Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruches, wie sie beispielsweise be¬ kannt ist aus der Zeitschrift Chem.-Ing.-Techn. -8. Jahrg. 1976, Nr. 1, Seite 33. Eine wesentliche Schwierigkeit bei derartigen Vorrichtungen besteht darin, beim Reinigen von Gasen von elektrisch leitfähigen Partikeln die elektrische Isolation zwischen den Hochspannungselektroden sicher¬ zustellen. Wenn die elektrische Isolation nicht gewähr¬ leistet ist kommt es zu Kriechstromen und schließlich zu Kurzschlüssen zwischen den Elektroden, so daß ein kontinuierlicher Betrieb der Vorrichtung ausgeschlossen ist.

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Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß mit einfachen Mitteln ein Niederschlag leitfähiger Partikel im Isolationsbereich zwischen den Hochspannungs¬ elektroden vermieden wird. Als besonders zweckmäßig und wirtschaftlich hat sich die Spülung der zu isolierenden Bereiche mit Druckluft erwiesen, weil diese preiswert und mit dem benötigten Druck leicht zur Verfügung gestellt werden kann.

Durch die in den weiteren Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesse¬ rungen der im Haupt nspruch angegebenen Vorrichtung mög¬ lich. Besonders vorteilhaft ist dabei die Spülung der zu isolierenden Oberfläche nach Art einer Kaskade mit mehre¬ ren in Reihe geschalteten Spülräumen, wobei zweckmäßiger- weise die Gasdurchlässe zwischen der zu spülenden isolie¬ renden Oberfläche und den gegenüberliegenden Begrenzungen in Richtung der Gasstrδmung schrittweise zunehmen. Mit einer derartigen Anordnung kann man die Spülgasmenge auf etwa ein Drittel der sonst benötigten Menge reduzieren und man erreicht eine kontinuierliche und gleichmäßige Strömung am vorderen Ausgang der Kaskade, so daß-eine sichere Isolation gewährleistet ist.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und in der" nachfol¬ genden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung mit radialer SpülgasZuführung an beiden Enden der Vor¬ richtung und Figur 2 in vergrößerter Darstellung die Ausgestaltung einer kaskadenfδr igen Gasspülung der isolierenden Oberfläche.

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Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß mit einfachen Mitteln ein Niederschlag leitfähigar Partikel im Isolationsbereich zwischen den Hochspannungs¬ elektroden vermieden wird. Als besonders zweckmäßig und wirtschaftlich hat sich die Spülung der zu isolierenden Bereiche mit Druckluft erwiesen, weil diese preiswert und mit dem benötigten Druck leicht zur Verfügung gestellt werden kann.

Durch die in den weiteren Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesse¬ rungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung mög¬ lich. Besonders vorteilhaft ist dabei die Spülung der zu isolierenden Oberfläche nach Art einer Kaskade mit mehre¬ ren in Reihe geschalteten Spülräumen, wobei zweckmäßiger¬ weise die Gasdurchlässe zwischen der zu spülenden isolie¬ renden Oberfläche und den gegenüberliegenden Begrenzungen in Richtung der Gasströmung schrittweise zunehmen. Mit einer derartigen Anordnung kann man die Spülgasmenge auf etwa ein Drittel der sonst benötigten Menge reduzieren und man erreicht eine kontinuierliche und gleichmäßige Strömung am vorderen Ausgang der Kaskade, so daß eine sichere Isolation gewährleistet ist.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und in der nachfol¬ genden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung mit radialer SpülgasZuführung an beiden Enden der Vor¬ richtung und Figur 2 in vergrößerter Darstellung die Ausgestaltung einer kaskadenförmigen Gasspülung der isolierenden Oberfläche.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Figur 1 ist mit 10 ein Koagulator bezeichnet, welcher im wesentlichen aus einer positiven Elektrode 11 und einer negativen, mit Masse verbundenen Elektrode 12 besteht. Die positive Elektrode 11 sitzt auf einem Isolator 13, durch den eine Stromzuführung 1- zur Elektrode 11 hindurchgeführt ist. Als mechanische Abstandshalterung und Zentrierung zwischen der posi¬ tiven Elektrode 11 und der Masseelektrode 12 dient auf beiden Seiten des Koagulators je ein im wesent¬ lichen gleichgestaltetes Isoliersto fteil 15, welches jeweils einen Gaseinlaß 16 für ein Spülgas 29 besitzt. Selbstverständlich wäre auch eine einseitige Halterung und Arretierung der Elekτroden 11 und 12 möglich mit nur einem Isolierstoffteil 15 bei entsprechend kleinen Abmessungen des Koagulators, wobei das Abgas den Koagu¬ lator 10 in axialer Richtung verlassen würde.

Im gezeichneten Ausführungsbeispiel wird das zu reini¬ gende Gas 30 über eine Zuführung 18 in den Koagulator 10 eingeleitet und verläßt diesen über eine Abführung 19- Das Gas erreicht dann, gegebenenfalls unter Zwischen¬ schaltung einer möglichst kurzen Rohrleitung 20, einen mechanischen Abscheider 21, an dessen Ausgang das ge¬ reinigte Gas austritt.

Die in Figur 1 dargestellte Reinigungsvorrichtung ist zweistufig ausgebildet und besteht einerseits aus dem Koagulator 10, in dem kleine, fein verteilte Par¬ tikel zu größeren Agglomeraten koaguliert werden, welche in dem nachgeschalten mechanischen Abscheider aus dem zu reinigenden Gas entfernt werden. Der Koagulator be¬ steht aus zwei zylindrischen Elektroden 11 und 12, zwi¬ schen denen ein elektrisches Feld E anliegt. Die Feld-

stärke des elektrischen Feldes E ist so bemessen, daß keine Ionisationserscheinungen auftreten, so daß auch prak¬ tisch keine elektrische Leistung im Koagulator 10 ver¬ braucht wird. Das Gas mit den zu entfernenden Partikeln strömt in axialer Richtung durch den Koagulator 10, wo¬ bei sich aufgrund des elektrischen Feldes durch Influenz¬ ladungen eine Polarisation der Partikel in Feldrichtung ergibt. Aufgrund dieser Ladungen koagulieren die fein verteilten Partikel zu größeren Agglomeraten, welche den Koagulator 10 bei der Gasabführung 19 verlassen und auf¬ grund ihrer relativ großen Massen in einem einfach auf¬ gebauten mechanischen Abscheider 21 , beispielsweise einem Zyklon, leicht abgeschieden werden können.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Spülung der elektrisch isolierenden Oberfläche 17 des Isolators 13 mit einem Gas, welches frei ist von elektrisch leitfähigen Partikeln, die sich auf der Oberfläche 17 niederschlagen könnten. Der Koagulator arbeitet nach dem Prinzip der elektrischen Influenzladungen, d.h. er arbeitet umso besser, je größer die Beweglichkeit der elektrischen Ladungen in dem aus dem Abgas zu ent¬ fernenden Partikeln ist. Dies bedeutet, daß sich der Koagulator besonders gut eignet zur Behandlung elektrisch leitfähiger Stoffe wie beispielsweise die rußhaltigen Abgase aus Verbrennungsprozessen fossiler Brennstoffe. Die leitfähigen Partikel müssen jedoch von der isolie¬ renden Oberfläche .17 ferngehalten werden, was durch die Spülung vorzugsweise mit Druckluft erreicht wird. Das Spülgas 29 tritt durch die Einl sse 16 in den Koagu¬ lator 10 ein und erzeugt an der Oberfläche 17 nach entsprechender Umlenkung eine axiale Strömung, welche der Strömung des zu reinigenden Gases entgegengerich¬ tet ist und somit eine Ablagerung 28 von Partikeln aus

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dem zu reinigenden Gas auf der elektrisch isolierenden Oberfläche verhindert. Auf diese Weise bleibt die elek¬ trische Isolation zwischen den Hochspannungselektroden 10 und 11 auch nach längerem Betrieb der Anordnung ge¬ währleistet ohne daß zwischenzeitliche Reinigungen oder dgl. erforderlich sind.

Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung aus einem Koagu¬ lator 10 und einem mechanischen Abscheider 21 stellt lediglich ein Anwendungsbeispiel für die erfindungsge¬ mäße Maßnahme zur elektrischen Isolation zwischen den Hochspannungselektroden elektrischer Gasreinigungs¬ anlagen dar. Statt dessen könnte auch ein herkömmlicher Elektroabscheider in der vorgeschlagenen Weise weiter¬ gebildet werden, da bei jedem mit Hochspannung arbei¬ tenden Elektroabscheider beim Reinigen von Gasen von elektrisch leitfähigen Partikeln die gleiche Problema¬ tik auftritt. Anstelle von Druckluft können auch andere Spülgase verwendet werden, beispielsweise Stickstoff oder Edelgas. Diese Spülgase haben den Vorteil, daß un¬ erwünschte chemische Reakτionen im Koagulator unter¬ bleiben.

Figur 2 zeigt ein spezielles Ausführungsbeispiel, bei dem die Spülung der elektrisch isolierenden Oberfläche 17 nach Art einer Kaskade mit mehreren in Reihe geschal¬ teten Spülräumen 22, 23, 2- erfolgt. Die Gasdurchlässe 25, 26 und 27 weisen zwischen der zu spülenden isolie¬ renden Oberfläche 17 und den gegenüberliegenden Be¬ grenzungen am Isolierstoffteil 15 in Richtung der Spül¬ gasströmung schrittweise größere Querschnitte auf, so daß eine Beruhigung der SpülgasStrömung zu ihrem Aus¬ tritt hin erfolgt. Auf diese Weise erhält man am äußeren Gasdurchlaß 27 eine gleichmäßige Gasstrδ- mung, beim Ausführungsbeispiel eine gleichmäßige

Druckluftstrδmung, welche der Strömungsrichtung der zu reinigenden Gase im wesentlichen entgegengerich¬ tet ist. Die bei 28 angedeuteten Ablagerungen, welche beim Reinigen der Abgase fossiler Brennstoffe leit¬ fähige Partikel sind oder zumindest enthalten, können nicht bis zum Isolierstof teil 15 vorwandern, so daß stets ein ausreichender Isolationsabstand gewahrt wird.

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