Neues Verfahren zur elektrostatischen Gasentstaubung

Abstract

In einer neuartigen Elektroden-Anordnung enthalt die ubliche Kombination von Spruhund Abscheide-Elektroden zusatzlich plattenforrnige Hilfselektroden. Zwischen den Spruh-und den Hilfselekfroden tritt die Korona-Entladung auf; das Auflade-und Abscheidefeld befindet sich zwischen den parallel angeordneten Hilfs-und Abscheideelektroden. Uber ein Stromirnpuls-Verfahren konnte die theoretische und praktische Forderung nach einer beliebig sleuerharen Stromdichte erfiillt werden. Der Vergleich der Abscheidecharakteristika zweier Filter in konventioneller und neuer Bauart bestatigte den hohen Abscheidegrad des Pulsfilters auch bei hohen spezifischen Staubwiderstanden. Staube im gunstigen Widerstandsbereich erlauben eine bedeutende Verminderung der Filterabrnessungen. Ein Elektrofilter sol1 eine moglichst hohe Feldstarke mit gleichzeitig beliebig steuerbarer Stromdichte aufweisen. Diese Forderung laRt fur jede Staubart einen optimalen Abscheidegrad erwarten. Die Abscheidewirksamkeit von Elektrofiltern kann durch einen hohen elektrischen Widerstand des abgeschiedenen Staubes stark beeintrachtigt werden. Die Erfahrung zeigt, daD insbesondere Staubarten mit einem spezifis&en Widerstand > 1O*O bis 10" cm die Abscheidecharakteristik nachteilig beeinflussen. Diese Tatsache geht aus dem in Abb. 1 dargestellten Zusammenhang zwischen der mittleren Transportgeschwindigkeit von Staubteilchen und dem spezifischen Staubwiderstand hervor. Abb. 1. Transportgeschwindigkeiten w von Staubteilchen in Abhangigkeit von ihrem spezifischen Widerstand @. Diesem Nachteil kann unter Berucksichtigung des physikalischen Abscheidevorganges durch zwei MaDnahmen begegnet werden: 1. durch Verringern des spezifischen Staubwiderstandes mit physikalischen oder chemischen Methoden; 2. durch apparative Anderungen, wie sie im folgenden beschrieben werden. RUdrspriihverhalten bei konventioneller Bauart Durch die Bildung einer Staubschicht auf der Abscheide-Elektrode wird der LadungstragerfluR aus dem Filterraum zur Elektrode gehemmt, da uber der Staubschicht eine Spannung entsteht. Bei konstanter Stromdichte nimmt diese Spannung entsprechend dem Ohmschen Gesetz proportional zum Schichtwiderstand zu. Uberschreitet die Schichtfeldstarke E, nach G1. (1) 10 bis 20 kV/cm, so tritt ein Durchschlag durch die Staubschicht ein'). E , = e j k (1). Die dabei erzeugten Kationen werden je nacfi der herrschenden Feldstarke entweder unter teilweiser Entladung negativer Ladungstrager zur Korona-Elektrode driften oder aber einen Vervielfahungsvorgang mit nachfolgendem Gesamtdurchschlag einleiten. Dieser Vorgang wird als R ii c k s p r u h e n bezeichnet und wurde schon mehrfach untersucht'-*). Fur das Auftreten von Ruckspruheffekten ist die Anwesenheit von Ionen entgegengesetzter Polaritat im Filterraum notwendig, wie aus GI. (2) hervorgeht: y = 1 ~d ; = 3 n r P E o ( 1 3~~) * 9(2).Demzufolge erweist sich der elektrische FluD y in ein Staubpartikel der negativen Ladung q fur positive Ladungstrager entspredend dem positiven Vorzeichen in G1.(2) um ein Vielfaches groDer als derj...