AT398045B - Verfahren zur behandlung von gasen - Google Patents

Description

AT 398 045 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Gasen, insbesondere zur Absorption von Schadstoffen.

Insbesonders bei der Reinigung von Abgasen ist es erforderlich, Schadstoffe, die in geringer Menge in einem Gas vorhanden sind, abzuscheiden. Bei der Entschwefelung von Rauchgasen werden dazu etwa 5 Sprühkolonnen eingesetzt, bei dem das zu reinigende Gas durch einen Sprühnebel von Wasser, das gegebenenfalls mit bestimmten Zusätzen, wie zum Beispiel Kalk angereichert ist, geleitet wird. Zur Erzielung einer hinreichenden Wahrscheinlichkeit des Kontakts jedes Schadstoffteilchens mit dem Medium sind bei dieser Bauweise relativ große Anlagen erforderlich.

Aus der DE-A-33 32 209 ist ein Gasreinigungsverfahren bekannt, bei dem das Gas in an sich bekannter io Weise in einer Sprühkolonne in Kontakt mit einer Waschflüssigkeit ausgesetzt wird. Die Waschflüssigkeit wird zuvor in einem Desintegrator behandelt. Durch diese Behandlung wird eine erhöhte Reaktion des Reinigungsmittels erreicht, die auf die Aktivierung im Desintegrator zurückgeht.

Weiters ist aus der DE-A 32 20 328 ein Desintegrator-Gaswäscher bekannt, bei dem Gase gleichzeitig mit einer Waschflüssigkeit einer mechanischen Behandlung unterzogen werden. Der Desintegrator ist dabei 15 nach einem Rotor/Statorprinzip aufgebaut, das heißt, es wechseln feststehende mit rotierenden Schaufelrei-.hen ab.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese bekannten Verfahren und Vorrichtungen weiterzubilden und ein Verfahren zu schaffen, das leistungsfähiger ist und eine weitere Erhöhung der Abscheideleistung ermöglicht. 20 Das erfindungsgemäße Verfahren besteht aus folgenden Schritten: - Eindüsen eines flüssigen oder staubförmigen Mediums in das zu behandelnde Gas; - Einbringung des Gases samt Medium in einen Aktivator mit koaxial angeordneten gegenläufigen Schaufelreihen, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der äußersten Schaufelreihen, zwischen 70 m/s und 160 m/s und vorzugsweise zwischen 90 m/s und 130 m/s beträgt, bei dem die Breite der 25 Schaufelreihen um mindestens 2%, vorzugsweise um mindestens 5% und maximal um 10% ab nimmt. - Abtrennung des Mediums vom Gas.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist für verschiedene Reinigungsprozesse geeignet. So kann ein flüssiges Medium, wie Wasser oder Kalkmilch, vor der Einbringung des Gases in den Aktivator in das Gas 30 eingedüst werden. Es ist jedoch auch möglich, ein solches Medium direkt in den Aktivator einzudüsen.

Auch trocken ablaufende Prozesse sind von der Erfindung umfaßt, wie z.B. Die Aufgabe von fein gemahlenem Dolomit.

Schließlich können zusätzlich zu einem flüssigen Medium ein oder mehrere feste Stoffe zugegeben werden. Weiters betrifft die Erfindung sämtliche Kombinationen solcher Verfahren. 35 Erfindungswesentlich beim obigen Verfahren ist die Bedingung der abnehmenden Breite der Schaufelreihen des Aktivator in Verbindung mit der Einhaltung der Grenzen für die Umfangsgeschwindigkeit. Überraschenderweise wird dadurch der Abscheideeffekt wesentlich vergrößert. Die Relativgeschwindigkeit zweier benachbarter Schaufelreihen wird nach außen hin laufend größer. Dies ist eine selbstverständliche Tatsache, die sich aus dem nach außen hin größer werdenden Durchmesser der Schaufelreihen ergibt. 40 Wird daher der Weg der Flüssigkeitströpfchen durch den Aktivator als Schwingung aufgefaßt, so nimmt die Amplitude der Schwingung nach außen hin kontinuierlich zu. Wenn nun die Schaufelreihen nach außen hin immer schmäler werden, wie dies erfindungsgemäß vorgesehen ist, so ist damit auch eine zunehmende Erhöhung der Frequenz festzustellen.

An sich ist die Abnahme der Breite von Schaufelreihen bei Turboverdichtern bekannt, wie etwa die US-45 A 3,044,685 zeigt. Die Aktivierung von Stoffen spielt jedoch in diesem völlig anders gearteten Bereich der Technik keine Rolle.

In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden dem Reinigungsmedium vor dem Eindüsen ein oder mehrere Feststoffe zugesetzt. Beim Eintritt in den Aktivator können diese Feststoffe in gelöster Form oder als suspendierte Teilchen vorliegen. Handelt es sich etwa bei der Reinigung des so Gases um einen Entschwefelungsprozeß, wie dies bei Rauchgasen häufig erforderlich ist, so wird dem als Trägermedium dienenden Wasser Kalk, Dolomit oder dgl. zugesetzt. Im Aktivator erfolgt dann neben einer innigen Vermischung sämtlicher Komponenten auch eine Aktivierung und damit eine fast vollständige Umsetzung.

Durch die kreiselpumpenartige Förderwirkung des Aktivators kann beim Einsatz in Kraftwerken gleich-55 zeitig der Saugzugventilator entfallen.

Insbesonders ist es günstig, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Schaufelreihen des Aktivators zwischen 900 und 3500 U/min beträgt. 2

Claims (5)

1. AT 398 045 B Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Wesentlich dabei ist, daß die Breite der Schaufelreihen nach außen hin um mindestens 3 % vorzugsweise um mindestens 5 % abnimmt. Als Breite im Sinne der Erfindung wird dabei im wesentlichen der Unterschied zwischen dem Außenradius und dem Innenradius einer Schaufelreihe verstanden. Im folgenden wird die Erfindung durch die in den Fig. darstellten Ausführungsvarianten näher erläutert. Die Figuren zeigen schematisch: Die Fig.1 einen erfindungsgemäßen Aktivator teilweise im Schnitt; die Figur 2 einen Schnitt nach Linie ll/ll von Fig.1; die Fig.3 eine Variante der Schaufelform und die Fig.4 eine weitere Ausführungsvariante davon. Der in Fig.1 und 2 dargestelite Aktivator besteht aus zwei gegenläufig bewegten Rotoren 1 und 2, deren Drehrichtung mit den Pfeilen A und B angedeutet sind. Der Einfachheit halber ist das Gehäuse mit mittigem Einlaß und umfangseitigem Auslaß weggelassen. Die Bearbeitung des zu behandelnden Gutes besorgen drei konzentrisch angeordnete Kränze 3,4, 5 von Schlagschaufeln 6. Im vorliegenden Fall wird der äußerste Kranz 5 und der innerste Kranz 3 der Schlagschaufeln vom Rotor 1 und der dazwischenliegende Kranz 4 vom Rotor 2 getragen. Zumindest die Schlagschaufeln 6 des äußeren Kranzes 5 sind konkav, z.B. abgewinkelt. Die Grundebene 7 dieser Schlagschaufel ist unter einem Winkel a angestellt, der wie in Fig. 2 erkennbar ist, von einer an der Eintrittskante der Schaufel in Umfangsrichtung verlaufenden Ebene 7 zur Tangentialebene 7' gemessen wird. Bei der in der Fig.3 dargestellten Ausführung des Aktivators sind die beiden inneren Ringe 3 und 4 mit konkaven Schaufeln 6 ausgestattet, die aus zwei im wesentlichen ebenen Platten 6’ kund 6" bestehen. Die in Bewegungsrichtung gesehen vorderen Platten 6' sind dabei länger und weniger stark zur tangentialen Ebene geneigt, als die hinteren Teile 6". Durch die konkave Form kommt es während des Betriebes zu einer Auflage des zu bearbeitenden Mediums auf den Schaufeln 6. Diese Auflage, die mit 11 bezeichnet ist, erneuert sich durch den Aufprall von Teilchen laufend und schützt die Schaufeln 6 selbst weitgehend vor Erosion und Verschleiß. Bei der in der Fig.4 dargestellten abgewinkelten Form der Schlagschaufeln ist der abgewinkelte Teil 6' bzw. 6" kürzer als der verbleibende Teil 6"' und beträgt vorzugsweise die Hälfte oder weniger der Gesamtlänge der Schlagschaufeln. Die Neigung des kürzeren Teiles 6' bzw. 6" erfolgt jeweils vom Teil 6'" zur Rotormitte hin. Die abgewinkelten Endstücke 6', 6" können an beiden Enden des Teiles 6"’ oder nur an einem Ende desselben, im vorliegenden Fall vorzugsweise am nachlaufseitigem Ende vorgesehen sein. Sie werden zweckmäßig aus Hartmetall hergestellt oder damit belegt und können austauschbar angebracht sein. Es ist jedoch auch eine Fertigung aus Keramik oder Kunststoff möglich. Schließlich besteht auch die Möglichkeit, die der Rotorachse zugekehrten äußeren Kanten der Teile 6', 6” mit Schutzleisten 10 zu belegen. Zwischen den Schlagschaufeln oder an dem bei der Drehung des Rotors 1 vorne liegenden Ende der Schlagschaufeln des äußersten Kranzes 5 sind Ventilatorschaufeln 8 vorgesehen, die jede beliebige Form haben können und beispielsweise als Platte, Finger oder dgl. ausgebildet sind. Sie haben die Aufgabe, den Fluß des zu behandelnden Gutes von innen nach außen zu sichern und außerdem auf der der Rotorachse zugekehrten Oberfläche der Schlagwerkzeuge eine Schutzschicht aus dem zu behandelnden Material zu bilden, gleichgültig wie groß der Anstellwinkel a ist. Dieser kann für bestimmte Arbeiten unter 15“ liegen, während er für andere Arbeiten darüber, beispielsweise 20 bis 35 *, vorteilhafter sein kann. Die Figur 3 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus drei aufeinanderfolgenden Ringen des erfindungsgemäßen Aktivators. Wesentlich ist, daß die Breite bi, b2 und b3 der Ringe nach außen hin kontinuierlich mindestens 2-5% abnimmt. Maximal sollte die Breite jedoch um 10% abnehmen. Das heißt: 0,9 bi £ b2 i 0,98 bi 0. 9 b2 S b3 £ 0,98 b2 . Patentansprüche 1. Verfahren zur Behandlung von Gasen, insbesondere zur Absorption von Schadstoffen, bestehend aus den folgenden Schritten: - Eindüsen eines flüssigen oder staubförmigen Mediums in das zu behandelnde Gas; * Einbringen des Gases samt Medium in einen Aktivator mit koaxial angeordneten gegenläufigen Schaufeireihen, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der äußersten Schaufelreihen, zwischen 70 m/s und 160 m/s und vorzugsweise zwischen 90 m/s und 130 m/s beträgt bei dem die Breite der Schaufelreihen um mindestens 2%, vorzugsweise um mindestens 5% und maximal um 10% abnimmt; - Abtrennung des Mediums vom Gas. 3 AT 398 045 B
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einem flüssigen Medium vor dem Eindüsen ein Feststoff oder ein Gemisch von Feststoffen zugegeben wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit einem flüssigen Medium ein Feststoff oder ein Gemisch von Feststoffen in den Aktivator aufgegeben wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsgeschwindigkeit der Schaufelreihen des Aktivators zwischen 900 und 3500 U/min beträgt.
5. 5. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Aktivator mit mindestens drei, jeweils gegenläufig antreibbaren Schaufelreihen, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (bi, b2, b3> der·Schaufelreihen um mindestens 2%, vorzugsweise um mindestens 5% und maximal um 10% abnimmt. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 4