BOLOGA, Andrei (Hagenauer Weg 2, Stutensee, 76297, DE)
WOLETZ, Klaus (Otto-Hahn-Strasse 12, Eggenstein -Leopoldshafen, 76344, DE)
PAUR, Hanns-Rudolf (Lauenburger Strasse 84, Karlsruhe, 76139, DE)
BOLOGA, Andrei (Hagenauer Weg 2, Stutensee, 76297, DE)
WOLETZ, Klaus (Otto-Hahn-Strasse 12, Eggenstein -Leopoldshafen, 76344, DE)
Patentansprüche :
1. Elektrostatischer Abscheider zum Entfernen der festen und flüssigen Bestandteilen aus einem Aerosol, bestehend aus: einem Abscheidergehäuse (1) , das einen Zugang, den Rohgaseintritt (18) , für das zu reinigende Aerosol und einen Ausgang, den Reingasaustritt (19) , für das gereinigte Aerosol hat, wobei zumindest ein das Aerosol heranführender Strömungskanal an den Rohgaseintritt (18) anflanscht, einer Ablasseinrichtung (17) für die aus dem Aerosol ausgeschiedenen, festen und flüssigen und abgeschiedenen Bestandteile, einer über eine elektrische Hochspannungsdurchführung (13) von außen versorgten Ionisierungsstufe aus mindestens einem in den Strömungsweg des Aerosols ragenden metallischen, mit elektrischer Hochspannung beaufschlagbaren Stab (5) , dem Hochspannungs- stab (5) , einer stromabwärts von der Ionisierungsstufe im Strömungsweg sitzenden Kollektorstufe,
dadurch gekennzeichnet, dass:
der mindestens eine Hochspannungsstab (5) über einen abseits des GasStrömungsweges sitzenden Hochspannungsisolator (6) in den GasStrömungsweg ragt und der Hochspannungsisolator (6) in einem topfartigen, vom Aerosol nicht durchströmten, an ein elektrisches Bezugspotential angeschlossenen Isolatorgehäuse (7) sitzt,
der Hochspannungsstab (5) mit einer Elektrode (4) , der Hochspan- nungselektrode (4), mindestens am freien Ende und einer letzten Elektrode (12) , der Schutzelektrode (12) , im Abstand d zu der öffnung zum Isolatorgehäuse (7) sitzt und die Elektroden (4, 12) scheibenförmig mit radial gerichteten, um den Umfang gleich verteilten Spitzen versehen sind,
der Hochspannungsstab (5) koaxial in eine hohlzylindrische Hülse (8) aus perforiertem Blech oder Maschendraht, der Gitter- oder Maschendrahtelektrode (8) , ragt, die mit einer Stirn an eine Bodenplatte (9) für das Isolatorgehäuse (7) angebracht und an ein Bezugspotential angeschlossen ist, und zwar so, dass pro Elektrode (4, 12) jeweils ein konzentrischer Spalt der kleinsten Weite H zur umgebenden Gitter- oder Maschendrahtelektrode (8) besteht,
die Gitter- oder Maschendrahtelektrode (8) auf eine auf dem e- lektrischen Bezugspotential liegende Lochplatte (2), der Düsenplatte (2) , stößt oder in ihr steckt,
die Gitter- oder Maschendrahtelektrode/n (8) von einem porösen Kollektor (11) höchsten über die Hülsenlänge, jedoch vollständig um den Umfang umgeben ist und der gesamte Aerosolstrom durch den porösen Kollektor strömt.
2. Elektrostatischer Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von der Umgebung durch das Isolatorgehäuse (7) eine Hochspannungsdurchführung (13) führt.
3. Elektrostatischer Abscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass von der Umgebung durch das Isolatorgehäuse (7) ein Rohr (15) zur Einströmung von Reingas oder Reinluft vorgegebener Temperatur und vorgegebenem Druck führt .
4. Elektrostatischer Abscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass: das Isolatorgehäuse (7) auf der über den lichten Querschnitt des Abscheidergehäuses (1) reichenden Bodenplatte (9) konzentrisch sitzt, in dem Isolatorgehäuse (7) der Hochspannungsisolator (6) zentral sitzt und in ihm der Hochspannungsstab (5) stirnseitig eingespannt ist, die Gitter- oder Maschendrahtelektrode (8) mit ihrem einen Stirnbereich in einem Durchgang der Bodenplatte (9) und mit ihrem andern Stirnbereich in der über den lichten Querschnitt des Abscheidergehäuses (1) sitzenden Düsenplatte (2) in einer Düse ( 3 ) sitzt .
5. Elektrostatischer Abscheider nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (9) zwischen dem Isolatorgehäuse (7) und der Wand des Abscheidergehäuses (1) perforiert ist und das Abscheidergehäuse (1) die perforierte Bodenplatte (9) sowie das Isolatorgehäuse (7) überdeckt.
6. Elektrostatischer Abscheider nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass gasstromaufwärts vor der freien Stirn der Gitteroder Maschendrahtelektrode (8) und der Düsenplatte (2) ein Vorfilter (14) über den lichten Querschnitt des Abscheidergehäuses (1) geneigt zur Achse des Hochspannungsstabes (5) sitzt, sich gasstromaufwärts vor dem Vorfilter (14) in der mantelwand- seitigen Wand des Abscheidergehäuses (1) der Rohgaseintritt (18) und sich im Abscheidergehäuse (1) , das die Bodenplatte (9) sowie das Isolatorgehäuse (7) überdeckt, der Reingasaustritt (19) befinden.
7. Elektrostatischer Abscheider nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (9) zwischen dem Isolatorgehäuse (7) und der Wand des Abscheidergehäuses (1) nicht perforiert ist und stirnseitig ein Teil der Wand des Abscheidergehäuses (1) bildet.
8. Elektrostatischer Abscheider nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass gasstromaufwärts vor der freien Stirn der Gitteroder Maschendrahtelektrode (8) und der Düsenplatte (2) ein Vorfilter (14) über den lichten Querschnitt des Gehäuses geneigt zur Achse des Stabes (5) sitzt, sich mantelwandseitig, gasstromaufwärts vor dem Vorfilter (14) in der Wand des Abscheidergehäuses (1) der Rohgaseintritt (18) und gasstromabwärts zwischen der Bodenplatte (9) und der Düsenplatte (2) der Reingasaustritt befinden.
9. Elektrostatischer Abscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass: das Isolatorgehäuse (7) für den Hochspannungsisolator (6) auf der über den lichten Querschnitt des Abscheidergehäuses (1) reichenden Bodenplatte (9) konzentrisch sitzt, in dem Isolatorgehäuse (7) der Hochspannungsisolator (6) zentral auf der Bodenplatte (9) sitzt und in das Isolatorgehäuse (7) ragt, auf der in das Isolatorgehäuse (7) ragenden Stirn des Hochspannungsisolators (6) ein Hochspannungsgitter (23) befestigt ist, an dem die Hochspannungsstäbe (5) gleichverteilt um die Achse des Abscheiders im gleichen radialen Abstand zu dieser Achse angebracht sind und jeweils koaxial in die zugehörige Gitter- oder Maschendrahtelektrode (8) ragen.
10. Elektrostatischer Abscheider nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (9) zwischen dem Isolatorgehäuse (7) und der Innenwand des Abscheidergehäuses (1) perforiert ist.
11. Elektrostatischer Abscheider nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass gasstromaufwärts vor der stirnseitig freien Anordnung der Gitter- oder Maschendrahtelektrode/n (8) und der Düsenplatte (2) ein Vorfilter (14) über den lichten Querschnitt des Abscheidergehäuses (1) geneigt zur Achse des Abscheiders sitzt.
12. Elektrostatischer Abscheider nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Bodenplatte 9 zentral und isolatorabseitig über Befestigungselemente (22) eine Platte (21) , die Fixierplatte (21) befestigt ist, durch die hindurch die Gitter- oder Maschendrahtelektrode n (8) geführt sind.
13. Elektrostatischer Abscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolatorgehäuse (7) für den Hochspannungsiso- lator (6) auf der über den lichten Querschnitt des Abscheidergehäuses (1) reichenden Bodenplatte (9) konzentrisch sitzt, in dem Isolatorgehäuse (7) der Hochspannungsisolator (6) zentral am stirnseitigen Boden sitzt und in ihm der Hochspannungsstab (5) axial steckt, die Gitter- oder Maschendrahtelektrode (8) mit ihrer einen Stirn in einem zentralen Durchgang der Bodenplatte (9) ansetzt und mit ihrer andern Stirn auf eine zentral angebrachte Platte (24) , der Stirnplatte (24) stößt, die über den Querschnitt hinaus die Gitter- oder Maschendrahtelektrode (8) abdeckt, die Düsenplatte (2) sich zwischen der Stirnplatte (24) und der Bodenplatte (9) befindet und die Gitter- oder Maschendrahtelektrode (8) zwischen der Düsenplatte (2) und der Stirnplatte (24) vollständig von dem porösen Kollektor (11) umgeben ist.
14. Elektrostatischer Abscheider nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohgaseintritt (18) in der Düsenplatte (9) sitzt und der Reingasaustritt in der Wand des Abscheidergehäuses (1) im Bereich des porösen Kollektors (11) ist.
15. Elektrostatischer Abscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolatorgehäuse (7) für den Hochspannungsisolator (6) auf der über den lichten Querschnitt des Abscheidergehäuses (1) reichenden Bodenplatte (9) konzentrisch sitzt, in dem Isolatorgehäuse (7) der Hochspannungsisolator (6) zentral am stirnseitigen Boden angebracht ist, auf der in das Isolatorgehäuse (7) ragenden Stirn des Hochspannungsisolators (6) eine Hochspannungsgitter (28) befestigt ist, an dem die HochspannungsStäbe (5) gleichverteilt um die Achse des Abscheiders im gleichen radialen Abstand zu dieser Achse angebracht sind und jeweils koaxial in die zugehörige Gitter- oder Maschendrahtelektrode (8) ragen, die in der Bodenplatte (9) steckenden Gitter- oder Maschendrahtelektroden (8) mit ihrer freien Stirn auf die abdeckende Stirnplatte 24 stoßen, die Gitter- oder Maschendrahtelektroden zwischen der Bodenplatte (9) und der Stirnplatte (24) durch die Düsenplatte (2) gehen, die Anordnung der Gitter- oder Maschendrahtelektroden (8) zwischen der Düsenplatte (2) und der abdeckenden Stirnplatte (24) von dem porösen Kollektor (11) vollständig umgeben ist.
16. Elektrostatischer Abscheider nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohgaseintritt (18) in der Düsenplatte (9) sitzt und der Reingasaustritt (19) in der Wand des Abscheidergehäuses (1) im Bereich des porösen Kollektors (11) ist. |
Elektrostatischer Abscheider
Die Erfindung betrifft einen elektrostatischen Abscheider zum Entfernen der festen und flüssigen Bestandteile aus einem Aerosol.
Ein solcher Abscheider besteht aus einem Abscheidergehäuse, das einen Zugang, den Rohgaseintritt, für das zu reinigende Aerosol und einen Ausgang, den Reingasaustritt, für das gereinigte Aerosol hat. Zumindest ein das Aerosol heranführender Strömungskanal flanscht an den Rohgaseintritt an. Das von den festen und flüssigen Partikeln befreite Gas tritt als Reingas aus dem Abscheider aus, entweder sofort in die Umgebung oder wird in einem anflanschenden Kanal weiter geleitet. üblicherweise befindet sich im Kollektorbereich des Abscheiders eine Ablasseinrichtung für den Ablass der dort aus dem Aerosol ausgeschiedenen, angesammelten, festen und flüssigen Bestandteile. über eine elektrische Hochspannungsdurchführung wird von außen eine Ionisierungsstufe in dem Abscheider elektrisch versorgt. Die Ionisierungs- stufe besteht aus mindestens einem in den Strömungsweg des Aerosols ragenden metallischen, mit elektrischer Hochspannung beaufschlagbaren Stab, der mit radial gezackten Elektrodenscheiben bestückt ist und in dem über Koronaentladungen die festen und flüssigen Partikel im vorbeiströmenden Gas elektrisch aufgeladen werden. Im Abscheider sitzt gasstromabwärts des Ionisators eine Kollektoreinrichtung, in der sich die festen und flüssigen Partikel des Gasstroms abscheiden.
Elektrostatische Abscheider sind die wirkungsvollsten Einrichtungen für die Reinigung feiner und ultrafeiner Aerosole. Elektrostatische Abscheider haben gegenüber Gasreinigern anderer Technologie mehrere Vorteile: sie benötigen weniger Energie als mechanische Kollektoreinrichtungen und haben keine bewegten Teile; die Wartungskosten sind niedrig und die Ausfallzeiten gering.
Der Aufbau eines kompakten elektrostatischen Abscheiders hoher Effizienz für tropfenförmige Aerosole wird in der US 6,221,136 beschrieben. Der elektrostatische Abscheider hat eine Hochspannungselektrode mit Vielfachdrahtsegmenten, die innerhalb eines elektrisch leitenden porösen Mediums positioniert sind, und die eine zentrale Achse haben,
auf der sich der Elektrodenaufbau ausdehnt. Der Elektrodenaufbau besteht aus einer Vielzahl von längspositionierten Drähten, die sich entlang der longitudinalen Achse des porösen Mediums ausbreiten. Die Drahtsegmente sind so angeordnet, dass sie eine wesentlich längere Gesamtlänge als die Ausdehnungslänge entlang der Längsachse haben. Die Partikel werden durch das poröse Medium und an der Elektrode vorbei geleitet und werden über die Hochspannung aufgeladen. Das poröse Medium hat eine wesentlich niedrigere Spannung als die Hochspannungs- elektrode. Der Strom des an den Elektroden geladenen Aerosols geht durch das poröse Medium zum Austritt, wobei die geladenen Partikel im porösen Medium abgeschieden werden. Elektrostatische Abschirmungen sind um die Hochspannungsisolatoren angebracht, um die Wahrscheinlichkeit der Isolatorverschmutzung, die Leckströme verursacht, zu reduzieren.
Trotz dieses Aufbaus hat der Abscheider mehrere Probleme. Erstens, während der Prozessierung mit klebrigen Aerosolen werden die Elektroden mit Partikeln bedeckt, die die Effizienz des Abscheiders mindern. Zweitens ist der Isolator innerhalb des Kollektors positioniert, wo die geladenen Partikel sind und die Raumladung bilden. Ein Teil der geladenen Tröpfchen kann sich unter dem Einfluss der Raumladung auf - der Isolatoroberfläche absetzen, die dann zur Verschmutzung der Isό L latoroberflache führt. Drittens ist der Abstand zwischen den elektrostatischen Abschirmungen und dem Gehäuse des Abscheiders klein. Wenn die Abschirmungen mit Partikeln bedeckt werden, kann das zu überschlägen innerhalb des Abscheiders führen. Die Funkenentladungen vermindern die Effizienz des Kollektors. Das poröse Medium als Kollektor spielt folgende zwei Rollen: erstens wird er als geerdete Elektrode verwendet; zweitens sammelt er Aerosolpartikel, die Tröpfchen und Festkörperpartikel sein können. Wenn die Filteroberfläche mit einer dielektrischen Flüssigkeit wie Schmieröl bedeckt ist, wird das die elektrische Feldstärke in der Elektrodenanordnung schwächen und damit die Effizienz der Partikelladung mindern.
Diese Probleme werden im Wesentlichen durch die in der DE 102 44 051 oder DE 10 2004 037 286 beschriebenen Maßnahmen vermieden. In der DE 102 44 051 wird ein elektrostatischer Abscheider vorgestellt, der aus
einem Ionisierer mit mehreren Nadel- oder sternförmigen Elektroden besteht, die gasstromabwärts in einer geerdeten Düsenplatte installiert sind. Die geladenen Partikel werden in einem von dem Ionisierer gasstromabwärts eingebauten Kollektor gesammelt (DE 102 44 051 und DE 10 2004 037 286) . Aufgrund des kleinen Abstands zwischen der Hochspannungs- und der geerdeten Elektrode in der Elektrodenanordnung, besteht ein starkes elektrisches Feld in der Teilchenladungszone. Verglichen mit konventionellen elektrostatischen Abscheidern, lässt das den Betrieb mit verhältnismäßig kleinen Hochspannungen, < 20 kV, zur Partikelladung zu. Der Gasstrom strömt mit hoher Geschwindigkeit durch den Ionisierer und mit kleiner Geschwindigkeit durch den Kollektor, das eigentliche Filter. Die hohe Geschwindigkeit des Gasstroms in dem Ionisierer stabilisiert den Betrieb des elektrostatischen Abscheiders, vermindert den Einfluss der Raumladung auf die geladenen Partikel und verringert die Unterdrückung der Koronaentladung. Die niedrige Geschwindigkeit im Kollektor verbessert seine Effizienz und verringert den Druckabfall in ihm. Die geerdete Elektrode in der Elektrodenanordnung und der Kollektor sind räumlich voneinander getrennt. Das vermindert das Verstopfen des Kollektors. Die geerdete Gitter- /Maschenelektrode oder Düse lässt den Durchtritt der geladenen Partikel des Aerosols zu. Der elektrische Wind kann ohne Druckverlust durch die Maschenelektrode gehen. Der Einsatz sterneför- miger Elektroden und die Hochgeschwindigkeit in der Elektrodenzone vermindert das Ablagern klebriger Partikel oder Tröpfchen auf den Hochspannungselektroden .
Trotz dieser Verbesserungen der Effizienz der Partikelladung und -abscheidung, des Gebrauchs niedriger Betriebshochspannung, der Stabilität des Betriebs aufgrund der Koronasuppression und der Vermeidung der Ablage auf der Elektrodenanordnung ist der Abscheider aufgrund der räumlichen Trennung der Ionisierungsstufe von dem Kollektor verhältnismäßig voluminös. Der Hochspannungsisolator ist im Rohgas oder Reingasstrom positioniert, weshalb zusätzliche Maßnahmen gegen Verschmutzung notwendig sind.
Deshalb entstand die Aufgabe, einen kompakten elektrostatischen Abscheider mit hoher Betriebszuverlässigkeit zu bauen. Dabei sollte die
Betriebshochspannung des Abscheiders ebenfalls niedrig bleiben. Die
Effizienz des Kollektors als auch die langzeitliche Betriebsstabilität sollte gewährt werden können. Diese Aufgabe liegt der Erfindung zugrunde .
Die Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Nützliche, vorteilhafte Merkmale des elektrostatischen Abscheiders sind in den Ansprüchen 2 und 3 beschrieben.
In den Ansprüchen 4 bis 6, 7 und 8, 9 bis 12, 13 und 14 und 15 und 16 sind aus Anspruch 1 ableitbare Ausgestaltungen des elektrostatischen Abscheiders gekennzeichnet und beschrieben.
Der kompakte elektrostatische Abscheider besteht, wie bekannt, aus den beiden in einem Abscheidergehäuse untergebrachten Baugruppen: Ionisierungsstufe und gasstromabwärts folgendem Kollektor.
Der elektrostatische Abscheider hat mindestens einen metallischen Hochspannungsstab, der, stirnseitig in einen Isolator eingespannt, über diesen abseits des Gasströmungsweges des Aerosols sitzenden Isolator in den GasStrömungsweg ragt. Der Hochspannungsisolator ist in einem topfartigen, vom Aerosol nicht durchströmten, an ein elektrisches Bezugspotential, meist Erdpotential, angeschlossenen Gehäuse, dem Isolatorgehäuse, positioniert und darin exponiert. Der Hochspannungsstab ist mit einer scheibenförmigen Elektrode, der ' Hochspannungselektrode, mindestens an seinem freien Endbereich und einer weiteren scheibenförmigen Elektrode, der Schutzelektrode, außerhalb des Isolatorgehäuses im Abstand d zu der öffnung in der Bodenplatte bestückt. Die Schutzelektrode sitzt am Rande oder außerhalb der Gasströmung. Die Hochspannungselektrode/n und Schutzelektrode haben radial gerichtete, um den Umfang gleich verteilte Spitzen, die zu der umgebenden, hohlzylindrischen Hülse aus perforiertem Blech oder Maschendraht, der Gitter- oder Maschendrahtelektrode, den kleinsten Abstand H haben. Der Hochspannungsstab ragt koaxial in die Gitteroder Maschendrahtelektrode, die mit ihrem ersten Stirnbereich formschlüssig in der öffnung zum Isolatorgehäuse sitzt und an das Bezugspotential, meist Erdpotential, angeschlossen ist. Um den Umfang der
Hochspannungselektrode/n und der Schutzelektrode bestehen gleichverteilt Spaltstellen der kleinsten Weite H zur Umgebenden Gitter- oder Maschendrahtelektrode .
Die Gitter- oder Maschendrahtelektrode sitzt mit ihrem zweiten Stirnbereich in einer Düse in der auf elektrischem Bezugspotential liegende Platte, der Düsenplatte, oder stößt mit ihrer zweiten Stirn auf eine die gasundurchlässige Platte, die Stirnplatte. Dadurch ist/sind die Gitter- oder Maschendrahtelektrode/n im GasStrömungsweg des Aerosols positioniert.
Die Gitter- oder Maschendrahtelektrode/n ist/sind von einem porösen, auf elektrischem Bezugspotential liegenden Kollektor höchsten über ihre Länge vollständig umgeben. Dadurch muss der gesamte Aerosolstrom auf jeden Fall durch den porösen Kollektor strömen.
In dem Isolatorgehäuse sitzt nach Anspruch 2 eine Hochspannungsdurchführung, durch die hindurch der Hochspannungsstab oder die Hochspannungsstäbe von außen mit einem elektrischen Hochspannungspotential verbunden sind. Je nach Bauweise des Abscheiders, siehe unten, gehen die Hochspannungsdurchführung direkt oder noch durch das Abscheidergehäuse hindurch nach außen. Nach Anspruch 3 sitzt im Isolatorgehäuse weiter ein Rohrstutzen, durch den hindurch ein Reingas in das Innere des Isolatorgehäuses derart unter Druck geströmt werden kann, dass im Isolatorgehäuse ein überdruck, zumindest ein leichter überdruck, gegenüber dem Druck im Gehäuse des Abscheiders besteht. Damit schon wäre auch ein Einströmen von zu prozessierendem Aerosol vermieden. Die Einströmung des Reingases oder der reinen Luft über diesen Rohrstutzen kann auch noch mit vorgegebener Temperatur erfolgen, vorzugsweise mit größerer Temperatur als im Zwischenraum vom Hochspannungsstab mit Elektroden und der Gitter- oder Maschendrahtelektrode besteht. Durch den dann bestehenden Temperaturgradienten von Isolatorgehäuse zu Abscheidergehäuse würde das Einströmen von Aerosol zusätzlich unterdrückt werden.
Daraus lässt sich die in Anspruch 4 beschrieben Ausgestaltung des e- lektrostatischen Abscheiders entwickeln. Das Isolatorgehäuse für den
Hochspannungsisolator sitzt konzentrisch auf der über den lichten
Querschnitt des Abscheidergehäuses reichenden Bodenplatte. In dem I- solatorgehäuse sitzt der Hochspannungsisolator mit einer frei exponierten Stirn. Der Hochspannungsstab steckt mit einem Stirnbereich in der exponierten Stirn des Hochspannungsisolators. Die Gitter- oder Maschenelektrode setzt mit ihrem einen Stirnbereich im zentralen Durchgang der Bodenplatte an. Mit ihrem andern Stirnbereich steckt die Gitter- oder Maschenelektrode durch die Düse in der über den lichten Querschnitt des Abscheidergehäuses sitzenden Düsenplatte. Nach Anspruch 5 ist die Bodenplatte zwischen dem Isolatorgehäuse und der Wand des Abscheidergehäuses für den Gasstrom durchgängig. In dieser Ausgestaltung überdeckt das Abscheidergehäuse die Bodenplatte mit darauf zentral sitzendem Isolatorgehäuse .
Gasstromaufwärts sitzt vor der Düsenplatte des elektrostatischen Abscheiders nach Anspruch 6 ein Vorfilter über den lichten Querschnitt des Gehäuses geneigt zur Achse des Abscheiders mit seinem tiefsten Bereich nächst eines Ablassrohrs im Abscheidergehäuse, um das Abfließen von Flüssigkeit vorzugsweise dorthin zu lenken. Auf der gleichen Seite des Vorfilters gegenüber dem Ablassrohr sitzt gasstromaufwärts in der Wand des Abscheiders stirn- oder mantelwandseitig ein Flansch für den Rohgaseintritt, an dem der Zuführungskanal für das Aerosol, das Rohgas, andockt. In der das Isolatorgehäuse und die Bodenplatte überdeckenden Wand des Abscheiders sitzt stirn- oder mantelwandseitig ein weiterer Flansch für den Reingasaustritt.
Eine modifizierte, aus den Ansprüchen 1 bis 3 bzw. dem Anspruch 4 weiter entwickelbare Ausgestaltung ist in Anspruch 7 beschrieben. Die Bodenplatte ist dort zwischen dem Isolatorgehäuse und der Wand des Abscheidergehäuses nicht durchgängig. Die Bodenplatte und das darauf zentral sitzende Isolatorgehäuse decken den Abscheider ab. Nach Anspruch 8 sitzt gasstromaufwärts vor der freien Stirn der Gitter- oder Maschenelektrode und der Düsenplatte das Vorfilter über den lichten Querschnitt des Gehäuses geneigt zur Achse des Stabes. Stirn- oder vorzugsweise mantelwandseitig wegen des Ablasshahns in der dortigen stirnseitigen Abscheiderwand ist in der Wand des Abscheidergehäuses der Flansch für den Rohgaseintritt . Der Flansch für
den Reingasaustritt befindet sich jetzt in der Abscheiderwand im Bereich zwischen der Bodenplatte und der Düsenplatte.
In Anspruch 9 wird eine weitere, modifizierte Ausgestaltung des e- lektrostatischen Abscheiders nach Anspruch 3 beschrieben. Jetzt sitzt das Isolatorgehäuse ebenfalls auf einer über den lichten Querschnitt des Abscheidergehäuses reichenden Bodenplatte, nur ist jetzt der Hochspannungsisolator mit seiner einen Stirn zentral auf der Bodenplatte positioniert. Auf der in das Isolatorgehäuse ragenden Stirn des Hochspannungsisolators ist ein Hochspannungsgitter befestigt, an dem die HochspannungsStäbe gleichverteilt um die Achse des Abscheiders und im gleichen radialen Abstand dazu angebracht sind und jeweils koaxial in die zugehörige Gitter- oder Maschenelektrode ragen. Nach Anspruch 10 ist die Bodenplatte zwischen dem Isolatorgehäuse und der Wand des Abscheidergehäuses durchgängig. Wiederum sitzt nach Anspruch 11 gasstromaufwärts vor den Gitter- oder Maschenelektroden und vor der Düsenplatte ein Vorfilter über den lichten Querschnitt des Gehäuses geneigt zur Achse des Abscheiders .
Zur Lagestabilisierung insbesondere bei Gasströmung ist nach Anspruch 12 an der Bodenplatte zentral und außerhalb des Isolatorgehäuses über Befestigungselemente eine Platte, die Fixierplatte, befestigt, durch die hindurch die Gitter- oder Maschenelektroden formschlüssig gehen.
Eine andere Erweiterung des Abscheiders nach Anspruch 3 beschreibt Anspruch 13. Demnach sitzt das Isolatorgehäuse auf einer über den lichten Querschnitt des Abscheidergehäuses reichenden Bodenplatte konzentrisch. In dem Isolatorgehäuse sitzt der Hochspannungsisolator zentral am stirnseitigen Boden. Der HochspannungsStab steckt mit einem Stirnbereiche im Hochspannungsisolator. Die Gitter- oder Maschenelektrode setzt mit einem Stirnbereich in einem zentralen Durchgang der Bodenplatte an und stößt mit ihrer andern Stirn auf der zentral angebrachten, nicht gasdurchlässigen Platte und wird davon völlig abgedeckt. Die Düsenplatte befindet sich zwischen der Bodenplatte und der Stirnplatte. Der Kollektor sitzt zwischen der Düsenplatte und der Stirnplatte und umgibt die Hülse vollständig.
Nach Anspruch 14 befindet sich der Rohgaseintritt in der Bodenplatte oder im Wandbereich des Abscheiders zwischen der Träger- und Düsen-
platte. Der Reingasaustritt befindet sich im Wandbereich des Abscheiders, der den Kollektor überdeckt.
Noch eine andere Erweiterung des elektrostatischen Abscheiders nach Anspruch 3 ist in Anspruch 15 beschrieben. Das Isolatorgehäuse sitzt auf der über den lichten Querschnitt des Abscheidergehäuses reichenden Bodenplatte konzentrisch. In dem Isolatorgehäuse ist der Hochspannungsisolator zentral am stirnseitigen Boden angebracht. Auf der in das Isolatorgehäuse ragenden Stirn des Hochspannungsisolators ist ein Hochspannungsgitter befestigt, an dem die Stäbe gleichverteilt um die Achse des Abscheiders im gleichen radialen Abstand zu dieser Achse angebracht sind und ragen jeweils koaxial in die zugehörige Gitter- oder Maschenelektrode. Die in der Bodenplatte sitzenden Gitteroder Maschenelektroden stoßen mit ihrer andern Stirn auf die abdeckende Stirnplatte. Die Gitter- oder Maschenelektroden gehen zwischen der Bodenplatte und der Stirnplatte formschlüssig durch die Düsenplatte. Die Anordnung der Gitter- oder Maschenelektroden zwischen der Düsenplatte und der Stirnplatte ist von dem porösen Kollektor vollständig umgeben.
Nach Anspruch 16 ist der Rohgaseintritt in der Bodenplatte oder in der Mantelwand des Abscheiders zwischen der Boden- und Düsenplatte. Der Reingasaustritt ist im Wandbereich des Abscheidergehäuses, in das der poröse Kollektor exponiert ist.
Die Vorteile des elektrostatischen Abscheiders sind:
Aerosole mit Partikelkonzentrationen > lg/Nm 3 können technisch effizient, auch in wirtschaftlicher Hinsicht effizient prozessiert werden * ; er hat eine raumsparende, kompakte Bauweise; er zeichnet sich durch eine lange Betriebsdauer aus; geringe Wartungskosten wegen geringer Hochspannungsisolatorverschmutzung; verbesserte Partikelladung aufgrund der geerdeten Gitter- o- der Maschendrahtelektrode; erhöhte Partikelablagerung aufgrund der Raumladungseffekte zwischen Gitter- oder Maschendrahtelektrode und porösem Kollektor;
Erhöhung der Betriebsdauer des Kollektors zwischen zwei Reinigungspausen; robuste Hochspannungselektroden; Modulbauweise, ein- oder mehrdüsig;
Verwendung einer Gitter- oder Maschendrahtelektrode als Vorfilter.
( * Anmerkung: mit g/Nm 3 ist Gramm pro Normkubikmeter gemeint, und zwar bedeutet N als Norm hier: bei 0 0 C und 1 at . )
Zur weiteren, detaillierten Beschreibung der Erfindung werden die folgenden Figuren herangezogen. Sie zeigen im Einzelnen: Figur Ia Längsschnitt durch einen ersten elektrostatischen Abscheider;
Figur Ib mehrere Hochspannungselektroden am Hochspannungsstab; Figur 2a Längsschnitt durch einen zweiten elektrostatischen Abscheider;
Figur 2b Anbau der Fixierplatte;
Figur 2c Abstand der zur Bodenplatte nächsten Hochspannungselektrode; Figur 3 Längsschnitt durch einen dritten elektrostatischen Abscheider;
Figur 4 Längsschnitt durch einen vierten elektrostatischen Abscheider;
Figur 5a Längsschnitt durch einen fünften elektrostatischen Abscheider;
Figur 5b Vorfilter zu den Abscheidern gemäß Figuren 4 und 5; Figur 5c Kollektormodifikation zu den Figuren 4 und 5a,- Figur 5d Düsenmodifikation zu den Figuren 4 und 5a; Figur 5e Flüssigkeitsablass von der Düsenplatte;
Figuren 6a bis d Ausführungsformen der Gitter- oder Maschendrahtelektrode;
Figuren 7a bis d Einbau der Gitter- oder Maschendrahtelektrode in die Düsenplatte;
Figuren 8a bis d Einbau der Gitter- oder Maschendrahtelektrode in die Bodenplatte;
Figuren 9a bis d Abschluss der Gitter- oder Maschendrahtelektrode an der Düsenplatte.
Der in der Figur 1 vorgeschlagene elektrostatische Abscheider hat den
Rohgaseintritt 18 unten in der Mantelwand des Abscheidergehäuses 1. In dem Abscheidergehäues ist die geerdete Düsenplatte 2 eingebaut, in der sich hier eine Düse 3 zentral befindet. Eine geerdete Gitterelektrode 8 sitzt formschlüssig in der Düse und steht gasstromauf- wärts an der Düsenplatte 2 hier leicht über. Am freien Ende des Hochspannungsstabes 5 ist eine scheibenförmige Hochspannungselektrode 4 mit radial gerichteten Spitzen angebracht. Die Hochspannungselektrode 4 kann unterschiedlich ausgestaltet sein, wie beispielsweise aus der DE 10 2005 023 521 ersichtlich ist. Sie ist eine nadeiförmige Elektrode, hat Scheibenform oder ist sternscheibenförmig. Die Hochspannungselektrode 4 ist innerhalb der Gitterelektrode 8 derartig positioniert, dass die Spitzen/Zacken ringsherum den kleinsten Abstand H zur Gitterelektrode 8 bilden.
Zur Aufsammlung der festen und flüssigen Partikel des Aerosols wird der poröse Kollektor 11, das poröse Filter 11, eingesetzt. Die Gitterelektrode 8 und der Kollektor sind hier zwischen der Bodenplatte 9 und der Düsenplatte 2 im Abscheidergehäuse 1 eingebaut. Der Hochspannungsstab 5 ist mit einer Stirnseite in dem Hochspannungsisolator 6 eingespannt, der am Boden des Isolatorgehäuses 7 zentral befestigt und in das Innere exponiert ist. Der Hochspannungsisolator 6 ist im-- ' Innern des Isolatorgehäuses 7 exponiert und steht damit nicht im Rohgasstrom. Durch die Hochspannungsdurchführung 13 hindurch liegt der Hochspannungsstab 5 an der Hochspannungsklemme eines hier nicht eingezeichneten Hochspannungsnetzgerätes .
Zusätzlich ist die Hochspannungselektrode 12 am Hochspannungsstab 5 kurz vor der öffnung in das Isolatorgehäuse 7 befestigt. Sie hat eine ähnliche oder gleiche Gestalt wie die Hochspannungselektrode 4 am freien Ende des Hochspannungsstabes 5. Die Anordnung aus Hochspannungselektroden 4, 12 und Hochspannungsstab 5 ist zusammen mit der Gitterelektrode 8 koaxial.
Die Bodenplatte 9 hat Durchgänge 10, durch die hindurch der Gasstrom ungehindert, allenfalls unbedeutend gehindert strömt. Der poröse Kollektor 11 umgibt die Gitterelektrode 8 ganz und konzentrisch im Ab-
stand. Der gesamte Gasstrom muss durch diesen Aufbau zwangsweise durch den porösen Kollektor hindurch.
Der elektrostatische Abscheider hat den flanschartigen Rohgaseintritt 18, durch den hindurch der über einen Kanal (nicht eingezeichnet) herangeführte Gasstrom 16 eintritt. Gasstromabwärts tritt der gereinigte Gasstrom nach Durchdringung des porösen Kollektors 11 über die Reingasaustrittsöffnung 19 ins Freie oder wird in einem angeflanschten Kanal (nicht eingezeichnet) weiter geführt. Die Pfeile 16 in den Figuren deuten den Strömungsweg durch den Abscheider an.
Der elektrostatische Abscheider hat weiter ein Rohr 15 durch die Wand 1 des Abscheiders und die Wand des Isolatorgehäuses 7, durch das hindurch saubere Luft oder sauberes Gas in das Isolatorgehäuse 7 eingeströmt werden kann, um den Hochspannungsisolator 6 vor Verunreinigung durch Ablagerungen zu schützen. Das angeschlossene Reinluft oder Reingasreservoir ist nicht eingezeichnet. Gegebenenfalls kann die Reinluft oder das Reingas auch erwärmt eingeleitet werden.
Der elektrostatische Abscheider hat ein Vorfilter 14, das in dem Abscheidergehäuse 1 gasstromaufwärts der Düsenplatte 2 hier in schräger Lage eingebaut ist. Mit ihm sollen größere Partikel im Rohgasstrom schon abgefangen werden, und zwar Partikel mindestens der Größe, die aufgrund ihres Durchmessers sicher nicht mehr durch die Perforationen/Maschen der Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8 frei durchtreten können .
Weiter hat der Abscheider von der Düsenplatte 2 weg ein Rohr 17 durch die Abscheiderwand 1 nach außen, durch das hindurch auf der Düsenplatte 2 angesammelte, vom porösen Kollektor 11 abgelaufene, verunreinigte Flüssigkeit abgelassen werden kann. Weiter hat der Abscheider ein Rohr 20, das am Boden des Abscheidergehäuses 1 eingebaut ist, um verunreinigte, vom Vorfilter 14 abtropfende, aufgefangene Flüssigkeit ebenfalls ablassen zu können.
Das Isolatorgehäuse 7 kann innerhalb des Abscheiders auf der Reingas - seite installiert sein, wie in Figur 1 dargestellt. Oder es kann sich
außerhalb des Abscheiders befinden, dann hätte die Bodenplatte 9 keine öffnungen 10 für den Reingasdurchgang, wie in Figur 2 gezeigt wird.
In einem elektrostatischen Abscheider können auf dem Hochspannungs- stab 5 mehrere Hochspannungselektroden 4 angebracht sein. Die Geometrie und die Größe der Hochspannungelektroden 4, ihre Position, die Weite H des Elektrodenspalts werden von den Bedingungen unter denen der Abscheider zu arbeiten hat, bestimmt.
Um mechanische Stabilität und definierte Lage zu garantieren, ist • • zwischen der Bodenplatte 9 und der Düsenplatte 2 die Fixierplatte 21 eingebaut ist (siehe Figur 2b) . Der Abstand zwischen der Bodenplatte 9 und der Fixierplatte 21 ist 2d (siehe Figur 2 c, wobei d der Abstand zwischen der zusätzlichen Hochspannungselektrode 12 und der Bodenplatte 9 ist, mit d = 0,5 ... 1,5H und H als Spaltweite zwischen den spaltbildenden Elektroden. Die Fixierplatte 9 hat eine öffnung oder einen Durchbruch, durch die oder den hindurch die Gitterelektrode formschlüssig geht. Die Fixierplatte 21 ist an die Bodenplatte ü- ber Fixierelemente bzw. Distanzelemente 22 angebracht. Zwischen der Fixierplatte 21 und dem porösen Kollektor 11, dem Kollektorfilter 11, besteht ein Abstand.
Die Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8 kann mit offener (Figur 6a) oder geschirmter Stirn 110, 111 ausgestattet sein. Mit offen ist hier gemeint, dass die Stirn scharfe oder spitze Stellen hat, d. h. freistehende abgeschnittene Drahtenden. Damit können dort entgegen gesetzte Koronaentladungen auftreten, deren Polarität der der gewollten Koronaentladung zwischen den Elektroden 11 und 4 bzw. 12 entgegen gesetzt ist. Mit geschirmter Stirn 110, 111 ist gemeint, dass die Stirn glatt ist, d. h. Spitzen oder scharfe Kanten derart vermieden sind, dass keine entgegen gesetzte Koronaentladung auftreten kann. Hierzu sind die Stirnkanten nach Figur 6b, 6d mit einem dielektrischen oder metallischen Ring 110, 111 abgedeckt.
Die Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8 kann derart in der Düse 3 eingebracht sein, dass der Eintritt durch die offene, freiliegende
Stirn der Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8 gasstromaufwärts zu der Düsenplatte 2 sitzt (Figur 7a) oder die geschirmte Stirnkante 110 gasstromaufwärts (Figur 7b) oder die offene Stirnkante in der Düse 3 (Figur 7c) oder die offene Stirnkante an einem Fixierring 112 gasstromabwärts der Düse 3 endet (Figur 7d) . Die Strömungsrichtung des zu reinigenden Gasstroms ist in Figur 7a bis d jedes Mal durch den Pfeil 16 angedeutet.
Im kompakten elektrostatischen Abscheider ist die Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8 in den Durchgängen der Trägerpakte 9 im Bereich des Isolatorgehäuses 7 derart eingebaut, dass die dortige freie Stirnkante der Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8 auf der Höhe der Bodenplatte 9 (Figur 8a, b) sitzt oder in das Isolatorgehäuse 7 ragt (Figur 8c bis f ) . Nach Figur 8a endet die freie Stirn der Gitter- o- der Maschendrahtelektrode 8 im Durchgang in der Bodenplatte, nach Figur 8b sitzt ein Ring 101 an der Bodenplatte 9 und umgibt die Gitteroder Maschendrahtelektrode 8. Nach Figur 8c endet die freie Kante der Stirn der Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8 im Isolatorgehäuse, nach Figur 8d ist diese mit einem Ring abgeschlossen. Nach Figur 8e ist die Stirnkante der Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8 mit einem in das Isolatorgehäuse ragenden dielektrischen Ring 110 abgeschlossen, nach Figur 8f zusätzlich noch mit einem darauf aufgesetzten Ring.
Der Gasstromeintritt in die Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8 kann siebartig abgedeckt sein, wie das in den Figuren 9a bis d beispielhaft dargestellt ist, nämlich durch ein ebenes flaches Gitter gemäß Figur 9a, ein ebenes, zur Eintrittsstirn der Gitter- oder Maschen- ' drahtelektrode 8 schräg gestelltes Gitter (Figur 9b) , nach Figur 9c ein kegelförmiges Gitter und nach Figur 9d ein halbkugelschaliges Gitter. Damit kann sichergestellt werden, dass Partikel ab einer gewissen, der Maschenweite entsprechenden Partikelgröße nicht mehr ins Innere der Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8 einströmen und können und die beeinträchtigen.
Einen kompakten elektrostatischen Abscheider mit mehr als einer Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8 zeigt Figur 3, und zwar mit zwei
Gitter- oder Maschendrahtelektroden 8. Der Abscheider besteht ebenfalls aus dem Gehäuse 1 und der Düsenplatte 2 mit hier zwei Düsen 3. Die beiden Gitter- oder Maschendrahtelektroden 8 erstrecken sich von der Düsenplatte 2 bis zur Bodenplatte 9 und stecken in der jeweiligen Düse 3 bzw. öffnung in der Bodenplatte 9 formschlüssig. Der Hochspannungsisolator 6 ist ebenfalls abseits des Gasstroms jetzt aber auf der Bodenplatte 9 angebracht und im Isolatorgehäuse exponiert. Auf der exponierten Stirn des Hochspannungsisolators 6 ist ein Hochspannungsgitter 23 zentral angebracht, an dem hier die zwei Hochspannungsstäbe 5 jeweils koaxial in die Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8 ragen. Das Hochspannungsgitter 23 ist an die Hochspannungsdurchführung 13 angeschlossen. über das Rohr 15 ist das Innere des Isolatorgehäuses 7 mit Reingas, Reinluft temperiert und mit Druck spülbar. Wie in Figur 1 zeigt Figur 3 auch die Installation des porösen Kollektors 11 um die beiden Gitter- oder Maschendrahtelektroden 8 und zwischen der Boden- und Düsenplatte, so dass nur ein Gasstromweg in die beiden Gitter- oder Maschendrahtelektroden 8, durch sie und den porösen Kollektor 11 hindurch besteht, wie die Pfeile 16 andeuten. Gasstromaufwärts sitzt vor der Düsenplatte 2 und schräg zu ihr eingebaut, ebenfalls das Vorfilter 14, um Grobpartikel abzufangen. Auf der Düsenplatte 2 angesammelte, mit Partikel versetzte, vom porösen Kollektor abgeflossene Flüssigkeit kann über den Auslauf 17 abgelassen werden. Die beiden HochspannungsStäbe 5 sind im Innern der Gitteroder Maschendrahtelektroden 8 ebenfalls mit Hochspannungselektroden 4, 12 koaxial bestückt. Zur Lagestabilisierung der beiden Gitter- o- der Maschendrahtelektroden 8 ist die Fixierplatte 21 über Distanzelemente 22 von unten an die Bodenplatte 9 montiert. Die beiden Gitteroder Maschendrahtelektroden 8 gehen formschlüssig durch sie hindurch. Der Rohgasstrom tritt stirnseitig von unten in den Abscheider ein, wie der Pfeil 16 andeutet.
Der Aufbau in Figur 3 ist beispielhaft. Die Montagevariante für Rohgaseintritt, Hochspannungsisolatoreinbau gemäß Figur 1 wäre auch ohne Sonderaufwand realisierbar. Wesentlich ist, dass der erzwungene Gastromweg, wie durch die Pfeile 16 angedeutet, eingerichtet ist, auch wenn er sich in durch den Abschnitt der Ionisierungsstufe in zwei aufteilt.
Wie in Figur 2 zeigt Figur 4 beispielhaft einen kompakten elektrostatischen Abscheider, bei dem das Isolatorgehäuse 7 auf und nicht in (Figur 1) dem Abscheidergehäuse 1 sitzt. Der Abscheider hat eine Ionisierungsstufe aus nur einer Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8, in die koaxial der mit den Hochspannungselektroden 4, 12 bestückte Hochspannungsstab 5 ragt, der von dem am Boden des Isolatorgehäuses montierten Hochspannungsisolator ragt. Das Innere des Isolatorgehäuses 7 ist ebenfalls über das Rohr 15 durch die Gehäusewand 7 mit Reingas, -luft bespülbar. Der Hochspannungsstab 5 ist elektrisch an die Hochspannungsdurchführung 13 angeschlossen. Die Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8 sitzt mit ihrer einen Stirn formschlüssig in der öffnung der Bodenplatte im Innern des Isolatorgehäuses 7 und stößt mit der andern Stirn auf die gasundurchlässige Stirnplatte 24, wodurch die Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8 definiert positioniert ist. Auch hier umgibt der poröse Kollektor die Gitter- oder Mar schendrahtelektrode 8 vollständig jedoch nicht über ihre gesamte Länge, sondern nur teilweise. Im Zwischenlängsbereich der Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8 sitzt die Düsenplatte 2, durch die hindurch sie formschlüssig geht. Zwischen der Düsenplatte 2 und der Stirnplatte 24 sitzt jetzt der poröse Kollektor 11. Der Rohgaseintritt 18 befindet sich in der Bodenplatte 9, der Reingasaustritt 19 in der Mandelwand des Abscheidergehäuses 1. Somit ist ein und nur ein Gasstromweg erzwungen, wie er durch die Pfeile 16 angezeigt ist. Die Ionisierungsstufe aus der koaxialen Elektrodenanordnung ist jetzt in zwei Bereiche unterteilt, nämlich einen Gaseintrittsbereich 81 oberhalb des Kollektorbereichs und einen Gasaustrittsbereich 82 im Kollektorbereich. Vom Kollektor abtropfende, mit Verunreinigungen versetzte Flüssigkeit sammelt sich jetzt am Boden des Abscheidergehäuses 1 an, kann aber auch über den in der Gehäusewand eingebauten Hahn 17 abgelassen werden. Der beispielhafte Einbau eines Vorfilters 25 ist in dieser Figur nicht gezeigt, kann aber aus der Figur 13a entnommen werden.
Ein weiterer, beispielhafter Aufbau des kompakten elektrostatischen Abscheiders ist in Figur 5 dargestellt. Dieser Abscheider hat, wie in Figur 3 schon ausgeführt, mehr als zwei Düsen, nämlich zwei. Das Iso-
latorgehäuse 7 sitzt wie in Figur 4 außerhalb des Abscheidergehäuses
1. Der Hochspannungsisolator 6 ist am Boden des Isolatorgehäuses, wie zu Figur 3 angedeutet, montiert. Das Hochspannungsgitter 28 ist an der freien Stirn des Hochspannungsisolators angebracht und im Innern des Isolatorgehäuses exponiert. Die beiden HochspannungsStäbe 5 sind am Hochspannungsgitter 28 abgehängt und ragen durch die Bodenplatte 9 koaxial in die beiden Gitter- oder Maschendrahtelektroden 8. Das Hochspannungsgitter 28 ist elektrisch mit der Hochspannungsdurchführung 13 verbunden. Das Innere des Isolatorgehäuses ist über das Rohr 15 durch die Wand des Isolatorgehäuses mit Reingas, -luft unter Druck und/oder temperiert durchspülbar. Beide Hochspannungsstäbe 5 sind im Bereich der beiden Gitter- oder Maschendrahtelektroden 8 gleichartig mit Hochspannungselektroden 4, 12 bestückt. Die beiden Gitter- oder Maschendrahtelektroden 8 stoßen stirnseitig auf die gasundurchlässige Stirnscheibe 24 und sind dort fixiert. Mit ihrer andern Stirn sitzen die beiden Gitter- oder Maschendrahtelektroden 8 formschlüssig in der jeweiligen öffnung der Bodenplatte 9 zum Inneren des Isolatorgehäuses 7. Die Düsenplatte 2 sitzt jetzt im Längsbereich der beiden Gitteroder Maschendrahtelektroden 8, durch die sie formschlüssig durch die jeweilige Düse 3 hindurchgehen. Dadurch sind beide zusätzlich fixiert. Vollständig umgeben sind beide Gitter- oder Maschendrahtelektroden 8 im Bereich zwischen der Stirnplatte 24 und der Düsenplatte 2 von dem porösen Kollektor 11, der zwischen ihnen eingespannt ist. Der Rohgaseintritt 18 befindet sich in der Bodenplatte 9 außen, der Reingasaustritt 19 in der Mantelwand unten des Abscheidergehäuses 1. Hier wie in Figur 4 bestehen dadurch bezüglich der Gasströmung zwei Bereiche für die beiden Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8 der Ionisierungsstufe, nämlich der Gasstromeintrittsbereich 81 in sie und der Gasstromaustrittsbereich 82 aus ihnen. Auch hier wird der Gastrom durch den Ionisierer in zwei Zweige aufgeteilt. Weiter ist der Gasstrom durch den Abscheider erzwungen und führt vom Rohgaseintritt 18 vollständig und allein durch den Ionisierer und den Kollektor zum Reingasaustritt 19, wie über die Pfeile 16 angedeutet ist. Die beispielhafte, mögliche Installation eines Vorfilters 25 zur Abscheidung großer Partikel ist wie zu Figur 4 in Figur 13a angedeutet.
In den Figuren 4 und 5 ist jeweils angedeutet, dass der poröse Kollektor 11 zwischen der Düsenplatte 2 und der Stirnplatte 24 eingespannt ist. Diese Konstruktion ist ohne Verletzung des erzwungenen Gasstromweges modifizierbar in der Art, als die Gitter- oder Maschendrahtelektrode/n 8 stirnseitig bündig an der oder den Stirnplatten 24 enden, der poröse Kollektor 11 jedoch zwischen der Düsenplatte 2 und einer Kollektorplatte 25 eingespannt ist, wobei der Gasaustrittsbereich 82 frei in den Kollektorbereich ragt, wie in Figur 13 b für ein Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8 im Ausschnitt dargestellt ist.
Für die Struktur des elektrostatischen Abscheiders nach den Figuren 4 und 5 kann die Düsenplatte 2 an ihrer Düse 3/ihren Düsen 3 gasstrom- aufwärts von einem Ring umgeben sein, der ein Abscheiden und Aufsammeln verschmutzter Flüssigkeit vom Gasstrom her zulässt, ohne das diese an der Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8 runter läuft und diese verschmutzt, bzw. die Perforationen/Maschen verstopft. über ein Rohr 27 durch die Düsenplatte 2, gastromaufwärts oder gasstromabwärts des porösen Kollektors 11, kann diese verschmutzte Flüssigkeit gezielt in einen vorgesehenen Bereich des Abscheiders ablaufen. In Figur 13c ist das im Ausschnitt gasstromaufwärts skizziert und in Figur 13d noch ausführlicher als ein u-förmiges Rohr 27. Vorteilhafterweise sitzt der Eingang dieses Rohres 27 gasstromabwärts eines eventuell ■■" : ■ eingebauten Vorfilters 25.
Der kompakte elektrostatische Abscheider mit dem erzwungenen Gas- stromweg in ihm arbeitet folgendermaßen:
Das Rohgas wird über einen an dem Abscheider anflanschenden Kanal eingeleitet und strömt durch das Vorfilter, um Grobpartikel abzuscheiden, aufzusammeln und aus dem Abscheider abzuleiten. Der durch das Vorfilter durchgetretene Gasstrom mit seinen nunmehr feinen Partikel, die frei durch die Maschen der Gitter- oder Maschendrahtelektrode 8 treten können, tritt in die Düse ein und gelangt durch den E- lektrodenzwischenraum zwischen dem Hochspannungsstab mit seinen koaxialen Hochspannungselektroden und der koaxial umgebenden Gitteroder Maschendrahtelektrode 8. Bei Anlegen einer Hochspannung an den Hochspannungsstab kommt es zu einer Koronaentladung an den scharfen Kanten/Spitzen der Hochspannungselektroden. Die mitgeführten Partikel
im Gasstrom werden dort elektrisch geladen und bewegen sich auf die
Gitter- oder Maschendrahtelektrode zu. Die Partikelbewegung geschieht unter dem Einfluss der gasdynamischen Kräfte und des elektrischen Feldes im Elektrodenzwischenraum. Ein Teil der Partikel wird in der Gitter- oder Maschendrahtelektrode abgelagert. Die dort aufgenommene Flüssigkeit wird aufgrund des Bezugs- /Erdpotentials der Gitter- oder Maschendrahtelektrode elektrisch neutralisiert, läuft daran herunter, tropft in den Abscheider ab und wird bedarfsweise daraus ausgeleitet. Der andere Teil gelangt durch die Maschen der Gitter- oder Maschendrahtelektrode und bildet zwischen der Gitter- oder Maschendrahtelektrode und dem porösen Kollektor eine Raumladungszone. Unter dem Einfluss der Raumladung und der elektrostatischen Kräfte zwischen den geladenen Partikel und der geerdeten Oberfläche der Gitter- oder Maschendrahtelektrode, Düsenplatte, Bodenplatte und porösem Kollektor sammeln sich die geladenen Partikel an den geerdeten Oberflächen an und werden elektrisch neutralisiert. Die mit den Partikeln versetzte Flüssigkeit läuft ab, wird in dem Abscheider in vorgesehenen Bereich aufgesammelt und bedarfsweise ausgeleitet.
Ein Teil der Partikel dringen in den Raum gasstromabwärts der Hochspannungselektrode und werden dort unter dem Einfluss des elektrischen Feldes zwischen dem Hochspannungsstab und der Gitter- oder Maschendrahtelektrode zu elektrisch geladenen Partikel gemacht. Dieses elektrische Feld treibt die geladenen Partikel auf die Gitter- oder Maschendrahtelektrode zu, wo sie teilweise aufgesammelt werden, teilweise durchdringen und in den Raum zwischen der Gitter- oder Maschendrahtelektrode und dem porösen Kollektor eindringen. Ein kleiner Teil der geladenen Partikel erreicht die obere Zone der Gitter- oder Maschendrahtelektrode, an der die zusätzliche Hochspannungselektrode nächst der Bodenplatte sitzt. Wenn Hochspannung an den Hochspannungs- stab gelegt wird, besteht ein hohes elektrisches Feld zischen dieser zusätzlichen Hochspannungselektrode und der Gitter- oder Maschendrahtelektrode. Die Koronaentladung an der zusätzlichen Hochspan- nungselektrode erzeugt einen elektrischen Wind der in Richtung zur Gitter- oder Maschendrahtelektrode gerichtet ist. Nun ist die Geometrie des Elektrodenspalts so gewählt, dass die Geschwindigkeit des e- lektrischen Windes gleich oder höher als die Geschwindigkeit der Gas-
Strömung im oberen Teil der Gitter- oder Maschendrahtelektrode ist.
Unter diesen Bedingungen schützt der elektrische Wind den Hochspannungsisolator im Isolatorgehäuse, wie auch das ins Innere des Isolatorgehäuses eingeleitete Reingas oder die Reinluft. Es können also keine geladenen Partikel in das Innere des Isolatorgehäuses dringen.
An der Fixierplatte 21 lagern sich auch Partikel ab, da sie ja ebenfalls an das Bezugspotential angebunden, bzw. geerdet ist und verringert damit Zahl der Partikel, die zum Isolatorgehäuse fliegen können. Die Fixierplatte ist im Abstand 2d von dem Durchgang in der Bodenplatte montiert, das dadurch zulässt, dass der elektrische Wind mit maximaler Geschwindigkeit im Elektrodenspalt durch die Gitter- oder Maschendrahtelektrode geht, der von der Bodenplatte und der Fixierplatte erzeugt wird, womit die geladenen Partikel weggeblasen werden. Diese Situation gilt in den beiden Fällen, dass der Gastromweg durch die gesamte Gitter- oder Maschendrahtelektrode nur in eine Richtung, Figuren 1, 2 und 3, oder bereichsweise entgegengesetzt, Figuren 4 und 5 , geht .
Der poröse Kollektor kann aus porösen Materialien, unterschiedlicher Dicke und Dichte hergestellt sein. Er kann aus unterschiedlich porösen Materialien hergestellt sein, dielektrisch, elektrisch halbleitend oder leitend. Auch kann das poröse Material oder die Gitter- o- der Maschendrahtelektrode mit zusätzlichen katalytischen Beigaben versehen sein. Die Materialien müssen prozessinert, zumindest wei- testgehend prozessinert sein.
Die Dimensionen und der Betrieb einer bestehenden, kompakten elektrostatischen Pilotanlage sind beispielsweise:
Die lichte Weite der Düse ist 50 mm,- der Außendurchmesser der Gitteroder Maschendrahtelektrode ist D = 50/48 mm; der Elektrodenspalt beträgt 13 mm, verwendet werden zwei 7 -zackige scheibenförmige Hochspannungselektroden; die Hochspannung ist eine DC-Spannung negativer Polarität von 12 bis 20 kV; der Koronastrom beträgt 0,5 bis 1 mA; Der Gasdurchsatz beträgt 30 m 3 /h; prozessiert wurde ölnebeliges Aerosol mit einer Partikelmassenkonzentration von 100 bis 1 500 mg/Nm 3 , einer Partikelgröße < 2 μm und mittlerer Partikelgröße von 0,3 bis 0,4 μm.
Die Ausscheidungseffizienz für einen einmoduligen, kompakten elektrostatischen Abscheider liegt zwischen 92 und 95%, für einen zweimodu- ligen zwischen 97 und 99%.
Next Patent: CARBOXAMIDE-HETEROARYL DERIVATIVES FOR THE TREATMENT OF DIABETES