DK179332B1

DK179332B1 - Elektrofilter

Info

Publication number: DK179332B1
Application number: DKPA201600429A
Authority: DK
Inventors: Christian Larsen; Niels E Linnemann Nielsen
Original assignee: Maskf Reka Holding A/S
Priority date: 2016-07-17
Filing date: 2016-07-17
Publication date: 2018-05-07
Also published as: WO2018014920A1; EP3484626A4; EP3484626B1; EP3484626A1; DK201600429A1

Abstract

Elektrofilter der omfatter et kabinet med et indløb for tilførsel af røggas/proces-luft og et udløb for afgang af renset røggas/proces-luft hvori en drejbar aksel er arrangeret på hvilken aksel er arrangeret et antal af parallelle elektrisk ledende plader der er tilpasset at virke som katoder hvor et antal ledende tråde der virker som anoder er anbragt mellem katode pladerne. En højere virkningsgrad af filteret er opnået ved at elektrofilteret omfatter en indretning til regulering, fordeling og opdeling af røggassens strømning fra indløb til udløb.

Description

<¹θ> DANMARK (10)

<¹²> PATENTSKRIFT

Patent- og

Varemærkestyrelsen (51) lnt.CI.: B 03 C 3/36(2006.01) B 03 C 3/08(2006.01) B 03 C 3/10(2006.01)

B 03 C 3/47(2006.01) B 03 C 3/74(2006.01) (21) Ansøgningsnummer: PA 2016 00429 (22) Indleveringsdato: 2016-07-17 (24) Løbedag: 2016-07-17 (41) Aim. tilgængelig: 2018-01-18 (45) Patentets meddelelse bkg. den: 2018-05-07 (73) Patenthaver: MASKINFABRIKKEN REKA HOLDING A/S, Vestvej 7, 9600 Aars, Danmark (72) Opfinder: Christian Larsen, Østermarken 29, 9600 Aars, Danmark

Niels E. Linnemann Nielsen, Stenildhøjdalen 12, 9600 Aars, Danmark (74) Fuldmægtig: HØYER PATENT ApS, Højbovangen 36, 9200 Aalborg SV, Danmark (54) Benævnelse: Elektrofilter (56) Fremdragne publikationer:

US 5084077 A EP 1892044 A1 EP 1721678 A1 DE 4326757 A1 CN 203972139 U US 2001039877 A1 (57) Sammendrag:

Fortsættes ...

i

ELEKTRO FILTER

Nærværende opfindelse angår et elektrofilter af den i indledningen til krav 1 angivne art.

Mere udførligt angår opfindelsen udfældning af skadelige stoffer og støv fra røggas der dannes ved forbrænding af brændsel i en forbrændingsovn, eller af partikler i proces-luft fra produktion.

Forbrændingsovne er kendte og har stor udbredelse. En forbrændingsovn udvikler varme ved afbrænding af brændsel. Brændslet kan være et råstof eller et affaldsprodukt.

Af hensyn til det omgivende miljø er det et ønske at brændslet omsættes så fuldstændigt som muligt og uden at giftige stoffer dannes. Styring af lufttilførsel og forbrændingstemperatur har en stor indflydelse på dannelsen af giftige stoffer. Giftige stoffer, der dannes ved forbrændingen tilbageholdes i slaggen eller frigives til miljøet med røggassen/proces-luften.

I takt med at ønsket i samfundet om overgang til bæredygtige ressourcer stiger ledes der efter alternative brændsler. Eksempelvis søger man at anvende hurtigt voksende afgrøder som eksempelvis elefantgræs eller pileflis. Kerner eller korn fra rug, byg, triticale eller raps er også eksempler på anvendte brændsler. Man søger også at anvende restproduktet halm fra korndyrkning som brændsel.

Det er givet at nogle af ovennævnte brændsler er mere forbrændingsegnede end andre. Halmafbrænding giver en god varme men desværre en stor emission af støv i form af fine og ultrafine partikler i størrelsen 0,1 til 1 pm. Da disse partikelstørrelser er under mistanke for at kunne give lungeskader er det et ønske at nedsætte eller om muligt fjerne emissionen af partikler til omgivelserne. Dette understøttes af kommende lovkrav hvor det forventes at grænseværdien bliver sat så lavt som mellem 20 - 40 mg/nm3 ved 10% oxygen.

Fjernelse af partikler kan effektivt ske med scrubber, filter, evt. Anvendelsen af restproduktets udgifter til som pose eller med elektrofilter.

scrubber har ulemper med hensyn til form og det omgivende miljø herunder

Endvidere stiller vand og kemi. restproduktet, der er aggresivt i flydende form, store krav til materialevalg i anlægget, der ellers vil tæres hurtigt. Posefiltre giver stort tryktab og har lavere virkningsgrad. Tryktabet stiger hurtigt ved pakning af partikler i posen, hvilket påvirker driftsikkerheden negativt. Scrubber og posefiltre er også relativt dyre løsninger i installation og drift hvorfor det vil være ønskeligt at finde et virkende alternativ i et elektrofilter hvis dette kunne bringes i anvendelse og opnå en større virkningsgrad og driftsikkerhed samt økonomi.

Et elektrofilter består basalt af en luftsluse hvori er anbragt anoder, typisk i form af ledende tråde med en modpart i ledende metalplader der danner katode. Anoden og katoden er tilsluttet en strømforsyning der leverer en spænding i området 20 til 100 kV. Strømforsyningen omfatter en transformator og et ensretterkredsløb så en pulserende eller en jævn spænding opnås. Den jævne spænding kan også overlejres med en kortvarig pulserende spænding for bedre at kunne penetrere støvlaget. Partiklerne ioniseres ved passage forbi det elektriske felt og tiltrækkes af den ledende metalplade der udgør katoden og kan relativt nemt fjernes eksempelvis ved bankning på pladen, hvilket må foretages med jævne mellemrum.

Når man taler om elektrofiltre er disse yderst effektive til fjernelse af støv og herunder også fine og ultrafine partikler. Derfor har elektrofiltre stor udbredelse i industrien og i affaldsforbrænding. I almindeligt affald til forbrænding indeholder røggassen hele spektret af partikel størrelser og da der også er en del kulstof i støvet beholder katode pladen sin effekt selv når der er indfanget et lag af støv på den. Det skyldes at støvlaget på samme vis som katodepladen har elektrisk ledende egenskaber. Et eksempel på et elektrofilter til røgrensning er kendt fra US5084077A til LTV Lufttechnik GmbH. Her hævdes det at effektiviteten af filtret kan øges ved at ensrette røggassens fane i en retning mod katadepladens midterområde hvorved røggassen har den største vandring hen over katodepladens flade og derved større mulighed for tiltrækning af partikler. Det har imidlertid den konsekvens at varmefordelingen over katodepladens areal er uens med de ulemper det må medføre. Endvidere er det givet at det større flow i midterområdet stiller større krav til anoden for opladning af partikler samt til katodepladen for tiltrækning af partikler pga. større flow og partikel densitet i den koncentrerede røggas fane.

De fine og ultrafine partikler, der dannes ved afbrænding af halm består imidlertid til en stor part af calciumklorid og er både lette i vægt og yderst resistive, altså elektrisk isolerende hvorfor virkningen af et elektrofilter hurtigt aftager. Det skyldes at katodepladen hurtigt pakkes med ultrafint og let støv der ikke lader sig banke af pladerne. Endvidere pakkes støvet så hårdt på katodepladen at det vanskeligt lader sig fjerne. Det er derfor almindeligt kendt at elektrofiltre ikke anses for værende egnede til røgrensning af røg fra afbrænding af halm eller lignende. En yderligere ulempe er at strømforsyningen belastes når det elektrisk isolerende støvlag og dermed tilbagestrålingseffekten betyder overslag og kortslutning af forsyningen.

For at løse udfordringen har man forsøgt at supplere med andre brændsler, eksempelvis flis, hvilket forbedrer røgrensningen af de fine og ultrafine partikler ved at disse klumper til de større partikler, som nemmere fjernes fra filtret ved bankning. Uanset at der er tale om en forbedring er problemet med isolation af katodepladen stadigvæk ikke løst, da de fine og ultrafine partikler fortsat pakker sig på katodepladen.

Med baggrund i de skitserede ulemper er der brug for en løsning til forbedring af et elektrofilters vedvarende renseevne når røggassen indeholder store mængder af resistive fine og ultrafine partikler.

Det er endvidere også et ønske at tilvejebringe et mere enkelt og kompakt system med de fordele det har men også med henblik på billigere produktion og billigere transport til opstillingsstedet.

Formålet med opfindelsen er derfor at tilvejebringe et elektrofilter, der er mere kompakt men vedvarende er effektivt overfor at fjerne fine og ultrafine resistive partikler fra røggas eller proces-luft.

Dette opnås	ifølge opfindelsen	ved,	at	udforme
elektrofilteret elektrofilteret	som angivet i omfatter:	krav	1	ved at

- et kabinet med:

- et indløb for tilførsel af røggas;

- et udløb for afgang af renset røggas;

- et ophæng arrangeret mellem indløb og udløb indrettet til at bære en drejbar aksel på hvilken aksel er arrangeret et antal af parallelle elektrisk ledende plader der er tilpasset at virke som katoder;

- en motor for omdrejning af den drejbare aksel;

- et arrangement for fastholdelse af et antal ledende tråde der virker som anoder og for arrangering af disse tråde så de føres igennem området mellem katode pladerne;

- en strømforsyning med tilslutning til anode og katode,

Hvor elektrofilteret omfatter en indretning til regulering, fordeling og opdeling af røggassens strømning fra indløb til udløb.

Undersøgelser på prototype elektrofiltre har vist at fordelingen af røggassen gennem elektrofilteret har en stor indflydelse på den kontinuerlige drift af filteret, da temperaturforskelle vil gøre at de metalliske dele deformeres. Specielt er det set at katodepladerne, der af praktiske grunde for at kunne rotere om sin akse, indenfor kabinettet er udformet cirkel formede, slår sig ved uens varmefordeling. En højere temperatur i midten af elektrofilteret i centrum af katodepladerne i forhold til periferien af katodepladerne vil betyde at katodepladerne bliver udsat for indre mekaniske spændinger hvilket får dem til af deformere. I bedste fald bliver skiverne en smule skæve eller ujævne. I værste fald bliver de tallerken formede. Det kan være helt eller delvist over en strækning. Det skaber store udfordringer i forbindelse med at opretholde en konstant afstand mellem anode og katode og undgå overslag eller direkte kortslutning. Når overslag sker nedsætter det drastisk effektiviteten af elektrofilteret og kan medføre nedbrud af filteret. En anden ulempe er at fjernelsen af støv der er tiltrukket af katodepladen er vanskeligt at fjerne fra skæve eller tallerkenformede katodeplader hvor en adapterende skraber er vanskelig at fremstille.

Løsningen ifølge opfindelsen, der ved regulering, fordeling og opdeling af røggassens strømning fra indløb til udløb med henblik på at sikre en ens temperaturfordeling i elektrofilteret for at undgå at katodepladerne deformeres kan omfatte en eller flere skærme isat i indløbet for tilførsel af røggas til elektrofilteret. Skærmene kan således opdele røggassens strømning i lag eller sektioner og lede strømmen i den rigtige retning så røggassen fordeles med det samme tryk og hermed temperatur i hele kabinettet.

Hensigtsmæssigt indsættes pladerne i flere sektioner. En første sektion, hvor røggassen tilføres gennem et relativt rør fra forbrændingsdelen hvor et indløb er formet som en tragt med isatte plader for spredning af røggassen således at røggassen ved udmundingen af tragten er jævnt fordelt over hele udmundingens areal. Udmundingens areal kan afspejle kabinettets indvendige bredde. Hermed sikres et ensartet røghastighed i kabinettet så alle katodeplader bestryges med den samme mængde røggas. Røggassen indføres fra oven og direkte nedad mod bunden af kabinettet men kan også indføres i andre vinkler, eksempelvis fra bunden. Da røggassen er varm vil den søge opad. Derfor er indblæsning fra oven mod bunden fordelagtigt. For yderligere at sikre spredningen af røggassen i hele kabinettets højde, er der i forskellige højder i kabinettet indsat plader, der fordeler strømmen af røggas fra indløbet i en overvejende horisontal retning. Det skal forstås sådan at for at sikre at røggassen også fordeles i bunden af kabinettet kan skærmene være vinklet sådan at de regulerer røggassen nedad mod bunden. Det modvirker tendensen til at den varme røggas pga. termodynamikken stiger op mod toppen af kabinettet.

Endvidere omfatter opfindelsen endnu et trin, der er indrettet til at regulere røggassens udbredelse i kabinettet. For at opnå en bedre regulering og fordeling af strømmen af røggas gennem elektrofilteret omfatter elektrofilteret i en udførelsesform mindst en plade med et antal af huller for gennemløb af røggas, arrangeret i en position mellem indløb og udløb således at strømmen af røggas ved passage gennem hullerne reguleres og fordeles jævnt mellem katode pladerne. En analyse af strømmen af røggas gennem elektrofilteret ved forskellige belastninger kan afgøre præcis dimensionering af huller og deres placering. Flere plader kan indsættes i kabinettet i ønskede positioner og vinkler for at regulere retningen og fordelingen af røggassen i forbindelse med at få en jævn temperaturfordeling i kabinettet. Det bemærkes at reguleringen af røggassens gennemløb yderligere har til hensigt at få en så stor som mulig disponering af røggas over for det elektriske felt mellem anode og katode og herved få en større renseeffekt overfor støv i filtret.

I en udførelsesform omfatter indretningen mindst en plade med et antal af huller for gennemløb af røggas, arrangeret i en position mellem katodepladerne således at strømmen af røggas ved passage gennem hullerne reguleres og fordeles jævnt mellem katode pladerne. Denne position er ønskelig, da fordelingen af røggassen er særlig vigtig over katodepladernes flade med henblik på at undgå temperatur forskelle over pladens flade og resulterende mekaniske spændinger og skævheder. I en typisk udførelsesform herfor er pladen arrangeret i kabinettet i en lodretgående retning i forhold til røggassens strømning fra indløb til udløb igennem elektrofilteret.

Det vil være værdsat at hullernes størrelse og placering er disponeret med henblik på en jævn fordeling af røggassen mellem katode pladerne. Det kan sikres dels ved målinger på konkrete udførelsesformer. Endvidere kan simuleringsprogrammer anvendes i forbindelse med konkrete designs.

Indretningen i form af pladen for regulering af gennemløb af røggas kan i en udførelsesform være arrangeret i kabinettet udenfor det område hvor katodepladerne er arrangeret. I endnu en udførelsesform er pladen forsynet med udsparinger eller riller hvor i det mindste en del af katodepladerne kan føres igennem.

I endnu en udførelsesform er en fordelerplade arrangeret i forbindelse med, fortrinsvist oven på eller bagved, indretningen i form af pladen for regulering af gennemløb af røggas. Fordelerpladen monteres over den eller de åbninger, der er i pladen for regulering af røggas. Det betyder at indretningen i form af pladen for regulering af gennemløb af røggas kan udformes med én eller flere gennemførringer, der dækkes af fordelerpladen. Hermed er det enklere og nemmere at ændre en regulering af gennemløb af røggas til den specifikke applikation og anvendelse. Det er muligt at foretage en måling af røggassens forløb igennem filteret og efterfølge beregne og udforme en fordelerplade til montering oven på pladen for regulering af gennemløb af røggas, hvilken fordelerplade optimerer funktionen af elektrofilteret til det konkrete formål.

I en udførelsesform er indretningen i form af pladen for regulering af gennemløb af røggas i sig selv eller med en påmonteret fordelerplade fastholdt i forhold til kabinettet men er i bevægelig kontakt med mindst en katodeplade arrangeret på den drejbare aksel og er indrettet til at fungere som en skraber ved kontakt med katodepladen.

I endnu en udførelsesform er indretningen forsynet med en ombukket kant hvor kanten virker som en skraber. Hensigtsmæssigt er skraberen udformet af et fleksibelt materiale og er arrangeret fjedrende ophængt i kontakt med katodepladen. For at opnå en god skrabe effekt er skraberen arrangeret sådan i kontakt med katodepladen at kantens ombukning er lavet så kanten danner en skarp vinkel mod omdrejningsretningen på katodepladen og således virker som en skærende knivsæg i forhold til rotationen af katodepladen. Som tidligere nævnt pakkes katodepladen hurtigt med de fine og ultrafine støv partikler, der danner et hårdt lag, der er elektrisk isolerende, hvorfor virkningen af elektrofilteret hurtigt aftager. Et lag på 0,1 mm er således nok til at nedsætte virkningsgraden af katodepladernes evne til at tiltrække støv og i praksis gøre elektrofilteret ubrugeligt. Undersøgelser har vist at katodepladens overfladestruktur er en stor del af forklaringen på hvorfor de fine og ultrafine partikler binder sig så hårdt til pladen. Set i mikroskop er pladen i forhold til de fine og ultrafine partikler ru og fyldt med små huller og fremspring, der har fine strukturer hvori de fine og ultrafine partikler kan pakke sig. Katodepladen lader sig ikke fuldstændig rense for de fine og ultrafine partikler ved skrabning hvorfor der står et fint tyndt og ultrahårdt lag tilbage på ca. 0,001 mm. Meget overraskende har det vist sig at det ultrahårde tynde lag ikke er elektrisk isolerende men har stort set den samme effektivitet i forhold til at opfange partikler som en ny og ubrugt katode plade. Det har vist sig at denne effekt også opnås ved sammenpresning af det fine tynde og ultrahårde lag. Konkrete målinger har vist at en udførelsesform af en skraber der presser mod katodepladen med en kraft over 5 N/cm har en tilstrækkelig effekt på fjernelse af broderparten af de fine og ultrafine partikler der har pakket sig på katodepladen og til sammenpresning af det resterende tynde lag.

I en udførelsesform indeholder skraberen blødkornet rustfast stål af den type der betegnes 304. En plade tykkelse på mellem 0,5 og 2 mm har vist sig egnet hvor en tykkelse på 0,7 mm har vist sig mest velegnet i forbindelse med at få den ønskede fjedrende virkning. Skraberen har vist god funktion ved en ombukket kant på 40 mm.

I en udførelsesform er skraberen arrangeret i den side af kabinettet der vender mod indløbet. Når partiklerne fjernes kan det risikeres at strømmen af røggas hvirvler de fine og lette partikler op før det falder ned i en opsamlingsenhed i bunden af kabinettet. Ved at skraberen er arrangeret i indløbet kan filteret håndtere evt. partikler der skrabes af katodepladen og hvirvles op af røggassen og indfange disse partikler igen og minimere mængden af partikler der slippes ud i udløbet.

I endnu en udførelsesform er skraberen arrangeret i kontakt med den nedre halvcirkel af katodepladen. Ved at der kun skrabes partikler af den nedre halvcirkel undgås at partiklerne har en lang fald afstand mod opsamlingsenheden i bunden af kabinettet. Det mindsker mængden af partikler der hvirvles op og hermed mængden af partikler der slippes ud i udløbet.

Katode plader er fremstillet af et elektrisk ledende materiale, der kan være eksempelvis metallisk eller keramisk. Materialet skal være egnet til at modstå de temperaturer, det udsættes for i elektrofilteret.

I en udførelsesform er katode pladerne fremstillet af finkornet legeret stål der er rustafvisende ved at specielt krom indholdet i legeringen danner en beskyttende overflade der alligevel er elektrisk ledende. En handelsbetegnelse for den valgte stål type er Cor Ten. Det har også den engelske betegnelse weathering steel da det anvendes til facader på bygninger og er kendetegnet af sin rust røde patina. Et kommercielt tilgængeligt produkt der er anvendeligt til katodeplader er CORTEN A EN 10025-5 eller Cor-Ten A/S355 JOW.

En velegnet kvalitet af stålplade har en ruhed på 2B med en Ra på ca. 0,3 mikrometer og en Rz på 2,9 mikrometer.

I en udførelsesform har katodepladerne en tykkelse mellem 3 og 12 mm hvor en særlig værdsat tykkelse er 6 mm. Denne tykkelse er forholdsvis nem at bearbejde og har så meget tyngde og varmeledningsevne at det er enklere at undgå eller minimere mekaniske spændinger der kan føre til skævheder eller tallerkenform. Diameteren for pladen kan i en udførelsesform være mellem 30 cm og 300 cm. I en særlig værdsat udførelsesform er pladetykkelse afstemt til 6mm med en diameter på 150 cm.

Endvidere har det vist sig at en katodeplade lavet af fintkornet legeret stål (COR TEN A) og en skraber lavet af blødkornet rustfast stål (304) har gode samvirkende egenskaber i forbindelse med at fjerne partikler fra katodepladen. Eftersom skraberen er lavet af et blødere materiale vil denne slides mere end katodepladen og ikke lave spor i katodepladen. Når skraberen bliver slidt så meget at den ikke længere presser med det nødvendige tryk mod katodepladen kan den forholdsvist let udskiftes med en ny og prisbillig skraber. Skraberen fremstillet af blødkornet rustfast stål (304) har endvidere gode elastiske og fjedrende egenskaber, der gør at skraberen vedvarende kan være i fjedrende kontakt med katodepladen. Er skraberen arrangeret sådan at fjederkraften mod katodepladen er 5N/cm viser forsøg at skraberen virker optimalt. En fjederkraft mellem 2N/cm og 10N/cm har en acceptabel virkning. En fjederkraft over 5N/cm er effektiv men medfører et større slid på skraber og katodeplade.

Eftersom katodepladens evne til at tiltrække partikler er bestemt af katodepladens elektriske ledningsevne og evnen til rengøring beror på glatheden i forhold til partiklerne er en særlig udførelsesform udtænkt. En metalplade er i sin natur ru og har en overflade fyldt med små fremspring og små dale hvor der er sprækker og små huller i fremspring og dale. De fine og ultrafine partikler indfanges og kan vanskeligt frigøres fra disse hulrum igen. For at gøre overfladen glat og derved undgå at partikler indfanges i hulrum er pladen i en en rustfast stålplade, der udføreIsesform elektropoleret.

er

Elektropolering er en behandling af en metalplades overflade med en blanding af kemi og elektrisk påvirkning, hvorefter pladen fremstår glat og blank.

I en anden udførelsesform er katodepladen overtrukket eller påført en elektrisk ledende belægning. Den elektrisk ledende belægning kan være metallisk eller keramisk eller en kombination heraf. En coating der består af mindre partikler end de fine og ultrafine partikler som ønskes indfanget vil være særligt egnet, da de fine og ultrafine partikler qua deres størrelse vil have sværere ved at hæfte til overfladen. En coating af katodepladerne med en elektrisk ledende keramisk belægning af nanopartikler er således en velegnet løsning.

En katodeplade med en overflade belagt med nanopartikler vil således være lettere at rengøre hvorfor skraberen overflødiggøres og kan erstattes med en børste med hår af et varmebestandigt materiale. Børstens hår kan eksempelvis være fremstillet af kobber, messing, stål men evt. også af keramiske fibre.

Målinger har endvidere vist at udformningen af katodepladens kant har en betydning for virkningsgraden af elektrofilteret. Således har det vist sig at en katode plade der har en afrundet kant er mere afvisende overfor overslag. Overslag har det med at udgå fra skarpe kanter og fremspring. Uunder driften kan der opbygges et lag af partikler på kanten af katodepladen. Selv om arealet af kanten er ubetydeligt i forhold til katodepladens areal har det vist sig at renholdelse af kanten er af betydning for at undgå overslag og at virkningsgraden af elektrofilteret øges ved at holde kanten ren. Derfor omfatter elektrofilteret i en udførelsesform en skraber arrangeret i kabinettet i en position hvor denne er i kontakt med en katode plades kant og indrettet til ved rotation af pladen at holde kanten fri for partikler.

Skraberen er i en udførelsesform specielt tilpasset til at virke som en skraber mod katode pladens runde kant ved at være udformet med en modsvarende rund form, der skraber hele halvcirklen af katode pladens runde kant.

Yderligere træk ved opfindelsen vil fremgå af efterfølgende udførelsesform for opfindelsen, som i det følgende beskrives nærmere under henvisning til medfølgende tegning, der viser:

Fig. 1, et kabinet med et elektrofilter set forfra, fig. 2, et tværsnit A-A set gennem kabinettet, fig. 3, et tværsnit B-B set gennem kabinettet, fig. 4, en fordelerskærm for indløb, fig. 5, et snit C-C set gennem indløbet, fig. 6, en fordelerplade for justering af flow gennem kabinettet, fig. 7, et profil af kanten på en fordelerpladen, der virker som en skraber, fig. 8, et forstørret billede af overfladen af en katodeplade, fig. 9, et forstørret billede af overfladen af en katodeplade med partikler, fig. 10, et forstørret billede af overfladen af en katodeplade behandlet med elektropolering og fig. 11, en detalje af kanten på en katodeplade og en skraber herfor.

Som det fremgår af tegningens fig. 1, der viser et kabinet 2 for et elektrof ilter 1 ses til venstre et indløb 3, hvor røggassen, der ønskes renset for partikler tilføres. Den rensede røggas føres ud af kabinettet via et udløb 4 og videre til en skorsten (ikke vist) . På forsiden af kabinettet er der en betjening 5 og et motordrev 6 med en gearing. Motordrevet 6 sørger for at rotere katodeplader 7 som er vist i fig. 2 hvor man ser et snit gennem længderetningen af kabinettet 2. Katodepladerne er ophængt på en aksel 8 som er arrangeret i et leje 9 i begge sider af kabinettet 2. Som anode er et antal metalliske strenge 10 ophængt i en ramme 11, hvilken ramme er fastholdt i top og bund af kabinettet 2 og holder strengene udspændte så disse ikke kommer i indgreb med eller for tæt på en katodeplade 7 da det ellers vil kunne give overslag.

Analyserer man røggassens forløb igennem filteret vil man se at røggassens udbredelse vil følge det forløb hvor der er mindst modstand. Det betyder at en ikke reguleret røggas vil søge mod midten af kabinettet 2 i en opadgående strøm hvilken retning er afhængig af røggassens hastighed der bestemmes af forbrændingsovnens effekt i forhold til afledningsforholdene for røggassen, specielt tryktabet i rørføring, filter og skorsten. Virkningsgraden af filteret uden regulering af røggassens forløb er derfor ikke optimal. Endvidere opvarmes de dele der er i den del af røggassens forløb der kan betegnes som røgfanen mere end de øvrige områder i kabinettet hvilket medfører en risiko for spændinger og deformation materialerne hvor specielt en deformation af katodepladerne 7 er problematisk i forbindelse med renholdelse heraf.

Det er således vigtigt for formstabiliteten af katodepladerne 7 at røggassen fordeles jævnt i kabinettet så temperaturfordelingen i kabinettet ikke er for stor. Er katodepladernes temperatur uens over udbredelsen vil de slå sig og det vil være svært at holde dem rene. Der vil også være større risiko for overslag mellem anode strenge 10 og katodeplader 7. For at sikre en homogen temperaturfordeling i kabinettet 2 er der i indløbet 3 isat skærme 12 der regulerer, fordeler og opdeler røggassens strømning fra indløb 3 ind mod overfladen af katodepladerne 7. Et detailbillede af en skærm ifølge opfindelsen er vist i fig. 4. Som det videre fremgår af fig. 5, der viser et snit i indløb 3 er indløbet forsynet med et antal plader 13 der fordeler røgen i indløbet over hele filtrets bredde. Hermed opnås en ensartet hastighed på røgen igennem filteret uden turbulens og også en ens varmefordeling i hele filteret. Eftersom katodepladerne 7 ikke roteres konstant men kun med interval for at rense pladerne er opnåelse af en jævn varmefordeling gennem filteret vigtig, da katodepladerne ellers risikerer, pga. uens opvarmning at slå sig og blive uopretteligt skæve, Bliver katodepladerne 7 skæve betyder det at katodepladerne vanskeligt kan holdes rene med en skraber samt at afstande mellem anode og katode ændres hvilket kan medføre overslag på strømforsyningen og nedbrud af filteret.

For yderligere at sikre en god varmefordeling gennem filteret er der i kabinettet 2 fra top til bund isat en røgplade 14 (vist på fig. 2 og fig. 3)) hvor udskæringer 15 er lavet for gennemføringer af katodeplader 7. Yderligere er røgpladen 14 forsynet med huller 16 i forskellig størrelse der hver især er tilpasset til at regulere flow af røggas så der opnås en ensartet røghastighed og temperaturfordeling i hele kabinettet 2. Det sikrer også at katodepladerne 7 bliver jævnt og ensartet bestrøget af røggassen hvorved elektrisk ladede partikler afsættes på katodepladerne.

På røgpladen 14 i kabinettet 2 er der mellem katodepladerne 7 isat fordelerplader 17 for justering af røggassens forløb gennem kabinettet 2 fra indløb til udløb. En detail tegning af en fordelerplade 17 ifølge for en homogen og størrelse kan opfindelsen er vist i fig. 6, hvor et antal gennemgående huller 18 er vist. Hullerne 18 er arrangeret i en række men udførelsesformen skal ikke betragtes som begrænsende for opfindelsen, da hullerne med deres størrelse og position er indrettet til at sørge for et jævnt flow gennem kabinettet hvilket sørger varmefordeling. Hullernes placering således være vilkårligt anbragt ud fra forsøg eller beregning med henblik på at facilitere en jævn varmefordeling i kabinettet og hindre at katodepladerne bliver skæve pga. en uens varmefordeling. Som det bemærkes i fig. 7, der viser et tværsnit af en fordelerplade 17 er denne forsynet med en ombukket kant 19 på begge sider. Bredden af fordelerpladen 17 er så stor at når den monteres mellem katodepladerne 7 danner kanten en skraber 20 mod katodepladerne 7 der flankerer fordelerpladen 17 på begge sider. Dimensioneringen af fordelerpladen 17, herunder bredden af pladen og materiale tykkelsen samt bukkevinkel af skraber delen afgør dennes fjedrende egenskaber mod katodepladerne 7. Herved kan en passende fjederkraft bestemmes. En værdi på 5N/cm er passende.

Der ønskes en skrabning af katodepladerne 7, der fjerner partiklerne der er tiltrukket af det elektriske felt men ikke så hård en skrabning at katodepladerne 7 og skrabere 20 slides for hurtigt. Det opnås dels ved materialevalg hvor katodepladerne 7 er fremstillet af COR TEN A stål (finkornet stål) og skrabere 20 udformet på fordelerpladen 17 er fremstillet af rustfast blødkornet stål som type 304.

Fig. 8, viser et mikroskopisk billede af et tværsnit af overfladen på en katodeplade 7. Som det fremgår har pladen en vis ruhed, som ligner et bakke- eller bjergDK 179332 B1 landskab 21. Da ujævnhederne er større end partikelstørrelsen af partiklerne som søges opfanget, pakker partiklerne hurtigt katodepladen 7 med elektrisk isolerende støv som hindrer den videre funktion af elektrofilteret 1. Fig. 9 viser et mikroskopisk billede hvor katodepladen 7 har tiltrukket et lag af partikler 22. En skrabning kan pga. toppe ikke fjerne alle partikler 22 og genetablere elektrofilterets fulde oprindelige funktion. Imidlertid har det vist sig at det pres som skraberen 20 øver mod det tynde partikel lag på ca. 100 mikrometer gør laget mere elektrisk ledende så katodepladen 7 igen kan tiltrække nye partikler 22.

Uanset at dette virker tilfredsstillende og er billigt at fremstille, er det hensigtsmæssigt at katodepladen 7 er så glat som muligt så de sprækker, forhøjninger og fordybninger 21, der er i overfladen er mindre end partikelstørrelsen af de partikler 22, der tiltrækkes til katodepladen 7. Vælger man en katodeplade 7 af et rustfrit materiale kan denne poleres, evt. elektropoleres, så overfladen bliver fuldstændig glat hvilket er illustreret i fig. 10. Det er også muligt at gøre katodepladen glat ved at påføre et elektrisk ledende lag, en coating. Det kan være en keramisk coating med ledende nanopartikler. Da partiklerne 22 i røggassen, der tiltrækkes af katodepladen i det elektrisk felt, er større end partikelstørrelsen på katodepladens coating vil de ikke kunne binde sig så hårdt til katodepladen 7 og dermed være nemmere at fjerne, evt. med en børste.

Som en del af opfindelsen, som vist i fig. 11, ses et tværsnit af en katodeplade 7 hvor dennes kant 23 fremgår. Som det ses er kanten 23 rund da forsøg har vist at mange overslag udgår fra kanten og at det har vist sig at den runde form på en bedre måde modvirker overslag. Forsøg viser også at en ophobning af støv partikler på kanten kan føre til flere overslag. Derfor er der ifølge opfindelsen udtænkt en skraber 24 der er arrangeret i kabinettet 2 på en sådan måde at den stryger eller skraber katodepladens 7 kant 23 og holder den ren. Som det fremgår er skraberen 24 forsynet med en udsparring 25 der er rund som griber over kantens runding 23 hvorfor katodepladen 7, når denne roteres holdes ren.

Claims

Patentkrav:

1/4

1. Elektrofilter der omfatter:

- et kabinet med:

- et indløb for tilførsel af røggas;

- et udløb for afgang af renset røggas;

- en motor for omdrejning af den drejbare aksel;

- en strømforsyning med tilslutning til anode og katode, kendetegnet ved, at elektrofilteret omfatter en indretning til regulering, fordeling og opdeling af røggassens strømning fra indløb til udløb

2. I I Krav nr.:

fordi en meningsfyldt undersøgelse ikke kan foretages, nemlig:

2/4

3/4

4/4

PATENT- OG VARErøÆRKESTYSELSEæ

NYHEDSUNDERSØGELSESRAPPORT - PATENT Ansøgningsnummer PA 2016 00429 1. 1 1 Ikke-søgbare krav (se boks nr. I). 2. 1 1 Opfinderisk enhed mangler før nvhedsundersøgelsen (se boks nr. II·!. A. KLASSIFIKATION B03C 3/36 (2006.01); B 03 C 3/08 (2006.01); B 03 C 3/10 (2006.01); B 03 C 3/47 (2006.01); B 03 C 3/74(2006.01) Ifølge International Patent Classification (IPC) B. UNDERSØGELSESOMRÅDE PCT-minimumsdokumentation undersøgt (klassifikationssystem efterfulgt af klassifikationssymboler) IPC/CPC: B03C Undersøgt dokumentation ud over PCT-minimum Anvendte elektroniske databaser (navnet på database og evt. søgetermer) EPODOC, WPI, FULDTEKST: ENGELSK C. RELEVANTE DOKUMENTER Kategori* Citerede dokumenter evt. med angivelse af relevante afsnit Relevant for krav nr. X US 5084077 A (JUNKER ERWIN et al.) 1992.01.28 1-3,5,8 Sammendrag Spalte 4, linje 39 - spalte 5, linje 7 Spalte 6, linje 30-31 Figur 1, 7 X EP 1892044 Al (ZESU GIKO CO LTD et al.) 2008.02.27 1-3,5,8 Afsnit [0030]-[0035] Figur 1 M Yderligere dokumenter er listet i fortsættelse af Box C. * Kategori af citerede dokumenter: P Dokument, der er publiceret i perioden mellem prioritets- og A Dokument, der repræsenterer den kendte teknik (teknikkens stade) indleveringsdatoen. uden at foregribe nyhed eller væsentlig adskillelse. T Dokument, som ikke er i konflikt med ansøgningen, men som er D Dokument citeret i ansøgningen. citeret for at forstå det grundlæggende princip eller teorien bag E Dokument, der har indleverings- eller prioritetsdato, der ligger før indleveringsdatoen for den behandlede ansøgning, men som er X Særlig relevant dokument; opfindelsen har ikke nyhed eller ad- offentliggjort senere end indleveringsdatoen. skiller sig ikke væsentligt fra kendt teknik, når dokumentet vurderes L Dokument, som kan kaste tvivl over et påstået prioritetskrav, eller som citeres for at fastlægge offentliggørelsesdatoen for et andet Y Særlig relevant dokument; opfindelsen adskiller sig ikke væsentligt dokument, eller citeret af andre årsager (som specificeret). fra kendt teknik, når dokumentet kombineres med ét eller flere O Dokument, der omhandler ikke-skriftlig offentliggørelse, fx fore- dokumenter af samme art, og kombinationen af disse er nærlissende for fasmanden. drag, udstillinger eller film. Dokument i samme patentfamilie. Patent- og Varemærkestyrelsen Dato for færdiggørelsen af nyhedsundersøgelsen Helgeshøj Allé 81 2630 Taastrun 13. februar 2017 Nyhedsundersøgelsen er udført af Telefon nr. +45 4350 8000 Fax nr. +45 4350 8001 Peter Philip Hoick Telefon nr. +45 4350 8558

Nyhedsundersøgelsesrapport

NYHEDSUNDERSØGELSESRAPPORT - PATENT Ansøgningsnummer PA 2016 00429 C (Fortsættelse). RELEVANTE DOKUMENTER Kategori* Citerede dokumenter med angivelse af relevante afsnit Relevant for krav nr. X EP 1721678 Al (ZESU GIKO CO LTD et al.) 2006.11.15 Afsnit [0030], [0031] Figur 1 1-3,5,8 X DE 4326757 Al (HANDTE SIEGFRIED DIPL ING) 1994.02.17 Krav 1, 2 Figur 1 1,8 A CN 203972139U U (ZHEJIANG SUNY ARD ENVIRONMENTAL PROT ENGINEERING CO LTD) 2014.12.03 Afsnittet detailed description i maskinoversættelsen Figur 1, 2 3,5 A US 2001039877 Al (HEIN ARTHUR G) 2001.11.15 Afsnit [0023], [0024] Figur 1

Nyhedsundersøgelsesrapport

NYHEDSUNDERSØGELSESRAPPORT - PATENT Ansøgningsnummer PA 2016 00429 Boks nr. I Ikke-søgbare krav

Nyhedsundersøgelsen er ikke udført for følgende krav: !·□ Krav nr.:

fordi indholdet af det/de krav ikke anses for at angå en opfindelse:

2. Elektrofilter ifølge krav 1, kendetegnet ved, at indretningen omfatter mindst en skærm arrangeret i indløbet for tilførsel af røggas for regulering, fordeling og opdeling af røggassens strømning fra indløb til udløb.

3. Elektrofilter ifølge krav 1, kendetegnet ved, at indretningen omfatter mindst en plade med et antal af huller for gennemløb af røggas, arrangeret i en position mellem indløb og udløb således at strømmen af røggas ved passage gennem hullerne reguleres og fordeles jævnt mellem katode pladerne.

4. Elektrofilter ifølge krav 1, kendetegnet ved, at indretningen omfatter mindst en plade med et antal af huller for gennemløb af røggas, arrangeret i en position mellem katodepladerne således at strømmen af røggas ved passage gennem hullerne reguleres og fordeles jævnt mellem katode pladerne.

5. Elektrofilter ifølge krav 3 eller 4, kendetegnet ved, at pladen er arrangeret i kabinettet i en lodretgående retning i forhold til røggassens strømning fra indløb til udløb igennem elektrofilteret og at hullernes størrelse og placering er disponeret med henblik på en jævn fordeling af røggassen mellem katode pladerne.

6. Elektrofilter ifølge et af kravene 3 til 5, kendetegnet ved, at indretningen i form af pladen for regulering af gennemløb af røggas er fastholdt i forhold til kabinettet men er i bevægelig kontakt med mindst en katodeplade arrangeret på den drejbare aksel og er indrettet til at fungere som en skraber ved kontakt med katodepladen hvor indretningen er forsynet med en ombukket kant hvor kanten virker som en skraber og hvor skraberen er udformet af et fleksibelt materiale med en tykkelse på mellem 0,5 og 2,0 mm, der indeholder blødkornet rustfast stål og at indretningen er arrangeret fjedrende ophængt i kontakt med katodepladen med en kraft på mellem 2 og 10 N/cm, foretrukken værdi 5 N/cm.

7. Elektrofilter ifølge krav 6, kendetegnet ved, at skraberen er arrangeret i den side af kabinettet der vender mod indløbet og/eller at skraberen er arrangeret i kontakt med den nedre halvcirkel af katodepladen.

8. Elektrofilter ifølge et af kravene 1 til 7, kendetegnet ved, at katode pladen er fremstillet af et elektrisk ledende materiale

9. Elektrofilter ifølge krav 8, kendetegnet ved, at katode pladen er fremstillet af finkornet legeret stål med en tykkelse på mellem 4 og 10 mm og med en diameter på mellem 300 til 3000 mm hvor den foretrukne tykkelse er 6 mm med en diameter på 1500 mm.

10. Elektrofilter ifølge krav 8, kendetegnet ved, at katode pladen er fremstillet af rustfast stål, der er elektropoleret.

11. Elektrofilter ifølge et af kravene 8 til 10, kendetegnet ved, at katode pladen er belagt med en elektrisk ledende metallisk og/eller keramisk belægning af nanopartikler.

12. Elektrofilter ifølge et af kravene 1 til 11, kendetegnet ved, at katode pladen har en afrundet kant og at elektrofilteret yderligere omfatter en skraber arrangeret

5 i kabinettet i en position hvor denne er i kontakt med katode pladens kant og hvor skraberen er specielt tilpasset til at holde katodepladens kant ren for partikler.

3. □ Krav nr.: af andre grande :

Boks nr. II Opfinderisk enhed mangler før nyhedsundersøgelsen

Der er konstateret flere opfindelser i ansøgningen:

Nyhedsundersøgelsesrapport

NYHEDSUNDERSØGELSESRAPPORT - PATENT Ansøgningsnummer PA 2016 00429 SUPPLERENDE BOKS Fortsættelse af boks nr. [.]

Nyhedsundersøgelsesrapport