Waschverfahren für gasförmige Medien und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Waschverfahren für gasförmige Medien, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, sowie eine Anwendung des Verfahrens zur Reinigung staubhaltiger Luft. Dieses Verfahren wird vorzugsweise zur Reinigung von staubhaltiger Luft verwendet, kann aber auch für die Reinigung anderer verunreinigter Gase verwendet werden.
Es ist bereits bekannt, staubhaltige Gase, insbesondere Luft in sogenannten Waschtürmen zu reinigen, wobei Wasser oder andere Reinigungsflüssigkeiten im Gegenstrom zum zu reinigenden Gas von oben über Kokslagen, Füllkörperlagen, gelochte Zwischenböden oder dergleichen in Überlaufkanäle geleitet oder gesprüht wird, wodurch das von unten eingeführte staubha\tige Gas gereinigt wird und sich der Staub absetzt.
Die bisher angewandten Waschverfahren weisen eine Reihe von Nachteilen auf. So sind einmal hohe Waschtürme mit einem grossen Durchmesser erforderlich, um einen genügend hohen Wascheffekt zu erreichen. Bei den Anlagen mit zwischengeschalteten Kokslagen reichern sich diese mit den aufgenommenen Verunreinigungen in relativ kurzer Zeit so stark an, dass diese Lagen ausgewechselt werden müssen, was das Vorhandensein eines zweiten Aggregats bedingt, um bei ständigem Betrieb die Reinigungszeit überbrücken zu können. Diese bisher bekannten Vorrichtungen haben pro m3 gereinigten Gases einen relativ hohen Wasserverbrauch und erfordern hohe Anlagekosten.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren sollen diese Nachteile behoben werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Waschmittel durch ein Sprühorgan geleitet und durch mehrere Sprühdüsen mindestens angenähert waagrecht auf das senkrecht aufsteigende Medium gesprüht wird und dabei die kleinsten Teilchen umschliesst, befeuchtet und bindet, und infolge der Schwerkraft abscheidet.
Die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zum Reinigen von staubhaltiger Luft ist dadurch gekennzeichnet, dass das Waschmittel Wasser ist.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Sprühorgan ein Ring mit einer Mehrzahl von am Umfang verteilt angeordneten Düsenöffnungen ist.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren ist es möglich, die Bauhöhe und den Durchmesser derartiger Waschtürme auf etwa t/3 ZU reduzieren und den Wasserverbrauch ebenfalls etwa auf t/s der bisher üblichen Menge zu beschränken. Es hat sich gezeigt, dass auch Teile unter 1 Micron wirkungsvoll abgeschieden werden können und die Notwendigkeit einer Reserveanlage ausfällt, so dass die ganzen Anlagekosten auf etwa die Hälfte reduziert werden können, bei zudem stark reduzierten Wasserkosten.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach der Linie II-II,
Fig. 3 die Ausbildung einer Düse, und
Fig. 4 eine Ausführungsvariante einer Düse.
Das zu waschende Gas, beispielsweise staubhaltige Luft, wird von unten her in den vertikalen Kanal 1 eingeleitet. Dieser Kanal besteht im vorliegenden Fall aus einem Rohr mit kreisrundem Querschnitt. Oberhalb dieses Rohres befindet sich ein Sprühring 3, in welchem eine Mehrzahl von Sprühdüsen 4 am ganzen Umfang verteilt ist. Oberhalb dieses Sprühringes ist ein weiteres Rohr aufgesetzt, das im wesentlichen den gleichen Innendurchmesser wie das äussere Rohr 1 und der Sprühring besitzt.
Zwischen den Rohren 1 und 2 einerseits und dem Sprühring 3 andererseits befinden sich je Dichtungen 6. Die Verbindung zwischen dem Rohr und dem Sprühring erfolgt vorzugsweise mittels einer Klammerschraubenverbindung 5, wobei jedoch auch andere Verbindungsarten denkbar wären. Im Sprühring 3 ist ein Zuflussrohr 7 angeschlossen, das über eine Verteilerleitung 8 die zu versprühende Flüssigkeit zu den einzelnen Sprühringen 3 leitet, falls mehrere derselben vorhanden sind.
Im Inneren des Sprühringes ist eine ringförmige Kammer 10 vorgesehen, welche in Verbindung mit den am Umfang verteilt angeordneten Sprühdüsen steht. Die Form der Sprühdüsen geht aus Fig. 3 hervor. Der innere Zuflussteil 9 der Düse ist zylindrisch ausgebildet und geht allmählich in eine ovale Form 12 über, die entweder schlitz- oder ellipsenförmig ausgebildet ist und deren Längsrichtung vertikal verläuft.
Es hat sich gezeigt, dass durch eine solche Düsen ausbildung eine sehr feine Versprühung der Flüssigkeit erreicht werden kann, wobei nebelartige, feinverteilte, kleine Tropfen gebildet werden. Die Zahl der am Umfang des Sprühringes verteilten Düsen richtet sich unter anderem. nach den zu reinigenden Gasen, dem Durchmesser des Rohres und dem Staubgehalt, wobei die Düsenzahl etwa zwischen 3 und 20 Sprühdüsen variieren kann.
Eine besonders zweckmässige Ausbildung der Sprühdüsen besteht darin, dass der von ihr erzeugte Sprühstrahl nicht gegen die Achse des Rohres 1, 2 gerichtet ist, sondern in einstellbarer Weise etwas aussermittig, wobei alle Sprühdüsen' in der gleichen Richtung versetzt sind. Dadurch wird erreicht, dass in dem zu reinigenden Gas ein Drall erzeugt wird, welcher sich auf die gründliche Reinigungswirkung des vorbeiströmenden Gases vorteilhaft auswirkt.
An Stelle eines einzigen Sprühringes, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, können mehrere solcher Sprühringe vorgesehen sein, die zweckmässig unter Zwischenschaltung eines Abstaubringes von etwa 15-20 cm übereinander angeordnet werden.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Sprühringe von Stufe zu Stufe im Durchmesser zu verkleinen.
An Stelle einer Düsenausbildung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, bei der die Düsenöffnungen aus dem Ringmaterial herausgearbeitet sind, besteht gemäss Fig. 4 eine Ausführungsvariante darin, dass die einzelnen Düsen als einschraubbare, separate Teile ins Gewinde des Sprühringes eingeschraubt werden.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:
Das zu reinigende Gas, beispielsweise staubhaltige Luft, wird von unten her in das Rohr 1 eingeführt und strömt von unten nach oben. Durch die Düsenschlitze wird unter Druck Wasser oder eine sonstige Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise auch Säure, eingesprüht, die infolge der besonderen Düsenausbildung einen fein verteilten Nebel bewirkt. Die Flüssigkeitströpfchen befeuchten oder umschliessen die Staubteilchen oder dergleichen, wodurch diese infolge der Schwerkraft langsam nach unten absinken.
Diese abgeschiedenen Verunreinigungen werden unterhalb der Sprühringe durch einen Abscheider, der von Zeit zu Zeit entleert wird, oder in anderer bekannter Weise aufgefangen. Die nach oben ziehenden Gas-Wasserschwaden stossen in an sich bekannter Weise auf Prallbleche, an denen sich das Wasser absetzt.
Der Wasserverbrauch kann etwa auf 1/s des bisher üblichen Wertes herabgesetzt werden, nämlich auf ca. 0,15 1 pro m3 gereinigten Gases, bzw. Luft.
Der Wirkungsgrad in Prozenten bezogen auf die Schwebeteile unter 1 Mikron kann mit der beschriebenen Anlage auf 99,2 bis 99,5 O/o gesteigert werden. Bei bisher üblichen Anlagen betrug der Wirkungsgrad bei der Inbetriebnahme höchstens 98 O/o, um dann mit zunehmender Betriebsdauer abzusinken. Die Gas- bzw. Luftgeschwindigkeit ist so niedrig, dass sich die mit Flüssigkeitströpfchen umhüllten Staubteilchen unter der Wirkung der Schwerkraft tatsächlich absetzen können.
Washing process for gaseous media and device for carrying out the process
The invention relates to a washing method for gaseous media, a device for carrying out the method, and an application of the method for cleaning dust-laden air. This method is preferably used for cleaning dusty air, but can also be used for cleaning other polluted gases.
It is already known to clean dusty gases, especially air, in so-called washing towers, with water or other cleaning liquids being directed or sprayed in countercurrent to the gas to be cleaned from above over layers of coke, packing layers, perforated intermediate floors or the like into overflow channels, whereby the introduced from below dusty gas is cleaned and the dust settles.
The washing processes used up to now have a number of disadvantages. For example, high washing towers with a large diameter are required in order to achieve a sufficiently high washing effect. In the case of plants with intermediate layers of coke, these accumulate so much with the absorbed impurities in a relatively short time that these layers have to be replaced, which requires the presence of a second unit in order to be able to bridge the cleaning time during continuous operation. These previously known devices have a relatively high water consumption per m 3 of purified gas and require high system costs.
These disadvantages are to be eliminated with the method according to the invention. The method is characterized in that the detergent is passed through a spray element and sprayed at least approximately horizontally through several spray nozzles onto the vertically rising medium, enclosing, moistening and binding the smallest particles and separating them as a result of gravity.
The use of the method according to the invention for cleaning dust-laden air is characterized in that the detergent is water.
The device for carrying out the method according to the invention is characterized in that the spray element is a ring with a plurality of nozzle openings distributed around the circumference.
The method according to the invention makes it possible to reduce the overall height and the diameter of such washing towers to about t / 3 and also to limit the water consumption to about t / s of the amount customary up to now. It has been shown that even parts below 1 micron can be effectively separated and the need for a reserve system is eliminated, so that the entire system costs can be reduced to about half, with also greatly reduced water costs.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing. Show it:
1 shows a vertical section through the device,
2 shows a cross section through the device along the line II-II,
Fig. 3 shows the design of a nozzle, and
4 shows a variant embodiment of a nozzle.
The gas to be washed, for example dusty air, is introduced into the vertical channel 1 from below. In the present case, this channel consists of a tube with a circular cross-section. Above this tube there is a spray ring 3 in which a plurality of spray nozzles 4 are distributed over the entire circumference. Above this spray ring, another pipe is placed, which has essentially the same inner diameter as the outer pipe 1 and the spray ring.
Between the pipes 1 and 2 on the one hand and the spray ring 3 on the other hand there are seals 6. The connection between the pipe and the spray ring is preferably made by means of a screw clamp connection 5, although other types of connection are also conceivable. In the spray ring 3, a feed pipe 7 is connected which, via a distributor line 8, guides the liquid to be sprayed to the individual spray rings 3 if several of these are present.
In the interior of the spray ring, an annular chamber 10 is provided which is in connection with the spray nozzles distributed around the circumference. The shape of the spray nozzles is shown in FIG. 3. The inner inflow part 9 of the nozzle is cylindrical and gradually merges into an oval shape 12, which is either slot-shaped or elliptical and whose longitudinal direction runs vertically.
It has been shown that a very fine spray of the liquid can be achieved by such a nozzle design, with mist-like, finely divided, small droplets being formed. The number of nozzles distributed around the circumference of the spray ring depends among other things. according to the gases to be cleaned, the diameter of the pipe and the dust content, whereby the number of nozzles can vary between 3 and 20 spray nozzles.
A particularly expedient design of the spray nozzles is that the spray jet generated by them is not directed against the axis of the tube 1, 2, but rather off-center in an adjustable manner, with all the spray nozzles being offset in the same direction. It is thereby achieved that a swirl is generated in the gas to be cleaned, which has an advantageous effect on the thorough cleaning effect of the gas flowing past.
Instead of a single spray ring, as shown in the drawing, several such spray rings can be provided, which are expediently arranged one above the other with the interposition of a dust ring of about 15-20 cm.
Another possibility is to reduce the diameter of the spray rings from step to step.
Instead of a nozzle design as shown in FIG. 3, in which the nozzle openings are machined from the ring material, according to FIG. 4, an embodiment variant is that the individual nozzles are screwed into the thread of the spray ring as separate parts that can be screwed in.
The device works as follows:
The gas to be cleaned, for example dust-containing air, is introduced into the tube 1 from below and flows upwards from below. Water or another cleaning liquid, for example acid, is sprayed in through the nozzle slots under pressure, which, due to the special nozzle design, causes a finely distributed mist. The liquid droplets moisten or enclose the dust particles or the like, causing them to slowly sink down as a result of gravity.
These separated contaminants are collected below the spray rings by a separator, which is emptied from time to time, or in another known manner. The upwardly moving gas-water plumes hit baffle plates in a manner known per se, on which the water settles.
The water consumption can be reduced to about 1 / s of the previously usual value, namely to about 0.15 1 per m3 of purified gas or air.
The efficiency in percent based on the suspended particles below 1 micron can be increased to 99.2 to 99.5% with the system described. In the case of systems that have been customary up to now, the degree of efficiency at start-up was a maximum of 98 O / o, only to decrease with increasing operating time. The gas or air speed is so low that the dust particles covered with liquid droplets can actually settle under the effect of gravity.