AT 392 421BAT 392 421B
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von Feinstäuben und Aerosolen aus Abgas. Die hiefiir vorgesehene Vorrichtung besteht aus einem Aerosolabscheider mit drei wichtigen Anordnungen: Einer Zentrifugalquenche, Fallfilmboden und einem Elektrofilter mit speziellen Ionisatoren und neuartiger Fallfilmelektrode.The invention relates to a method for separating fine dust and aerosols from exhaust gas. The device provided here consists of an aerosol separator with three important arrangements: a centrifugal quench, falling film bottom and an electrostatic filter with special ionizers and a new falling film electrode.
Auf Grund der Notwendigkeit von Aerosol und Feinstaubäbscheidung in der Abgasreinigungstechnik gibt es verschieden ausgeführte Filter. Es gibt z. B. Computer berechnete Filtermatten oder Elektrofilter, welche die Partikel auf Metallelektroden abscheiden oder auf flüssigkeitsgespülten Elektroden, um bei varharzenden Partikeln Ablagerungen auf den Elektroden zu vermeiden, die einen oftmaligen Wechsel der Elektroden erfordern, außerdem lassen sich die verharzenden Stoffe nur schwer entfernen, es bedarf dafür spezieller Waschmittel, welche für die besonderen Anforderungen oft eigens entwickelt worden müssen. Sowohl bei der Naßabscheidung als auch bei der Trockenabscheidung mit anschließender Elektrodenwäsche fällt eine große Menge an verschmutzter Waschflüssigkeit an, welche entsorgt oder aufwendig wieder aufbereitet werden muß. Bei der flüssigkeitsgespülten Elektrode ist die Aerosolabscheidung nicht so gut wie bei der Metallelektrode, da leicht Überschläge entstehen und daher die elektrische Feldstärke verhältnismäßig niedrig gehalten werden muß, in Widerspruch zur Forderung einer möglichst hohen Feldstärke für gute Abscheidewirkung.Due to the necessity of aerosol and particulate matter separation in exhaust gas cleaning technology, there are different filters. There are e.g. B. Computer-calculated filter mats or electrostatic precipitators, which separate the particles on metal electrodes or on liquid-rinsed electrodes, in order to avoid deposits on the electrodes in the case of resin particles, which require frequent changing of the electrodes, and the resinous substances are difficult to remove, it is necessary therefor special detergents, which often have to be specially developed for the special requirements. Both in wet separation and in dry separation with subsequent electrode washing, a large amount of dirty washing liquid is obtained, which has to be disposed of or laboriously reprocessed. In the case of the liquid-flushed electrode, the aerosol separation is not as good as that of the metal electrode, since flashovers easily occur and the electrical field strength must therefore be kept relatively low, in contradiction to the requirement of a field strength as high as possible for good separation effect.
Bei den Filtermatten ist bei hoho Partikelbeladung der Nachteil oftmaliger Wechsel der Matten, dadurch werden die Betriebskosten zu hoch.The disadvantage of filter mats with a high particle load is that the mats have to be changed frequently, which increases the operating costs.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe dienen erfindungsgemäß die Merkmale der Ansprüche 1-5. Das zu reinigende Abgas hat drei Stufen zu durchlaufen. Die erste Stufe besteht aus einer speziellen Zentrifugalquenche, welche folgendermaßen aufgebaut ist: Über einen Düsenstock (1) wird wäßrige Lösung (12) eingespritzt, sodaß das zugeführte Rohgas (2) im Zuführungsrohr (5) rasch abkühlt und mit Wasser gesättigt ist. Sodann wird mit einem Leitapparat (3) der Abgasstrom in eine Schraubenbewegung gemäß Pfeil (4) gebracht und durch einen dem Querschnitt des Zuführungsrohres (5) verengenden Leitkörper (6) in den Abscheideteil (7) der Quenche geführt Innerhalb des Rohres (5) ist unten ein Gitternetz (8) mit 1 bis 3 mm Maschenweite vorgesehen, das auf etwa 2 mm Distanz (9) zur Wand des Rohres (5) gehalten ist Durch die beschriebene Anordnung wird das Rohgas (2) im Abscheideteil (7) auf 40 bis 100 m/s beschleunigt, sodaß die Aerosolpartikel gemeinsam mit Flüssigkeitströpfchen am Gitter (8) abgeschieden werden und zwischen der Wand des Rohres (5) und dem Gitter (8) in den unterhalb angeordneten Behälter (10) abfließen.According to the invention, the features of claims 1-5 serve to achieve the object. The exhaust gas to be cleaned has to go through three stages. The first stage consists of a special centrifugal quench, which is constructed as follows: A water solution (12) is injected through a nozzle assembly (1) so that the raw gas (2) supplied cools rapidly in the supply pipe (5) and is saturated with water. Then the exhaust gas flow is brought into a screw movement according to arrow (4) with a guide device (3) and guided through a guide body (6) constricting the cross section of the feed pipe (5) into the separating part (7) of the quench inside the pipe (5) a grid (8) with a mesh size of 1 to 3 mm is provided below, which is held at a distance of approximately 2 mm (9) from the wall of the tube (5). By means of the arrangement described, the raw gas (2) in the separating part (7) is reduced to 40 to Accelerated 100 m / s, so that the aerosol particles are separated together with liquid droplets on the grid (8) and flow between the wall of the tube (5) and the grid (8) into the container (10) arranged below.
Das solchermaßen vorbehandelte Abgas (2a) wird anschließend in einen Wäscher mit neuartigen Fallfilmböden geführt Diese bestehen aus einem gerollten Stanz-Scherengitter (11) mit 2 bis 5 mm breiten Gitterbalken, welche 60 Grad zur Fallfilmebene geneigt sind. Der Abstand der Gitterebenen zueinander beträgt zwischen 3 und 10 mm. Die Höhe der einzelnen Fallfilmböden ist zwischen 200 und 500 mm. Es können mehrere solcher Fallfilmböden übereinander mit Abständen von 100 bis 300 mm angeordnet sein. Das Abgas (2a) strömt von unten nach oben mit 0,5 bis 4 m/s, die Wäscherflüssigkeit (13), meist eine wäßrige Lösung, wird oberhalb der Fallfilmböden (11), im gegenständlichen Fall über einen Düsenstock (1) über den Querschnitt verteilt in den Wäscher eingebracht und durchströmt den Fallfilmboden von oben nach unten. Das Abgas (2a) wird an den Gitterbalken abgelenkt und kommt auf diese Weise in intensiven Phasenkontakt mit der Waschflüssigkeit (13). Dadurch wird erreicht, daß die Abgastemperatur auf die Waschflüssigkeit gebracht wird. Anschließend wird mit einem Tröpfchenabscheider (14) der Abgasstrom (2b) von zu großen Flüssigkeitspartikeln befreit. Der Abgasstrom ist nun aufbereitet für den Elektrofilter.The exhaust gas (2a) pretreated in this way is then passed into a scrubber with novel falling film floors. These consist of a rolled punch-scissor grid (11) with 2 to 5 mm wide grating bars which are inclined at 60 degrees to the falling film level. The distance between the grid levels is between 3 and 10 mm. The height of the individual falling film floors is between 200 and 500 mm. Several such falling film floors can be arranged one above the other at intervals of 100 to 300 mm. The exhaust gas (2a) flows from bottom to top at 0.5 to 4 m / s, the scrubbing liquid (13), usually an aqueous solution, is above the falling film floors (11), in the present case via a nozzle block (1) over the Cross-section distributed in the washer and flows through the falling film bottom from top to bottom. The exhaust gas (2a) is deflected at the lattice beam and in this way comes into intensive phase contact with the washing liquid (13). This ensures that the exhaust gas temperature is brought to the scrubbing liquid. The exhaust gas stream (2b) is then freed of excessively large liquid particles using a droplet separator (14). The exhaust gas flow is now processed for the electrostatic precipitator.
Der Elektrofilter ist mit zwei Arten von Ionisatoren versehen. Die Ionisatoren (15, 16) bestehen aus 0,1 mm dicken Drähten, (17) die durch geerdete Bleche (18) voneinander separiert werden, der Abstand zwischen Draht (17) und Leitblech (18) beträgt 10 bis 20 mm. Der erste Ionisator (15) ist mit einer Wechselspannung beaufschlagt, deren Frequenz je nach Abgasgeschwindigkeit und Partikeldichte variiert werden kann. Die Spannung beträgt 7 bis 15 kV, die Frequenz zwischen 500 und 5000 Hertz. Dadurch gelingt es, daß kleinste Aerosolpartikel durch die unterschiedliche Ladung zusammengeballt und dadurch leichter abgeschieden werden. Anschließen folgt ein Ionisator 16 mit gleichem Aufbau, welcher mit positiv gepulster Gleichspannung mit 10 bis 15 kV beaufschlagt wird. Das Abgas (2b) durchströmt anschließend spezielle Fallfilmelektroden, welche folgendermaßen aufgebaut sind: In einem flachen Rahmen sind 0,1 mm bis 0,5 mm dicke Drähte mit einem Abstand von 0,5 bis 1,5 mm gespannt. Aus einem Rohr (19) am oberen Teil des Rahmens strömt durch feine Öffnungen Flüssigkeit, meist Wasser, zu. Durch Kohäsionskräfte bildet sich über dem Draht ein gleichmäßiger Wasserfilm. Zwischen den einzelnen Fallfilmelektroden sind Metallplatten (20) angeordnet, in ihrer Ausdehnung kleiner als die Fallfilmelektroden. Diese sind mit einer positiv gepulsten Gleichspannung von 3 bis 8 kV beaufschlagt. Die ionisierten Partikel werden von dieser Elektrode, da diese Partikel gleiche Ladung haben, zur Fallfilmelekrode verstärkt abgelenkt und auf dieser abgeschieden. Sie strömen langsam mit dem Fallfilm nach unten und tropfen gemeinsam mit der Waschflüssigkeit in einen Abscheidebehälter (21). Das zu reinigende Rohgas (2) verläßt die Anlage nach dem Fallfilmelektrofilter als Reingas (2c).The electrostatic filter is equipped with two types of ionizers. The ionizers (15, 16) consist of 0.1 mm thick wires (17) which are separated from one another by earthed plates (18), the distance between the wire (17) and the guide plate (18) is 10 to 20 mm. The first ionizer (15) is supplied with an alternating voltage, the frequency of which can be varied depending on the exhaust gas velocity and particle density. The voltage is 7 to 15 kV, the frequency between 500 and 5000 Hertz. This enables the smallest aerosol particles to be clumped together by the different loads and thus more easily separated. This is followed by an ionizer 16 with the same structure, which is charged with 10 to 15 kV with positive pulsed DC voltage. The exhaust gas (2b) then flows through special falling film electrodes, which are constructed as follows: 0.1 mm to 0.5 mm thick wires are tensioned in a flat frame with a distance of 0.5 to 1.5 mm. From a tube (19) on the upper part of the frame, liquid, mostly water, flows through fine openings. Cohesive forces form a uniform film of water over the wire. Metal plates (20) are arranged between the individual falling film electrodes, their dimensions being smaller than the falling film electrodes. A positive pulsed DC voltage of 3 to 8 kV is applied to these. The ionized particles are increasingly deflected by this electrode, since these particles have the same charge, to the falling film electrode and are deposited thereon. They slowly flow downwards with the falling film and drop together with the washing liquid into a separating container (21). The raw gas (2) to be cleaned leaves the system after the falling film electrostatic filter as clean gas (2c).
Die Detailzeichnung "Detail" (15) + (16) zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Ionisatoren (15 und 16), aus der Luftrichtung gesehen.The detail drawing " Detail " (15) + (16) shows an enlarged section of the ionizers (15 and 16), seen from the air direction.
Der Vorteil dieser Anordnung gegenüb» einer herkömmlichen Feinstaub· und Aerosolabscheidung besteht darin, daß durch die Aufbereitung des Gases ein sehr viel höher» Abscheidegrad als bei herkömmlichen Filtern -2-The advantage of this arrangement compared to conventional fine dust and aerosol separation is that the treatment of the gas means that the degree of separation is much higher than with conventional filters.