DE2734133A1 - DEVICE AND METHOD FOR SEPARATING PARTICULAR MATERIAL FROM A GAS FLOW - Google Patents
DEVICE AND METHOD FOR SEPARATING PARTICULAR MATERIAL FROM A GAS FLOWInfo
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Description
PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKERPATENT ADVOCATES A. GRÜNECKER
DlPL-INGDlPL-ING
ÜÜ H. KINKELDEYH. KINKELDEY
DA-INGDA-ING
K. SCHUMANNK. SCHUMANN
P. H. JAKOBP. H. JAKOB
Din.-maDin.-ma
G. BEZOLOG. BEZOLO
8 MÜNCHEN 228 MUNICH 22
28. Juli 1977 P 11 816July 28, 1977 P 11 816
AMERICAN AIE FILTER COMPANY, INC.AMERICAN AIE FILTER COMPANY, INC.
215 Central Avenue, Louisville, Kentucky 40201, USA215 Central Avenue, Louisville, Kentucky 40201, USA
Vorrichtung und Verfahren zum Abscheiden von teilchenförmigen! Material aus einem GasstromDevice and method for separating particulate! Material from a gas stream
Die Erfindung betrifft Gasabscheidevorrichtungen und insbesondere mit elektrischen Feldern-arbeitende Gasabscheidevorrichtungen.The invention relates to gas separation devices and, more particularly, to gas separation devices operating with electric fields.
Es sind Gasabscheidevorrichtungen bekannt, die elektrische Koronaentladefelder verwenden, um zunächst das teilchenförmige Material in einen Gasstrom aufzuladen, woran sich ein elektrostatischer Abscheider aus parallelen aufgeladenen Platten anschliesst, um die aufgeladenen Teilchen aus dem Gasstrom zu entfernen.There are known gas separation devices which have electrical corona discharge fields use to first charge the particulate material in a gas stream, which is followed by an electrostatic Separator from parallel charged plates connects to remove the charged particles from the gas flow.
Da jedoch keine elektrostatische Gasabscheidevorrichtung hundertprozentig alle Teilchen entfernt, besteht ein Problem darin,However, there is no electrostatic gas separator one hundred percent removes all particles, one problem is
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dass derartige Vorrichtungen in einen Raum oder in einen Bereich restliche geladene Teilchen emittieren, die nicht aus dem Gasstrom entfernt sind. Diese restlichen geladenen Teilchen umfassen das, was als Raumladung bezeichnet wird, nämlich die mit den restlichen geladenen Teilchen gefüllte Atmosphäre in dem Raum oder Gebiet, der bzw. das durch die Abscheidevorrichtungen bedient wird. Die aufgeladenen Teilchen neigen dazu, zu den Wänden, dem Mobiliar und den Menschen in dem Raum oder Gebiet zu wandern. Es ist bekannt, dass die Wände und das Mobilar in einem Raum oder einem Gebiet mit einer Schicht angesammelter restlicher Teilchen überzogen werden.that such devices emit residual charged particles into a room or area which are not from the gas flow are away. These remaining charged particles comprise what is called the space charge, namely the atmosphere filled with the remaining charged particles in the room or area passed through the separation devices is served. The charged particles tend to hit the walls, furniture and people in the room or Hiking area. It is known that the walls and furniture in a room or area with a layer of accumulated remaining particles are coated.
Die Schwierigkeit besteht dann darin, die Menge an geladenen restlichen Teilchen, die von einer Gasabscheidevorrichtung emittiert werden, zu beseitigen oder stark zu vermindern und somit die sog. Raumladung innerhalb des Bereiches, in dem die Vorrichtung arbeitet, herabzusetzen.The difficulty then is the amount of charged residual particles released by a gas separator are emitted, to eliminate or greatly reduce and thus the so-called space charge within the area in which the device works to minimize.
Für dieses Problem liefert die vorliegende Erfindung eine Lösung, die einfach und relativ mit geringen Kosten verbunden ist. Die vorliegende Erfindung kann darüberhinaus in einer grossen Anzahl von bereits bestehenden elektrostatischen Gasabscheidevorrichtungen verwirklicht werden, ohne dass teure Änderungen an den Vorrichtungen erforderlich sind.The present invention provides a solution to this problem, which is simple and relatively inexpensive. The present invention can also be used in a large number can be realized by already existing electrostatic gas separation devices without expensive modifications are required on the devices.
Durch die Erfindung wird insbesondere eine elektrostatische Vorrichtung zum Abscheiden von teilchenförmigen! Material aus einem Gasstrom geliefert, die eine erste Ionisationseinrichtung, die eine Konzentration an Ionen einer Polarität in einem Raum erzeugt, durch den der zu reinigende Gasstrom geht, so dass die durch das Gas mitgeführten Teilchen entsprechend aufgeladen werden, eine elektrostatische Abscheideeinrichtung, die bezüglich der Gasströmung stromabwärts von der ersten Ionisationseinrichtung angeordnet ist und elektrostatisch die aufgeladenen Teilchen aus dem Gasstrom abscheidet, und eine zweite Ionisationseinrichtung aufweist, die,bezogen auf den Gasstrom, stromabwärts In particular, the invention provides an electrostatic device for separating particulate! Material from a gas flow is supplied, which has a first ionization device, which is a concentration of ions of one polarity in a space generated through which the gas stream to be cleaned goes, so that the particles carried along by the gas are charged accordingly are, an electrostatic precipitator, which is arranged with respect to the gas flow downstream of the first ionization device and electrostatically the charged Particles separated from the gas stream, and has a second ionization device, based on the gas stream, downstream
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von der Abscheideeinrichtung angeordnet ist und eine im wesentlichen gleiche Konzentration von Ionen sowohl der positiven als auch der negativen Polarität in einem Raum erzeugt, durch den der Gasstrom von der Abscheideeinrichtung geht, so dass die Ladung der restlichen aufgeladenen,durch das Gas mitgeführten Teilchen, die nicht durch die Abscheideeinrichtung abgeschieden sind, im wesentlichen neutralisiert wird.is arranged by the separation device and one substantially equal concentration of ions of both positive and negative polarity in a space through which the Gas flow from the separation device goes, so that the charge of the remaining charged particles carried along by the gas, which are not separated by the separating device, is essentially neutralized.
Ein besonders bevorzugtes Gedanke der Erfindung besteht in einer Vorrichtung zum Abscheiden von teilchenförmigem Material aus einem hindurchströmenden Gasstrom, die einen Ionisator, der Ionen einer Polarität in einem Raum erzeugt, durch den der Gasstrom führt, um die durch das Gas mitgeführten Teilchen dementsprechend aufzuladen, einen stromabwärts von Ionisator angeordneten elektrostatischen Abscheider in Form eines Satzes geladener Abscheiderplatten zum Entfernen der geladenen Teilchen aus dem Gasstrom und einen weiteren Ionisator stromabwärts vom Abscheider aufweist, der Ionen sowohl positiver als auch negativer Polarität erzeugt, um die Ladung der restlichen geladenen Teilchen, die nicht durch den Abscheider aus dem Gasstrom abgeschieden sind, zu neutralisieren.A particularly preferred idea of the invention consists in a device for separating particulate material a gas stream flowing through it, which is an ionizer that generates ions of one polarity in a space through which the gas stream flows leads, in order to charge the particles entrained by the gas accordingly, an ionizer arranged downstream electrostatic precipitator in the form of a set of charged separator plates for removing the charged particles from the Has gas flow and another ionizer downstream of the separator, the ions of both positive and negative polarity generated to reduce the charge of the remaining charged particles that are not separated from the gas flow by the separator, to neutralize.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert.The following is a preferred embodiment of the invention explained in more detail with reference to the accompanying drawing.
Die einzige Figur zeigt das Ausführungsbeispiel in einer schematischen Ansicht.The single figure shows the embodiment in a schematic Opinion.
In der Figur ist eine elektrostatische Gasabscheidevorrichtung dargestellt, die allgemein mit 10 bezeichnet ist und eine erste Ionisationseinrichtung 12 zum Aufladen der vom Gas mitgeführten Teilchen, eine elektrostatische Abscheideeinrichtung oder einen elektrostatischen Agglomerator 14, der relativ zur Gasströmung stromabwärts von der ersten Ionisationseinrichtung 12 angeordnet ist, um die geladenen Teilchen aus dem Gasstrom abzuscheiden, und eine zweite Ionisationseinrichtung 16 aufweist, um die LadungIn the figure, an electrostatic gas separation device is shown, which is generally designated 10 and a first Ionization device 12 for charging the particles carried along by the gas, an electrostatic precipitator or a electrostatic agglomerator 14, which is arranged downstream of the first ionization device 12 relative to the gas flow is to separate the charged particles from the gas stream, and a second ionization device 16 has the charge
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der restlichen, durchdas Gas mitgeführten Teilchen, die nicht durch den elektrostatischen Abscheider 14 aus dem Gasstrom abgeschieden sind, zu neutralisieren.of the remaining particles entrained by the gas that are not are separated from the gas stream by the electrostatic precipitator 14, to be neutralized.
Der erste Ionisator 12, der elektrostatische Abscheider 14 und der zweite Ionisator 16 sind in einem Gehäuse 18 eingeschlossen, das einen Einlass 20 für das verunreinigte Gas, um den verunreinigten Gasstrom kanalartig zum ersten Ionisator 12 zu leiten, und einen Auslass 22 für das reine Gas aufweist, unrden reinen Gasstrom vom zweiten Ionisator 16 in den Raum oder den Bereich herauszuleiten, der durch die Gasabscheidevorrichtung 10 bedient wird. Eine das Gas bewegende Einrichtung, beispielsweise ein Gebläse 24, ist dazu vorgesehen, einen Gasstrom in den Einlass 20 durch den ersten Ionisator 12, den elektrostatischen Abscheider"!4, den zweiten Ionisator 16 und aus dem Auslass 22 herauszubewegen.The first ionizer 12, the electrostatic precipitator 14 and the second ionizer 16 are enclosed in a housing 18, the one inlet 20 for the contaminated gas in order to guide the contaminated gas stream in a channel-like manner to the first ionizer 12, and has an outlet 22 for the pure gas, unrden pure gas flow from the second ionizer 16 into the room or area served by the gas separation device 10. A device moving the gas, for example a fan 24, is provided for the purpose of passing a gas flow into the inlet 20 the first ionizer 12, the electrostatic precipitator "! 4, the second ionizer 16 and out of outlet 22.
Die erste Ionisationseinrichtung 12 ist im Gehäuse 18 stromabwärts vom Einlass 20 für das verunreinigte Gas und in einem Raum angeordnet, durch den der zu reinigende Gasstrom geht, und weist eine Vielzahl von Ionisationselektroden 24, die mit einer elektrischen Energiequelle verbunden sind und an Masse liegende Elektroden 26 auf, die im Abstand auf einer Seite jeder der Ionisationselektroden 24 vorgesehen sind. Vorzugsweise wird durch die Elektrode 24 ein Gleichspannungspotential aufrechterhalten, so dass ein elektrostatischen Feld mit einer Konzentration an Ionen einer Polarität in dem Raum erzeugt wird, durch den der Gasstrom geht, d.h. in dem Raum zwischen den Elektroden 24 undThe first ionization device 12 is downstream in the housing 18 from the inlet 20 for the contaminated gas and arranged in a space through which the gas stream to be cleaned passes, and comprises a plurality of ionization electrodes 24 which are connected to a source of electrical energy and which are connected to ground Electrodes 26 spaced on one side of each of the ionization electrodes 24. Preferably through the electrode 24 maintains a DC voltage potential, creating an electrostatic field with a concentration Ions of one polarity are generated in the space through which the gas flow passes, i.e. in the space between electrodes 24 and
Bei der praktischen Anwendung hat es sich gezeigt, dass gute Ergebnisse dann erhalten werden, wenn die Ionisationselektroden 24 positiv sind und die Elektroden 26 an Masse liegen, so das an der Ionisationselektrode 24 positive Ionen erzeugen werden, die quer durch den Raum zu den an Masse liegenden Elektroden 26 wandern. Diese Anordnung erzeugt auch weniger Ozon.In practical application it has been shown that good results are obtained when the ionization electrodes 24 are positive and the electrodes 26 are connected to earth, so that positive ions are generated at the ionization electrode 24, which travel across space to ground electrodes 26. This arrangement also produces less ozone.
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Der Agglomerator oder der elektrostatische Abscheider 14 weist eine Vielzahl von im Abstand voneinander befindlichen Platten 28 und eine Vielzahl von im Abstand voneinander angeordneten Platten 30 auf, die abwechselnd zwischen den Platten 28 und im gleichen Abstand davon angeordnet sind. Diese Plattensätze 28 und 30 sind mit einer elektrischen Energiequelle verbunden, die eine in eine Richtung gehende Spannung liefert, so dass die Platten 28 positiv aufgeladen werden und die Platten 30 an Masse liegen, und somit ein in eine Richtung gehendes Spannungsfeld über den Platten 28 und 30 aufrechterhalten wird. The agglomerator or electrostatic precipitator 14 has a plurality of spaced apart plates 28 and a plurality of spaced apart plates 30 which alternate between the plates 28 and are arranged at the same distance therefrom. These plate sets 28 and 30 are connected to an electrical energy source, which supplies a voltage going in one direction, so that the plates 28 are positively charged and the plates 30 are grounded and thus a unidirectional stress field is maintained across the plates 28 and 30.
Die zweite Ionisationseinrichtung 16 weist eine Vielzahl von im Abstand angeordneten Elektroden 32, die mit einer Wechselstromquelle 34 verbunden sind, und eine Vielzahl von an Masse liegenden Elektroden 36 auf, die abwechselnd zwischen den Elektroden und im gleichen Abstand davon angeordnet sind, so dass ein elektrisches WechselSpannungsfeld zwischen den Elektroden 32 und 36 aufrechterhalten wird.The second ionization device 16 has a plurality of spaced electrodes 32 which are connected to an alternating current source 34 are connected, and a plurality of grounded electrodes 36, which alternate between the electrodes and are arranged at the same distance therefrom, so that an electrical alternating voltage field between the electrodes 32 and 36 is maintained.
Während des Betriebes wird das zu reinigende verschmutzte Gas, das durch einen mit Punkten ausgefüllten Pfeil in der Figur bezeichnet ist, in das Gehäuse 18 durch den Einlass 20 für das verunreinigte Gas eingezogen. Dieser verunreinigte Gasstrom wird zunächst kanalartig zur ersten Ionisationseinrichtung 12 geleitet, wobei er zwischen den Ionisationselektroden 24 und den an Masse liegenden Elektroden 26 hindurchgeht. Wenn das verunreinigte Gas durch die erste Ionisationseinrichtung 12 hindurchgeht, werden die durch das Gas mitgeführten Teilchen positiv aufgrund der Zusammenstösse mit den positiv geladenen Ionen aufgeladen, die an der Elektrode 24 erzeugt werden. Der verunreinigte Gasstrom, der nun positiv geladene Teilchen mitführt, verlässt die erste Ionisationseinrichtung 12 und strömt anschliessend zum Agglomerator oder elektrostatischen Abscheider 14, wo er zwischen den positiv geladenen Platten 28 und den an Masse liegenden Platten 30 und durch das dazwischen erzeugte elektrostatische Feld hindurchgeht. Wenn das Gas zwischen den positiv geladenen Platten 28 und den an Masse liegenden Platten 30 hindurchgeht, werden die positiv geladenen, vom Gas mitgeführten Teilchen von den positiv geladenenDuring operation, the polluted gas to be cleaned is which is indicated by an arrow filled with dots in the figure, into the housing 18 through the inlet 20 for the polluted gas drawn in. This contaminated gas flow is first passed in a channel-like manner to the first ionization device 12, passing between the ionization electrodes 24 and the grounded electrodes 26. When the polluted gas passes through the first ionization device 12 the particles carried along by the gas are positively charged due to the collisions with the positively charged ions, the are generated at the electrode 24. The contaminated gas stream, which now carries positively charged particles with it, leaves the first one Ionization device 12 and then flows to the agglomerator or electrostatic separator 14, where it is between the positive charged plates 28 and the grounded plates 30 and through the electrostatic field generated therebetween. When the gas passes between the positively charged plates 28 and the ground plates 30, they become positive charged particles carried along by the gas from the positively charged ones
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Platten 28 auf die an Masse liegenden Platten 30 zu abgestossen. Der grösste Teil der vom Gas mitgeführten Teilchen wird daher vom Gasstrom abgeschieden.Plates 28 to be pushed against the plates 30 lying on the ground. Most of the particles carried along by the gas will therefore separated from the gas stream.
Gewöhnlich wird jedoch eine gewisse Menge an aufgeladenen Teilchen durch die elektrostatische Abscheideeinrichtung 14 hindurchgehen können, ohne an die an Masse liegenden Platten 30 angezogen zu werden. Wenn der Gasstrom, der diese restlichen, vom Gas mitgeführten Teilchen enthält, in den Bereich oder den Raum abgegeben wird, der durch die Abscheidevorrichtung 10 bedient wird, wird er zur Raumladung in diesem Raum oder in diesem Bereich beitragen. Gegebenenfalls werden diese Teilchen zu den Wänden,zum Boden, zur Decke oder zu den Teilen, die im Raum stehen, wandern, und sich in Form eines Überzuges ansammeln.Usually, however, there will be some amount of charged particles can pass through the electrostatic precipitator 14 without being attracted to the ground plates 30 to become. When the gas stream containing these residual gas-entrained particles enters the area or the Space is released, which is served by the separation device 10, it becomes the space charge in this space or in contribute to this area. Eventually these particles become the walls, the floor, the ceiling or the parts that standing in the room, wandering, and accumulating in the form of a cover.
Erfindungsgemäss wird jedoch der Gasstrom, der die restlichen, vom Gas mitgeführten geladenen Teilchen enthält, nicht direkt in den bedienten Raum oder in den bedienten Bereich entladen. Erfindungsgemäss geht der Gasstrom, der denAgglomerator oder die elektrostatische Abscheidereinrichtung 14 passiert hat, danach zu einer zweiten Ionisationseinrichtung 16, wobei er zwischen den geladenen Elektroden 32 und den an Masse liegenden Elektroden 36 und somit durch das elektrische Wechselfeld hindurchgeht, das dazwischen aufrechterhalten wird. Dieses Wechselfeld erzeugt im wesentlichen gleiche Konzentrationen an Ionen sowohl positiver als auch negativer Polarität, so dass die restlichen positiv geladenen, vom Gas mitgeführten Teilchen Zusammenstössen mit Ionen sowohl positiver als auch negativer Polarität ausgesetzt sind, wenn der Gasstrom durch den Raum zwischen den Elektroden 34 und 36 fliesst, und im wesentlichen neutralisiert werden. Nachdem der Gasstrom die zweite Ionisationseinrichtung 16 verlassen hat, wird er mit den restlichen, nun elektrisch neutralen Teilchen vom Abscheidergehäuse 18 durch den Auslass 22 in den bedienten Raum oder Bereich entladen. Da weder positiv noch negativ geladene Teilchen vorherrschen, die das Gehäuse 18 verlassen, wird keine Raumladung in dem bedienten Bereich aufgebaut.According to the invention, however, the gas stream, which the remaining, contains charged particles carried along by the gas, do not discharge them directly into the served room or area. According to the invention, the gas stream that the agglomerator or has passed the electrostatic precipitator device 14, then to a second ionization device 16, where he between the charged electrodes 32 and the grounded electrodes 36 and thus through the alternating electrical field which is maintained in between. This alternating field produces essentially equal concentrations of ions of both positive and negative polarity, so that the remaining positively charged particles carried along by the gas collide with both positive and negative ions Are exposed to polarity when the gas stream flows through the space between the electrodes 34 and 36, and substantially be neutralized. After the gas flow has left the second ionization device 16, it is with the remaining, now electrically neutral particles are discharged from the separator housing 18 through the outlet 22 into the served room or area. There neither positively nor negatively charged particles prevail, which leave the housing 18, no space charge is served in the Area built up.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |