mögliche Schaltschemata und ein Ausführongsbeispiel dargestellt und zwar zeigen:

Fig. T:: eine Horizontal-Schnittansicht der erfindungsgemgtß'en Elektrodenanordnung für Plattenelektroabscheider-mit einem.'elektrischen Schaltschema

Fig. Zv eine Elektrodenanordnung nach der Einzelheit Z

Fig. 3: eine Elektrodenanordnung nach der Linie A-A

Fig. 4-:: elektrisches Schaltsenema, Variante t

Fig. 5: elektrisches Schaltschema, Variante 2

Fig. St elektrisches Schaltschema, Variante 3

Gemäß Figur¹ 1 wird ein zweistufiger Elektroabscheider konzipiert, bestehend aus Auflade- und Abscheidezone. Bie er/findetngsgemäße Elektrodenanordnung in der Aufladezone besteht aus einem System von Spezialelektroden 3, wobei jede Spezialelektrode 3 zwischen zwei Sprühelektrodensysteme 2.1 und 2.2 mit unterschiedlicher Polaritätr installiert ist. Bei der dargestellten Elektrodenanordnung; ist die Spezialelektrode 3 mittig zwischen den Sprühelektrodensystemen 2..1- und 2.2 elektrisch isoliert angebracht. Entsprechend der dargestellten Schaltung wird der Staub in der Gasse h+ positiv und in der Gasse h- negativ aufgeladen. Bei einer

z.T. auf -tretende η. Staubabscheidung an. der Spezialelektrode 3 erfolgt auf Grund der unterschiedlichen PoIa^- rxtät in den Gassen h+ und h— ein ladungsaustausch, wodurch, die Rückionisa.tion unterdrückt wird. Die "beiden äußeren Gassen in der Auflade ζ one· am geerdeten Gehäuse 1 werden durch flachenförmige Abscheideelektroden 5 "begrenzt. Parallel zu den Abscheide elektroden 5 werden zusätzliche Elektroden 6 elektrisch isoliert angebracht und elektrisch leitend ü"ber die Yerbindangsleitung 10 verbunden. Ein Seil des auf die Abscheideelektrode 5 auftreffenden Ionenstroms wird von der zusätzlichen Elektrode- 6 abgefangen und infolge der unterschiedlichen Polarität der äußeren Gassen erfolgt über die elektrische "Verbindungsieitung 10 ein ILadungsausgleich. Er.itt jedoch aß der abgeschiedenen Staubschicht auf der Abscheideelektrode 5 partiell Rücksprühen auf, dann werden die dabei entstehenden ladungsträger ebenfalls von der zusätzlichen Elektrode 5 abgefangen und über die YerMndungs leitung 10 neutralisiert.

Gemäß! Figur 1 ist die Abscheidezone als kommerzieller Elektroabscheider angeordnet. Dabei wurden die Abscheideelektroden 14 geerdet und das Sprühelektrodensystem 2.3'mit dem negativen Pol der Gleichspannungserzeugungsanlage 7 über das Hochspannungskabel 8 verbunden. Durch diese zusätzliche Koronaentladung kommt es in der zweiten Zone· zur Agglomeration des Staubes, die deren Abscheidung: unte rs tützt.

In KLgur 2. ist ein Ausschnitt, der erfindungsgemäß beschriebenen Elektrodenanorunung vergrößert dargestellt. Entsprechend ligur 2 ist die zusätzliche Elektrode 6 zwischen einem Rahmen 13 befestigt.

CJemgiS Figur 3 be'steht die Spezialelektrode 3 aus Rund-* stäuben, äie zwischen zrwei TJ-Profilleisten 4 mit Muttern 12 befestigt sind.

Durch Yariation des Abstanci.es der Stäbe 3 und der freien Querschnittsfläche der zusätzlichen Elektroden

6 kann die Abscheidung als auch der Beginn der Rüdeionisation beeinflußt werden.

Semäß Figur 4 wird die 'Spezialelelctrode 3 isoliert aufgehängt, dabei ist das Sprühelektrodensystem. 2.1 mit dem negativen Pol der Gleichspannungserzeugungsanlage

7 über¹ das Hochspannungskabel 8 verbunden. Das Sprühelektrodensystem 2.2 wird geerdet.

Gemäß Figur 5 wird die Spezialelektrode 3 geerdet und das Sprühelektrodensystem 2.1 über das Hochspannungskabel"8 mit dem negativen, und das Sprühelektrodensystem 2.2 mit dem positiven Pol der· G-leichspannungseraeugungsanlage 7 verbunden.

Semäß Figur S wird die Spezialelektrode 3 geerdet und das Sprühelektrodensystem 2.1 mit dem negativen Pol der £ledchspannungserzeugungsanlage 7 verbunden. Das Sprühe--lektrodensystem. 2.2 ist an den positiven Pol einer zweiten G-leichspannungserzeugungsanlage 7 gelegt.

Claims

- 8 Patentansprüche

1. Elektrodenanordnung für Elektroabscheider zur'Abscheidung hochohmiger Stäube mit in vertikal und parallel zueinander stehenden Ebenen angeordneten Elektrodensystemen, gekennzeichnet dadurch, daß in einer Auflade zone jeweils zwischen benachbarten und entgegengesetzt gepolten Sprühelektrodensystemen (2.1; 2.2) eine Spezialelektrode (3) entweder isoliert, wenn die Sprühelektrodensysteme (2.2) in einer Gasse geerdet und die Sprühelektrodensysteme (2.1) in der anderen Gasse an den negativen bzw. positiven Pol einer Gleichspannungsquelle (7) angeschlossen werden oder geerdet installiert wird, wenn die Sprühelektrodensysteme (2.1) mit dem negativen und die Sprühelektrodensysteme (2.2) mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle (7) verbunden sind, daß zu den Außengassen in unmittelbarer Nachbarschaft -zum geerdeten Apparategehäuse zusätzliche Elektroden (6) isoliert gegen das Gehäuse vor flächenförmigen, unterschiedlich gepolten Abscheideelektroden (5) angeordnet und miteinander elektrisch leitend verbunden werden und daß dieser Aufladezone eine Abscheidezone mit konventioneller Elektrodenanordnung nachgeschaltet wird, deren flächenförmige Abscheideelektroden (14) geerdet sind und deren Sprühelektrodensysteme (2.3) entweder mit dem positiven oder negativen Pol der Gleichspannungsquelle (7) verbunden sind.

2. Elektrodenanordnung für Elektroabscheider nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in der Aufladezone'die Spezial- . elektrode (3) und die Zusatzelektroden (6) aufgebaut sind ' · aus Stäben, Rohren oder nichtsprühenden Profilen in Längs-, Quer- oder Kreuzanordnung oder aus nichtsprühendem Maschendraht oder Streckmaterial bestehen und in geeignetem Rahmen

bzw. an Trägern (4) befestigt sind.

3. Elektrodenanordnung für Elektroabscheider nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Abstand der Spezialelektrode (3) zu den benachbarten Sprühelektroden (2.2; 2.2) variieren kann.

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4. Elektrodenanordnung für Elektroabscheider nach Punkt 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß in der Aufladezone die Installation der Spezialelektrode (3) in einem oder mehreren nebeneinander oder hintereinander gelegenen Blektrodenfeldern eines Apparates erfolgen kann.

5. Elektrodenanordnung für Elektroabscheider nach Punkt 1 bis ; 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Abstand der Elektroden

(14) in der der Aufladezone nachgeschalteten Abscheidezone in einem weiten Bereich variieren kann, vorzugsweise entsprechend dem Abstand zweier benachbarter, gegengepolter Gassen in der Aufladezone.

6. Elektrodenanordnung für Elektroabscheider nach Punkt 1 bis 5j gekennzeichnet dadurch, daß die"Auflade- und die Abscheidezone von einer G-leichspannungsquelle (7) oder elektrisch getrennt gespeist werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen