Elektrostatischer Abscheider zur Partikelabscheidung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen elektrostatischen Abscheider zur Partikelabscheidung, wie sie zum Beispiel in Verbrennungskammern, Holzöfen oder anderen Holzverbrennungsanlagen anfallen.

[0002] Elektrostatische Abscheider werden ganz allgemein zur Reinigung von Rauchgas durch Partikelabscheidung eingesetzt. Das zu reinigende Rauchgas wird in den elektrostatischen Abscheider eingeleitet, der eine Ionisierungsstufe, zur elektrischen Ladung der Partikel, und eine Kollektorstufe, zum Abscheiden der geladenen Partikel, umfasst. In der Ionisierungsstufe strömt das zu reinigende Gas durch das elektrische Feld zwischen einer Hochspannungselektrode und einer auf einem Bezugspotential, meist Erdpotential, liegenden Elektrode, in dem die im Rauchgas enthaltenen Partikel über Koronaentladung an der Hochspannungselektrode elektrisch geladen werden. Beim anschließenden Durchströmen der Kollektorstufe werden die Partikel dort auf der auf Bezugspotential liegenden Oberfläche abgeschieden und elektrisch neutralisiert.

[0003] Der Mechanismus der Abscheidung über Raumladung ist aus: "J.R. Melcher, K.S. Sachar, E.P. Warren, Overview of Electrostatic Devices for Control of Submicrometric Particles, Proceedings of the IEEE, vol. 65, No.12, 1977, p. 1659-1669" bekannt. Die Entwicklung und Anwendung der Raumladungsabscheider zur Aufsammlung von Partikeln aus Verbrennungsgasen wird in der CH 649 645 vorgestellt. Ein Nachteil des dort beschriebenen elektrostatischen Abscheiders ist die konstruktionsbedingte Notwendigkeit aufwändiger Montage- und Demontageschritte, um die Anlage von Rückständen zu bereinigen.

[0004] Ein Nachteil der bekannten elektrostatischen Abscheideanlagen ist die Verschmutzung des Hochspannungsisolators, der in die vom Gas durchströmte Kammer hineinragt mit Partikeln aus z.B. Flugasche oder Ruß die in dem zu reinigenden Rauchgas enthalten sind. Aus dem allgemeinen Stand der Technik ist bekannt, dass ein steiler Temperaturgradient zwischen dem einströmenden Rauchgas und dem Isolator zu Verwirbelungen führt, die eine vermehrte Anlagerung von Ruß- und Aschepartikeln an dem Isolator zur Folge haben. Dadurch kommt es zu Spannungsüberschlägen, die die Effizienz des elektrostatischen Abscheiders verringern.

[0005] In diesem Zusammenhang sind dem allgemeinen Stand der Technik Lösungen zu entnehmen, die auf den Schutz und der Beheizung des Isolators beruhen. So offenbart die DE 10 2008 011 949 A1 eine Anordnung umfassend ein Isolatorgehäuse mit einem Rohr, das zum Einlass von Reinluft oder Reingas mit einer vorgegebenen Temperatur vorgesehen ist. Die DE 91 15 279 U1 offenbart ebenfalls einen Hochspannungsisolator, der durch ein Gehäuse geschützt ist. Dieses Gehäuse ist gasdicht ausgestaltet und weist keine Mittel zur Beheizung des Hochspannungsisolators auf.

[0006] Das Beheizen des Isolators erhöht jedoch den Energiebedarf des elektrostatischen Abscheiders insgesamt und zusätzliche Heizelemente erhöhen den Konstruktionsaufwand.

[0007] Ausgehend davon ist die Aufgabe der Erfindung die genannten Nachteile zu vermeiden und einen elektrostatischen Abscheider anzugeben, der eine effiziente Rauchgasreinigung bei verlängerter Betriebsdauer sichert. Insbesondere soll die Verschmutzung des Hochspannungsisolators durch Ruß- und Aschepartikel vermieden werden.

[0008] Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1.

[0009] Zur Lösung der Aufgabe wird ein elektrostatischer Abscheider vorgeschlagen, bei dem der Hochspannungsisolator mit einer Abdeckkappe umgeben ist, wobei diese Abdeckkappe in das Reingasrohr hineinragt und von dem von Partikeln gereinigte Gas umströmt wird.

[0010] Das zu reinigende Rauchgas strömt mit einer ersten Temperatur (T1) in die Ionisierungsstufe des elektrostatischen Abscheiders. Dort werden die sich in dem Rauchgas befindlichen Partikel elektrisch geladen und scheiden sich auf den umliegenden, auf einem Bezugspotential liegenden Oberflächen ab. Das von Partikeln gereinigte Rauchgas tritt danach durch den Reingasaustritt mit einer zweiten Temperatur (T2) in das Reingasrohr. Diese zweite Temperatur weist einen Wert auf, der unterhalb der ersten Temperatur T1 liegt, jedoch weit oberhalb der Umgebungstemperatur. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Reingasrohres, wird demnach die Abdeckkappe des Hochspannungsisolators von dem Reingas umströmt und erwärmt. Durch Wärmeübertragung wird der von der Abdeckkappe umgebende Isolator erwärmt. Der Temperaturgradient zwischen dem partikelgeladenen Rauchgas und dem Hochspannungsisolator wird auf diese Weise verringert.

[0011] Die Erfindung wird mit einem Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 1 näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht des elektrostatischen Abscheiders mit einer geeigneten Anordnung des Reingasrohres.

[0012] Der elektrostatische Abscheider umfasst ein Abscheidergehäuse 1 mit einer seitlich angeordneten Einlassöffnung 2 für das Rauchgas und einer ebenfalls seitlich angeordneten Öffnung für den Austritt des Reingases 3. Das Abscheidergehäuse 1 umfasst eine Ionisierungsstufe 4 und eine Kollektorstufe 5. Ein Hochspannungsisolator 6 ist unterhalb einer Abdeckkappe 7 und oberhalb der Einlassöffnung 2 angeordnet.

[0013] Das Rauchgas strömt mit einer Temperatur T1 in durch die Einlassöffnung 2 in die Ionisierungsstufe 4 und die im Rauchgas enthaltenen Partikel werden elektrisch geladen. Nachfolgend werden die Partikel an den umgebenden Oberflächen und in der Kollektorstufe 5 abgeschieden. Das von Partikeln gereinigte Gas tritt mit einer Temperatur T2 durch die Öffnung für den Reingasaustritt 3, welcher die Abdeckkappe 7 umgibt. Durch Wärmeleitung und Wärmeübertragung, wird der Hochspannungsisolator 6 auf die Temperatur T2 erwärmt, wobei T2 einen geringeren Wert als T1 hat. T1 und T2 sind jedoch wesentlich höher als die Um-gebungstemperatur, wodurch sich der Temperaturgradient zwischen dem Rauchgas und dem Hochspannungsisolator 6 wesentlich verringert.

Bezugszeichenliste

[0014] 

1

Abscheidergehäuse

2

Einlassöffnung für Rauchgaseintritt

3

Öffnung für Reingasautritt

4

Ionisierungsstufe

5

Kollektorstufe

6

Hochspannungsisolator

7

Abdeckkappe

Bezugszeichenliste

[0015] 

1

Abscheidergehäuse

2

Einlassöffnung für Rauchgaseintritt

3

Öffnung für Reingasautritt

4

Ionisierungsstufe

5

Kollektorstufe

6

Hochspannungsisolator

7

Abdeckkappe

Ansprüche

1. Elektrostatischer Abscheider zur Reinigung von partikelbeladenem Rauchgas umfassend,

a) einen Rauchgaseintritt (2)

b) Mittel zum elektrischen Laden von Partikeln mit einem Hochspannungsanschluss

c) Abscheideflächen mit einem Bezugspotential zum Potential des Hochspannungsanschlusses für die elektrisch geladenen Partikel

d) einen Hochspannungsisolator (6) zwischen Hochspannungsanschluss und Abscheideflächen

e) einer Kollektorstufe mit Reingasaustritt (3, 5)
dadurch gekennzeichnet, dass
der Hochspannungsisolator (6) mit einer gasdichten Abdeckkappe (7) umgeben ist, die in ein Rohr hineinragt, welches mit dem Reingasaustritt (3) verbunden ist.

Claims

1. Electrostatic separator for the purification of particle-laden waste gas, comprising:

a) a waste gas inlet (2)

b) means for the electrical charging of particles with a high-voltage connection

c) separation surfaces with a reference potential for the potential of the high-voltage connection for the electrically charged particles

d) a high-voltage isolator (6) between high-voltage connection and separator surfaces

e) a collector step with purified gas outlet (3, 5)

characterised in that
the high-voltage isolator (6) is surrounded by a gas-tight cover cap (7), which projects into a pipe which is connected to the purified gas outlet (3).

Revendications

1. Séparateur électrostatique pour l'épuration de gaz de fumée chargés en particules comprenant :

a) une entrée (2) des gaz de fumée,

b) des moyens permettant de charger électriquement des particules avec une alimentation en haute-tension,

c) des surfaces de séparation ayant un potentiel de référence par rapport au potentiel de l'alimentation en haute-tension pour les particules chargées électriquement,

d) un isolateur de haute-tension (6) entre l'alimentation en haute-tension et les surfaces de séparation,

e) un étage de collecteur avec une sortie de gaz purifiés (3, 5)

caractérisé en ce que
l'isolateur de haute-tension (6) est entouré d'un capuchon de recouvrement (7) étanche aux gaz qui pénètrent dans un tube qui est relié à la sortie de gaz purifiés (3).

Zeichnung