DE849981C - Verfahren und Einrichtung zur elektrostatischen Trennung von staubfoermigen Zwei- oder Mehrstoffgemengen, insbesondere Feinststaubgemengen - Google Patents

Description

• Verfahren und Einrichtung zur elektrostatischen Trennung von staubförmigen Zwei- oder Mehrstoffgemengen, insbesondere Feinststaubgemengen Bei der elektrostatischen Aufbereitung von staubförmigen Zwei- oder Mehrstoffgemengen, insbesondere Feinststaubgemengen aus Stoffen verschiedenartiger Zusammensetzung, wie z. B. Erzstaub, Kohlenstaub u. dgl., ging man bisher von einer kompakten Staubmasse aus, die beim Aufgeben auf den l?Iektrc@schei<ier durch besondere :Maßnahmen, z. B. durch freien Fall, Aufprall, Zerstäuben, Abschlen<l<#rti ()d. dgl., aufgelockert wurde, um die elektrische, nach Maßgabe der stofflichen Verschiedenartigkeit unterschiedliche Aufladung der einzelnen Staubteilchen als Voraussetzung für deren Trennung sicherzustellen. Bei Staubgemengen, die aus den Abgasen oder der Abluft eines Produktionsprozesses oder sonst eines staubbedingten Verfahrens stammen, lagen bis jetzt die Verhältnisse für die elektrostatische Trennung so, daB das Gemenge erst aus seinem Trägergas mechanisch oder elektrisch abgeschieden, aus dem Sammelraum des Abscheiders oder von einer anderen Lagerstätte in den Füllraum des Elektroscheiders gefördert und beim Auslaß aus diesem Raum in der erwähnten Weise aufgewirbelt, also nachträglich und künstlich in denselben oder nahezu den gleichen Schwebezustand gebracht werden mußte, den es ursprünglich in dem dem Staubabscheider zugeführten Rohgas einnahm.
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Aufeinanderfolge von zeitlich und örtlich getrennten, in sich geschlossenen Vorgängen, die einen für die elektrostatische Aufbereitung nutzlosen Umweg bedeuten und einen erheblichen Aufwand an Zeit, Personal, Raum und Material erfordern, zu verkürzen. Zu diesem Zweck wird der Erfindung gemäß das Gemenge schon im ursprünglichen Schwebezustand im Trägergas für die elektrostatische Trennung erfaßt derart, daß Staubabscheidung und Staubaufbereitung zu einem Arbeitsgang vereinigt, die früheren Umständlichkeiten also erspart werden. Das Staubgemenge ist bei dieser Behandlungsweise auf Grund seiner Entstehung bereits in dem aufgelockerten Zustand, der für das Aufbringen unterschiedlicher elektrischer Ladungen erforderlich ist, und es handelt sich im wesentlichen nur noch darum, a) den in mehr oder weniger großen Abständen schwebenden Staubteilchen .diese Ladungen in ausreichendem Maße aufzudrücken und b) die Trennung nach der Verschiedenart der Bestandteile wirksam zu gestalten.
• Die unterschiedliche elektrische Aufladung der im Trägergas schwebenden Teilchen läßt sich ohne Schwierigkeit durch an sich bekannte Mittel, z. B. durch Einbau von mit Gleich- oder Wechselspannung oder im Wechsel mit Gleich- oder Wechselspannung geladenen, gegebenenfalls sprühenden Elementen in den Gasweg, durch Einwirkung von Ultraviolett-, Röntgen- oder anderen Strahlen, durch Reibung an erforderlichenfalls oberflächlich besonders zugerichteten, etwas aufgerauhten Flächen, z. B. Ventilatorflächen, durch Kontaktelektrizität, Abreiß- oder Stoßeffekt oder sonstwie erreichen. Im Zusammenhang hiermit spielt unter Umständen auch die Verweilzeit der Staubteilchen im Bereich der Aufladungsorgane bzw. die Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases eine Rolle, die je nach Lage des Einzelfalles entweder herabgesetzt oder gesteigert werden muh. Ferner kann man auch mit Stoßspannungen oder mit verschieden hohen Spannungen zum Ziele kommen.
• Um die Trennung der von der Aufladung erfaßten Gemengeteilchen sicherzustellen, muß dafür gesorgt werden, daß die Teilchen in den Bereich der Scheiderelektroden z. B. eines Kondensatorfeldes gelangen, ehe ihre Ladungen abgeklungen oder sich untereinander ausgeglichen haben. Man kann dies auf verschiedene Weise, z. B. durch Engstellung von gegenpoligen, ein Kondensatorfeld bildenden Elektroden, durch Einbau besonderer Auffangorgane parallel oder quer zu dem die verschiedenartig geladenen Teilchen führenden Gasstrom, wie Sieb- oder Lochplatten, oder durch besondere Ausgestaltung der Elektroden des Trennungsfeldes, z. B. mit Fangschlitzen oder -taschen, erreichen. Die vollwandigen oder siebartig oder sonstwie durchbrochenen Organe können beweglich z. B. aus dem Gasstrom herausschwenkbar angeordnet sein derart, daß .die mit Staubanlagerungen behafteten Teile abgekehrt oder abgestreift werden können. während der übrige Teil im Gasstrom verbleibt. Die der Anlagerung der Teilchen dienenden Flächen des Elektroscheiders können auch im Gasstrom selbst gereinigt, z. B. von Abstreifern, Schabern od. dgl. bestrichen oder erschüttert werden. Als Anlagerungselemente kann man ferner Elektrodenflächen verwenden, die aus umlaufenden Walzen zusammengesetzt sind und ihre Ansätze infolge ihrer Drehung getrennt in jeweils einen der Staubbestandteile aufnehmenden Raum entleeren.
• Falls erforderlich, kann für die Aufladung in an sich bekannter Weise auch eine Anfeuchtung oder sonst eine Behandlung der Oberflächen der Teilchen oder der Elektroden oder eine Klimatisierung zu Hilfe genommen werden. Es besteht auch die Möglichkeit, die Vorgänge der Aufladung und der Trennung kurzseitig bzw. auf kurzen Wegstrecken ein- oder mehrfach zu wiederholen, um mit Sicherheit alle Schwebekörper des Gases zu erfassen.
• Man erkennt, daß die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe auf mannigfaltige Weise gelöst werden kann. Wesentlich ist in jedem Fall, daß das Staubgemenge unmittelbar aus dem Gas, in dem es entstanden ist, nach seinen verschiedenartigen Bestandteilen getrennt elektrostatisch heraussepariert wird.
• Ein praktisches Beispiel diene zur weiteren Erläuterung. Ein aus einem hüttenmännischen Verfahren, z. B. aus einer Erzröstung stammendes Gas wird mit den in ihm schwebenden in mehr oder weniger großen Abständen räumlich verteilten, aus verschiedenen Stoffen bestehenden Staubteilchen, gegebenenfalls unter Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Gases, in den Elektrofilter geleitet. Im vorderen Teil des Scheiderraumes oder vor Eintritt in diesen erfolgt die nach Maßgabe ihrer stofflichen Unterschiedlichkeit verschiedene elektrische Aufladung der Staubteilchen. Diese wenden anschließend, nach der Verschiedenheit der Ladungen getrennt, ehe ihre unterschiedlichen Ladungen sich wieder ausgeglichen haben, durch den Gasstrom an die Elektroden z. B. eines Kondensatorfeldes gebracht und ausgeschieden. Die Elektroden des Trennungsfeldes haben einen so geringen gegenseitigen Abstand, daß das hindurchströmende Trägergas die unterschiedlich geladenen Staubteilchen auf kürzestem Wege abgeben kann.
• Das Verfahren nach der Erfindung hat nichts mit der bekannten elektrischen Entstaubung von Gas oder Luft zu tun. Bei solchen Elektrofiltern kommt es lediglich darauf an, möglichst alle im Trägergas vorhandenen Schwebestoffe ohne Rücksicht auf deren ,stoffliche Verschiedenheit auszuscheiden, während es sich bei der Erfindung um eine Trennung von Staubgemengen nach Stoffverschiedenheit handelt.
• Die bei Elektrofiltern bekannte, sogenannte fraktionierte Abscheidung, bei der nacheinander verschiedene Schwebekörper, z. B. erst feste Teilchen und im weiteren Verlauf Nebelteilchen, abgeschieden werden, ist mit der elektrostatischen Trennung nach der Erfindung nicht vergleichbar, weil die fraktionierte Abscheidung des Elektrofilterverfahrens keine Rücksicht darauf nimmt, daß die einzelnen Fraktionen noch aus verschiedenartigen Bestandteilen zusammengesetzt sein können. Im Vergleich zu der elektrostatischen Trennung nach Stoffverschiedenheit ist die fraktionierte Elektrofilterung von staubhaltigen Gasen ein verhältnismäßig grober Vorgang, bei dem sich Unterschiedlichkeiten in der Zusammensetzung der einzelnen Fraktionen mit dem Ziel eines Trenneffektes überhaupt nicht auswirken können.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur elektrostatischen Trennung con staubfiirmigen Zwei- oder 'NIehrstoffgemengen, insbesondere Feinststaubgemengen aus Stoffen verschiedenartiger Beschaffenheit, die bei staubentwickelnden Vorgängen z. B. in hüttenmännischen Verfahren im Schwebezustand in einem Trägergas auftreten, dadurch gekennzeichnet, daß die die Trennung vorbereitende, nach Maßgabe der stofflichen Verschiedenheit unterschiedliche elektrische Aufladung der Staubteilchen während ihres durch die Staubquellen bedingten aufgelockerten Schwebezustandes im Trägergas durch an sich bekannte Mittel vorgenommen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennungsfeld, z. B. ein aus gegenpoligen Elektroden bestehendes Kondensatorfeld, mit Mitteln betrieben wird, die einen vorzeitigen Ladungsausgleich der verschiedenartigen Gemengebestandteile verhindern.
3. 3. Einrichtung für das Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Wege des mit den unterschiedlich aufgeladenen Gemengeteilchen beladenen Gases Einbauten zum getrennten Abscheiden der verschiedenartigen Teilchen vorgesehen sind. ,
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten aus parallel oder quer zum Gasstrom angeordneten, gegebenenfalls aus dem Gasstrom herausbeweglichen, vollwandigen oder durchbrochenen Flächen, wie z. B. Blechen mit und ohne Lochung oder Schlitzung, Sieben, Netzen, Hohlkörpern mit Fangöffnungen od. dgl., bestehen.
5. 5. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 und .I, mit einem Kondensatorfeld, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensatorfeld aus gegenpoligen Elektroden mit engem Abstand zusammengesetzt ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten im Gasweg aus gegenläufigen Walzen bestehen, die gegenpolige Absetzflächen für die geladenen Staulr teilchen bilden.