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Verfahren zur elektrischen Reinigung von Gasen Bei der Reinigung gewisser,
insbesondere schlecht leitender Gase in elektrischen Gasreinigungsanlagen zeigt
es sich, daß zwischen den Elektroden häufig schon Überschläge auftreten, ehe eine
für die erstrebte Gasreinigung ausreichend hohe Spannung und damit eine hinreichende
Stromaufnahme im Elektrofilter erreicht ist. Es sind vielerlei Vorschläge gemacht
worden, um auch dann noch eine zur Reinigung der Gase ausreichende Stromaufnahme
zu erzielen. So hat man beispielsweise vorgeschlagen, die Elektroden des Filters
mit einem Wechselstrom von hoher Frequenz zu speisen, der aus gewöhnlichem Wechselstrom
mittels Schwingungskreise erzeugt wird, die aus Kondensatoren, Funkenstrecken und
Selbstinduktivitäten bestehen. Man hat auch vielfach Funkenstrecken benutzt, um
derartige Schwingungen in dem Hochspannungsstromkreis zu erzielen. Diese Verfahren
sind jedoch nicht brauchbar, weil die Schwingungen bei einer oszillierenden' Entladung
so schnell und zusammenhängend aufeinanderfolgen, daß die Raumladung in dem Elektrofilter
zwischen je zwei solchen Spannungswellen nicht verschwinden kann. Man kann infolgedessen
mit der Spannung kaum etwas höher gehen, ohne einen Spannungsdurchbruch zwischen
den Elektroden befürchten zu müssen.
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Die zur Überwindung dieser Schwierigkeiten dienende Erfindung beruht
nun auf der beispielsweise bei der Untersuchung von Isolatoren beobachteten Erscheinung,
daß bei der Prüfung der Isolatoren mittels einer besonderen Art von elektrischer
Entladung, die als Stoßspannung bezeichnet wird, Überschläge zwischen den beiden
Polen erst bei einer Spannung eintreten, die erheblich höher als die Spannung liegt,
bei der sonst bei der Verwendung von gewöhnlichem Wechselstrom Überschläge stattfinden.
Die Erzeugung und die Anwendung derartiger Stoßspannungen zur Prüfung von Isolatoren
wird z. B. in den Mitteilungen der Porzellanfabriken Hermsdorf-Schomburg, Jahrgang
1924, Heft 9, und auch an anderen Stellen beschrieben; während man früher unter
Spannungsstößen verschiedene Arten elektrischer Entladung verstand, wird mit der
Stoßspannung, die zur Prüfung der Isolatoren verwendet- wird, eine besondere Spannungsart
bezeichnet, bei der elektrische Energie aus einem kapazitiven Energiespeicher über
eine Funkenstrecke auf den Isolator entladen wird.
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Gemäß der Erfindung wird nun diese Spannungsart für die elektrische
Gasreinigung in der Weise nutzbar gemacht, daß das elektrische Sprühfeld mit Stoßspannung
aus einem kapazitiven Energiespeicher in Form von Knallfunkenentladungen unter Ausschluß
einer Bogenentladung gespeist wird. Im Augenblick jeder Entladung kommt daher ein
sehr
hohes Energiequantum schlagartig zur Auswirkung, und zwar entlädt der von der Gleichstromho_cbspalnungsquelle
gespeiste Kondensator in außerordentlich kurzer Zeit.
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. (in etwa io-5 Sek. und weniger) das in ihm angehäufte verhältnismäßig
hohe Energie' quantum in einem plötzlich und ohne vorher= gehende Sprühentladung
einsetzenden Stoß mit fast senkrechter Spannungsstirn auf das Elektrofilter. Es
folgt dann bis zu der nächsten Stoßentladung eine spannungslose Zwischenpause, in
der die durch einen jeden Spannungsstoß hervorgerufene Raumladung im Elektrofilter
so zweit verschwindet, daß ein Durchbruch zwischen den= beiden Elektroden bei dem
nächsten Impuls nicht eintreten kann. Durch entsprechende Einstellung der Funkenstrecke
und geeignete Bemessung des Stoßkondensators kann man so die Spannung und damit
die Feldstärke zwischen den Elektroden des Filters um etwa 5o bis roo
% vergrößern, ohne daß Überschläge oder Kurzschlüsse zwischen den Elektroden
eintreten. Mit Hilfe der auf diese Weise erzielten großen Feldstärke und der starken
Ionisierung ist es also möglich, den Wirkungsgrad des Elektrofilters erheblich zu
erhöhen und auch in schwierigen Fällen, noch eine gute Abscheidewirkung zu erzielen.
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Die Stoßspannung kann mit Hilfe einer der zahlreichen bekannten Stoßspannungsschaltungen
erzielt werden. Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung, gemäß der die Stoßfunkenstrecke
unmittelbar vor dem Elektrofilter angeordnet ist. Die Stößfunkenstrecke wird dabei
zweckmäßig durch einen Gasstrom gekühlt, so daß unerwünschte Rückzündungen mit Sicherheit
vermieden werden.
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Es kann ferner die Anordnung getroffen sein, daß die Zuleitungskabel
zu den Elektrofiltern als Ladekapazitäten dienen. Zu diesem Zweck müssen die Kabel
gut geerdet sein. Es brauchen dann keine besonderen Ladekapazitäten vorgesehen werden.
Für den Fall, daß eine besondere Ladekapazität angeordnet ist, ist es zweckmäßig,
dieLadekapazität zwischen dem Stromerzeuger und der Funkenstrecke in unmittelbarer
Nähe derselben anzubringen, so daß Störungen durch die Selbstinduktion der Zuleitung
vermieden werden.
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Außerdem kann es in manchen Fällen vorteilhaft sein, in die Zuleitungen.
zum Filter Widerstände von solcher Größe einzuschalten, daß hierdurch die Ausbreitung
von Oszillationen vermieden wird. Schließlich kann auch noch in der Filterzuleitung
vor dem Ladekondensator eine Selbstinduktion von solcher tG;röße angeordnet sein,
daß durch sie hochf1@quente Schwingungen in der Zuleitung `>mischen Stromerzeuger
und Funkenstrecke :unterdrückt werden.
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Durch geeignete Wahl der Spannung, der Ladekapazität und der Widerstände
in der Filterzuleitung kann die Frequenz der Stoßentladungen in weiten Grenzen so
geregelt werden; daß sich die für den Betrieb des Filters jeweils günstigsten Verhältnisse
einstellen. Beispielsweise läßt sich die Funkenfolge durch Vergrößerung oder Verkleinerung
der Kapazität ohneSchwierigkeiten von mehreren hundert Stößen/Sek. bis auf einzelne
Stöße für dieselbe Zeit regeln.
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In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt..
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i ist ein Transformator, der die Netzspannung in die gewünschte Hochspannung
umwandelt. Die Mitte der Sekundärwicklung ist geerdet, während die beiden freien
Enden durch die Leitungen 3 und 4. über die Ventilröhren 5 und 6 zu einer gemeinsamen
Leitung 7 zusammengeführt sind, die den Hochspannungsstrom nach dein Filter 8 hinleitet.
In diese -Leitung 7 ist nun in der Nähe des Filters eine Stoßfunkenstreckeg eingeschaltet.
Unmittelbar vor der Stoßfunkenstrecke ist eine Ladekapazität zo vorgesehen, die
geerdet ist. i i ist eine in die Leitung 7 eingebaute Selbstinduktion von solcher
Größe, daß durch sie hochfrequente Schwingungen unterdrückt werden. 12 ist ein in
der Zuleitung 7 vorgesehener Widerstand, der die Aufgabe hat, die Ausbreitung von
Oszillationen über die Zuleitung 7 zu verhindern. Ein Teil der Leitung 7 ist ferner
durch ein Kabel 13 umhüllt, das geerdet ist. Diese Kabelumhüllung wirkt dann
gleichfalls als Ladekapazität.