DE839193C

DE839193C - Verfahren zur elektrischen Abscheidung von Feinstaub aus Gasen

Info

Publication number: DE839193C
Application number: DES5489D
Authority: DE
Inventors: Richard Dr-Ing Heinrich
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1940-09-14
Filing date: 1940-09-14
Publication date: 1952-05-19

Description

Verfahren zur elektrischen Abscheidung von Feinstaub aus Gasen In Elektrofiltern der üblichen Bauart mit Sprüht und gegenpoligen Niederschlagselektroden könnten bei einer mittleren Feldstärke von etwa 2500V der Oberfläche der Niederschlagselektrode bei den nachstehenden Komdurchmessern dz des Staubes in Millimeter und einer Temperatur von 100° C etwa die angegebenen Wanderungsgeschuindigkeiten b in cm;s erreicht werden:

alb

(),()01 I,82

0,002 3,62

0,003 5,42

0,004 7,25

0,005 1 9,10

0,010 I8,20

0,020 36,40

Aus dieser Zusammenstellung ergibt sich, daß sich die elektrische Abscheidung von allerfeinstem Staub, wie er z. B. in Metallhüttenofenabgasen vorkommt, wesentlich vereinfachen muß, wenn es gelingt, den Korndurchmesser des Staubes, der im allgemeinen bei etwa o,ool mm und darunter liegt, zu vergrößern. Wenn z. B. durch Zusamrnenballung der mittlere Korndurchmesser von 0,001 auf o,olomm erhöht wird, erhöht sich auch die Staubwanderungsgeschwindigkeit gemäß vorstehender Tabelle auf das Zehnfache, was bedeutet, daß man für die Elektrofilteranlage bei gleichem Entstaubungsgrad mit einem Zehntel der bisher erforderlichen Niederschlagsfläche auskommt.
Von dieser Überlegung ausgehend, wird bei dem den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahren zur elektrischen Reinigung von Feinstaub enthaltenden Gasen wie folgt gearbeitet.
In einem mit (;leichspamlung hetriebenen Vorfeld V011 nur etwa loo bis 200 mm Länge wird der Staub unter Einwirkung von (.leichstrom-Sprühentladungen ohne Abscheidung einsinnig teilweise aufgeladen, und zwar so, daß etwa so°'o des Staubes eine Ladung erhalten, die übrigen Anteile d'tgegen nicht. Zu diesem Zweck kann man diese Voraufladungszone z. B. nur mit einzelnen Stromst(ißell speisen und dazwischen stromfreie Pausen lassen. Beispielswleise wird hier mit Stoßspannung mit steiler Stirn gearbeitet.
Auf die Voraufladezone, in und hinter der der Staub durch Wirbelbildung gut durcheinander gemischt wird, folgt ein sprühloses elektrisches Feld, das mit Wechselspannung arbeitet. In diesem Wechselfeld pendeln die geladenen Staubteilchen im Takt der Wechselspannung hin und her und stoßen dabei mit den im Vorfeld ungeladen gehlichcnen Staubteilchen zusammen. die im Gasstrom ohne Pendelbewegung schweben. Wie Untersuchungen über Staubzusammenballung bei feinsten Aerosolen gezeigt haben tritt praktisch bei jedem Zusammenstoß eines geladenen und eines ungeladenen Staubteilchens ein Aneinanderhaften ein. Da sich dieser Vorgang im Wechselfeld zwischen geladenen und ungeladenen Teilchen mehrmals abspielt. gelingt es, die zum Teil aufgeladenen Staubteilchen zu größeren Gebilden zusammenzuballen.
Nach dem Zusamgmenballungswechselfreld folgt allschließelld ein zweites mit Gleichspannung hetriebenes, ohne Abscheidung arbeitendes Sprühfeld von wiederum nur etwa 100 bis 200 mm Länge.
In diesem werden die Staubteilchen, die in ihrem mittleren Korndurchmesser z. B. von o,OOt auf 0.005 oder o,olomm angewachsen sind, weitgehend so vollständig wie möglich aufgeladen.
Diese vergrößerten Staubteilchen, die im Verhältnis eine wesentlich höhere Ladung als die früher kleineren Staubteilchen aufnehmen, wander in einem nachgeschalteten sprühlosen, mit Gleichspannung betriebenen Kondensatorfeld entsprechend ihrer größeren Ladung schneller und können nun'-mehr besser abgeschieden werden als die früher kleineren Teilchen; die Abmessungen der Elektrofilteranlagc lassen sich dementsprechend verkleinern, und zwar etwa im Verhältnis der ernelten höheren Wanderungsgeschavilldigkeit, d. h. bei einer 1 ofach erhiihten Wanderungsgeschwilldigkeit kann das zur Abscheidung dienende Feld mit etwa 'i/,o der sonst nötigen Abmessungen gebaut werden.
Das Verfahren nach der Erfindung kann auch in der Weise abgeändert werden, daß an Stelle des auf das kurze elektrische Vorfeld der ersten Stufe folgenden Wechselfeldes ein akustisch z. B. mit Ultraschallwellen arbeitendes Feld die Zusammenhallung der im elektrischen Vorfeld vorbehandelten Teilchen übernimmt, ehe die nochmalige Besprühung und darauf folgend die sprühlose Ab-Abscheidung im zweiten Verfahrensgang erfolgt.
Bei der elektrischen Niederschlagung von Schwebekörpern aus strömenden Gasen oder Gasgemischen ist es bekannt, einem abscheidungslosen, lediglich der Aufladung der Teilchen dienenden, mit einsinniger Polarität sprühenden Gleichspan -nungsfeld ein sprühentladungsfreies K;ondensatorfelsl folgen zu lassen, das die Abscheidung der vorher aufgeladenen Schwebeteilcben besorgt. Demgegenüber besteht das Neue bei der Erfindung darin, daß für die elektrische Abscheidung von Feinstaub aus Gasen die einsinnige Aufladung zweistufig mit Unterbrechung in der Weise durchgeführt wird, daß in der ersten Stufe nur ein Teil des Staubes eine Aufladung erfährt, anschließend die geladenen mit den ungeladen gebliebenen Teilchen in einem elektrischen nicht sprühenden oder in einem akustisehen Schwingungsfeld zu Gebilden gröberen Kornes vereinigt und die so vergrößerten Teilchen in der zweiten, dem Abscheidungs- oder Kondensatorfeld vorangehenden Stufe vollständig aufgeladen werden.
Die beim Verfahren nach der Erfindung -auftretenden Vorgänge sind in Abb. l schematisch veranschaulicht. Das mit Feinstaub beladene, in der Pfeilrichtung strömende Gas gelangt zunächst in die erste nur einen Teil des Staubes aufladende Stufe 1 eines mit einsinniger Polarität sprühenden Gleichspannungsfeldes von z. B. Ioo bis 200 mm Länge und dami in das elektrische oder akustische Schwingungsfeld 2, in welchem sich die in der Vor stufe aufgeladenen mit den ungeladen gebliebenen Staubteilchen zu gröberen Gebilden vereinigen.
Auch dieses Schwingungsfeld braucht nur kurz zu sein. Die im Korndurchmesser vergrößerten Teilchen gelangen dann mit dem Gas in die zweite ebenfalls z. B. Ioo bis 200 mm lange Stufe 3 der Aufladungszone, um anschließend in dem Kon,densatorfeld 4 abgeschieden zu werden, dessen Länge auf Grund der durch die Vorbehandlung erreichten erhöhten Wanderungsgeschwindigkeit der Staubteilchen gleichfalls verhältnismäßig gering gehalte werden kann.
Das Verfahren nach der Erfindung unterscheidet sich grundsätzlich von einem bekannten Verfahren, bei dem vor der üblichen Abscheidung der Schwebeteilchen in einem sprühenden. mit gegenpoligen Ausström- und Niederschlagselektroden ausgerüsteten Feld eine einstufige Aufladung aller Teilchen durch bipolare Sprühentladungen und eine Ausflockung der mit verschiedener Polarität aufgeladenen Staubteilchen in einem elektroden- und feldlosen Raum vorgesehen sind. Abb. 2 stellt im Maßstab der Abb. 1 das Schema dieses bekannten Verfahrens dar. Hier ist 5 die Aufladungsstufe, bestehend aus einem ein- oder mehrphasigen sprü,-henden Wechselstromfeld oder einem mit gegen poligen Sprühelektroden betriebenen Gleichspan nungsfeld, 6 der feld- und elektrodenlose Ausflockungsraum und 7 das durch gegenpolige Sprüh-und Niederschlagselektroden gebildete - Abscheidungsfeld. Der Ausilockungsraum 6 muß ausreichend bemessen sein, bedingt also eine erhebliche Vergrößerung der Gesamtanlage. Auch das bipolare sprühende Aufladungsfeld 5 und das am Schlusse folgende sprühende Ahscheidungsfeld 4 müssen eine ausreichende Länge haben im Gegensatz zum Verfahren nach der Erfindung, das unter erheblicher Raumeinsparung auf anderem Wege zum Ziele kommt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur elektrischell Äbscheidung von Feinstaub aus Gasen durch räumlich und zeitlich aufeinanderfolgende Aufladung der Staul,-teilchen in einem mit einsinniger Polarität sprühenden Gleichspannungsfeld und Abscheidung in einem sprühentladungsfreien Kondensator feld, dadurch gekennzeichnet daß die einsinllige Aufladung zweistufig mit Unterbrechung in der Weise durchgeführt wird, daß in der ersten Stufe nur ein Teil der Staub teilchen aufgeladen wird, anschließend die geladenen mit den ungeladen gebliebenen Teilchen in einem elektrischen sprühentladungsfreien oder in einem akustischen Schwingungsfeld zu Gebilden gröberen Kornes vereinigt und die so vergrößerten Teilchen in der zweiten vor dem Kondensatorfeld liegenden Stufe vollständig aufgeladen werden.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 461 306, 630452.