Mehrfeldriger Elektrofilter

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrfeldrigen Elekrofilter mit vertikalem Gasdurchgang, der insbesondere für die Reinigung von Abgasen aus Kipprinnen, Umfüllgruben, Gießpfannen und dergleichen bei der Stahlherstellung vorgesehen ist. Aber auch für explosionsgefährdete Elektrofilter wie z.B. bei Kohle- und Koksmahlanlagen, bei welchen die vertikale Anordnung wegen der besseren Druckentlastung bevorzugt wird.
Für derartige Anwendungsgebiete war ein Elektrofilterzu entwickeln, der bei stark schwankenden Abgasmengen mit unterschiedlichem Staubgehalt ein Reinigung nach den gesetzlichen Vorschriften mit möglichst geringem Investitionsaufwand gestattet.
Dazu ist vorgesehen, daß die Niederschlagselektroden aus vertikal sich über alle Abscheidefelder erstreckenden, einstückigen Plattenstreifen (5) bestehen, die in Gasrichtung völlig glatt sind und eine durchgehend gleichbleibende Querschnittsform aufweisen und daß die Sprühelektroden (13),in an sich bekannter Weise je Abscheidefeld in gesonderten und elektrisch voneinander getrennten Spannrahmen (6) angeordnet sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrfeldrigen Elektrofilter mit vertikalem Gasdurchgang, der insbesondere für die Reinigung von Abgasen aus Kipprinnen, Umfüllgruben, Gießpfannen und dergleichen bei der Stahlherstellung vorgesehen ist. Aber auch für explosionsgefährdete Elektrofilter wie z.B. bei Kohle-und Koksmahlanlagen, bei welchen die vertikale Anordnung wegen der besseren Druckentlastung bevorzugt wird.

[0002] In zunehmendem Maße bemüht man sich darum, nicht nur die großen anfallenden Abgasmengen, beispielsweise bei Müllverbrennungsanlagen oder Kraftwerkskesseln zu reinigen, sondern auch die Luftverschmutzung durch kleinere Abgasquellen zu vermeiden. Hierzu gehören auch die Abgase bei der Stahlherstellung, die über Kipprinnen, Umfüllgruben, Gießpfannen und dergleichen oder der verschiedensten Mahlanlagen in Mengen bis zu 150 m³/ sec. entstehen. Obwohl diese Gasmengen vielfach nur periodisch anfallen, ist man bemüht, sie nicht ungereinigt in die Atmosphäre abzugeben, da sie anderenfalls in erheblichem Umfang zur Luftverschmutzung beitragen würden.

[0003] Bei der Auslegung von Elektrofiltern für derartige Anwendungszwecke muß berücksichtigt werden, daß die hier zu entstaubenden Gase einen sehr hohen Feinstaubanteil haben. Diese Feinststäube müssen bei den sehr hohen gewünschten und gesetzlich geforderten Entstaubungsgraden miterfaßt werden. Bekanntlich ist jedoch für die Abscheidung von Feinststäuben eine mehrfeldrige Bauweise erforderlich, durch welche den verschiedenen Staubwiderständen in den einzelnen Abscheidephasen verschiedene Sprühcharakteristiken entgegengesetzt werden kann. Ferner ist hier eine getrennte Regelung der einzelnen Hochspannungszonen erforderlich.

[0004] Mehrfeldrigkeit ist schon deshalb erwünscht, damit beim Versagen eines Sprühdrahtes (Drahtbruch) nicht die gesamte Anlage ausfällt. Die Anlage muß nach den gesetzlichen Auflagen so konzipiert sein, daß beim Ausfall eines Feldes noch ein Mindestentstaubungsgrad von z.B. 150 mg/m³ erreicht wird.

[0005] Um außerdem die Investitionskosten niedrig zu halten, werden für derartige Anwendungsfälle vorzugsweise Elektrofilter mit vertikalem Gasdurchgang von unten nach oben verwendet, wobei meist auf Abgasgebläse verzichten werden kann, weil der natürliche Auftrieb der heißen Abgase ausreicht, um den Druckabfall in dem Elektrofilter zu überwinden.

[0006] Niederschlagselektroden für Elektrofilter mit vertikalem Gasdurchgang von unten nach oben haben jedoch den prinzipiellen Nachteil, daß besondere konstruktive Vorrichtungen für das Ableiten der niedergeschlagenen Staubmengen vorgesehen sein müssen, damit diese nicht erneut vom Gasstrom aufgewirbelt und mitgeführt werden. Meist werden doppelwandige Niederschlagselektrodenplatten verwendet, bei denen der niedergeschlagene Staub über horizontal angeordnete Staubfangvorrichtungen wie Schlitze, Taschen und dergleichen in den nicht vom Gasstrom beaufschlagten Zwischenraum zwischen den doppelwandigen Elektroden abgeleitet und mittels Schwerkraft aus dem Elektrofilter abgeführt werden. Derartige Niederschlagselektrodenwände sind vergleichsweise aufwendig, so daß die Verringerung der Investitionskosten durch Einsparung eines Gebläses - oder der Anordnung nur eines sehr kleinen Gebläses zur Unterstützung des natürlichen Auftriebs - mehr oder weniger aufgehoben wird oder sogar zu einer Verteuerung der Anlage führt.

[0007] Es besteht demnach die Aufgabe, für den oben geschilderten Anwendungsbereich einen mehrfeldrigen Elektrofilter mit vertikalem Gasdurchgang zu entwickeln, der einerseits in der Lage ist, alle Anforderungen, insbesondere hinsichtlich stark schwankender Abgasmengen mit unterschiedlichem Verschmutzungsgrad, und den bei diesen Prozessen häufig anzutreffenden Feinststäuben, unter Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften zu erfüllen, andererseits aber konstruktiv so konzipiert ist, daß er mit möglichst geringen Investitionskosten realisiert werden kann. Die Lösung dieser Aufgabe liegt nicht nur im Interesse der Betreiber vcn Abgasreinigungsanlagen, deren Produktionskosten durch die Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften über die Luftreinhaltung nicht unerheblich belastet sind, sondern auch im Interesse der Allgemeinheit, für die eine rasche und umfassende Realisierung dieser Vorschriften wichtig ist.

[0008] Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß die Niederschlagselektroden aus vertikal sich über alle Abscheidefelder erstreckenden, einstückigen Plattenstreifen bestehen, die in Gasrichtung völlig glatt sind und eine durchgehende gleichbleibende Querschnittsform aufweisen und daß die Sprühelektroden in an sich bekannter Weise je Abscheidefeld in gesonderten und elektrisch voneinander getrennten Spannrahmen angeordnet sind.

[0009] Erfindungsgemäß sollen also, nicht wie üblich, doppelwandige Niederschlagselektrodenwände mit besonderen Gasfangeinrichtungen verwendet werden, sondern einfache Plattenstreifen, die beidseitig als Abscheidefläche benutzt werden können, die sich außerdem vertikal durchgehend über alle Abscheidefelder erstrecken und deswegen nur verhältnismäßig geringen konstruktiven Aufwand für ihre Aufhängung erfordern.

[0010] Vorzugsweise bestehen die Plattenstreifen aus in Längsrichtung profilierten Blechen, deren Längskanten durch Umbiegen, Abkanten oder dergleichen im Querschnitt hakenförmig ausgebildet sind und die durch Verhaken der Längskanten ohne sonstige Verbindungsmittel zu Niederschlagselektrodenwänden miteinander lose verbunden sind.

[0011] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind an den Niederschlagselektrodenwände in an sich bekannter Weise Klopfeinrichtungen angeordnet, mittels derer die Niederschlagselektrodenwände durch horizontal in der Ebene der Niederschlagselektrodenwände eingeleitete Schläge in Schwingung versetzbar sind. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Niederschlagsleketrodenwände aus für Elektrofilter mit horizontalem Gasdurchgang entwickelten Plattenstreifen gemäß DE-GM 18 69 720 bestehen.

[0012] Bei dem erfindungsgemäßen Elektrofilter können die Investitionskosten je nach Größe um 20 bis 30 % niedriger liegen, als bei herkömmlichen Elektrofiltern mit vertikalem Gasdurchgang, deren Niederschlagselektrodenwände zur Abfuhr der abgeschiedenen Staubmengen ohne Wiederaufwirbelung in besonderer Weise ausgestaltet sind. Es hat sich gezeigt, daß die ihrer Größe nach für maximalen Gasdurchgang und höchste Staubbeladung ausgelegten Niederschlagselektrodenwände völlig ausreichend sind, um die während einer Benutzungsphase anfallenden Staubmengen ohne Abreinigung durch Einleitung von Klopfschlägen aufzunehmen. Bei den eingangs näher beschriebenen Anwendungsfällen liegen zwischen den eigentlichen Benutzungsphasen stets hinreichend große Zeitabschnitte, in denen entweder überhaupt kein Gasdurchgang erfolgt oder aber die durchgehende Gasmenge so gering ist, daß eine Abreinigung ohne Gefahr der Wiederaufwirbelung erfolgen kann. Erfindungsgemäß können daher sehr einfache und in Richtung des Gasdurchgangs völlig glatte Niederschlagselektrodenwände verwendet werden, ohne-daß die Abscheideleistung des Elektrofilters in irgendeiner Weise beeinträchtigt wird.

[0013] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert:

Figur 1 zeigt einen dreifeldrigen Elektrofilter für vertikalen Gasdurchgang im Schnitt mit Ansicht auf eine Niederschlagselektrodenwand.

Figur 2 zeigt den gleichen Elektrofilter in einem Schnitt senkrecht zu Figur 1.

Figur 3 zeigt einen Ausschnitt in perspektivischer Darstellung.

Figur 4 zeigt die Verbindungsstelle zweier Plattenstreifen im Querschnitt.

[0014] Der Elektrofilter besteht gemäß Figur 1 aus einem Gehäuse 1 mit untenliegendem Gaseintrittsquerschnitt 2 und obenlie- gendem Gasaustrittsquerschnitt 3. An horizontal liegenden Trägern 4 sind die aus einstückigen Plattenstreifen 5 bestehenden Niederschlagselektroden aufgehängt. Die Sprühelektroden sind in elektrisch voneinander getrennten Spannrahmen 6 befestigt, die ihrerseits über Gestänge 7 und Isolatoren 8 im Gehäuse aufgehängt sind. An ihrem unteren Ende sind die Niederschlagselektrodenwände mittels der Klopfstangen 16 in einer Führung 9 gelagert. Zur Abreinigung der Niederschlagselektroden und der Sprühelektroden sind bekannte Klopfeinrichtungen 10 und 11 vorgesehen.

[0015] In Figur 2 ist das Gehäuse 1 mit Gaseintrittsquerschnitt 2 und Gasaustrittsquerschnitt 3 in einem. Schnitt senkrecht zu Figur 1 dargestellt. Die Plattenstreifen 5 sind an horizontal angeordneten Trägern 4 aufgehängt und unten in einer Führung 9 gelagert. Zwischen den einzelnen Niederschlagselektrodenwänden befinden sich die Spannrahmen 6 für die Sprühelektroden. Mit 12 ist der Antrieb der Klopfeinrichtung 10 für die Niederschlagselektrodenwände bezeichnet.

3 ist ein Aussehnitt in vergrößerter perspek-

Darstellung gezeigt. Die N_ederschlagsslekt

bestenen aus einzelner, im Querschnitt trapez- forming abgewinkelten Plattenstreifen 5. Zwischen je zwe. Niederschlagselektrodenwänden sind die Spannrahmen 6 für die Sprühlektroden 13 angeordnet. In Figur 4 ist in weiterer VergröBerung die Verbindungsstelle zwischen zwei Platenstreifen 5 perspektivisch dargestellt. Die Platter- streifen 5 besitzen zur Verstärkung durchgehende Sicken 1- und sind an ihren Rändern U-förmig abgekantet, woduroh die Plattenstreifen 5 an ihren Längskanten 15 ohne sonstige Verbindungsmittel allein durch Verhaken zu Niederschlags- elektrodenwänden miteinander verbunder sind.

Ansprüche

1. Mehrfeldriger Elektrofilter mit vertikalem Gasdurchgang, insbesondere für die Reinigung von Abgasen aus Kipprinnen, Umfüllgruben, Gießpfannen und dergleichen, bei der Stahlherstellung, aber auch für explosionsgefährdete Elektrofilter wie z.B. bei Kohle- und Koksmahlanlagen, bei welchen die vertikale Anordnung wegen der besseren Druckentlastung bevorzugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederschlagselektroden aus vertikal sich über alle Abscheidefelder erstreckenden, einstückigen Plattenstreifen (5) bestehen, die in Gasrichtung völlig glatt sind und eine durchgehend gleichbleibende Querschnittsform aufweisen und daß die Sprühelektroden (13) in an sich bekannter Weise je Abscheidefeld in gesonderten und elektrisch voneinander getrennten Spannrahmen (6) angeordnet sind.

2. Mehrfeldriger Elektrofilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenstreifen (5) aus in Längsrichtung profilierten Blechen bestehen, deren Längskanten (15) durch Umbiegen, Abkanten oder dergleichen im Querschnitt hakenförmig ausgebildet sind und daß die Plattenstreifen (5) durch Verhaken der Längskanten (15) ohne sonstige Verbindungsmittel zu Niederschlagselektrodenwänden miteinander lose verbunden sind.

3. Mehrfeldriger Elektrofilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch sekennzeichnet, daß an den Niederschlagselektrodenwänden Klopfeinrichtungen (10) angeordnet sind, mittels derer die Niederschlagselektrodenwände durch horizontal in der Ebene der Niederschlagselektrodenwande eingeleitete Schläge in Schwingung versetzbar sind.

4. Mehrfeldriger Elektrofilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederschlagselektrodenwände aus für Elektrofilter mit horizontalem Gasdurchgang entwickelten Plattenstreifen (5) gemäß DE-GM 18 69 720 bestehen.

Zeichnung