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Anlage mit Ringspaltwascher zur Entstaubung von Konverterabgasen und Verfahren zum Betrieb derselben
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passt. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist auf die einzelnen Ringspaltwascher ein drallerzeugender Leitschaufelkranz aufgesetzt und dieser von einem Abscheidemantel umgeben. Zweckmässig besteht der Leitschaufelkranz aus einer Vielzahl von parallel zur Ringspaltwascherachse angeordneten Leitschaufeln und ist dieser Leitschaufelkranz durch eine Prallhaube oder Umlenkhaube nach oben hin abgeschlossen. Der Ringspaltwascher kann einen birnenförmigen Einbaukörper aufweisen, der aus zwei gegeneinander gesetzten Kegelstümpfen aufgebaut ist, wobei der Düsenmantel parallel zu dem oberen Kegelstumpf eingezogen ist. Zweckmässig ist der Einbaukörper höhenverstellbar und dadurch die Spaltbreite einstellbar.
Ein besonderer Vorschlag der Erfindung geht dabei im Rahmen eines Verfahrens zum Betrieb der beschriebenen Anlage dahin, dass die einzelnen Ringspalte der Wascher nach Massgabe der zu entstaubenden Gasmenge stets so gewählt sind, dass zwischen dem unteren Waschturmteil und dem oberen Waschturmteil eine Druckdifferenz von 700 bis 1000 mm Wassersäule herrscht.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, dass mit der erfindunggemässen Anlage insbesondere die Abscheidung feiner und feinster Staubteilchen aus pro Zeiteinheit in unterschiedlichen Mengen anfallenden Konverterabgasen durchführbar ist. Ferner ist die erfindungsgemä- sse Anlage wenig platzaufwendig und lässt sich daher in einem Hüttenwerk leicht unterbringen. Dieses ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, dass im Unterteil des Waschturms bereits eine Abscheidung und Auswaschung der groben Staubteilchen stattfindet. Im übrigen erfahren die heissen Konverterabgase im Waschturm jedoch eine weitgehende Aufsättigung mit Wasserdampf durch eben den Waschvorgang.
Im Ringspaltwascher wiederum liegen durch Veränderung des von der Strömungsgeschwindigkeit abhängigen statischen Druckes im Ringspaltwascher selbst die thermodynamischen Verhältnisse so, dass eine Kondensation des Wasserdampfes an den feinen und feinsten Staubteilchen, die somit Kondensationskerne bilden, stattfindet, so dass im Ringspalt die Staubteilchen sich durch Kondensation mit einem Wassertropfen umgeben, der dann unschwer ausgewaschen und abgeschieden werden kann.
Im übrigen lässt sich mit der erfindungsgemässen Anlage zur Entstaubung von Konverterabgasen unschwer eine Anpassung an unterschiedliche Abgasmengen durch Einstellung der einzelnen Ringspaltwascher, insbesondere durch Einstellung der Ringspaltraumbreite mit einfachen regeltechnischen Massnahmen, ermöglichen. Zweckmässig wird dabei im Ringspaltwascher nach Massgabe der zu entstaubenden Gasmenge der Ringspalt so eingestellt, dass eine Strömungsgeschwindigkeit von 60 m pro Sekunde herrscht.
Bei dieser Betriebsweise eignet sich die erfindungsgemässe Anlage zur Entstaubung von Abgasen, die 50 mg bis 10 g auch aerosolfeinen Staub mit-
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erfindungsgemässen Anlage somit einmal die Geschwindigkeit oder auch die Druckdifferenz als Istwert messen und diesen Istwert mit einem vorgegebenen Sollwert vergleichen sowie nach Massgabe der Differenz die Spaltbreite verändern. Die zum Einsatz kommenden Wassermengen sollen dabei etwa 1 - 2 I pro Betriebskubikmeter Gas betragen. Je nach der Grösse des gewünschten Abscheidegrades bzw. den Eigenschaften des zu behandelnden dispersen Systems, d. h. des staubb. eladenen Gases, ist es möglich, den Druckverlust in der erfindungsgemässen Anlage zwischen 10 mm Wassersäule und 200 mm Wassersäule durch Verstellen der Einbaukörper stufenlos beliebig einzustellen.
In Sonderfällen kann man sogar die inkompressible Gasströmung verlassen und Mischgeschwindigkeiten einstellen, die oberhalb der Schallgeschwindigkeit liegen. Jedenfalls kann die für die Entstaubung aufgewandte Energie so dem Grad der Verunreinigung und der Feinheit der Stäube angepasst werden. Wenn hohe Reinheitsgrade erzielt werden sollen, ist naturgemäss auch der Energieverbrauch entsprechend gross. Für die maschinenreine Entstaubung von Hochofengas mit einem Endstaubgehalt unter 3 mg/Nm3 arbeitet die erfindungsgemässe Anlage einwandfrei bei einem Druckverlust von 130 mm Wassersäule bei einem Wasserverbrauch von insgesamt 3 1 pro Betriebskubikmeter. Der zu dem genannten Entstaubungsgrad gehörende Anfangsstaubgehalt darf dabei 10 bis maximal 30 g pro Betriebskubikmeter betragen.
Jedenfalls ist von besonderem Vorteil die Anordnung des Leitschaufelkranzes und des umgebenden Abscheidemantels, da hiebei die Strömungsenergie des zu reinigenden Gases ohne grossen Aufwand zur Erhöhung des Abscheidegrades weiter ausgenutzt wird.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert ; es zeigen Fig. 1 teilweise im Schnitt die Seitenansicht einer erfindungsgemässen Anlage zur Entstaubung von Konverterabgasen, Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Gegenstand nach Fig. l, Fig. 3 in gegenüber den Fig. 1 und 2 starker Vergrösserung einen einzelnen Ringspaltwascher aus der erfindungsgemässen Anlage, Fig. 4 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 3, Fig. 5 eine Abwandlung des Gegenstandes nach Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 4 und Fig. 7 schematisch im Horizontalschnitt eine Vorrichtung zur Einstellung der Einbaukörper.
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Die in den Figuren dargestellte Anlage dient zur Entstaubung von Konverterabgasen und ähnlichen industriellen Abgasen, die mengenmässig stark schwanken. Die erfindungsgemässe Anlage besteht dabei in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem Wasch turm 1, in dem eine Vielzahl von parallelgeschalteten Ringspaltwaschern 2 angeordnet sind. Die einzelnen Ringspaltwascher 2 bestehen ihrerseits aus einem Düsenmantel 3 und einem birnenförmigen Einbaukörper 4. Zur Einstellung der Ringspaltbreite 5 sind diese beiden Bauelemente relativ zueinander im Ausführungsbeispiel in axialer Richtung verstellbar.
Der Waschturm 1 besitzt in etwa mittlerer Höhe einen Zwischenboden 6, in dem die erwähnten Ringspaltwascher 2 längs eines Kreises angeordnet und montiert sind. Der untere Teil des Waschturms 1 dient auf diese Weise als Gaskühler 7, die Ringspaltwascheranordnung 2 dient als Mischer und der obere Waschturmteil dient als Wasserabscheider 8. Die Vermischung von Gas und Waschwasser kann auf diese Weise ohne Schwierigkeiten erfolgen. Der eigentliche Trennungsvorgang vollzieht sich im Wasserabscheider 8, der bei der dargestellten Ausführungsform gleichsam mehrstufig arbeitet. In der ersten Stufe wird dabei in einer Art Fliessbettverfahren dafür gesorgt, dass die aus dem Mischer austretenden freien Sprühnebel zu grossen, leicht abscheidbaren Tropfen koagulieren. In der anschliessenden, mit Prallwirkung arbeitenden Stufe werden die groben Tropfen vollständig abgeschieden.
In der dritten Stufe vollzieht sich dann die Entnebelung des Gases. Der Gaseintritt ist mit Ge, der Gasaustritt mit Ga bezeichnet worden.
Wie sich insbesondere aus der Fig. 3 ergibt, besitzt der Ringspaltwascher 2 einen birnenförmigen Einbaukörper 4, der aus zwei gegeneinander gesetzten Kegelstümpfen 9,10 aufgebaut ist, die über ein zylindrisches Zwischenstück 11 übereinander angeschlossen sein können. Der Düsenmantel 3 ist parallel zu dem oberen Kegelstumpf 10 eingezogen, so dass durch eine Bewegung des Einbaukörpers 4 in Richtung der Achse 12 die Spaltbreite einstellbar ist. Über entsprechende, in den Figuren nicht dargestellte, Stellmotore kann so auf einfache Weise die Einstellung der Spaltbreite 5 erfolgen. Zu erwähnen ist noch, dass die Neigungswinkel der Kegelstümpfe 9,10 weitgehend beliebig gewählt werden können.
Die Düsen 13, mit denen das Waschwasser eingesprüht wird, befinden sich unter den Einbaukörpern 4, u. zw. sind die Düsen 13 so gewählt, dass der Sprühkegel 14 dem unteren Kegelstumpf 9 angepasst ist.
Die Breite des Spaltes 5 zwischen Düsenmantel 3 und oberem Kegelstumpf 10 des Einbaukörpers 4 soll nach der Erfindung so gewählt werden, dass unabhängig von der durchgesetzten Gasmenge die Strömungsgeschwindigkeit im Ringspalt 5 stets etwa 60 - 90 m pro Sekunde beträgt, wobei das zu behandelnde Gas 10 - 50 mg bis 10 g oder mehr Staub mitführen kann. Die Behandlungswassermenge soll zwischen 1 und 3 l pro Betriebskubikmeter Gas liegen.
Die Ausführungsform nach den Fig. 4 - 6 entspricht in ihrem grundsätzlichen Aufbau der beschriebenen Ausführungsform der Ringspaltwascher 2. Insoweit sind auch die gleichen Bezugszeichen eingesetzt worden. Auf die einzelnen Ringspaltwascher 2 ist jedoch ein Drall erzeugender Leitschaufelkranz 15 aufgesetzt worden, der seinerseits von einem Abscheidemantel 16 umgeben ist. Der Leitschaufelkranz 15 besteht dabei im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform aus einer Vielzahl von parallel zur Ringspaltwascherachse 12 angeordneten Leitschaufeln 17 und ist durch eine Prallhaube 18 (Fig. 5) oder durch eine Umlenkhaube 19 (Fig. 6) nach oben hin abgeschlossen. Die Leitschaufeln 17 können um ihre Achse einstellbar sein. Sie sind im übrigen an oberen und unteren Tragringen 20 befestigt.
Der Abscheidemantel 16 ist über die Halterung 21 an den Leitschaufelkranz 15 angeschlossen.
Der Einbaukörper 4 kann bei allen Ausführungsformen auf verschiedene Weise höhenverstellbar ausgeführt sein. Fig. 7 deutet an, wie eine derartige Höhenverstellung auf einfache Weise erreicht werden kann. Hier ist an der in axialer Richtung des Ringspaltwaschers 2 verlaufenden Tragstange 22 eine Hubstange 23 angeschlossen, die ihrerseits über einen Stellmotor 24 auf-und niederbewegt werden kann. Der Stellmotor 24 wird in der beschriebenen Weise gesteuert, so dass die Einstellung der Spaltbreite 5 nach Massgabe der Betriebsbedingungen erfolgt. Die erwähnte, in axialer Richtung angeordnete Tragstange 22 des Einbaukörpers 4 ist im übrigen in der Prallhaube 18 durch Rollen 25 geführt und durch eine Manschette 26, die harmonikaartig ausgeführt ist, dicht abgeschlossen.
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