Stand der Technik

Die. Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruches, wie sie beispielsweise ^" be- ^' kannt ist aus der Zeitschrift C.hem. -Ing. -Techn. 8. Jahrg. 1 76, Nr. 1, Seite 33. Eine wesentliche Schwierigkeit hei derartigen Verrichtungen 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 Kriechströmen und schließlich zu Kurzschlüssen zwischen den Elektroden, so daß ein kontinuierlicher Betrieb der Vorrichtung ausgeschlossen is . -

OMPI

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptansnruches hat den Vorteil, daß mit einfachen Mitteln eine einwandfreie elektrische Isola¬ tion zwischen den Elektroden sichergestellt wird. Die mit leitfähigen Partikeln b-eladenen Gase sind .vollständig gegenüber mindestens einer der beiden Elektroden abge¬ kapselt, so daß bei ausreichender Spannungsf stigkeit der Isolierstoff andung des Kanals die elektrische Isola¬ tion absolut sichergestellt ist. Bei Kunststoffen der für die Isolierstoffwandung des Kanals in Frage kommenden Art liegt die Dieleketrizitätskonstan e in der Größen¬ ordnung von 2 - 10, insbesondere zwischen 2 und 3, die Spannungs estigkei ^' t derartiger Isolierstoffe ist sehr hoch.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Kanal einen flachen,- vorzugsweise flachovalen Querschnitt besitzt mit einer lichten Weite entsprechend dem Ab¬ stand der im wesentlichen ebenen Elektroden. Die verhält¬ nismäßig dünnen Isolierstof wandungen aus einem Material mit höherer Dielektrizitätskonstan e als diejenige der Abgase beeinflußt die elektrische Feldver eilung prak- . tisch nicht, d.h. , daß innerhalb des Kanals eine min¬ destens doppelt so hohe Feldstärke herrs-cht wie im Kunst¬ stoff und daß die außen angelegte Hochspannung nahezu vollständig innerhalb des Kanals anfällt. Hierbei kann es zweckmäßig sein, wenn der Kanal im Raun zwischen den Elektroden verläuf , weil eine derartige' Anordnung besonders einfach herzustellen ist. Andererseits ist es sehr, vorteilhaft, wenn eine Elektrode innerhalb und die ^• andere Elektrode außerhalb des Kanals liegt. Hierdurch wird erreicht, daß elektrische Überschläge an den Außen¬ elektroden bei großer Luftfeuchte unterbleiben.

Durch die in den weiteren Unteransprüchen aufgeführten ^• Maßnahmen sind Weiterbildungen und Verbesserungen der zuvor angegebenen Vorrichtung möglich. Besonders vor¬ teilhaft ist hierbei die Au rechterhaltung einer Betriebs¬ temperatur der Vorrichtung oberhalb etwa 200 C, weil sich dann praktisch kein leitfähiger Niederschlag an der Innen¬ wand des Kanals bilden kann, insbesondere, wenn gleichzei¬ tig eine ausreichend hohe Strömungsgeschwindigkeit der Gase im Kanal au echterhalten wird. Sine- Ablagerung elek¬ trisch leitfähiger Partikel wird weiterhin in besonders einfacher und wirkungsvoller Weise dadurch nahezu voll¬ kommen ausgeschlossen, .daß die Innenwand des Kanals mit einem Material mit geringem Haftreibungskoeffizier.ten , vorzugsweise mit FTFΞ ausgekleidet ist hierbei sind Betriebstemperaturen bis etwa 250 C zulässig, Bei höher wärmebeständigen Auskleidungen wird die Betriebstempera¬ tur höher eingestellt bis zu Werten von oa, 500 C, wo Ab¬ lagerungen praktisch vollständig ausgeschlossen sind. Die erfindungsgemäße Anordnung erlaub _ es , daß ohne Störungen hohe Spannungen an die Elektroden angelegt werden können. Kurzschlüsse und Koronaentladungen treten nicht auf.

Die Vorrichtung arbeitet besonders wirkungsvoll, wenn der Kanal ausreichend lang gestaltet wird, weil dann unter dem Einfluß des elektrischen Feldes für die leit¬ fähigen Partikel ausreichend Zeit zur Verfügung steht, sich zu größeren ^" Agglomeraten zusammenzuschließen, welche anschließend in besonders einfacher ^" Weise in einem mechanischen Abscheider von den Gasen getrennt werden können. Zur Ξrzielung einer ausreichenden Kanallänge bei gleichzeitig kompakter Bauweise der Vorrichtung hat sich einerseits eine mäanderför ige Gestaltung und andererseits eine spiralförmige Gestaltung des Kanals bewähr .

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Aus ührungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Be¬ schreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes

Ausführungsbeispiel, der Vorrichtung mit einem zwischen zwei Elektroden verlaufenden Kanal, Figur 2. ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem der Kanal eine Elektrode umschließt, Figur 3 eine mäanderför ige orrichtung und Figur k eine spiralförmige Vorrichtung. Der ^" nachge rd¬ nete mechanische Abscheider, worin die durch elektrische Polarisationskräfte zu größeren Agglomeratsn mit größerer Masse zusammengeballten Partikel vo Gas ge-rennt werden, ist; in der Zeichnung nicht dargestellt und im Folgenden auch nicht näher erläutert, da hierfür bekannte Vorrichtungen, insbesondere Fliehkraf -Abscheide , verwendet werden können.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Figur 1 ist mit 10 der positive Pol und mit 11 der negative Pol einer Gleichspannungscr-ielle mit einer Spannung von ca 10 kV bezeichnet. Die angelegte Gleich¬ spannung ist abhängig von der Dimensionierung der Vorrichtung und wird entsprechend gewählt, d.h. , daß die angelegte Spannung mit zunehmendem Durchmesser der Vorrichtung vergrößert wird. Mit 12 ist eine posi¬ tive Elektrode und mit 13 eine negative Elektrode bezeichnet, welche elektrisch mit dem positiven Pol und dem. negativen Pol der 3pannur.gsq.ueHe verbunden sind. Zwischen den Elektroden 12, 13 is~ ein Kanal . -■ ausgebildet innerhalb einer Isoliersto andung 15, deren Inne ^' nwand mit 1o bezeichnet ist.

Das elektrische Feld Ξ, welches sich zwischen den Elektroden 12 und 13 ausbildet, durchsetzt den Kanal l ..Die Isolierstoffwandung 15 besteht beispielsweise aus einem Kunststoffröhr mit einer Diele t izitäts- zahl in der Größenordnung von 2, d.h. daß innerhalb des Rohres im Kanal . ^~ k die doppelte elektrische Feld¬ stärke herrscht wie im Isolierstoff der Wandung 15. Hat beispielsweise die Isolierstoffwandung eine Stärke von 2x0,5 cm gegenüber einem Elektrodenabstand von 10 cm so ergibt sich im Isolierstoff eine Feldstärke von ca 0,5 kV pro cm, im Kanal . h eine elektrische Feld¬ stärke von 1 kV nro cm.

Gegenüber älteren Vorrichtungen wird durch die erfin¬ dungsgemäße Vorrichtung eine absolut sichere elektrische Isolation zwischen den beiden Elektroden 12 und 13 erreicht, wobei sich keine Kriechstrecke zwischen den Elektroden mehr ausbilden kann. Diese sind -durch einen, geschlossenen, isolierten Kanal 1 voneinander getrennt, so daß das zu reinigende Gas durch die isolierte Leitung strömt, die vom elektrischen Feld S durchse ^* ist Das im Innern des Koagulators, wie die Vorrichtung wegen der Zusammenballung der feinen Partikel zu ^' größeren Agglo- eraten bezeichnet wird, herrschende elektrische Feld wird durch die Isolierstoffwandung nicht geschwächt;.

Um zu vermeiden, daß sich an der Innenwand der Vorrich¬ tung leitfähige Partikel wie Ruß oder dgl. absetzen können, werden zusätzliche Maßnahmen getroffen. Hierzu gehört einerseits,- daß die Betriebstemperatur der Vorrichtung je nach Kitzebeständigkeit der Wandung .1 auf einer Temperatur ^" im Bereich zwischen etwa 200 C und 500 C

gehalten wird. Andererseits hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Innenwand 1ό des Kanals ι h mit einem Material mit geringem Haftreibungskoeffizienten ausge¬ kleidet wird. Hierfür eignet sich insbesondere Polytetra- fluorethylen (PTFE), an dem sich praktisch keine Nieder¬ schläge festsetzen, insbesondere wenn eine ausreichend große Durchströmungsgeschwindigkeit der Gase im Kanal 11*. aufrechterhalten wird.

Die Figuren 2 bis k zeigen Anordnungen, in denen gleiche Teile mit gleichen 3ezugszeichen wie in Figur 1 bzeich- net sind. In Figur 2 ist eine Elektrode, vorzugsweise die positive Elektrode 12, wiederum außerhalb des Kanals 1 - angeordnet, während die zweite Elektrode, vorzugs¬ weise die negative Elektrode 13, welche auf Massepoten¬ tial liegen kann, im Inneren des Kanals 1^ sitzt. Die Elektroden 12 und 13 sind im Querschnitt eben wie bei der Anordnung gemäß Figur 1. Durch die isolierte Anord¬ nung einer Elektrode 13 innerhalb des Kanals i erreicht man eine größere elektrische ^' Überschlagfe ^' stigkeit .

Figur -3 zeigt eine äanderförmige Anordnung der Vorrich¬ tung, welche zu einer entsprechend großen Länge des Kanals 1 h bei dennoch kompakter 3auweise ührt. Hierbei sind die positiven Elektroden 12 und die negativen Elektroden 13 abwechselnd zwischen den geraden Teilen des Kanals 1 ^ angeordnet, derart, daß sich jeweils - zwei positive, bzw. zwei negative Elektroden gegen¬ überliegen. Auf diese Weise wird das Isolations— proble der Vorrichtung vereinfacht. Durch die ver¬ größerte Länge der Vorrichtung haben die ursprüng¬ lich recht kleinen leitfähigen Partikeln im Gas aus¬ reichend Zeit , um sich unter der Einwirkung _, des elektrischen Feldes und der hierdurch bedingten Verteilung ihrer Ladungen zu größeren Agglo eraten zusammenzuschließen, welche in einem in der Figur nicht gezeigten, nachgeschalteten mechanischen Abscheider dann leicht von den Gasen aufgrund von Fliehkraf ein¬ wirkung getrennt werden können.

Figur -s- zeigt eine andere, vorteilhafte Konpakt-Anordnun , wobei der Kanal 1 spiralförmig ausgebildet ist. Auch bei dieser Anordnung erreicht man eine große Baulänge der Vorrichtung auf kleinem Raum, welche gegenüber der Anordnung nach Figur 3 den Vorteil besitzt, daß keine Wendepunkte vorhanden sind, in denen der Gasstrom umge¬ lenkt werden muß. Die Anordnung gemäß Figur k hat daher einen geringeren Strömungswiders nd als die Anordnung gemäß Figur 3, was zu einer noch besseren Freispülung der Isolierstoffwandung 15 aufgrund- höherer Strömungs¬ geschwindigkeiten führt. Die wechselweise Polarisation der positiven und negativen Pole 11 , 12 kann durch ent¬ sprechende Zwischenräume zwischen den einzelnen Gängen der Spirale leicht beherrscht werden.