DE10132582C1

DE10132582C1 - Anlage zum elektrostatischen Reinigen von Gas und Verfahren zum Betreiben derselben

Info

Publication number: DE10132582C1
Application number: DE10132582A
Authority: DE
Inventors: Andrei Bologa; Thomas Waescher; Hanns-Rudolf Paur; Werner Baumann
Original assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2002-08-08
Anticipated expiration: 2021-07-11
Also published as: WO2003008104A1; JP2004534651A; US20040139853A1; US6858064B2; JP4217612B2; EP1404453A1; EP1404453B1; ATE519541T1

Abstract

Die Anlage zur Reinigung eines Gases besteht aus drei Abschnitten: DOLLAR A 1. dem Ionisierungs- und Hauptreinigungsabschnitt für das wassergesättigte Rohgas aus einer der Ionisierungseinrichtung für die Verunreinigungspartikel folgenden Raumladungszone, DOLLAR A 2. dem Nebenreinigungsabschnitt aus einer Zone geerdeter Hohlelektroden und DOLLAR A 3. der abschließenden Feinreinigung in einer Filtereinrichtung, nach der das Reingas in die davor liegende Umgebung abgeleitet wird. DOLLAR A Die Ionisierung der Partikel folgt in einer Koronaentladung. Anfallendes, mit abgeschiedenen Partikeln aus den drei Zonen wird aufgefangen und gereinigt und dem Gasreinigungsprozeß wieder zugeführt. Das beim Durchströmen der Röhrenzwischenräume anfallende erwärmte Kühlmittel kann zur Erwärmung des Sperrgases für die Isolation der Halterungen und damit der mindestens einen Hochspannungsdurchführung verwendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Anlagen für die elektrostatische Reinigung industrieller Gase von darin enthaltenen festen und flüssigen Partikeln, wie sie beispielsweise bei der Müll verbrennung, Metallurgie, Chemie, überhaupt der Industrie vor kommen.

Das Ausfiltern vor allem mit Submikronpartikeln angereichertem Gas ist ein akutes praktisches Problem. Die niedrige Wirksam keit der Gasreinigung mit derzeitigen Einrichtungen ist unbe friedigend.

Wenn überhaupt möglich, braucht das Entstauben von Gasen von Submikronpartikeln hohe Gasgeschwindigkeiten, das geschieht häufig mit Zyklonen - das sind Wirbel, in denen die Fliehkraft ausgenützt wird - und geht mit starkem Energieverbrauch ein her. In elektrostatischen Abscheidern wiederum muss die Anzahl elektrischer Felder oder die Länge der Hochspannungselektroden oder der geerdeten Elektroden erhöht werden. Dies erhöht den Energieverbrauch für die elektrostatische Ladung der Partikel, aber auch die Baugröße der Gasreinigungsanlage. In feuchten Abscheidern bedeutet die Aufsammlung von Submikronpartikeln eine Erhöhung des Sprühflüssigkeitvolumens und verlangt eine hohe relative Geschwindigkeiten zwischen den Wassertropfen und der Gasströmung.

Für das Aufsammeln der Submikronpartikel werden unterschiedli che Mikroporenfilter, wie Keramik, Filtersäcke/-tüten, etc. verwendet (siehe US 4 029 482, US 3 999 964). Die Wirksamkeit der meisten dieser Anlagen ist durch die niedrige Geschwindig keit des Gasstromes begrenzt. In vielen Einrichtungen führt die Aufsammlung von Submikronpartikeln auch zu einem hohen Druckabfall, der den Energieverbrauch hoch hält. Auch ist periodisches oder kontinuierliches Reinigen der Filter mittels pneumatischer Pulse oder Auswaschen notwendig.

Die Aufsammlung von Submikronpartikeln kann durch Sättigung des Gases mit Wasserdampf verbessert werden. Die Wasserdampf kondensation auf Partikeln, Partikelladung in einem elektri schen Feld und ihre Entladung durch den Gasstrom wird bei spielsweise in der US 4 222 748 oder FR 2 483 259 A1 oder DE 22 35 531 A der CA 2 001 990 C beschrieben.

Die bekannten technischen Lösungen haben mehrere Nachteile: Für das elektrische Laden der Partikel werden lange Anordnun gen von Elektroden für eine Koronaentladung im Elektrodenzwi schenraum gebraucht. Diese Elektrodensysteme benötigen Hoch spannung und erzeugen eine nicht homogene Verteilung des elektrischen Feldes in der Ladezone. Letzteres garantiert nicht die wirksame elektrische Ladung der Partikel im Gas an allen Stellen des Elektrodenzwischenraums.

Ionisatoren werden ebenfalls für die elektrische Ladung von Partikeln eingesetzt. Das aber erfordert mehrere Ionisierungs einrichtungen, was die Gasreinigunganlage komplex macht. Die Hochspannungsionisierer benötigen große Mengen an Druckluft und treiben damit den Energieverbrauch hoch.

Die Verwendung von wassergespülten Filtern oder Absorbern ver braucht große Mengen an Wasser für das Sprühen und erhöht den Druckabfall in der Gasreinigungsanlage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Gas reinigung bereitzustellen mit der das Reinigungsverfahren mit wesentlich verbessertem Wirkungsgrad durchgeführt werden kann.

Die Aufgabe wird durch eine Gasreinigungsanlage gemäß den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 2 und ein damit durchgeführtes Verfah ren gemäß den Verfahrensschritten der Ansprüche 10 bzw. 15 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den entsprechenden Unteransprüchen angegeben.

Die Anlage besteht aus drei zusammenhängenden Baugruppen, die an technisch zweckmäßigem Ort in die Gasleitung eingebaut sind, und zwar in Strömungsrichtung des Gases:
der ersten, dem ersten Rohrabschnitt 1, in dem die elektrosta tische Ladeeinheit/-gruppe zur Erzeugung eine Koronaentladung untergebracht ist und sich im anschließenden Raum ein Raumla dungsgebiet ausbildet, aus dem heraus im wesentlichen die gleichnamig geladenen Partikel an die Innenwand des Rohrab schnitts 1 über thermische Bewegung und Ladungsabstoßung ge drängt und dort neutralisiert werden,
dann der zweiten, dem zweiten Rohrabschnitt 2, in der das aus dem Raumladungsvolumen kommende Gas in einer Gruppe geerdeter Elektroden von den noch vorhandnen geladenen Partikeln befreit und die angelagerten elektrisch entladen werden,
schließlich der dritten, dem dritten Rohrabschnitt 3, in der die Filtereinrichtung eingebaut ist und darin das nur noch mit Restpartikeln versetzte Gas davon vollends befreit wird, um dann schließlich in die Umgebung ausgeleitet zu werden.

Die im ersten Rohrabschnitt 1 eingebaute elektrostatische La deeinheit ist in Strömungsrichtung folgendermaßen aufgebaut: Um den Umfang, entlang der Innenwand der Gasleitung sitzt zu nächst ein Kollektor 110 zum Aufsammeln des an der Innenwand der Gasleitung herabfließenden Kondenswassers. Dann kommt die sich über den lichten Querschnitt der Gasleitung ausdehnende geerdete Elektrode in Form einer Platte, die, über den Quer schnitt gleichmäßig verteilt, zur Achse der Gasleitung paral lele Perforationen/Düsen hat. Jede Düse verjüngt sich in Strö mungsrichtung über die Plattendicke zunächst konisch, geht dann stetig in ein Ringgebiet über und weitet sich dann mit stetigem Übergang konisch. Über den lichten Querschnitt der Gasleitung schließt sich ein Hochspannungselektrodengitter 112 an, auf dem der Strömungsrichtung entgegengerichtete Elektro den 113 sitzen, die alle ein freies, spitz zulaufendes Ende haben und jeweils in eine der Düsen ragen. Die Elektroden kön nen einerseits einzeln axial, d. h. parallel zur Achse des zu gehörigen Rohrabschnitts und andrerseits insgesamt lateral und axial mit dem Gitter 112 justiert werden. Das Hochspannungs gitter 112 wird über mindestens einebare Durchführungen in Po sition gehalten.

Die im zweiten Rohrabschnitt 2 eingebaute Gruppe geerdeter Elektroden 212 ist folgendermaßen aufgebaut:
Die Gruppe geerdeter Elektroden 212 ist ein Bündel Röhren, de ren Längsachsen parallel zur Achse des Rohrabschnitts 2 liegen und diesen ausfüllen. Sie sind aus elektrisch leitendem oder nicht leitendem, jedoch gasinertem Material. Die Röhren berüh ren sich gegenseitig nicht. Sie werden über je eine durchlö cherte Platten an den beiden Stirnseiten und über mindestens eine dazwischen in Position und zueinander auf Distanz gehal ten. Diese Röhrenpaket wird von dem Rohrabschnitt 2 unmittel bar ummantelt. Die Lochstruktur der beiden Stirnplatten stimmt mit dem Querschnitt des Rohrbündels überein. Die Löcher in den Stirnplatten haben jeweils die lichte Weite der Rohre. Die mindestens eine Platte dazwischen hat dieselbe Lochstruktur, jedoch haben die Löcher eine lichte Weite vom Außendurchmesser der Rohre. Zudem hat diese dazwischen liegende Lochplatte oder haben diese dazwischen liegenden Lochplatten an ihrem Rand ei nen Bereich, mit dem sie nicht an der Rohrinnenwand 2 anlie gen, so dass dadurch ein zusammenhängendes Kammersystem be steht. Die beiden außen liegenden Kammern sind über je einen Stutzen in der Wand des Rohrabschnitts 2 an einen Kühlmittel kreislauf angeschlossen. Damit ist das Röhrenpaket kühlbar, ohne dass das Kühlmittel mit dem noch partikelgeschwängerten Gas in Berührung kommen kann.

Das Röhrenpaket 212 steht mit seiner stromabwärtigen Stirn auf einem elektrisch leitenden Träger oder Gitter 211, der oder das über eine Ringkonsole 210 an der Wand des Rohrabschnitts 2 elektrisch leitend befestigt ist.

Die von der Rohrleitungswand 2 ins Innere geführte Wasserlei tung ragt in das Zentrum auf die stromzugewandte Stirn des Röhrenpakets 212. Am Ende dieser sitzt ein Sprühkopf 220, der mit seiner Sprühachse auf der dortigen Achse der Rohrleitung 2 angebracht ist, und zwar in mindestens einer Entfernung zu der folgenden Gruppe den Querschnitt überdeckenden geerdeten Elektroden 212, dass beim periodischen Besprühen die expo nierte Stirn der Elektrodenanordnung vollständig von dem Sprühkegel aus Wasser überdeckt wird. Mit diesem Sprühwasser 221 wird die Innenwand der Röhren 212 gespült, abgelagerte Partikel abgeschwemmt und aufgrund der Feuchtigkeit/Nässe und der damit auftretenden brauchbaren elektrischen Leitfähigkeit elektrisch neutralisiert und über die Auslassstutzen 232 teil weise abgeleitet.

Im dritten, stromabwärts folgenden Rohrabschnitt 3 ist die Einheit zur Filterung des durchströmenden Gases eingebaut. In ihm ist zunächst eine Rohrleitung, die von der Wand des Rohr abschnitts 3 bis auf die Achse geht und dann in Stromrichtung abknickt und auf der Achse in den von Filter zylindrische um gebenden Raum ragt. Dieser axiale Rohrteil geht durch einen Deckel 311, der auf der gasstromzugewandten Stirn des Filters sitzt und verhindert, dass der Gasstrom ungefiltert in das In nere des Filters eintreten kann. Im Endbereich der Rohrleitung sitzt mindestens ein Sprühkopf 322 zum Besprühen der gesamten Innenwand der zylindrischen Filtereinrichtung.

Der Filterdeckel 311, 312 besteht aus zwei konzentrischen Tei len und bildet im Zusammenbau eine ringförmige Wanne 324, de ren Öffnungsring der Gasströmung zugewandt ist. In dieser Wanne wird Tropfwasser aus dem stromaufwärts davor liegenden Rohrabschnitt 2 aufgefangen und über einen Stutzen 319 abge leitet.

Die Filtereinrichtung besteht aus einem rohrförmigen Ge stell/Gehäuse/Käfig (323), um das mantelartig ein poröses Ma terial 310 als eigentlicher Filter in mindestens einer Lage gelegt ist.

Zwischen der Innenwand des Rohrabschnitts 3 und der Außenwand der Filtereinrichtung besteht ein ringförmiger Freiraum, in den das noch mit Restpartikeln angereicherte Gas einströmt. Die Filtereinrichtung sitzt mit ihrer strömungsabgewandten Stirn auf einer ringförmigen, an der Wand des Rohrabschnitt 3 befestigten Konsole 314, die gleichzeitig mit der Wand des Rohrabschnitts 3 eine ringförmige Wanne zum Auffangen eines Teils des Sprühwassers 320 bildet, das über Stutzen 317 in der Wand des Rohrabschnitts 3 abgeleitet wird. Das mit Partikeln versetzte Gas muß somit durch das Filter, das mit seinem Deckel zwischen der strömungsabgewandten Konsole 314 und einer strömungszugewandten Konsole 313 eingespannt ist. Das durch das Filter gezwängte, und von Partikel befreite Gas tritt als gereinigtes Gas durch die ringförmige Konsole hindurch in die stromabwärts davor liegende Umgebung.

Die Situation im nebengeordneten Anspruch 2 unterscheidet sich von der in Anspruch 1 nur in der Ausgestaltung des zweiten Rohrabschnitts. In diesem besteht das Paket aus geerdeten Elektroden (212) auch aus elektrisch leitendem oder elektrisch nicht leitenden Material, dann aber nur aus einem den Quer schnitt des Rohrabschnitts 2 höchstens ausfüllenden Bündel pa ralleler Röhren 212, die ungeordnet stehen, also sich berühren oder nicht. Diese Röhrenpaket steht auf dem geerdeten Trä ger/Gitter 211 und ist dort positioniert verankert. Im Gegen satz zu der Ausführung nach Anspruch 1 werden die einzelnen Röhrenwände jetzt beidseitig beströmt, d. h. das hierin noch nachzureinigende Gas strömt durch die einzelne Röhre als auch daran außen vorbei. Die Ablagefläche für die Partikel und de ren elektrische Neutralisation daran ist also erheblich, im besten Fall bei gegenseitig Nichtberührung doppelt so groß wie in dem Aufbau des Rohrabschnitts 2 nach Anspruch 1. Zwischen den Röhren 212 strömt kein Kühlmittel, da keine Kammern zur separaten Durchströmung bestehen, es wird also nicht gekühlt. Andrerseits werden die Röhren außen und innen mechanisch nicht unterschiedlich belastet, können dadurch also extrem dünn gehalten werden. Es genügt, wenn die Wandstärke d_Ws einer Röhre 212 in Bezug auf ihren Durchmesser D2 in dem Bereich 0,01 D₂ < 0,1 D₂ gehalten wird.

In den Unteransprüchen 3 bis 9 sind Maßnahmen beschrieben, die zweckmäßig sind und das Reinigungsverfahren weiter erleich tern:
Das Hochspannungsgitter 112 ist über eine Durchführung 117 oder mehr als eine, gleichmäßig um den Umfang des Rohrab schnitts 1 verteilte Durchführungen 117 an eine Hochspannungs quelle angeschlossen ist (Anspruch 3). Eine Durchführung oder alle können auch zur Aufrechterhaltung der Isolationsfestig keit mit einem Sperrgas 116 durchströmt werden (Anspruch 4).

Elektroden 212 ist außen und/oder innen vergrößert ist (An spruch 5), um einerseits wirkungsvoller zu kühlen und andrer seits innen mehr Ablagefläche zu haben (Ansprüche 6 und 7).

Zur wirksameren Ausscheidung der im Gasstrom mitgeführten Ver unreinigungen ist in den Röhren je eine spiralige Einrichtung eingebaut, die das strömende Gas zu einer Wendelbewegung zwingt, wodurch durch zentrifugale Kräfte erzeugt (Anspruch 8) werden.

Das am Boden der geerdeten Elektroden über den dortigen Träger teilweise an den Rand gelangte Abwasser wird ebenfalls abge leitet und der Reinigung zugeführt (Anspruch 9), wie auch das über die Filterdeckel und über die ringförmige Konsole am Bo den des Filters aufgefangene Abwasser, das massereicher an fällt.

Das Verfahren nach Anspruch 10 läuft nach den folgenden Schritten ab:
Vor dem Einleiten des Gases in die Einrichtung wird dasselbe gekühlt und mit Wasserdampf gesättigt.

Der Gasstrom 4 wird an einem Kondensatkollektor 110 vorbei durch eine mit Düsen mit jeweils einem engen Mittelstück ver sehene, geerdete Platte (111) gezwängt, um sich danach in ei nen jeweils konisch öffnenden Ausgangsbereich der Düse in je einen Elektrodenzwischenraum, der aus dem jeweiligen Düsenaus gang und einer dahineinragenden Hochspannungselektrodenspitze (122) gebildet wird, zu expandieren, in dem Aerosolpartikel elektrostatisch geladen werden.

Ein Teil der elektrisch geladenen Aerosolpartikel aus dem Gas strom werden unter Einwirkung einer Raumentladung im weiteren Bereich des Gasstromes durch elektrostatische Abstoßung zwi schen den elektrisch geladenen Partikeln und der geladenen Ae rosolablagerung auf den Innenwänden dieses Bereiches entladen.

Der Gasstrom wird durch ein System von hohlen, geerdeten Elektroden mit gleichzeitiger Ablagerung geladener Aerosole auf der vom Gasstrom berührten Oberfläche der geerdeten Elekt roden geleitet. Dann wird der Gasstrom in den Ringbereich zwi schen einer rohrförmigen Filtereinrichtung und der Wand der Gasleitung durch den Filter aus einem porösen Material ge drückt, wobei die geladenen Partikel in dem Filtermaterial vom Filtermaterial abhängig mehr oder weniger vollständig abgelegt werden. Das so gereinigte Gas wird dann in die stromabwärts liegende Umgebung ausgeleitet. Die Filtereinrichtung wird kon tinuierlich oder periodisch durch Besprühen aus den Sprühköp fen im Innern gewaschen, d. h. die im Filtergewebe abgelegten Partikel mit dem Sprühwasser ausgeschwemmt.

Weitere nützliche Verfahrensschritte sind:
Vor dem Eintritt des Gasstromes in das Paket geerdetere Röhren wird derselbe im Vorraum mit Wasser besprüht (Anspruch 11).

Der durch das Paket der Röhren strömende Gasstrom wird über Durchströmen eines Kühlmittels durch den Röhrenzwischenraum gekühlt, weiter werden die geladenen Partikel, die sich auf der jeweiligen Röhreninnenwand ablagern über die periodische Bewässerung der Innenwände des Röhrenpakets von der stromzuge wandten Stirnseite her entladen. Dadurch, dass dem Gasstrom in den geerdeten Röhren durch die jeweils eingebaute spiralige Einrichtung ein Drall oder eine Drehung verliehen oder aufge zwängt wird, werden die noch mitgeführten Partikel zusätzlich durch zentrifugale Kräfte nach außen und damit an die Innen wand gedrängt, die ankommenden abgelagert elektrisch neutrali siert und abgeschwemmt (Anspruch 13).

Die wirksame Gasreinigung wird bei niedrigem Druckabfall, ge ringer Energieverbrauch für die elektrostatische Ladung, ohne kontinuierliches Sprühen von Wasser für die Reinigung der ge erdeten Elektroden erreicht, wobei Kontinuierliches Sprühen ohne weiteres einstellbar ist.

Das modulare Bauprinzip der Einrichtung und die kleine Bau größe erlauben, sie zur Erweiterung bestehender Gasreinigungs anlagen zu verwenden und sie in ihrer Wirksamkeit der Gasreinigung auf Submikronpartikel zu erweitern. Die Bauelemente sind aus leichten und hinsichtlich des zu reinigenden Gases aus korrosionsbeständigen Materialien gefertigt.

Die Rezyklierung des Sprüh-/Schmutzwassers erlaubt, das Prob lem der Abwassererzeugung für die kommunale Kanalisation zu vermeiden, allenfalls bis auf eine unerhebliche Menge zu be schränken.

Die geerdete Elektrode/Platte mit ihren in ihr über die Stirn fläche gleichverteilten Düsen mit jeweils konisch verjüngendem Gaseingang und konisch aufweitendem Gasausgang der bewirkt den Effekt der gesättigten Gasbeschleunigung und Expansion mit Wasserkondensation, was die Größe und die Anzahl geladener Partikel mit kleinerer Beweglichkeit erhöht. Das führt dann zu der Zone der Raumladung mit hoher Ladungsvolumendichte und si chert die Entladung von Partikeln durch die weitere Gasströ mung an den geerdeten Bauelementen der Anlage.

Zusammengefasst hat die Anlage und das Verfahren zum Betreiben derselben folgende Vorteile:

- die Anlage ist modular aufgebaut;
- die Anlage hat kleine Dimensionen und geringes Gewicht;
- die Bauelemente sind aus für das rohe/ungereinigte Gas aus korrosionsbeständigen Materialien;
- die effektive Reinigung des Gases von Submikronpartikeln;
- der Energieverbrauch zum elektrostatischen Laden der im Gas vorhandenen Partikel ist niedrig;
- der Druckabfall in der Anlage ist niedrig;
- permanentes Besprühen mit Wasser zum Reinigen der Elektroden und des Filters ist nicht notwendig;
- das aufgesammelte Abwasser aus den drei Rohrabschnitten der Anlage wird aufbereitet und wieder für das Verfahren in der Anlage verwendet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher be schrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 die Gesamtansicht im Schnitt,

Fig. 2 den Rohrabschnitt mit Ladeeinrichtung,

Fig. 3 die Perforationen/Düsen in der geerdeten Elektrode,

Fig. 4 die Hochspannungselektroden in der Ladeeinrichtung,

Fig. 5 den Rohrabschnitt mit geerdeten Hohlelektroden in zwei Bauweisen,

Fig. 6 das Beispiel einer geerdeten Elektrode,

Fig. 7 den experimentell ermittelten Verläufe der Konzentra tionsverteilung der Partikel am Eingang und am Ausgang.

Die strömungszugewandte Stirnseite des Röhrenbündels 212 hat von der Hochspannungselektrode 112 der Ladeeinheit einen Ab stand von 1, 5- bis 5mal dem Durchmesser D der geerdeten Elektroden platte. D, die lichte Weite der Gasleitung 1, bzw. 2, bzw. 3, der Gasleitung mit dem zu reinigenden Gas überhaupt, liegt in einem Größenbereich, der mit dem Rohgasvolumenstrom, dividiert durch die zu D korrespondierente Fläche, eine Gasge schwindigkeit zwischen 0,1 und 10 m/sec, vorteilhafterweise zwischen 0,5 und 2 m/sec, erlaubt. Das ist aus der Gasströ mungstechnik bekannt. Daher wird die Dimension entsprechend des Anfalls und der Strömungsgeschwindigkeit festgelegt. Die Länge der geerdeten Elektroden 212, die Röhren 212 leitet sich aus dem entscheidenden Parameter D folgendermaßen ab:

0,5 D < L < 5 D.

Die Anlage zur elektrostatischen Reinigung von Gas/Gas besteht nach der schematischen Darstellung in Fig. 1 aus dem in Strö mungsrichtung ersten Rohrabschnitt 1 mit der elektrostatischen Ladeeinheit 1, dem anschließenden Rohrabschnitt 2 mit der Gruppe geerdeter Elektroden 212, die aus einem Bündel Röhren 212 besteht, und schließlich dem dritten Rohrabschnitt 3 mit der Filtereinrichtung. Die Gasströmung wird durch den Pfeil 4 zu Beginn des ersten Rohrabschnitts 1 für den Eintritt des be lasteten Rohgases und den Pfeil 5 für den Austritt des gerei nigten Gases am Ausgang des dritten Rohrabschnitts angedeutet. Die Rohrabschnitte 1 bis 3 haben hier beispielsweise kreisför migen Querschnitt, jedoch läßt sich die Anlage auch mit einem rechteckigen Querschnitt realisieren.

Stromaufwärts von der elektrostatischen Ladeeinheit 1 sitzt am Eintritt in die Anlage der ringförmige Kollektor 110 an der Innenwand zum Auffangen des an der Rohrleitungszuleitung zur runterlaufenden Kondensatwassers und damit zum Schutz der nachfolgenden elektrostatischen Ladeeinheit. Dieses aufgefan gene Kondensatwasser wird über den Stutzen 118 zur Wiederauf bereitung abgeleitet.

Die geerdete Elektrode 111 der Ladeeinheit 1 ist eine die lichte Weite des Rohrabschnitts 1 abdeckende Platte 111 aus elektrisch leitendem Material, wie Graphit oder korrosionsbe ständiges, mechanisch geeignetes Metall wie Edelstahl. Die Platte hat über den Querschnitt des Rohrabschnitts 1 gleich verteilte Düsen, in Strömungsrichtung gesehen, folgender Struktur:
Den konisch verjüngenden Eintritt 120, die hohlzylindrische Kompressionszone, die Taille, und dann den konisch sich wei tenden Austritt 121. Die drei Einzelstrukturen, Eintritt, Taille, Austritt, reihen sich stetig hintereinander, der Ein- und Austritt sind gleich oder unterschiedlich lang, hier ist der Eintritt etwas kürzer. Die Anzahl Düsen und ihre Durchmes ser hängen von den Bedingungen des technischen Prozesses, vom Volumen des zu reinigenden Gases, von den Bedingungen für die wirksame Ladung des Aerosols und dem minimalen Druckabfall in der Ladungseinheit 1 ab. Andere Düsenformen sind, falls zumin dest ähnlich leistungsfähig, ebenfalls geeignet.

Das mit Hochspannung beaufschlagbare Gitter 112 schließt sich, über den Querschnitt des Rohrabschnitts 1 ausdehnend, an. Es wird über die Durchführung 115 oder um den Umfang gleichver teilte Durchführungen 115 gehalten, über die das Gitter 112 in Grenzen lateral verstellt werden kann. Eine der Durchführungen dient als Hochspannungsverbindung zwischen dem nicht einge zeichneten Netzgerät außerhalb und dem Gitter 112. Alle Durch führungen 115 werden über den Stutzen 11 daran mit Sperrgas 116 beströmt, um am Durchtritt der Durchführungen ins Innere elektrisch stets definierte Verhältnisse zu haben. Diese Sperrgas 116 ist üblicherweise temperiert, muß aber bei dem Anlagenaufbau nicht zwingend sein.

Das Hochspannungsgitter 112 ist so grobmaschig wie möglich und daher mindestens Knoten in der Struktur der Düsenanordnung in der geerdeten Grundplatte 111, auf diesen zu den Düsen korres pondierenden Knoten sind die Elektroden 122 verschraubt und ragen dem Gasstrom entgegen. Je eine Elektrode 113 ragt mit ihrer freien Spitze 122 in den Austritt 121 einer Düse. Das Elektrodengitter 112 samt aufgesetzter Elektroden 113 ist axial und lateral verstell-/justierbar (siehe Fig. 1 bis 4). Das legt die Höhe der Vorentladungsspannung und die Strom dichte im Bereich des Elektrodenzwischenraumes, wo die Parti kelladung stattfindet, fest. Die maximale Stromdichte bei mi nimal angelegter Hochspannung hängt mit der Lage der Spitzen 122 der Elektroden 113 im kritischen Querschnitt den Düsen zu sammen. Die axiale Position der Elektrodenspitze 122 im koni schen Auslauf 121 der Düse ist individuell einstellbar (siehe Fig. 2). Stromabwärts an das Elektrodengitter 112 schließt sich die durch die ionisierten Partikel/Aerosole gebildete Raumladungsvolumen an, das sich vom Hochspannungsgitter 112 bis zu der von der Wand des Rohrabschnitts 2 hereinragenden Wand in seiner Länge erstreckt.

Der Rohrabschnitt 2 mit den geerdeten Elektroden 212 aus dem Bündel Röhren (siehe Fig. 1 Mitte und Fig. 5, Anordnung 2) ist stromabwärts vom Gitter 112 in einer Entfernung von 1,5 bis 5 D eingebaut, D der lichte Durchmesser der Gasleitung 1/2/3 und der oben erklärte charakteristische Dimensionspara meter der geerdeten Elektrode 111. Ein Beispiel für die Anord nung des geerdeten Röhrenbündels 212 ist in Fig. 5 unten dar gestellt. Die lichte Weite der Röhren 212 ist derart, dass eine laminare Gasströmung darin zustande kommt.

Die Röhren 212 als auch die Wände der Rohrabschnitte 1 bis 3 können aus leitendem, wie Graphit oder für den Prozeß inerter Edelstahl, VA, oder nicht leitendem Material, wie PP, PVC, PVDF, GFK, sein, sie können starr oder flexibel sein. Als Ma terial Die Anzahl und der Durchmesser der Röhrenelektroden 212 hängt von den Bedingungen ab, wirksame Sedimentation der gela denen Partikel auf den Elektrodeninnenwänden 212 zu gewähr leisten und minimalem Druckabfall in der Röhrenanordnung ein zuhalten.

Das Bündel der Röhren 212 ist zwischen zwei Lochplatten 213, deren Löcher die lichte Weite der Röhren 212 haben, derartig eingespannt, dass durch jedes Rohr 212 hindurch ein freier Durchgang besteht. Darüber hinaus ist hier das Röhrenbündel 212 durch drei weitere Lochplatten 222, deren Löcher eine lichte Weite gleich dem Außendurchmesser der Rohren 212 haben. Die drei Lochplatten 222 sind äquidistant zwischen den beiden äußeren Lochplatten positioniert und haben an einer Stelle des Randbereiches eine Einbuchtung, so dass ein Kammersystem zwi schen den beiden Äußeren Lochplatten 213 zustande kommt, durch das Kühlmittel mäanderförmig durchgeströmt werden kann. Die beiden äußeren Kammern haben in der Wand des Rohrabschnitts 2 je einen Stutzen 215 und 217, durch die das Kühlmittel aus- bzw. eingelassen wird und von der Außenwand der Röhren 212 Wärme aufnimmt. Diese Kühlung erhöht die Effektivität der Gas reinigung. Wird als Kühlmedium 214 Gas, z. B. Luft mit Umge bungstempertur verwendet, kann die wärmere Abluft 216 als Iso lationsluft/Sperrgas verwendet werden.

Das Röhrenbündel 212 mit den Lochplatten 213 und 222 sitzt mit seiner strömungsabgewandten Stirn auf dem Träger 211, der hier ein Gitter aus gewebeartig zueinander verlaufenden metalli schen Drähten besteht. Diese gesamte Einrichtung liegt auf Erdpotential, bzw. ist geerdet.

Um die Wirksamkeit der Entladung der geladenen Partikel inner halb des Rohrabschnitts 2 zu erhöhen, wird der Gasstrom ge zwungen, zu rotieren. Er wird hier durch die in jede Röhre 212 eingebaute Spirale 229 zu einer Wendelbewegung gezwungen (siehe Fig. 6). Die Spiralen 229 werden hier jeweils durch einen Stab 230 axial gehalten.

Der Sprühkopf 220 ist innerhalb der Gasführung zwischen der Ladegruppe 1 und der Gruppe 2 der geerdeten Elektroden 212 eingebaut. Der Sprühkopf ist derart eingebaut, dass der Sprüh wasserkegel die strömungszugewandte Stirn des Röhrenbündels 212 bzw. die dortige Lochplatte 213 ganz überdeckt. Das inter vallweise bzw. periodische Wassersprühen verringert die Gas temperatur, gewährleistet die Befeuchtung und die Reinigung der inneren Oberfläche der geerdeten Röhren 212 und verbessert so die Aufsammlung geladener Aerosolpartikel. Das Wasser zum Sprühen wird durch die Leitung am Stutzen 219 herangeführt, an deren Ende der Sprühkopf 220 montiert ist. Natürlich kann auch kontinuierlich gesprüht werden.

Die Anordnung 1, in Fig. 5 links, zeigt den Aufbau der Ein richtung zur Nachreinigung des Gases ohne die Kühlung des Röh renpakets, weil keine Strömungskammern wie in Anordnug 2 bestehen, dafür aber die Röhren beidseitig von dem aus der Raum ladungszone kommenden, nachzureinigenden Gas innen und außen angeströmt und die noch vorhandenen geladenen Partikel wei testgehend vollends abgelagert und elektrisch neutralisiert werden. In der Anordnung 1 können sich die Röhren 212 berüh ren. In der Anordnung 2 sollen sich die Röhren wegen der not wendigen Ausbildung von Strömungskammern mit Umströmung aller Röhren nicht berühren, allenfalls können sie sich sehr nahe kommen, so dass sie stets aber kühlmittelumströmt sind.

Stromabwärts im Rohrabschnitt 3 ist die Filtereinrichtung ein gebaut. Das eigentliche Filtermaterial 310 ist aus porösem Ma terial, das das rohrförmige, elektrisch leitende Gittergehäuse hohlzylinderförmig ummantelt. Der Außendurchmesser des Filter käfigs 323 ist kleiner als der Innendurchmesser der Wand des Rohrabschnitts 3, damit besteht ein ringförmiger Zwischenraum. Auf der strömungszugewandten Stirn des Gittergehäuses 323 samt porösem Filtermaterial 310 sitzt der zentral offene Filterde ckel 311, der eine ringförmige Wanne 324 bildet, bündig auf. Der Filterdeckel 311 wird zentral mit dem Deckel 312 ver schlossen, durch den zentral hindurch die vom Stutzen 321 in der Wand des Rohrabschnitts 3 kommende Wasserleitung hindurch geht. Tropfwasser aus dem Gasstrom und von dem Gitter 211 wird darin aufgefangen und über den oder die gleichmäßig um den Um fang des Rohrabschnitts 3 vorhanden Stutzen 319 abgeleitet.

Der Filterkäfig 323 samt Filtermantel 310 steht auf dem Ring 315 und mit diesem in der von der ringförmigen Konsole 314 auf der strömungsabgewandten Seite am Ausgang des Rohrabschnitts 3 entlag der Innenwand und der Innenwand gebildeten Ringwanne. Mit dieser Konsole und über Streben von dem Deckel 312 zu den wenigsten drei um den Umfang gleichmäßig verteilten Konsolen 313 wird die eigentliche Filtereinrichtung zusammen und in Po sition gehalten. Durch diesen Filteraufbau in dem Rohrab schnitt 3 ist der Gasstrom gezwungen, allein über den ringförmigen Zwischenraum durch den Filtermantel 310 zu treten und darin seine aufgesammelten Partikel abzuladen, um dann gerei nigt aus dem Innern des Gittergehäuses zentral durch die ring förmige Konsole am Ausgang auszutreten.

Das über die Sprühköpfe im Endbereich der auf der Achse ver laufenden Leitung austretende Wasser berieselt die Innenwand des Filters und spült die darin abgelegten Partikel aus, die als Filtrat in der ringförmigen Wanne aufgesammelt werden. Diese Filtrat wird über den Filtratauslaß 317 abgelassen.

In einem elektrischen Ersatzschaltbild läßt sich die Auftei lung des Ladegerätestroms I_lade in den über die geerdete Elekt rode 111 aus hier Graphit fließenden Ionisierungsstrom I_erde, den neutralisierenden Strom I_{aerosol I} aus der Hauptabscheidung aus der Ladungszone im Rohrabschnitt 1, den neutralisierenden Strom I_{aerosol II} aus der Nebenabscheidung in dem Röhrenpaket 212 und dem neutralisierenden Strom I_{aerosol III} für die schließliche Restabscheidung im Filter 310/323 aufteilen, also (siehe Fig. 1)

I_lade = I_erde + I_{aerosol I} + I_{aerosol II} + I_{aerosol III}.

Gute elektrische Kontaktierung muß in der Anlage bestehen, um die Reinigung wirkungsvoll und für die Anlage selbst ungefähr lich zu halten.

Das Filtergehäuse 323 kann zylindrisch, rechteckig sein. An dere Geometrien sind, solange sie die Effektivität nicht be einträchtigen, auch einsetzbar.

Die Einrichtung zur elektrostatischen Reinigung des Gases von flüssigen und/oder festen Submikronpartikeln kann von der Ein richtung zur Reinigung und dem wiedereingeleiteten Gebrauch des gereinigten, aufgesammelten Abwassers versorgt werden. Die Einrichtung zur Abwasserreinigung schließt Standardverfahren und Ausrüstung ein. Sie ist in Fig. 1 nicht eingezeichnet.

Die Gasleitung kann ringförmigen oder rechteckigen Querschnitt haben. Eine andere Geometrie kommt auch in Frage, solange sie die Funktion in dieser Effektivität zulässt.

Experimentelle Untersuchungen wurden beispielsweise mit Gasen der Rate 320 m_N3/h aus der Verbrennung von Holz mit einer Durchsatzrate von 36 kg/h durchgeführt. Der Gasstrom wurde ge kühlt und mit Wasserdampf gesättigt, bevor mit 50°C in die Einrichtung zur elektrostatischen Reinigung eingeleitet wurde. Die Partikel-Massenkonzentration betrug 40-60 mg/m³. Die Dia gramme der Partikelkonzentration im stromaufwärtigen und stro mabwärtigen Gasstrom zeigen, dass der Einsatz der Anlage und des Verfahrens zur Gasreinigung eine deutliche Abnahme der Submikronpartikeln-Konzentration im Gasstrom erreicht, und zwar 95-99%. Der Effekt wird bei niedrigem Energieverbrauch für die Partikelladung, etwa 30-50 W, und minimalem Druckab fall, < 300 Pa, und einer korrespondierenden Isolationsluftge bläseleistung von 15 W erreicht. Die Polarität der angelegten Spannung war negativ. Die Konturenmaße der Einrichtung sind: Höhe 1200 mm, Innendurchmesser 360 mm. Während des Experimen tes wurde kein zusätzliche Wasser in den Gasstrom gesprüht. Die Selbstreinigung der geerdeten Elemente der Einrichtung be stand.

Bezugszeichenliste

1

Rohrabschnitt

110

Kollektor

111

Elektrode, Platte

112

Hochspannungselektrode

113

Elektrode

114

Durchführung

115

Hochspannung

116

Sperrgas

117

Stutzen

118

Stutzen

119

Abwasser

120

Düse, konischer Teil

121

Düse, konischer Teil

122

Elektrodenspitze

123

Stellschraube

124

Haltearm

125

Konsole

126

Wand

2

Rohrabschnitt

210

Konsole

211

Träger, Gitter

212

Elektrode, Röhre

213

Stirnplatte

214

Kühlmittel

215

Stutzen

216

Kühlmittel

217

Stutzen

218

Sprühwasser

219

Stutzen

220

Sprühkopf

221

Sprühstrahl

222

Lochplatte

223

Innenwand

224

Außenwand

225

Gasstrom

226

Rohrwand

227

Strömungsraum

228

Draufsicht

229

Spirale, Wendel

230

Achse

231

Abwasser

232

Stutzen

233

3

Rohrabschnitt

310

Material, Filter

311

Deckel

312

Deckel

313

Konsole

314

Konsole

315

Ring, Filterboden

316

Abwasser

317

Stutzen

318

Abwasser

319

Stutzen

320

Sprühwasser

321

Stutzen

322

Sprühkopf

323

Gestell, Gitter

324

Wanne

325

4

Rohgas, Rohgaseingang

5

Reingas, Reingasausgang

3

Rohrabschnitt

Claims

1. Anlage zum elektrostatischen Reinigen von Gas, bestehend aus in Strömungsrichtung:

A) einer in einem ersten Rohrabschnitt (1) eingebauten elektrostatischen Ladeeinheit/-gruppe zur Erzeugung ei ner Koronaentladung, durch die das elektrisch geladene Rohgas (4) hindurchtritt und ein Raumladungsvolumen zur Hauptreinigung bildet,
B) einer sich daran in einem zweiten Rohrabschnitt (2) an schließenden Einheit aus einer Gruppe geerdeter Elektro den zur Nachreinigung und
C) einer sich daran in einem dritten Rohrabschnitt (3) an schließenden Einheit zur Filterung des durchströmenden Gases zur Restreinigung,
wobei
die im ersten Rohrabschnitt (1) eingebaute elektrostati sche Ladeeinheit in Strömungsrichtung folgendermaßen auf gebaut ist:
ringförmig entlang der Innenwand der Gasleitung sitzt ein Kollektor (110) zum Aufsammeln des Kondenswassers von der stromaufwärts liegenden Innenwand der Gasleitung,
über den lichten Querschnitt der Gasleitung sitzt eine geerdete Elektrode (111), die, über einen zentralen Be reich des Querschnitts gleichmäßig oder rotationssymme trisch zur Achse des Rohrabschnitts verteilt, zu dieser Achse parallele Durchgänge/Düsen hat, die in Strömungs richtung jeweils einen konisch zusammenlaufenden, dann einen stetig sich anschließenden, kreisringförmigen und schließlich einen sich ebenfalls stetig anschließenden, konisch auseinanderlaufenden Abschnitt hat,
über mindestens drei um den Umfang gleichverteilten Durchführungen (124) gehalten, sitzt parallel zu der ge erdeten Elektrode (111) zentral ein mit Hochspannung beaufschlagbares Gitter (112), auf dessen Knotenstellen spitz zulaufende Elektroden (113) in der Struktur der Perforationen/Düsen axial verstellbar stehen, die paral lel zur Achse der Gasleitung gerichtet sind und mit ihren Spitzen (122) entgegen der Strömungsrichtung in je einen konisch sich öffnenden Teil (121) der Perforation/Düse ragen, und sich daran im Rohrabschnitt (1) das vorgege bene Volumen mit metallischer Mantelwand zur Ausbildung einer Raumladung anschließt, aus dem die geladenen Verun reinigungen an dieser Mantelwand ablagen,
die im zweiten Rohrabschnitt (2) eingebaute Gruppe geer deter Elektroden (212) folgendermaßen aufgebaut ist:
die Gruppe geerdeter Elektroden (212) besteht aus einem Bündel aus einander sich nicht berührenden Röhren (212), die Achsen der Röhren (212) parallel zueinander und zu der des Rohrabschnitts (2) liegen,
je eine perforierte Deckplatte (213) mit der Perforati onsstruktur des Röhrenbündels (212) sitzt an der strö mungszugewandten und strömungsabgewandten Stirn des Pa kets, so dass zu jedem Rohr (212) ein freier Zu- und Ab gang mit der lichten Weite der Rohre (212) besteht,
äquidistant zwischen den beiden Deckplatten (213) geht das Röhrenbündel (212) durch mindestens eine perforierte Platte (222) mit der Perforationsstruktur des Röhrenbün dels (212), so dass mindestens zwei Kammern zustande kom men, die zueinander einen Zugang haben, und in der Wand des Rohrabschnitts in den beiden durch die beiden Deck platten (213) begrenzten Kammern ein Stutzen (215 bzw. 217) zum Zu- bzw. Ausleiten eines Kühlmittels (214 bzw. 216) zum Kühlen der Röhren (212) angebracht ist,
auf Konsolen (210) an der Innenwand des Rohrabschnitts (2) ein geerdeter, durchlässiger Träger/geerdetes, durch lässiges Gitter (211) verankert ist, auf dem das zusammengehaltene Paket aus den Röhren (212) steht,
der geerdete, durchlässige Träger teilweise Abwasser von den Röhren (212) über einen Stutzen (232) oder mindestens zwei, gleichmäßig um den Umfang des Rohrabschnitts (2) verteilten Stutzen (232) ableitet, und
die strömungszugewandte Stirnseite der Gruppe geerdeter Elektroden (212) von der Ladeeinheit einen Abstand von 1, 5- bis 5mal dem Durchmesser D der geerdeten Elektrode (111) hat,
stromaufwärts, vor dem Paket gebündelter Röhren (212) ein von der Rohrleitungswand kommendes Rohr in das Zentrum des Rohrabschnitts (2) ragt, an dessen Ende ein Sprühkopf (220) sitzt, der mit seiner Sprühachse auf der dortigen Achse der Rohrleitung (2) in einer Entfernung zu der Stirn der nachfolgenden Gruppe geerdeter Elektroden (212) sitzt, so dass der Sprühstrahl daraus die strömungszuge wandte Stirn des Pakets völlig überdeckt und die Röhren (212) innwändig von abgelegten Verunreinigungen gespült werden können,
die im dritten Rohrabschnitt (3) eingebaute Einheit zur Filterung des durchströmenden Gases folgendermaßen aufge baut ist:
eine Rohrleitung geht von der Wand des Rohrabschnitts (3) in das Innere, knickt auf der Achse ab, geht durch einen Teil (312) eines strömungszugewandten Filterdeckels (311, 312) hindurch und ragt in den lichten Bereich einer Fil tereinrichtung, im Endbereich der Rohrleitung sitzt min destens ein Sprühkopf (322) zum Besprühen der Innenwand der Filtereinrichtung vom Gaseintritt her,
der Filterdeckel (311, 312) bildet in seinem Zusammenbau eine ringförmige Wanne, deren Öffnung der Gasströmung zu gewandt ist,
die Filtereinrichtung besteht aus einem rohrförmigen Ge stell/Gehäuse/Käfig (323), um das mantelartig ein poröses Material als Filter in mindestens einer Lage gelegt ist,
zwischen der Innenwand des Rohrabschnitts (3) und der Außenwand des Filters (310) besteht ein ringförmiger Freiraum, in den das Gas einströmt und die restlichen Verunreinigungen vollends ablagert,
die Filtereinrichtung sitzt mit ihrer strömungsabgewand ten Stirn auf einer ringförmigen, an der Wand des Rohrab schnitt (3) befestigten Konsole (314), die gleichzeitig eine ringförmige Wanne zum Auffangen eines Teils des Sprühwassers (320) bildet, das über Stutzen in der Wand des Rohrabschnitts (3) abgeleitet wird,
die Filtereinrichtung (310, 323) samt Filterdeckel (311, 312) zwischen der strömungsabgewandten Konsole (314) und der strömungszugewandten Konsole 313 eingespannt ist.

2. Anlage zum elektrostatischen Reinigen von Gas, bestehend aus in Strömungsrichtung:

A) einer in einem ersten Rohrabschnitt (1) eingebauten elektrostatischen Ladeeinheit/-gruppe zur Erzeugung ei ner Koronaentladung, durch die das elektrisch geladene Rohgas (4) hindurchtritt und ein Raumladungsvolumen zur Hauptreinigung bildet,
B) einer sich daran in einem zweiten Rohrabschnitt (2) an schließenden Einheit aus einer Gruppe geerdeter Elektro den zur Nachreinigung und
C) einer sich daran in einem dritten Rohrabschnitt (3) an schließenden Einheit zur Filterung des durchströmenden Gases zur Restreinigung,
wobei
die im ersten Rohrabschnitt (1) eingebaute elektrostati sche Ladeeinheit in Strömungsrichtung folgendermaßen aufgebaut ist:
ringförmig entlang der Innenwand der Gasleitung sitzt ein Kollektor (110) zum Aufsammeln des Kondenswassers von der stromaufwärts liegenden Innenwand der Gaslei tung,
über den lichten Querschnitt der Gasleitung sitzt eine geerdete Elektrode (111), die, über einen zentralen Be reich des Querschnitts gleichmäßig oder rotationssymme trisch zur Achse des Rohrabschnitts verteilt, zu dieser Achse parallele Durchgänge/Düsen hat, die in Strömungs richtung jeweils einen konisch zusammenlaufenden, dann einen stetig sich anschließenden, kreisringförmigen und schließlich einen sich ebenfalls stetig anschließenden, konisch auseinanderlaufenden Abschnitt hat,
über mindestens drei um den Umfang gleichverteilten Durchführungen (124) gehalten, sitzt parallel zu der ge erdeten Elektrode (111) zentral ein mit Hochspannung beaufschlagbares Gitter (112), auf dessen Knotenstellen spitz zulaufende Elektroden (113) in der Struktur der Perforationen/Düsen axial verstellbar stehen, die paral lel zur Achse der Gasleitung gerichtet sind und mit ih ren Spitzen (122) entgegen der Strömungsrichtung in je einen konisch sich öffnenden Teil (121) der Perfora tion/Düse ragen, und sich daran im Rohrabschnitt (1) das vorgegebene Volumen mit metallischer Mantelwand zur Aus bildung einer Raumladung anschließt, aus dem die gelade nen Verunreinigungen an dieser Mantelwand ablagen,
die im zweiten Rohrabschnitt (2) eingebaute Gruppe geer deter Elektroden (212) folgendermaßen aufgebaut ist:
die Gruppe geerdeter Elektroden (212) besteht aus einem Bündel ungeordneter, paralleler, einander sich nicht be rührender oder nicht berührender Röhren (212),
die auf einem geerdeten, durchlässigen Träger/Gitter (211) sitzen und positioniert verankert sind,
der geerdete, durchlässige Träger teilweise Abwasser von den Röhren (212) über einen Stutzen (232) oder mindes tens zwei, gleichmäßig um den Umfang des Rohrabschnitts (2) verteilten Stutzen (232) ableitet, und
die Wandstärke d_Ws der Röhren (212) aufgrund der Gleich belastung von innen und außen, auf den Röhrendurchmesser D₂ bezogen, im Bereich dünn ist und im Bereich
0,01 D₂ < d_Ws < 0,1 D₂,
liegt, die strömungszugewandte Stirnseite der Gruppe geerde ter Elektroden (212) von der Ladeeinheit einen Abstand von 1, 5- bis 5mal dem Durchmesser D der geerdeten Elektrode (111) hat,
stromaufwärts, vor dem Paket gebündelter Röhren (212) ein von der Rohrleitungswand kommendes Rohr in das Zentrum des Rohrabschnitts (2) ragt, an dessen Ende ein Sprühkopf (220) sitzt, der mit seiner Sprühachse auf der dortigen Achse der Rohrleitung (2) in einer Entfernung zu der Stirn der nach folgenden Gruppe geerdeter Elektroden (212) sitzt, so dass der Sprühstrahl daraus die strömungszugewandte Stirn des Pa kets völlig überdeckt und die Röhren (212) innwändig von ab gelegten Verunreinigungen gespült werden können,
die im dritten Rohrabschnitt (3) eingebaute Einheit zur Fil terung des durchströmenden Gases folgendermaßen aufgebaut ist:
eine Rohrleitung geht von der Wand des Rohrabschnitts (3) in das Innere, knickt auf der Achse ab, geht durch einen Teil (312) eines strömungszugewandten Filterdeckels (311, 312) hindurch und ragt in den lichten Bereich einer Filterein richtung, im Endbereich der Rohrleitung sitzt mindestens ein Sprühkopf (322) zum Besprühen der Innenwand der Filterein richtung vom Gaseintritt her,
der Filterdeckel (311, 312) bildet in seinem Zusammenbau eine ringförmige Wanne, deren Öffnung der Gasströmung zuge wandt ist,
die Filtereinrichtung besteht aus einem rohrförmigen Ge stell/Gehäuse/Käfig (323), um das mantelartig ein poröses Material als Filter in mindestens einer Lage gelegt ist, zwischen der Innenwand des Rohrabschnitts (3) und der Außen wand des Filters (310) besteht ein ringförmiger Freiraum, in den das Gas einströmt und die restlichen Verunreinigungen vollends ablagert,
die Filtereinrichtung sitzt mit ihrer strömungsabgewandten Stirn auf einer ringförmigen, an der Wand des Rohrabschnitt (3) befestigten Konsole (314), die gleichzeitig eine ring förmige Wanne zum Auffangen eines Teils des Sprühwassers (320) bildet, das über Stutzen in der Wand des Rohrab schnitts (3) abgeleitet wird,
die Filtereinrichtung (310, 323) samt Filterdeckel (311, 312) zwischen der strömungsabgewandten Konsole (314) und der strömungszugewandten Konsole 313 eingespannt ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Hochspannung beaufschlagbare Gitter (112) über seine Durchführungen (124) in seiner Ebene und senkrecht dazu justierbar ist, wobei die Durchführungen (124) zur Si cherung der Isolationsfestigkeit über je einen Gasstutzen (117) mit einem Sperrgas (116) beströmt werden können.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter über mindestens eine Durchführung (124) an eine Hochspannungsquelle angeschlossen ist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhren (212) aus metallischem oder nicht metallischem Mate rial sind und die Oberfläche derselben aus dem Paket von Elektroden (212) außen und/oder innen vergrößert ist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhren (212) Wellmantelrohre sind.

7. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kammerräumen außen auf den Röhren (212) Ringscheiben gut wärme leitend aufgezogen sind.

8. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 und 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in den Röhren (212) je eine Einrichtung (229) zur Strömungslenkung eingebaut ist, die der Gasströmung eine wendelförmige Bewegung aufzwingt.

9. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 und 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Stutzen (217), dem Ausgang des in dem Rohrenpaket erwärmten Kühlmittels (216) eine Rohrleitung zu einem Reservoir des Sperrgases führt.

10. Verfahren zum elektrostatischen Reinigen von Gas mit einer Anlage gemäß den Anspüchen 1 bis 9, bestehend aus den Schritten:

A) vor Einleiten des Gases in die Anlage wird dasselbe ge kühlt und mit Wasserdampf gesättigt;
B) der Gasstrom (4) wird an einem Kondensatkollektor (110) vorbei durch eine mit Düsen mit jeweils einem engen Mit telstück versehene, geerdete Platte (111) geströmt, um sich danach in einen jeweils konisch öffnenden Ausgangs bereich der Düse in je einen Elektrodenzwischenraum, der aus dem jeweiligen Düsenausgang und einer dahineinragen den Hochspannungselektrodenspitze (122) gebildet wird, zu expandieren, in dem in einer Koronaentladung im Gas strom mitgenommene Aerosolpartikel elektrostatisch gela den werden, die ein ab der mit Hochspannung beaufschlag baren Elektrode (112) stromabwärtiges Volumen als Raum ladung füllen, aus dem hauptsächlich über elektrostati sche Abstoßung gleichnamig geladener Partikel und ther mische Bewegung dieselben an der durch die Befeuchtung elektrisch leitfähigen, geerdeten Mantelinnenwand (2) neutralisiert und abgelagert werden,
C) Weiterführen des Gasstroms durch ein an Erdpotential ge legtes Paket hohler Röhren (212), das auf einem geerde ten Träger/Gitter (211) steht, auf deren Innenwand sich im Gasstrom verbliebene, elektrisch geladene Partikel anlagern, wobei das Röhrenpaket (212) durch je eine Scheibe an der Stirn, mindestens eine Stützscheibe da zwischen und die anliegende Wand des Rohrabschnitts (2) ein mit Kühlmittel (214/216) durchströmbares Kammersys tem bildet, das von den Röhren (212) von deren Außenwand Wärme abnimmt,
Weiterführen des Gasstromes in den Ringbereich zwischen einer rohrförmigen Filtereinrichtung (310/323) und der Wand des Rohrabschnitts (3) und Strömen des Gasstromes durch das Filter aus einem porösen Material (310), wobei die schließlich noch im Gasstrom verbliebenen Partikel vollends auf dem porösen Material abgelegt werden, um über innwändiges kontinuierliches oder periodisches An sprühen des Filters über Sprühköpfe (322) daraus ausge spült, über eine ringförmige Wanne (314), in der das Filter steht, aufgesammelt und über einen daran ange schlossenen Stutzen (317) angeleitet zu werden,
schließlich Ausleiten des gereinigten, elektrisch neut ralen Gases (5) durch die zentrale Bodenöffnung des Fil ters in die stromabwärts davor liegende Umgebung.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Querschnittsstruktur des Röhrenpakets (212) der Gasströmung zugewandte durchlöcherte Stirnscheibe zur Rei nigung der Röhreninnenwände über einen davor sitzenden Sprühkopf (220), diese Stirnseite voll abdeckend, perio disch mit Wasser besprüht wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das Paket der Röhren strömende Gasstrom durch Durchströmen eines Kühlmittels durch den Röhrenzwischenraum gekühlt wird und sich geladene Partikel auf der jeweiligen Röhreninnenwand ablagern und entladen.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom innerhalb der Röhren (212) durch eine einge baute spiralige Einrichtung (229) zu einer Drehbewegung ge zwungen wird und die mitgenommen Partikel beim Durchgang dadurch zentrifugale Kräfte erfahren, die sie an die Innen wand der Röhren (212) drängen, ablagern und, da das Paket über den Träger (211) geerdet ist, elektrisch neutralisie ren.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgeleitete, erwärmte Kühlmittel (216) über eine Rohr leitung zu einem Reservoir des Sperrgases geleitet wird und diese darin über einen Wärmetauscher erwärmt, oder dass das ausgeleitete Kühlmittel, falls gasförmig, direkt als Sperr gas verwendet wird.

15. Verfahren zum elektrostatischen Reinigen von Gas mit einer Anlage gemäß den Anspüchen 2 bis 4, bestehend aus den Schritten:

A) vor Einleiten des Gases in die Anlage wird dasselbe ge kühlt und mit Wasserdampf gesättigt;
B) der Gasstrom (4) wird an einem Kondensatkollektor (110) vorbei durch eine mit Düsen mit jeweils einem engen Mit telstück versehene, geerdete Platte (111) geströmt, um sich danach in einen jeweils konisch öffnenden Ausgangs bereich der Düse in je einen Elektrodenzwischenraum, der aus dem jeweiligen Düsenausgang und einer dahineinragen den Hochspannungselektrodenspitze (122) gebildet wird, zu expandieren, in dem in einer Koronaentladung im Gas strom mitgenommene Aerosolpartikel elektrostatisch gela den werden, die ein ab der mit Hochspannung beaufschlag baren Elektrode (112) stromabwärtiges Volumen als Raum ladung füllen, aus dem hauptsächlich über elektrostati sche Abstoßung gleichnamig geladener Partikel und ther mische Bewegung dieselben an der durch die Befeuchtung elektrisch leitfähigen, geerdeten Mantelinnenwand (2) neutralisiert und abgelagert werden,
Weiterführen des Gasstroms durch ein an Erdpotential ge legtes Paket hohler Röhren (212), das auf einem geerde ten Träger/Gitter (211) steht, auf deren Innen- und Außenwand sich im Gasstrom verbliebene, elektrisch gela dene Partikel anlagern, neutralisiert und abgespült wer den,
Weiterführen des Gasstromes in den Ringbereich zwischen einer rohrförmigen Filtereinrichtung (310/323) und der Wand des Rohrabschnitts (3) und Strömen des Gasstromes durch das Filter aus einem porösen Material (310), wobei die schließlich noch im Gasstrom verbliebenen Partikel vollends auf dem porösen Material abgelegt werden, um über innwändiges kontinuierliches oder periodisches An sprühen des Filters über Sprühköpfe (322) daraus ausge spült, über eine ringförmige Wanne (314), in der das Filter steht, aufgesammelt und über einen daran ange schlossenen Stutzen (317) angeleitet zu werden,
schließlich Ausleiten des gereinigten, elektrisch neut ralen Gases (5) durch die zentrale Bodenöffnung des Fil ters in die stromabwärts davor liegende Umgebung.