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Die Erfindung bezieht sich auf eine Rauchgaswaschanlage mit wenigstens zum Teil versetzt zueinander angeordneten Kugelkörpern mit einer über den Kugelkörpern angeordneten Wasserzufuhrleitung und einer durch den zwischen den Kugelkörpern verbleibenden Raum verlaufenden Rauchgasführung.
Bei einer bekannten Ausgestaltung einer Rauchgaswaschanlage sind horizontal verlaufend in einem Behälter angeordnete, schienenartige Prallkörpern vorgesehen, welche im Querschnitt gesehen aus horizontalen
Abschnitten und rechtwinkelig nach unten gebogenen Enden bestehen. Durch die Massnahmen entstehen an der
Oberseite der Prallkörper ebene Flächen von nicht unwesentlicher Breite, die eine störungsfreie und wirtschaftliche Rauchgasreinigung unmöglich machen. Bekanntlich sind gerade in den Rauchgasen hohe Anteile von Festkörpern, die durch das Waschen aus dem Rauchgas ausgeschieden werden. Infolge dieser Ausscheidung werden sich bei dieser bekannten Ausführung immer mehr solcher Partikel an der Oberseite der Prallschienen absetzen, so dass mit der Zeit der Durchgangsquerschnitt für die Rauchgase wesentlich verringert wird.
Von Zeit zu Zeit ist daher ein komplettes Reinigen der Rauchgaswaschanlage und somit eine Unterbrechung des Betriebes erforderlich. Da sich solche Partikel ausserdem festsetzen werden, wird eine Reinigung durch Zuführen von
Wasser unter Hochdruck allein kaum möglich sein, sondern es würde der Ausbau dieser Prallkörper erforderlich.
Dies hätte einen mehrtätigen Stillstand dieser Anlage zur Folge.
Bei einer weiteren bekannten Ausführung sind in der Rauchgaswaschanlage Packungsteile eingesetzt, welche aus Kugeln, Ringen, Siebtrögen u. dgl. bestehen. Diese Packungsteile sollen eine gründliche Gas-Flüssigkeits-Kontaktierung bewirken. Bei dieser Ausführung werden die Rauchgase von unten nach oben durch die Packungsteile geführt, so dass sich nach kurzer Zeit gerade der unterste Bereich dieser Packungsteile vollkommen verstopfen wird, so dass weder das Wasser von oben noch die Gase von unten durchdringen können.
Hier wird zusätzlich durch die sehr kleinen Packungsteile eine Gefahr der Verstopfung entstehen, da die Durchgangsquerschnitte zwischen den einzelnen Kugelkörpern nur sehr klein sind. Ausserdem ist bei einer derartigen Anlage die Absauganlage sehr gross auszulegen, da die Rauchgase entgegen der Durchgangsrichtung des Wassers angesaugt werden müssen. Das Wasser hat bei dieser bekannten Ausführung die Aufgabe, die verschiedenen abgesonderten Substanzen nach abwärts zu befördern. Da aber das Rauchgas durch das Packungsbett sich in ständiger Aufwärtsbewegung befindet und dabei auf die im Packungsbett abgesonderten Substanzen ein ständiges Anheben bewirkt, kann das nach abwärts sickernde Wasser nicht in der Lage sein, sämtliche in den kleinen Zwischenräumen und Kerben hineingetragenen und hineingesaugten Feststoffteilchen u. ähnl. nach abwärts zu befördern.
Durch diesen dauernden Vorgang ist, wie schon ausgeführt, diese Anlage sehr anfällig auf Verstopfung und Bildung eines Rauchgasstromkanales durch das Packungsbett. Die Packungsteile gemäss dieser bekannten Ausführung werden, auch wenn es Kugeln sind, in einem Schüttverfahren eingebracht.
Diese Kugeln haben einen sehr kleinen Durchmesser, so dass der zwischen den benachbarten Kugeln verbleibende Raum für einen ausreichenden Durchgangsquerschnitt zu klein wird.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Rauchgaswaschanlage zu schaffen, mit der ein einwandfreies Ausscheiden der Feststoffpartikel aus Rauchgas gewährleistet ist und welche trotzdem einen konstruktiv einfachen Aufbau aufweisen kann.
Erfindungsgemäss wird hiezu vorgeschlagen, dass bei einer Rauchgaswaschanlage der eingangs angeführten Art die einen Durchmesser von wenigstens 20 cm aufweisenden Kugelkörper lagenweise übereinander in einem zylindrischen Behälter angeordnet sind, wobei in jeder Lage ein mittiger Kugelkörper und eine oder mehrere, ringförmig diesen umgebenden Reihen weiterer Kugelkörper vorgesehen sind, deren summierte Querschnittsfläche gemeinsam mit der Querschnittsfläche des mittigen Kugelkörpers gleich ist der Differenz der Querschnittsflächen von Behälter und Rauchgaszufuhrleitung, dass der Durchmesser der mittig angeordneten Kugelkörper um etwa 1/10 kleiner ist als der Durchmesser der weiteren Kugelkörper und dass die Rauchgase von oben nach unten durch die mit Kugelkörpern besetzte Waschanlage geführt sind.
Durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemässen Rauchgaswaschanlage kann der Umlauf des Reinigungswassers solange durchgeführt werden, bis dieses Wasser bereits infolge der Aufnahme der Rauchgaspartikel eine sahneförmige Struktur besitzt. Auch dann ist noch der komplette Durchgang des gesamten Wassers gewährleistet, da sich an der Oberfläche und insbesondere an der Oberseite der Kugelkörper keine ebenen Flächen befinden. Es ist also sehr wesentlich, wie der Querschnitt der Prallkörper in vertikaler Richtung gesehen ausgestaltet ist.
Die Verwendung einer solchen Rauchgaswaschanlage kann daher mit dem gleichen Wasser wesentlich länger erfolgen, als dies bei einer bekannten Anlage der Fall ist, und insbesondere ist auch bei der erfindungsgemässen Ausführung keine Wartung insofern erforderlich, als die Kugelkörper einer besonderen Reinigung unterzogen werden müssen. Durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung ist ein fortwährender Betrieb möglich, da lediglich von Zeit zu Zeit ein neues Umlaufmedium erforderlich ist, was beispielsweise durch Bildung von Ersatzbecken oder durch Anordnung von zwei getrennt voneinander vorgesehenen Wasserbehältern möglich ist.
Ein entsprechender Durchmesser der Kugelkörper ist unbedingt erforderlich, da gerade durch diese Massnahme der Durchgangsquerschnitt zwischen einzelnen nebeneinanderliegenden Kugelkörpern die erforderliche Grösse erhält, so dass keine Funktionsbeeinträchtigung eintreten kann.
Durch die Massnahme, dass die Rauchgasführung von oben nach unten verläuft, wird eine wesentliche Verbesserung geschaffen, da eine solche Führung den ordnungsgemässen Betrieb der gesamten
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Rauchgaswaschanlage positiv beeinflusst. Nur dadurch, dass die Flüssigkeit und die Rauchgase in der gleichen
Richtung laufen, kann eine ausreichende Durchmischung und Mitnahme gewährleistet werden.
Bei einer Schüttung von Kugelkörpern, wie dies bei der bekannten Ausführung der Fall ist, kann nicht darauf geachtet werden, dass die einzelnen Lagen genau übereinanderliegen oder ob ein mittiger Kugelkörper vorhanden ist, um welchen sich die nächstfolgenden Kugelkörper wie einzelne Reihen ringförmig anordnen.
Gerade durch diese Anordnung ist auch eine genaue Berechnung des freibleibenden Durchgangsquerschnittes für das Rauchgas und für das Wasser möglich, da ja eine exakt symmetrische Zuordnung der einzelnen Kugelkörper erfolgt. Gerade durch diese genaue Berechnungsmöglichkeit kann auch die Rauchgaswaschanlage den
Erfordernissen, d. h., der anfallenden Menge von zu waschendem Rauchgas, angepasst werden.
In der nachstehenden Beschreibung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles die Erfindung noch näher erläutert.
In der Zeichnung ist eine zweistufige Rauchgaswaschanlage gezeigt. Die Rauchgase werden über die Rauchgaszufuhrleitung--l--einem zylindrischen Behälter --2-- zugeführt, in welchem Kugelkörper--3 und 5--angeordnet sind. Die Rauchgase führen dann durch diesen Behälter --2-- nach unten und gelangen über eine Verbindungsleitung--6--, eine Vakuumpumpe --7-- und eine weitere Verbindungsleitung --8-- in den zweiten Behälter-9-, in welchem die Rauchgase nochmals gefiltert werden. Von diesem
Behälter --9-- führt dann ein Rohr--10--weg zum Ableiten der gereinigten Rauchgase.
Der Rauchgaswaschanlage sind ferner Wasserzufuhrleitungen--11 und 12--zugeordnet, welche für die
Zufuhr von Frischwasser bzw. Umlaufwasser dienen.
Wie schon erwähnt, sind in dem zylindrischen Behälter --2-- der Rauchgaswaschanlage Kugelkörper - 3 und 5--vorgesehen, wobei diese Kugelkörper einen Durchmesser von wenigstens 20 cm aufweisen. Ferner sind diese Kugelkörper lagenweise übereinander angeordnet, wobei in jeder Lage ein mittiger Kugelkörper --3-- und eine oder mehrere ringförmig diesen umgebenden Reihen weiterer Kugelkörper-5--vorgesehen sind. Die summierte Querschnittsfläche der Kugeln--3 und 5--einer Lage entspricht der Differenz der Querschnittsflächen des Behälters --2-- und der Rauchgaszufuhrleitung --1--. Es ist dadurch eine Abstimmung mit der Menge des zu reinigenden Rauchgases zu schaffen.
Die mittig übereinander angeordneten Kugelkörper --3-- sind gleichachsig übereinander vorgesehen, wogegen die ringförmig diese umgebenden Kugelkörper lagenweise versetzt zueinander angeordnet sind. Daraus ergibt sich auch, dass der Durchmesser der mittig angeordneten Kugelkörper--3--um etwa 1/10 kleiner ist als der Durchmesser der weiteren Kugelkörper--5--.
Im Bereich der Ansatzstelle der Verbindungsleitung--6--am Behälter--2--ist auch der Ablass für das Schmutzwasser vorgesehen. Es wird hier eine Sammelstelle-13--geschaffen, von welcher eine Leitung --14-- in den Schmutzwasserbehälter führt. Gegebenenfalls könnte in diese Leitung --14-- eine Schmutzwasserpumpe eingeschaltet werden.
Für den Umlauf des Schmutzwassers bzw. für die Zufuhr von Frischwasser sorgt eine Pumpe--15--, welche zwei Ansaugmöglichkeiten aufweist. Einerseits handelt es sich hier um eine Frischwasserzuleitung --16-- und anderseits um eine Ansaugleitung--17--, welche vom Schmutzwasserbehälter --18-- ausgeht.
Da die Zufuhrleitung an ihrem freien Ende nicht mit einer Sprühdüse versehen ist, kann das Filterwasser solange in einem Kreislauf zum Reinigen der Rauchgase benutzt werden, bis es den Grad der Dickflüssigkeit erreicht hat, wie beispielsweise Sahne.
Im Schmutzwasserbehälter ist ein kleinerer Behälter eingebaut, welcher beispielsweise einen Fassungsraum von 2 bis 3 m3 hat. Dieser Behälter besitzt dann eine Öffnung, welche mit einem Schieber oder einer Klappe geöffnet oder geschlossen werden kann. In diesen kleineren Behälter ragen die beiden Leitungen-14 und 17--.
Durch den Sog der Vakuumpumpe--7--werden die Rauchgase aus der Rauchgaszufuhrleitung--l-- angesaugt und zwischen den mit Wasser ständig überspülten Kugelkörpern--3, 5--nach unten gezogen. Durch das Streifen der Rauchgase an sämtlichen Kugelkörpern--3, 5--auf dem Weg nach unten, werden dem Rauchgas Russ, Flugasche, Staub und die sonst noch enthaltenen schädlichen Substanzen für die Umwelt zum Grossteil entnommen. Am untersten Ende des zylindrischen Behälters--2--fliesst das Wasser wieder in den
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eine durchlöcherte Metallplatte--19--vorgesehen, über welcher als Filterkörper ein z. B. aus Draht lose zusammengebogener Knäuel--20--vorgesehen ist.
Diese Metallplatte--19--und der Knäuel--20-- sollen verhindern, dass grössere Rauchgasblasen an die Oberfläche dringen können. Am oberen Ende des aufbrodelnden Filterwassers ist ein Überlaufrohr --21-- vorgesehen. Die Rauchgase, welche stark mit Dampf vermischt sind, werden durch dieses Filterwasser gedrückt. Dadurch wird sich die Menge des Filterwassers vergrössern und dies könnte zur Folge haben, dass die Vakuumpumpe die Rauchgase nicht mehr mit der erforderlichen Schnelligkeit durchdrücken kann. Um das Filterwasser immer bei gleichbleibender Menge halten zu können, ist das Überlaufrohr --21-- vorgesehen. Am obersten Ende des zweiten Behälters --9-- ist ein
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Rohr --10-- für den Rauchgasabzug vorgesehen. Dieses Rohr wird zweckmässig entsprechend lang gestaltet.
Gerade bei kühler oder kalter Witterung wird ein grosser Teil des Dunstes kondensieren und an der Innenwand des Rohres zurück in den Filterwasserbehälter abfliessen.
Der Schmutzwasserwechsel geht nun wie folgt vor sich : Es wird von einer Lage ausgegangen, bei welcher der Schieber des kleinen Behälters im Schmutzwasserbehälter --18-- geschlossen ist. Das Schmutzwasser wird im grossen Teil des Schmutzwasserbehälters durch das Saugrohr eines Tankwagens zuerst aufgewirbelt und dann herausgesaugt, so dass also der Schmutzwasserbehälter --18-- geleert wird. Nun wird das Ventil--22--der Frischwasserzufuhrleitung--16--geöffnet und das Ventil--23--der Ansaugleitung--17--geschlossen.
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--18-- wird--22-- wird geschlossen. Nun ist der Kreislauf wieder hergestellt und dieser bleibt solange aufrecht, bis das Schmutzwasser wieder zu wechseln ist.
Beim Wechseln des Schmutzwassers kann dann der kleinere Behälter im Schmutzwasserbehälter herangezogen werden, wobei dann der erwähnte Schieber wieder geschlossen wird.
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der Zeit, in welcher nur Frischwasser zugeführt wird, auch das Filterwasser im zweiten Behälter --9-- nahezu wieder vollständig gereinigt wird.
Beispielsweise bei einem Industriebetrieb, bei dessen Feuerstätte ein Rauchgasabzugsrohr von 60 cm Durchmesser erforderlich ist, wäre nach der Erfindung ein Behälter --2-- mit einem Durchmesser von 137 cm (lichte Weite) und einer Höhe von nahezu 6 m erforderlich. Die Kugeln würden einen Durchmesser von zirka 45 cm aufweisen. Dazu kommt ein Schmutzwasserbehälter mit einer Höhe von zirka 2, 5 bis 3 m. Da der Behälter --2-- stehend montiert werden muss, ist die Rauchgaswaschanlage in zirka 8 m Höhe beim Schlot anzuschliessen. Oberhalb der Anschlussstelle müsste im Innern eine Drosselklappe, welche gut schliesst, angebracht sein. Diese Klappe muss von aussen oder noch besser von der Bedienungsstelle der Feuerstätte aus mit der Hand zu öffnen und zu schliessen sein.
Auch ist eine Sicherheitseinrichtung vorzusehen, welche beispielsweise bei einem Stromausfall dafür sorgen würde, dass die Rauchgase wie früher ungereinigt durch den Schlot entweichen können.
Für grössere Betriebe, welche andauernd gewaltige Rauchgasmengen oder Giftstoffe in grossen Mengen in die Umwelt ausscheiden, könnte die Rauchgaswaschanlage entsprechend vergrössert werden, wobei dann beispielsweise zwei Behälter-2-mit Kugelkörpern-3, 5-vorgesehen würden. Dann wäre wahrscheinlich auch eine zweite Vakuumpumpe--7--erforderlich, welche jedoch eine geringere Leistung erbringen müsste.