Vorrichtung zur Gaswaschung mit Flüssigkeitszerstäubung und Verfahren zu ihrem Betrieb
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Waschen von Gas mit um eine senkrechte Achse verteilten Sprühstrahlen aus reinigenden Flüssigkeitströpfchen und mit einem Gebläse, um den Strom des zu waschenden Gases zwischen den Sprühstrahlen hindurch zu leiten und aufwärts durch die Vorrichtung zum Austritt durch eine Auslassöffnung in der oberen Partie der Vorrichtung zu fördern, und auf ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung zum Auswaschen von mitgeschleppten Verunreinigungen aus einem Strom von zu reinigendem Gas, wobei dasselbe durch aus einem rotierenden Verteiler austretenden Sprühstrahlen aus reinigenden Flüssigkeitströpfchen axial hindurchgeleitet wird,
um einen Aufprall der Flüssigkeitströpfchen auf die mitgeschleppten Verunreinigungen zu bewirken.
Es werden Vorrichtungen zum Waschen von Gas, auf welche sich die Erfindung bezieht, in den verschiedensten Einrichtungen verwendet, um von Luftoder Gasströmen verschiedene feste, flüssige oder gasförmige mitgeschleppte Bestandteile, wie z. B. Farbdämpfe, Farbrückstände, Rauchpartikeln aus einem Ofen; Staub, Schmutz oder Fasern, welche durch die Strömung bei den verschiedensten industriellen Prozessen mitgeschleppt werden, mit Hilfe von zerstäubter Flüssigkeit auszuscheiden, wobei die Flüssigkeit die Aufgabe hat, im Gasstrom mitgeschleppte Rückstände zu befeuchten und so die Entfernung und Sammlung des mitgeschleppten Materials in der Flüssigkeit zu beschleunigen oder überhaupt erst zu bewirken, worauf das gereinigte Gas aus der Wascheinrichtung herausströmt.
Für das Auswaschen von Luft, das als Anwendungsbeispiel für die Erfindung beschrieben werden soll, sind bereits verschiedene Einrichtungen, Anordnungen und Verfahren entwickelt worden, die im Betrieb stehen. Unter diesen soll als besonders typische Beispiele auf diejenigen hingewiesen werden, welche in den US-Patentschriften Nrn. 2949 285 2940733 usw. beschrieben sind.
Wie in diesen Patentschriften ausgeführt, gelangt die zu reinigende Luft unterhalb der zerstäubten Flüssigkeit in die Vorrichtung und strömt aufwärts durch einen Sprühregen, der von einem gitterartigen, rotierenden Verteiler von Flüssigkeitströpfchen erzeugt wird, anschliessend strömt die Luft durch Labyrinthkammern zur Ablagerung des mitgeschleppten Materials. In diese Kammern gelangt die zu reinigende Luft in der Mitte von oben her und strömt abwärts durch einen Sprühregen, der von einem gitterartigen rotierenden Verteiler erzeugt wird, und gelangt anschliessend aufwärts durch Labyrinthkammern gegen den Ausgang.
Bei gewissen Einrichtungen oder Verfahren, besonders wenn die zu reinigende Luft oder das zu reinigende Gas gasförmige Verunreinigungen oder besonders feine Partikeln oder Tröpfchen in der Grössenordnung von Millimikrons aufweist, ist eine leistungsfähigere Waschung erforderlich, d. h. kleinere Partikel müssen noch ausgeschieden werden können, und zwar womöglich ohne Vergrösserung der Reinigungsanlage und ohne zusätzlichen Energieaufwand zur Förderung des zu reinigenden Mediums durch die Waschanlage oder zum Versprühen der reinigenden Flüssigkeit.
Erfindungsgemäss ist die Vorrichtung zum Waschen von Gasen dadurch gekennzeichnet, dass sie eine senkrecht angeordnete zylindrische Leitwand aufweist, welche die genannten Sprühstrahlen umgibt, um den genannten zu reinigenden Gasstrom abwärts zwischen den Sprühstrahlen hindurch zu leiten, bevor dieser Strom mittels des Gebläses aufwärts durch die Austrittsöffnung entweicht, sowie eine Gaseintrittsöffnung zum Zuführen des zu reinigenden Gases in die Vorrichtung und in die zylindrische Leitwand, wobei diese Ein trlttsöffnung tangential zu der zylindrischen Leitwand angeordnet ist, um in dem genannten Gasstrom eine Durchwirbelung zu erzeugen, während er zwischen den Sprühstrahlen hindurchströmt.
Das Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom mit den mitgeschleppten Verunreinigungen oberhalb der Sprühstrahlen zu geleitet und abwärts durch dieselben geleitet wird, wobei eine Durchwirbelung des Gasstromes erzeugt wird, bevor derselbe abwärts durch die Sprühstrahlen hindurchgelangt, um eine gleichmässige und vollständige Berührung zwischen den Tröpfchen der Sprühstrahlen und den mitgeschleppten Verunreinigungen im Gasstrom zu bewirken, worauf der Gasstrom und die reinigende Flüssigkeit mit den mitgeschleppten Verunreinigungen getrennt werden.
Die vorliegende Erfindung soll nun an einem Ausführungsbeispiel an Hand der beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben werden, um die Vorteile zu verdeutlichen. Es zeigt:
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch die erfindungsgemässe Vorrichtung nach Linie 1-1 in Fig. 2,
Fig. 2 einen Grundriss der Vorrichtung nach Fig. 1 und Fig. 3 einen waagrechten Schnitt nach Linie 3-3 in Fig. 1.
In der Zeichnung, in welcher dieselben Bezugsziffern für die gleichen Teile in den verschiedenen Figuren verwendet wurden, ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt, welche ein äusseres im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 10 aufweist, dessen untere Partie einen Behälter 11 zur Speicherung der Flüssigkeit bildet. Am oberen Ende des Gehäuses 10 ist ein Ventilatorgehäuse 12 vorgesehen, das durch Flansche 13 am Gehäuse 10 befestigt ist und einen Austrittskanal 14 besitzt, der zu einem Luftaustrittschacht 15 führt.
In der Mitte des Gehäuses 10 und in axialer Richtung unterhalb des üblichen Niveaus 16 der reinigenden Flüssigkeit in der Behälterpartie 11 befindet sich ein Lager 20, das durch innere Tragbalken 21 in an sich bekannter Weise am Gehäuse 10 befestigt ist, um das untere Ende des mit seiner Achse senkrecht stehenden Verteilers und seine Antriebswelle 25 bei seiner Drehung zu tragen, dessen oberes Ende für die Drehung in einem Lager 26 gehalten ist, das an einem inneren Tragkreuz 27 befestigt ist.
Eine Welle 30, welche durch das Ventilatorgehäuse
12 ragt, senkrecht angeordnet ist und sich koaxial über der Welle 25 befindet, dient als Antriebswelle und ist wie die Ventilatorwelle für ihre Drehung im Gehäuse
12 durch ein oberes im Gehäuse 12 befestigtes Lager 31 sowie durch ein unteres an einem inneren Trägerkreuz 33 befestigtes Lager 32 gehalten. Das untere Ende der Antriebswelle 30 ist für den Antrieb mit dem oberen Ende der Antriebs- und Verteilerwelle 25 über eine nachgiebige Kupplung 34 verbunden, wobei die Wellen 30 und 25 in geeigneter Weise durch einen Motor 40 angetrieben werden, der über Riemenscheiben 41, 42 und Riemen 43 mit der Welle 30 verbun den ist.
Ferner ist auf der Welle 30 ein Austrittventilator 50 befestigt, der sich im Gehäuse 12 befin det und von der Welle 30 angetrieben wird, wobei diesem Ventilator Luft aus dem Gehäuse 10 zuströmt, nachdem sie dort gewaschen wurde und dann durch den Austrittskanal 14 und die Öffnung 15 heraus strömt. Am unteren Ende der Welle 25 ist eine Flüs sigkeitspumpe 55 befestigt, welche durch die Welle 25 angetrieben wird, die dazu bestimmt ist, das Wasser oder die reinigende Flüssigkeit aus dem Behälter 11 zu pumpen und sie aufwärts in das Innere des sich drehenden und Sprühstrahlen erzeugenden Organs zu fördern, das als ein sich drehender, käfigartiger Verteiler 60 dargestellt ist.
Dieses Organ 60 zur Erzeugung der Sprühstrahlen ist ebenfalls auf der Welle 25 befestigt, wird durch diese angetrieben und weist eine obere, an der Welle 25 befestigte Platte 61 auf, an der eine Anzahl Stangen 62 oder Rippen nach unten ragen, deren untere Enden mit einem Ring 63 in Eingriff stehen.
Wie aus dem bisher Gesagten ersichtlich ist, fördert bei der Drehung der Welle 25 (die durch einen Antriebsmotor 40 über die Antriebsscheiben 41, 42 und die Welle 30 angetrieben wird) die Flüssigkeitspumpe 55 das Reinigungsmittel aus dem Tank 11 in das Innere des sich drehenden gitterartigen Verteilers 60, worauf das Reinigungsmittel als Sprühstrahlen 64 nach aussen in den Waschraum ausserhalb des Verteilers 60 geschleudert wird, in dem die sich bewegenden Stangen 62 des sich drehenden Käfigs auf den Flüssigkeitsstrom aufschlagen, der durch die Pumpe 55 gefördert wird.
Ferner befindet sich im Innern des Gehäuses 10, rund um den rotierenden Käfig 60 herum, eine im wesentlichen zylindrische Waschkammer 70, die oben geschlossen und unten offen ist und die zylindrische Seitenwände 72 aufweist, deren untere Kante sich in derselben Höhe befindet wie das untere Ende des Verteilerkäfigs 60 und nach innen im Abstand von den Seitenwänden des Gehäuses 10 angeordnet ist.
In der oberen Partie der Waschkammer 70 ist eine Lufteintrittsöffnung 75 vorgesehen, die tangential zur Waschkammer 70 steht, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, in welcher ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Lufteintrittsöffnung mit mehr Einzelheiten dargestellt ist, mit einer Verjüngung für tangentialen Eintritt unter grosser Geschwindigkeit der in der Kammer 70 zu waschenden Luft. Demgemäss weist die obere Partie der inneren Waschkammer 70 einen tangentialen Lufteinlass für die Eintrittsleitung 75 auf zum Zuführen von Luft ih die Vorrichtung und zur Erzeugung einer Wirbelbewegung im Luftstrom, während die Wände 72 der Kammer 70 einen Waschraum bilden zur Aufnahme der Flüssigkeitssprühstrahlen 64, die durch den rotierenden Verteilerkäfig 60 nach aussen geschleudert werden.
Die Aussenseite der Wände 72 begrenzen mit den äusseren Wänden des Gehäuses 10 einen ringförmigen Zwischenraum, so dass die tangential durch die Eintrittsleitung 75 hereinströmende Luft in durchwirbelter Form abwärts durch die innere Waschkammer 70 in oberhalb der Wände 72 strömt und dann in entgegengesetzter Richtung an der unteren Kante der Wände 72 vorbeifliesst und ausserhalb der Wände 72 durch den äusseren ringförmigen Zwischenraum unter der Wirkung des Austrittsventilators 50 nach oben fliesst, wie im wesentlichen durch die verschiedenen Strömungspfeile in der Zeichnung angedeutet ist.
In der oberen Partie des Gehäuses 10 oberhalb der Lufteintrittsleitung 75 und der Waschkammer 70 sind eine Anzahl Umlenkbleche 80 mit Zwischenräumen 81 vorgesehen, durch welche der Luftstrom durch den Austrittsventilator 50 hindurchgezogen wird, nachdem der Luftstrom die untere Partie der Waschkammer 70 verlassen hat, wobei die Umlenkbleche in bekannter Weise zur Entfernung der mitgeschleppten Feuch tigkeit oder Tröpfchen aus der gewaschenen Luft dienen. Die reinigende Flüssigkeit, welche durch den rotierenden Verteilkäfig 60 nach aussen geschleudert wird, trifft zuletzt auf die Innenseite der Wände 72 der Kammer 70 auf und bildet dort eine im wesentlichen zusammenhängende Schicht oder einen Vorhang aus reinigender Flüssigkeit, der an der Innenseite der Wände 72 nach unten fliesst und in den Behälter 11 zurückgelangt.
Vorzugsweise ist die Geschwindigkeit und Pumpenleistung der Flüssigkeitspumpe 55 derart bemessen, dass genügend reinigende Flüssigkeit aus dem Behälter 11 dauernd in den Verteilerkäfig 60 gepresst wird, um eine im wesentlichen zusammenhängende Flüssigkeitsschicht oder einen Vorhang auf der Innenseite der Wände 72 aufrechtzuerhalten, und im besonderen, so dass die reinigende Flüssigkeit von der unteren Kante der Wände 72 Bn einem zusammenhängenden ringförmigen Vorhang oder Flüssigkeitsschleier herunterfliesst, wie in strichpunktierten Linien 85 in Fig. 1 dargestellt ist.
Die Luft muss durch diesen Vorhang 85 hindurch, nachdem sie die Waschkammer verlassen hat, und wird dabei zusätzlich oder abschliessend gewaschen, nachdem sie durch die Sprühstrahlen, die durch den Verteilerkäfig 60 erzeugt werden, in der Kammer 70 gewaschen wurde. Dieser abwärtsfliessende Vorhang 85 aus reinigender Flüssigkeit wirkt mit der plötzlichen Umkehrung der Strömungsrichtung der Luft am unteren Rand der Wände 72 zusammen und gewährleistet eine vollständige Entfernung des mitgeschleppten Materials aus der Luft, so dass kleinere Teile, wenn überhaupt noch vorhanden, durch Feuchtigkeit oder Tröpfchen der reinigenden Flüssigkeit an den Umlenkplatten in der oberen Partie des Gehäuses 10 eingefangen werden.
Die zusätzliche Wirksamkeit der Gaswaschanlage dank dem tangentialen Eintritt des zu reinigenden Gases und seiner Durchwirbelung beim Abwärtsströmen durch den Sprühregen in der Waschkammer 70 begünstigt die Entfernung besonders feiner Partikeln in der Grössenordnung von Mikrons und weniger, falls die tangential angeordnete Eintrittsleitung 75 gemäss Fig. 3 so angeordnet ist, dass die Durchwirbelung der einströmenden Luft in entgegengesetzter Richtung zu den reinigenden Flüs sigkeitströpfchen 64 fliesst, die durch den rotierenden Verteilerkäfig 60 weggeschleudert werden. Die Sprühstrahlen 64 der reinigenden Flüssigkeit werden von dem rotierenden Verteilerkäfig 60 in tangentialer Richtung vom Umfang des Käfigs weggeschleudert.
Entsprechend kann der Lufteintrittkanal 75 gemäss Fig. 3 so angeordnet sein, dass, wenn sich der Käfig im Uhrzeigersinne dreht, die durchwirbelte einströmende Luft sich in einer zur Richtung der Sprühstrahlen 64 entgegengesetzten Richtung bewegt. Daraus ergibt sich eine Zunahme der Aufprallkraft zwischen den Flüssigkeitströpfchen und den mitgeschleppten, in der Luft schwebenden Parti keln, die ausgewaschen werden sollen, wodurch die Vorteile des grösseren Aufpralles ausgenützt werden, die zum Befeuchten, Einsammeln und Entfernen des mitgeschleppten Materials beitragen und besonders die Wirksamkeit bei der Entfernung von sehr kleinen Partikeln erhöhen.
Zur Illustrierung der günstigeren Wirksamkeit der Luftreinigung gemäss der vorliegenden Erfindung wurden quantitative Vergleiche zwischen Apparaten durchgeführt, welche die erfindungsgemässe Einrichtung aufweisen und konventionellen Luftwaschanlagen von der gleichen Kapazität (z. B. 566 mS/Min.), die jedoch weder einen tangentialen Lufteintritt noch ein Einströmen der Luft oberhalb der Sprühstrahlen aufweisen.
Zu diesem Zwecke wurde ein Versuchspigment (wobei ein Standardpigment verwendet wurde) in die zu reinigende Luft eiingeführt und verteilt. Dabei hat sich gezeigt, dass die Menge an Versuchspigment, welche in der Luft zurückbleibt, wenn diese aus der Austritts öffnung 15 nach der Behandlung gemäss den vorliegenden Verfahren austritt, um leinen Drittel kleiner ist als die Menge an Versuchspigment, die bei der Behandlung mit einer konventionellen Waschanlage hindurchgeht.
Ferner wurden zur Illustrierung der besseren Wirksamkeit bei der Entfernung von sehr kleinen Partikeln bei Anwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung vergleichende Messungen durchgeführt, wobei der tangentiale Lufteintrittskanal 75 in bezug auf den sich drehenden Käfig 60 so gerichtet wurde, dass die eintretende Luft in einer zur Bewegungsrichtung der Sprühstrahlen lentgegengesetzten Richtung durchwirbeit wurde (statt gleicher Umfangsrichtung). Dabei wurden verteilte Partikeln der verschiedensten Art verwendet, die alle kleiner als vier Mikron waren, wobei 45 % derselben kleiner als ¸ Mikron waren. Diese Vergleichsmessung wurde durchgeführt, um die relative Wirksamkeit bei der Entfernung von extrem feinen Partikeln zu untersuchen.
Mit einer Anordnung, bei welcher die Drehrichtung der einströmenden Luft und der Wassersprühstrahlen nicht entgegengesetzt zueinander gerichtet sind, wurde Luft gereinigt, welche 2110 Partikel eines Versuchspigmentes pro 28 m3 Luft enthielt, wobei die aus der Anlage ausströmende gereinigte Luft nur noch 28,1 Partikel pro 28 m3 Luft enthielt, während bei 1425 Partikeln pro 28 m3 in der zu reinigenden Luft die aus der Anlage strömende Luft nur noch 24,3 Partikel pro 28 m3 Luft enthielt.
Im Gegensatz dazu wurden Versuche an einer Anlage durchgeführt, bei welcher die Anordnung des Lufteintrittskanals 75 und die Drehrichtung des Käfigs der in Fig. 3 dargestellten Anordnung entsprach, so dass die waagrechte Bewegungsrichtung der Flüssigkeitströpfchen der reinigenden Flüssigkeit entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der durchwirbelten Luft war (wobei die übrigen Bedingungen, wie z. B. Geschwindigkeit und Drehrichtung des Motors 40 usw., dieselben waren). Die durch den Eintrittskanal 75 einströmende Luft enthielt 2680 Partikel eines Testpigmentes pro 28 m3 Luft und wurde gewaschen, bis sie nur noch 13,3 Partikel pro 28 m3 Luft enthielt, wenn sie aus der Austrittsöffnung 15 herausströmte.
In ähnlicher Weise wurde mit der bevorzugten entgegengesetzten Drehrichtungsanordnung Luft gereinigt, welche 1365 Partikel pro 28 m3 Luft enthielt, sowie Luft mit 1024 Partikeln pro 28 m3 Luft, wobei in beiden Fällen eine so wirksame Reinigung erzielt wurde, dass nur noch etwa 11,4 Partikel pro 28 m3 Luft an der Austrittsöffnung gezählt wurden.
Es versteht sich, dass die Menge des mitgeschleppten Materials bei den beschriebenen Versuchen wesentlich grösser war, als sie bei den üblichen Vorgängen sein wird, aber sie wurden mit Absicht so gewählt, um die günstige Wirkung der erfindungsgemässen Anordnung darzulegen, welche durch entgegengesetzte Bewegungsrichtung der eintretenden Luft und der reinigenden Flüssigkeitstropfen erreicht wird sowie durch das Abwärtsströmen der Luft in der Waschkammer 70, und besonders, um darzulegen, dass extrem fein verteilter Staub entfernt werden kann.
Somit sind entsprechend dem soeben Gesagten Gaswaschanlagen geschaffen worden mit vergrösserter Wirksamkeit, bei welchen die zum Waschen oder Entfernen notwendigen Aufprallkräfte zwischen den Tröpfchen der reinigenden Flüssigkeit und den mitgeschleppten Partikeln im Gasstrom tatsächlich wirksam vergrössert sind und eine gründlichere Waschung oder Entfernung bei gleicher Grösse der Waschanlage bei dem gewünschten Gasdurchtrittsvolumen begünstigt ist, bei der gleichen Energie zur Bewegung sowohl des zu reinigenden Gases als auch der reinigenden Sprühflüssigkeit und bei der gleichen Menge der mitgeschleppten Verunreinigungen im zu reinigenden Gasstrom, wobei diese Verbesserung der Wirksamkeit gemäss der vorliegenden Erfindung ohne unerwünschte Komplikationen oder eine Vergrösserung der Waschanlage erreicht wird.
Ausserdem, wenn Luft oder andere Gase 86 zu waschen sind, welche gasförmige Verunreinigungen aufweisen, so erfolgt die Durchwirbelung des einströmenden Gasstromes 86 in derselben Richtung, in der sich die reinigenden Flüssigkeitströpfchen bewegen.
Dies wird dadurch erreicht, dass der die Sprühstrahlen erzeugende Käfig 60 entgegengesetzt zu der in Fig. 3 dargestellten Drehrichtung angetrieben wird. Bei diesem Vorgang erzeugt die schnelle Drehung des die Sprühstrahlen erzeugenden Käfigs 60 fein verteilte Sprühstrahlen, und dank der Tatsache, dass die Luft und das verunreinigende gasförmige Material sich in derselben Richtung bewegen wie die Tröpfchen der Sprühstrahlen, ist die Zeit, während welcher die Verunreinigungen und die Tröpfchen einander ausgesetzt sind, bedeutend vergrössert. Daraus ergibt sich die gewünschte grössere Absorption der verunreinigenden Gase. Es ist zu beachten, dass für die Gasabsorption die reinigende Flüssigkeit, z. B. das Wasser, Mittel aufweisen kann, welche mit dem Gas reagieren oder neutralisierend wirken und bei der Absorption und Entfernung der verunreinigenden Gase mithelfen.
Apparatus for gas scrubbing with liquid atomization and process for its operation
The invention relates to a device for washing gas with spray jets of cleaning liquid droplets distributed around a vertical axis and with a fan to guide the flow of the gas to be washed between the spray jets and up through the device to exit through an outlet opening in to convey the upper part of the device, and to a method for operating the device for washing out entrained impurities from a stream of gas to be purified, the same being passed axially through spray jets of cleaning liquid droplets emerging from a rotating distributor,
to cause the liquid droplets to collide with the impurities that have been carried along.
Devices for scrubbing gas, to which the invention relates, are used in a wide variety of devices to remove solid, liquid or gaseous constituents entrained from air or gas streams, such as e.g. B. paint fumes, paint residues, smoke particles from an oven; To remove dust, dirt or fibers, which are dragged along by the flow in various industrial processes, with the help of atomized liquid, the task of the liquid to moisten residues dragged along in the gas flow and thus to remove and collect the material dragged along in the liquid to accelerate or to cause it at all, whereupon the cleaned gas flows out of the washing device.
For the scrubbing of air, which is to be described as an application example for the invention, various devices, arrangements and methods have already been developed which are in operation. Among them, mention should be made of those described in U.S. Patent Nos. 2,949,285,2940,733 and so on, as particularly typical examples.
As stated in these patents, the air to be cleaned enters the device underneath the atomized liquid and flows upwards through a spray that is generated by a grid-like, rotating distributor of liquid droplets, then the air flows through labyrinth chambers to deposit the entrained material. The air to be cleaned enters these chambers in the middle from above and flows downwards through a spray that is generated by a grid-like rotating distributor, and then passes upwards through labyrinth chambers towards the exit.
In certain devices or processes, especially if the air or gas to be cleaned contains gaseous impurities or particularly fine particles or droplets of the order of magnitude of millimicrons, a more efficient washing is required, i. H. smaller particles must still be able to be separated out, possibly without enlarging the cleaning system and without additional energy expenditure for conveying the medium to be cleaned through the washing system or for spraying the cleaning liquid.
According to the invention, the device for washing gases is characterized in that it has a vertically arranged cylindrical baffle which surrounds the said spray jets in order to guide the said gas flow to be cleaned downward between the spray jets before this flow by means of the blower up through the outlet opening escapes, as well as a gas inlet opening for feeding the gas to be cleaned into the device and into the cylindrical baffle, this inlet opening being arranged tangentially to the cylindrical baffle in order to generate a turbulence in the gas flow mentioned while it flows through between the spray jets.
The method for operating the device according to the invention is characterized in that the gas flow with the entrained impurities is directed above the spray jets and is directed downwards through the same, whereby a vortex of the gas flow is generated before it passes down through the spray jets in order to achieve a uniform and To bring about complete contact between the droplets of the spray jets and the entrained impurities in the gas stream, whereupon the gas stream and the cleaning liquid with the entrained impurities are separated.
The present invention will now be described in detail using an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings in order to illustrate the advantages. It shows:
1 shows a vertical section through the device according to the invention along line 1-1 in FIG. 2,
FIG. 2 shows a plan view of the device according to FIG. 1, and FIG. 3 shows a horizontal section along line 3-3 in FIG. 1.
In the drawing, in which the same reference numbers have been used for the same parts in the various figures, an embodiment of the device according to the invention is shown which has an outer, essentially cylindrical housing 10, the lower part of which forms a container 11 for storing the liquid. At the upper end of the housing 10, a fan housing 12 is provided which is fastened to the housing 10 by flanges 13 and has an outlet duct 14 which leads to an air outlet duct 15.
In the middle of the housing 10 and in the axial direction below the usual level 16 of the cleaning liquid in the container section 11 is a bearing 20 which is attached to the housing 10 by inner support beams 21 in a manner known per se to the lower end of the with to support its axis perpendicular distributor and its drive shaft 25 during its rotation, the upper end of which is held for rotation in a bearing 26 which is attached to an inner support cross 27.
A shaft 30 extending through the fan housing
12 protrudes, is arranged vertically and is located coaxially above the shaft 25, serves as a drive shaft and, like the fan shaft, is for its rotation in the housing
12 held by an upper bearing 31 fastened in the housing 12 and by a lower bearing 32 fastened to an inner support cross 33. The lower end of the drive shaft 30 is connected for driving to the upper end of the drive and distributor shaft 25 via a compliant coupling 34, the shafts 30 and 25 being suitably driven by a motor 40 which is driven by pulleys 41, 42 and Belt 43 with the shaft 30 is verbun.
Furthermore, an outlet fan 50 is mounted on the shaft 30, which is located in the housing 12 and is driven by the shaft 30, this fan air flows from the housing 10 after it has been washed there and then through the outlet duct 14 and the opening 15 flows out. At the lower end of the shaft 25 a liq sigkeitspumpe 55 is attached, which is driven by the shaft 25, which is intended to pump the water or the cleaning liquid from the container 11 and it upwards into the interior of the rotating and generating spray jets To promote organ, which is shown as a rotating, cage-like manifold 60.
This member 60 for generating the spray jets is also attached to the shaft 25, is driven by this and has an upper plate 61 attached to the shaft 25, on which a number of rods 62 or ribs protrude downwards, the lower ends of which with a Ring 63 are engaged.
As can be seen from what has been said so far, when the shaft 25 rotates (which is driven by a drive motor 40 via the drive disks 41, 42 and the shaft 30) the liquid pump 55 conveys the cleaning agent from the tank 11 into the interior of the rotating grid-like Distributor 60, whereupon the cleaning agent is hurled outwards as spray jets 64 into the wash space outside of distributor 60, in which the moving rods 62 of the rotating cage strike the liquid flow conveyed by pump 55.
Furthermore, inside the housing 10, around the rotating cage 60, there is a substantially cylindrical washing chamber 70 which is closed at the top and open at the bottom and which has cylindrical side walls 72 whose lower edge is at the same height as the lower end of the distributor cage 60 and inwardly spaced from the side walls of the housing 10.
In the upper part of the washing chamber 70 an air inlet opening 75 is provided which is tangential to the washing chamber 70, as can be seen from Fig. 3, in which a preferred embodiment of the air inlet opening is shown in more detail, with a taper for tangential entry at high speed the air to be washed in the chamber 70. Accordingly, the upper part of the inner washing chamber 70 has a tangential air inlet for the inlet line 75 for supplying air to the device and for generating a swirling movement in the air flow, while the walls 72 of the chamber 70 form a washing space for receiving the liquid spray jets 64 that pass through the rotating distributor cage 60 are thrown outwards.
The outside of the walls 72 delimit an annular gap with the outer walls of the housing 10, so that the air flowing in tangentially through the inlet line 75 flows in a swirled form downwards through the inner washing chamber 70 above the walls 72 and then in the opposite direction at the lower one The edge of the walls 72 flows past and outside the walls 72 through the outer annular space under the action of the outlet fan 50 flows upwards, as is essentially indicated by the various flow arrows in the drawing.
In the upper part of the housing 10 above the air inlet line 75 and the washing chamber 70, a number of baffles 80 with gaps 81 are provided, through which the air flow is drawn through the outlet fan 50 after the air flow has left the lower part of the washing chamber 70, the Deflection plates are used in a known manner to remove the entrained moisture or droplets from the washed air. The cleaning liquid, which is thrown outward by the rotating distributor cage 60, finally hits the inside of the walls 72 of the chamber 70 and there forms an essentially cohesive layer or a curtain of cleaning liquid that mimics the inside of the walls 72 flows at the bottom and returns to the container 11.
Preferably, the speed and pumping capacity of the liquid pump 55 is such that sufficient cleaning liquid is continuously pressed from the container 11 into the distributor cage 60 in order to maintain a substantially coherent liquid layer or a curtain on the inside of the walls 72, and in particular so that the cleaning liquid flows down from the lower edge of the walls 72 Bn in a continuous annular curtain or liquid curtain, as shown in dash-dotted lines 85 in FIG.
The air has to pass through this curtain 85 after it has left the washing chamber and is additionally or finally washed after it has been washed in the chamber 70 by the spray jets that are generated by the distributor cage 60. This downwardly flowing curtain 85 of cleaning liquid cooperates with the sudden reversal of the flow direction of the air at the lower edge of the walls 72 and ensures a complete removal of the entrained material from the air, so that smaller parts, if any still present, by moisture or droplets of the cleaning liquid are trapped on the baffles in the upper part of the housing 10.
The additional effectiveness of the gas scrubbing system thanks to the tangential entry of the gas to be cleaned and its swirling as it flows downwards through the spray in the washing chamber 70 favors the removal of particularly fine particles of the order of magnitude of microns and less, if the tangentially arranged inlet line 75 according to FIG is arranged that the turbulence of the inflowing air flows in the opposite direction to the cleaning liquid droplets 64 which are thrown away by the rotating distributor cage 60. The spray jets 64 of the cleaning liquid are thrown by the rotating distributor cage 60 in a tangential direction away from the circumference of the cage.
Correspondingly, the air inlet duct 75 according to FIG. 3 can be arranged in such a way that, when the cage rotates clockwise, the swirled inflowing air moves in a direction opposite to the direction of the spray jets 64. This results in an increase in the impact force between the liquid droplets and the entrained, airborne particles that are to be washed out, whereby the advantages of the larger impact are used, which contribute to the moistening, collection and removal of the entrained material and especially the effectiveness when removing very small particles.
To illustrate the more favorable effectiveness of air purification according to the present invention, quantitative comparisons were made between apparatuses which have the device according to the invention and conventional air washing systems of the same capacity (e.g. 566 mS / min.), But which have neither a tangential air inlet nor a Have air flowing in above the spray jets.
For this purpose, a test pigment (a standard pigment being used) was introduced into the air to be cleaned and distributed. It has been shown that the amount of test pigment which remains in the air when it emerges from the outlet opening 15 after the treatment according to the present method is one third smaller than the amount of test pigment which is obtained during the treatment with a conventional car wash.
Furthermore, to illustrate the better effectiveness in removing very small particles when using the device according to the invention, comparative measurements were carried out, the tangential air inlet duct 75 being directed in relation to the rotating cage 60 in such a way that the entering air is in a direction to the direction of movement of the spray jets opposite direction (instead of the same circumferential direction). Dispersed particles of various types were used, all of which were smaller than four microns, with 45% of them being smaller than 3/4 microns. This comparative measurement was made to examine the relative effectiveness in removing extremely fine particles.
With an arrangement in which the direction of rotation of the inflowing air and the water spray jets are not directed opposite to each other, air was cleaned which contained 2110 particles of a test pigment per 28 m3 of air, with the cleaned air flowing out of the system only 28.1 particles per Contained 28 m3 of air, while with 1425 particles per 28 m3 in the air to be cleaned, the air flowing out of the system only contained 24.3 particles per 28 m3 of air.
In contrast, tests were carried out on a system in which the arrangement of the air inlet duct 75 and the direction of rotation of the cage corresponded to the arrangement shown in FIG the other conditions such as the speed and direction of rotation of the motor 40, etc. were the same). The air flowing in through inlet channel 75 contained 2680 particles of a test pigment per 28 m3 of air and was washed until it only contained 13.3 particles per 28 m3 of air when it flowed out of outlet opening 15.
In a similar way, with the preferred opposite direction of rotation arrangement, air was cleaned which contained 1365 particles per 28 m3 of air, as well as air with 1024 particles per 28 m3 of air, with cleaning being so effective in both cases that only about 11.4 particles were left were counted per 28 m3 of air at the outlet opening.
It goes without saying that the amount of material entrained in the experiments described was significantly greater than it will be in the usual procedures, but they were chosen on purpose to demonstrate the beneficial effect of the arrangement according to the invention, which is caused by the opposite direction of movement of the incoming Air and the cleansing liquid droplets, and by flowing the air downward in the washing chamber 70, and particularly to demonstrate that extremely finely divided dust can be removed.
Thus, in accordance with what has just been said, gas scrubbing systems have been created with increased effectiveness, in which the impact forces necessary for washing or removal between the droplets of the cleaning liquid and the particles entrained in the gas flow are actually effectively increased and a more thorough washing or removal with the same size of the washing system the desired gas passage volume is favored, with the same energy for moving both the gas to be cleaned and the cleaning spray liquid and with the same amount of entrained impurities in the gas stream to be cleaned, this improvement of the effectiveness according to the present invention without undesirable complications or an increase the car wash is reached.
In addition, when air or other gases 86 are to be washed which contain gaseous impurities, the swirling of the inflowing gas stream 86 takes place in the same direction in which the cleaning liquid droplets move.
This is achieved in that the cage 60 generating the spray jets is driven opposite to the direction of rotation shown in FIG. 3. In this process, the rapid rotation of the spray-producing cage 60 creates finely distributed spray jets, and thanks to the fact that the air and the polluting gaseous material move in the same direction as the droplets of the spray jets, the time during which the contaminants and the droplets are exposed to each other is significantly enlarged. This results in the desired greater absorption of the polluting gases. It should be noted that the cleaning liquid, e.g. B. the water, can have agents that react with the gas or have a neutralizing effect and help with the absorption and removal of the polluting gases.