Elektrostatischer Abscheider für die Abgase aus einem Heizkessel

Abstract

 Es wird ein elektrostatischer Abscheider für die Abgase aus einem Heizkessel mit einem einen Strömungsweg für die Abgase zwischen einem Abgaseinlass (8) und einem Abgasauslass (9) bildenden Gehäuse (1) beschrieben, das im Anschluss an den Abgaseinlass (8) wenigstens eine Hochspannungsstrecke (10) mit zumindest einer Sprühelektrode (11) zur Erzeugung eines Hochspannungsfeldes und stromabwärts der Hochspannungsstrecke (10) über den Strömungsweg verteilte Abscheideelektroden aufweist. Um vorteilhafte Konstruktionsbedingungen zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass die Abscheideelektroden als quer zur Strömungsrichtung angeordnete Walzenbürsten (13) ausgebildet sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrostatischen Abscheider für die Abgase aus einem Heizkessel mit einem einen Strömungsweg für die Abgase zwischen einem Abgaseinlass und einem Abgasauslass bildenden Gehäuse, das im Anschluss an den Abgaseinlass wenigstens eine Hochspannungsstrecke mit zumindest einer Sprühelektrode zur Erzeugung eines Hochspannungsfeldes und stromabwärts der Hochspannungsstrecke über den Strömungsweg verteilte Abscheideelektroden aufweist.

[0002] Damit die Feststofffracht der Abgase von Heizkesseln, die mit Brennstoffen insbesondere auf der Basis nachwachsender Rohstoffe betrieben werden, keine Umweltbelastung nach sich ziehen kann, ist es bekannt, die Abgase über einen an den Heizkessel angeschlossenen elektrostatischen Abscheider zu führen. In diesem elektrostatischen Abscheider werden die Feststoffteilchen zunächst in einem Hochspannungsfeld elektrisch aufgeladen, um im Anschluss an die Hochspannungsstrecke die elektrisch aufgeladenen Teilchen an Abscheideelektroden festzuhalten, die üblicherweise den Strömungsweg für die Abgase in Form von Platten oder Rohren bestimmen. Damit eine möglichst vollkommene Abscheidung der Feststoffteilchen stattfinden kann, bedarf es einer Anordnung der Abscheideelektroden entlang einer ausreichenden Strömungsstrecke, was sich nicht nur nachteilig auf den Bauaufwand, sondern auch auf den Heizkesselbetrieb auswirkt, wenn aufgrund eines erhöhten Strömungswiderstands im elektrostatischen Abscheider der Kesselzug beeinträchtigt wird.

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektrostatischen Abscheider der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass sich eine gute Abscheidewirkung im Bereich eines vergleichsweise kurzen Strömungswegs für das Abgas ergibt und der Strömungswiderstand der Abgase im Bereich dieses elektrostatischen Abscheiders klein gehalten werden kann.

[0004] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Abscheideelektroden als quer zur Strömungsrichtung angeordnete Walzenbürsten ausgebildet sind.

[0005] Durch die Ausbildung der Abscheideelektroden in Form von Walzenbürsten ergibt sich der Vorteil, dass durch die radial vom Bürstenkörper abstehenden, metallischen Bürstenborsten aufgrund der Vielzahl dieser Borsten eine große Abscheidefläche für die elektrisch geladenen Teilchen auf vergleichsweise engem Raum zur Verfügung gestellt werden kann, was eine wesentliche Voraussetzung für einen entsprechend kurzen Strömungsweg für den Abscheidevorgang darstellt. Außerdem kann der Strömungswiderstand kleingehalten werden, sodass besonders vorteilhafte Konstruktionsbedingungen für den elektrostatischen Abscheider gewährleistet werden.

[0006] Um die Eigenschaften der als Walzenbürsten ausgebildeten Abscheideelektroden hinsichtlich der Abscheidung der elektrisch geladenen Teilchen aus dem Abgasstrom vorteilhaft nützen zu können, können die achsparallelen Walzenbürsten in wenigstens zwei in Strömungsrichtung verlaufenden Reihen vorgesehen und reihenweise auf Lücke versetzt angeordnet werden. Die reihenweise auf Lücke versetzte Anordnung der Walzenbürsten zieht einen Strömungsweg nach sich, der im Bereich der einzelnen Walzenbürsten eine Strömungsumlenkung mit der Wirkung bedingt, dass die Abgasströmung von den Bürstenborsten weitgehend erfasst werden kann, sodass aufgrund kurzer Abstände zwischen den mit den Abgasströmung mitgeführten elektrisch geladenen Teilchen und den Bürstenborsten eine gute Abscheiderate erzielt wird, ohne den Strömungswiderstand in unzulässiger Weise zu erhöhen.

[0007] Der kompakten Bauweise des elektrostatischen Abscheiders dient eine Abgasführung, bei der die Walzenbürsten in zwei vertikalen, im unteren Endbereich miteinander strömungsverbundenen Abgaszügen angeordnet sind. Diese Abgasführung bringt außerdem den Vorteil mit sich, dass beim Reinigen der Walzenbürsten, beispielsweise durch einen Waschvorgang, die mit dem Waschwasser anfallenden Feststoffteilchen über den Boden des Gehäuses des elektrostatischen Abscheiders ausgetragen werden können.

[0008] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar wird ein erfindungsgemäßer elektrostatischer Abscheider in einem schematischen Vertikalschnitt gezeigt.

[0009] Der dargestellte elektrostatische Abscheider weist ein Gehäuse 1 auf, das zwischen einer Decke 2 und einem Boden 3 zwei durch eine Trennwand 4 voneinander getrennte Abgaszüge 5 und 6 bildet, wobei der Bereich zwischen dem Boden 3 und der Trennwand 4 eine Umlenkkammer 7 zur Strömungsverbindung der beiden Abgaszüge 5 und 6 darstellt. Die Abgaszüge 5 und 6 sind im Bereich der Decke 2 einerseits an einen Abgaseinlass 8 und anderseits an einen Abgasauslass 9 angeschlossen.

[0010] Im Abgaszug 5 ist unterhalb der Decke 2 eine Hochspannungsstrecke 10 mit beispielsweise vier im Quadrat angeordneten Sprühelektroden 11 vorgesehen, die Strömungsrohre 12 als Gegenelektroden durchsetzen, sodass sich zwischen den Sprühelektroden 11 und den Strömungsrohren 12 ein entsprechendes Hochspannungsfeld zum Aufladen der mit der Abgasströmung mitgeführten Feststofffracht aufbauen kann. Im Anschluss an die Hochspannungsstrecke 10 sind entlang des Strömungswegs Abscheideelektroden in Form von Walzenbürsten 13 vorgesehen. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die zueinander parallelen Walzenbürsten 13, die quer zur Strömungsrichtung verlaufen, in drei Reihen angeordnet, die jeweils gegeneinander auf Lücke versetzt sind, sodass der Strömungsquerschnitt in einer Projektion in Strömungsrichtung von den Walzenbürsten 13 abgedeckt wird, was eine hohe Abscheiderate sicherstellt, weil die Bürstenborsten einerseits eine große Abscheiderfläche darstellen und anderseits den gesamten Strömungsquerschnitt erfassen. Zur Lagerung der Walzenbürsten 13 sind auf den beiden Stirnseiten der Bürstenwalzen 13 vertikale Tragschienen 14 vorgesehen.

[0011] Nach der Umlenkung der Abgasströmung über die Umlenkkammer 7 durchströmen die Abgase im Abgaszug 6 eine weitere Abscheidestrecke aus reihenweise auf Lücke versetzten Bürstenwalzen 13, bevor sie, von der Feststofffracht gereinigt, den elektrostatischen Abscheider über den Abgasauslass 9 wieder verlassen.

[0012] Der elektrostatische Abscheider muss von Zeit zu Zeit gewartet werden, um insbesondere die Abscheideelektroden von den abgeschiedenen Feststoffteilchen zu befreien. Zu diesem Zweck sind in herkömmlicherweise Waschbalken 15 vorgesehen, die an einen Waschwasseranschluss 16 angeschlossen sind und bei abgeschalteter Hochspannungsstrecke 10 für ein Abwaschen der auf den Walzenbürsten 13 abgeschiedenen Feststoffteilchen sorgen. Um eine gute Verteilung des Waschwassers zu erreichen, können die Waschbalken 15 drehbar gelagert sein.

[0013] Da sich bereits im Bereich der Hochspannungsstrecke 10 Feststoffteilchen an den Strömungsrohren 12 anlagern, sind auch diese Strömungsrohre 12 zu reinigen, und zwar mit Hilfe entsprechender Düsenköpfe 17, die oberhalb der Strömungsrohre 12 angeordnet sind. Die abgewaschenen Feststoffteilchen der Strömungsrohre 12 und der Walzenbürsten 13 sammeln sich mit der Waschflüssigkeit in der Umlenkkammer 7 und können über einen Bodenauslass 18 aus dem Gehäuse 1 abgezogen werden. Die Abgasführung durch das Gehäuse 1 braucht während des Waschvorgangs nicht unterbrochen zu werden, weil ja der Strömungsweg zwischen den Walzenbürsten 13 frei bleibt. Es ist lediglich das Hochspannungsfeld abzuschalten.

Ansprüche

1. Elektrostatischer Abscheider für die Abgase aus einem Heizkessel mit einem einen Strömungsweg für die Abgase zwischen einem Abgaseinlass (8) und einem Abgasauslass (9) bildenden Gehäuse (1), das im Anschluss an den Abgaseinlass (8) wenigstens eine Hochspannungsstrecke (10) mit zumindest einer Sprühelektrode (11) zur Erzeugung eines Hochspannungsfeldes und stromabwärts der Hochspannungsstrecke (10) über den Strömungsweg verteilte Abscheideelektroden aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheideelektroden als quer zur Strömungsrichtung angeordnete Walzenbürsten (13) ausgebildet sind.

2. Elektrostatischer Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die achsparallelen Walzenbürsten (13) in wenigstens zwei in Strömungsrichtung verlaufenden Reihen vorgesehen und reihenweise auf Lücke versetzt angeordnet sind.

3. Elektrostatischer Abscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenbürsten (13) in zwei vertikalen, im unteren Endbereich miteinander strömungsverbundenen Abgaszügen (5, 6) angeordnet sind.

Zeichnung