DE1091090B

DE1091090B - Elektrostatischer Staubabscheider mit einem oder mehreren sich verjuengenden Kanaelen mit senkrecht zur Stroemungsrichtung des staubhaltigen Gases angeordneten, jalousieatigen Schlitzen

Info

Publication number: DE1091090B
Application number: DER19845A
Authority: DE
Inventors: John Guldemond
Original assignee: Research Corp
Current assignee: Research Corp
Priority date: 1955-12-06
Filing date: 1956-10-22
Publication date: 1960-10-20
Also published as: US2853151A; GB799625A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen neuen und verbesserten Staubabscheider zur Trennung von staubförmigem Material aus einem Gasstrom.

Mechanische Zentrifugalabscheider, die aus einer länglichen konischen Abscheidekammer mit mehreren jalousieartigen Schlitzen in der Wandung bestehen, sind seit langem bekannt. Die Wirkung solcher kegeligen mechanischen Staubsammler beruht darauf, daß, wenn staubbeladene Luft in die obere Öffnung des Kegels hineingetrieben wird, die Staubpartikeln auf Grund ihrer Masse und ihrer Geschwindigkeit unfähig sind, von ihrer Bewegungsrichtung abzuweichen und durch die Schlitze auszutreten. Sie stoßen vielmehr an die Innenfläche des Kegels und prallen in die Auslaßöffnung des Kegels zurück. Der Gasanteil strömt dagegen durch die jalousieartigen Schlitze des Kegels hindurch und nimmt im unteren Teil desselben eine kleine Menge des ursprünglichen Gasstromes mit, der einen großen Staubanteil hat.

Es wurde festgestellt, daß, wenn auf den Staub noch eine zusätzliche Kraft ausgeübt wird, die die Staubteilchen nach der Mitte des Kegels zu treibt, eine sehr wirksame Abscheidung sowohl feinen als auch größeren Staubes erzielt wird.

Bei einem elektrostatischen Staubabscheider, bei dem der staubhaltige Gasstrom durch einen oder mehrere sich verjüngende Kanäle mit in den Wandungen senkrecht zur Strömungsrichtung angeordneten, parallelen, jalousieartigen Schlitzen hindurchströmt, deren Jalousiestreifen schräg nach innen gerichtet sind, und innerhalb jedes als Sprühelektrode angeschlossenen Kanals eine sich verjüngende Sammelelektrode angeordnet ist, so daß eine Entladung von den inneren Kanten der Jalousiestreifen zur Sammelelektrode stattfindet, haben gemäß der Erfindung die in den Kanälen kreisförmigen Querschnitts angeordneten konischen Sammelelektroden eine geschlossene und glatte Oberfläche, und die Kanäle weisen regelbare untere Auslässe auf.

Es hat sich gezeigt, daß eine solche konstruktive Ausgestaltung eines elektrostatischen Staubabscheiders eine wirksamere Abscheidung von Staubteilchen aus einem Gasstrom ermöglicht als die bisher bekannten Anordnungen. Wenn der staubhaltige Gasstrom in die durch die zentrale konische Sammelelektrode und die mit jalousieartigen Schlitzen versehenen Entladungselektroden begrenzte Zone gelangt, fallen die kleinen Staubteilchen auf die innere Oberfläche der Entladungselektroden und der Jalousiestreifen, wo sie zu der zentralen Elektrode hin abprallen. Um zu verhindern, daß die Teilchen, welche auf die Jalousiestreifen und die inneren Wände der Entladungselektroden fallen, durch die Öffnungen der jalousieartigen Schlitze gelangen, werden sie durch eine Sprühent-

Elektrostatischer Staubabscheider

mit einem oder mehreren

sich verjüngenden Kanälen

mit senkrecht zur Strömungsrichtung

des staubhaltigen Gases angeordneten,

jalousieartigen Schlitzen

Anmelder:

Research Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Schaefer, Patentanwalt,
Hamburg 1, Lilienstr. 36

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 6. Dezember 1955

John Guidemond, Bound Brook, N. J. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

ladung zwischen den Rändern der jalousieartigen Schlitze und der zentralen Elektrode von den Öffnungen weg zur zentralen Elektrode hin getrieben. Daraus ergibt sich, daß der den unteren verengten Auslaß passierende Gasstrom den größten Teil der suspendierten Staubteilchen enthält. Die Geschwindigkeit des Gasstromes kann leicht so hoch gewählt werden, daß Staubansammlungen auf der zentralen Elektrode laufend beseitigt werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine Entstaubungsanlage,
Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den Staubabscheider,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Jalousieschlitze im Schnitt.

Der Staubabscheider 10 gemäß Fig. 1 hat eine Einlaßleitung 12, durch die der staubhaltige Gasstrom in den Abscheider hineingeleitet wird. Der größte Teil des Gasstromes verläßt nach Abscheidung eines beträchtlichen Teiles des Staubes durch die Leitung 14 den Abscheider und gelangt über ein Elektrofilter 16 und die Leitung 18 in den Kamin 20.

Die übrige kleine Gasmenge, die in beträchtlichem Maße mit Staub angereichert ist, verläßt den Ab-

009 628/368

scheider über die Leitung 22 und gelangt in einen zweiten Elektrofilter 24 üblicher Art. Von dieserh Elektrofilter aus wird der Gasstrom durch die Leitung 28₇ ein Gebläse 26 und eine weitere Leitung 30 wieder in die Zuführungsleitung i2 zurückgefördert.

Aus den Fig. 2 und 3 sind Einzelheiten des neuen elektromechanischen Abscheiders 10 zu ersehen, der aus einem Gehäuse 32 besteht, in dem mehrere konische Abscheiderohre 34 angeordnet sind. Jedes Abscheiderohr 34 verjüngt sich vom Einlaßende 36 zum Auslaßende 38 zu, durch das das hochkonzentrierte Gasstaubgemisch entweicht. Unterhalb des Einlasses 36 beginnend und oberhalb des Auslasses 38 endend sind in den Wandungen der konischen Rohre 34 in zu ihren Achsen senkrechten Ebenen jalousieartige Schlitze 40 vorgesehen, die parallel zueinander liegen. Die Jalousiestreifen 42 der Schlitze liegen schräg nach innen und nach dem Auslaßende 38 zu. Wesentlich für den Wirkungsgrad des Abscheiders sind die Form und die Anbringung der Schlitze im Verhältnis zuein- ao ander und zur Oberfläche des Kegels. Beispielsweise wurde festgestellt, daß die Staubabscheidung am größten ist, wenn die Jalousiestreifen 42 im Winkel von etwa 35 bis 45° zur Kegelwandung angeordnet sind, wobei ein Winkel von 37 bis 42° am günstigsten ist. Wenn die Schlitzöffnungen A etwa 10 mm betragen und angenähert der Projektion B der Jalousiestreifen entsprechen und wenn der Abstand C zwischen den benachbarten Schlitzen 10- bis 12mal so groß ist wie die Schlitzöffnung A, so werden sehr günstige Wirkungsgrade erzielt (s. Fig. 3).

Es wurde festgestellt, daß bei Einhaltung dieser konstruktiven Gesichtspunkte ein größerer Teil des im Gasstrom enthaltenden Staubes nach der Mitte der kegeligen Staubkammer zurückprallt und nicht aus den Schlitzen A ausströmt.

In jedem Abscheiderohr 34 ist eine Elektrode 44 mit konischer Oberfläche angeordnet. Die Elektroden 44 sind an einem geeigneten Rahmen 46 aufgehängt, der durch Isolatoren 48 und 48' getragen wird, die am oberen Ende des Gehäuses 32 in besonderen Kammern 50 und 50' untergebracht sind. Die Kammer 50' weist einen Einführungsisolator 52 zum Anschluß der Hochspannungsleitung 54 an die Elektroden 44 auf. Die Gleichstrom-HochspannungsstromquelleSö ist inFig. 1 dargestellt.

Wie aus Figi 2 ersichtlich ist, enden die Elektroden oberhalb der unteren Auslaßöffnung der Abscheiderohre 34, so daß eine Zone 56 entsteht, die frei von Glimmentladung ist.

Vorteilhaft ist es, den Anteil der hochstaubhaltigen Luft, die nach unten abströmt, Verändern zu können, je nach den Eigenschaften und der Größe der Staubpartikel im zu reinigenden Gas. Eine wirksame Steuerung dieses staubhältigen Gasstromes ist dadurch ermöglicht, daß das Auslaßende eines jeden Abscheiderohres 54 bei 58 nach außen aufgebogen istundkuppelföimige Verschlüsse unterhalb dieser Auslaßöffnungen angeordnet sind. Die Verschlüsse 60 sind auf Plattformen 62 befestigt, die durch Gewindebolzen 64 getragen werden. Die Gewindebolzen 64 ragen durch die Unterseite des Gehäuses heraus und sind durch Muttern 66 in der Höhö verstellbar so daß die Plattform 62 mit den Verschlüssen 60 in ihrem Abstand zu der Auslaßöffnung 58 verstellt werden kann.

Beim Betrieb des Abscheiders werden die Elektroden 44 an eine hohe positive Spannung gelegt und die Konen 34 an eine negative Spannung. Ein staubhaltiger Gasstrom wird über die Zuleitung 12 in das Gehäuse 32 geleitet, wo er in die Konen 34 nach unten strömt. Der größere Teil des Gasstromes ändert seine Bewegungsrichtung, wie es durch die Pfeile angedeutet ist, und tritt durch die jalousieartigen Schlitze aus. Er gelangt dadurch in den die Kegel 34 umgebenden Sämmelraum 68 und von dort in die Auslaßleitung i4.

Die Staubpartikeln in dem Gasstrom behalten beim Einströmen in die Kammer 34 auf Grund ihrer Masse und ihrer Geschwindigkeit ihre Bewegungsrichtung bei und stoßen gegen die Innenfläche der Kegel 34 und die Oberseite der Jalousiestreifen 42, von wo sie auf die Elektroden 44 eu zurückprallen. Um zu verhindern, daß die Staubpartikeln nach dem Aufprallen vom Luftstrom mitgerissen werden und durch die Schlitze entweichen, bewirkt die Glimmentladung von den Ecken 70 der Jalousiestreifen 42 an den Elektroden 44 eine Bewegung der Staubpartikeln von den Schlitzen weg auf die Elektroden 44 zu. Der aus den Auslässen 38 austretende Gasstrom enthält demzufolge einen verhältnismäßig hohen Anteil Staub.

Die Geschwindigkeit des durch die Kegel 34 hindurchströmenden Gasstromes wird genügend hoch gehalten, damit sich auf den Elektroden die Staubpartikeln nicht festsetzen, sondern von dem Gasstrom mitgerissen werden.

Die untersten Schlitze 40 sowohl wie auch die Elektroden 44 haben einen beträchtlichen Abstand von den Auslaßöffnungen 38, so daß oberhalb der Auslaßöffnung eine Austrittszone 56 für das staubangereicherte Gas entsteht, die frei ist von Glimmentladungspunkten. Wenn die Staubteilchen die Zone 56 erreichen, findet eine »Holundermarkkügelchene-Wirkung statt, die die Staubteilchen in dem nach unten abströmenden Gasstrom in Schwebe hält. Durch die verstellbaren kugelförmigen Verschlüsse 60 wird der Prozentsatz an nach unten abströmendem Gas auf etwa 5 bis 15% des gesamten behandelten Gasvolümens gehalten.

Der nach unten abströmende stark staubhaltige Gasstrom tritt aus dem Gehäuse 32 durch die Leitung 22 aus und gelangt in ein zweites elektrostatisches Staubfilter 24. Der Gasstrom, der das zweite Staubfilter verläßt, wird über die Leitung 28 und 30 und das Gebläse 26 in die Zuführungsleitung 12 für das zu reinigende Gas oberhalb des elektromechanischen Staubabscheiders gedruckt.

Wie bereits beschrieben, wird derjenige Gasstrom, der stark von Staub gereinigt ist und durch die Jalousieschlitze 40 entweicht, in dem Sammelraum 68 zusammengefaßt und gelangt über das Elektrofilter 16 in den Kamin 20.

Aus der obigen Beschreibung ist zu entnehmen, daß die Erfindung die Wirtschaftlichkeit eines mit jalousieartigen Schlitzen versehenen Zentrifugalabscheiders durch Anwendung eines elektrostatischen Feldes hoher Intensität innerhalb des Abscheiders stark erhöht, da die Staubpartikeln durch das elektrostatische Feld nach der Mitte des Kegels und von den Schlitzöffnungen weg bewegt werden, durch die das gereinigte Gas entweicht.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrostatischer Staubabscheider, bei dem der staubhaltige Gasstrom durch einen oder mehrere sich verjüngende Kanäle mit in den Wandungen senkrecht zur Strömungsrichtung angeordneten, parallelen, jalousieartigen Schlitzen hindurchströmt, deren Jalousiestreifen schräg nach innen gerichtet sind, und innerhalb jedes als

Sprühelektrode angeschlossenen Kanals eine sich verjüngende Sammelelektrode angeordnet ist, so daß eine Entladung von den inneren Kanten der Jalousiestreifen zur Sammelelektrode stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Kanälen kreisförmigen Querschnitts angeordneten konischen Sammelelektroden eine geschlossene und glatte Oberfläche haben und die Kanäle regelbare untere Auslässe aufweisen.

2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Jalousiestreifen in einem Winkel von etwa 35 bis 45° zu der Kanalwandung geneigt sind.

3. Abscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den jalousieartigen Schlitzen 10- bis 12mal so groß ist als die Schlitzbreite.

4. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß des unteren Auslasses kuppeiförmig ausgebildet und sein Abstand von der Auslaßöffnung verstellbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 565 063;
österreichische Patentschrift Nr. 110 794;
USA.-Patentschriften Nr. 2 100 155, 2 700 429.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

ι 009 628/368 10.60