CH624018A5

CH624018A5 -

Info

Publication number: CH624018A5
Application number: CH1458477A
Authority: CH
Inventors: Juerg Schneider; Volker Dr Fattinger
Original assignee: Ciba Geigy Ag
Priority date: 1977-11-29
Filing date: 1977-11-29
Publication date: 1981-07-15
Also published as: US4210428A; DE2851176A1; CA1110965A; JPS5490667A; DE2851176C2; JPS6141602B2

Description

624 018

2

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Gas Waschanlage mit einer mit Füllkörpern versehenen Waschstufe (31), einer Stufe (4) zur Schwebstoffauswaschung und einer Stufe (32) zur Abscheidung von Waschflüssigkeit, wobei die Schwebstoffauswaschstufe eine Vielzahl von vom Gas zu durchströmenden Gasleiteinsätzen (4), in denen das Gas beschleunigt und anschliessend wieder verzögert wird, sowie Mittel zum Eintragen einer Flüssigkeit in die Gasleiteinsätze aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleiteinsätze aus zwei koaxialen Leitflächen (41, 42) bestehen, die zwischen sich einen im Querschnitt ringförmigen Durchtrittskanal definieren, wobei die Querschnittfläche in Achsenrichtung von aussen nach innen abnimmt und der mittlere Radius der Querschnittfläche in Richtung zum Gasaustritt zunimmt, und dass die Flüssigkeitseintragmittel einen rotationssymmetrischen, zu den Leitflächen koaxialen Flüssigkeitsstrahl erzeugen und diesen zwischen die Leitflächen einbringen.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Leitflächen bis zu einem Mindestabstand nähern, welcher maximal ein Fünftel der axialen Länge der Gasleiteinsätze beträgt.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Leitfläche (41) der Gasleiteinsätze (4) hyperboloidartig geformt ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Leitfläche (42) der Gasleiteinsätze (4) paraboloidartig geformt ist.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitseintragmittel eine an der Gaseintrittseite der Gasleiteinsätze (4) axial angeordnete Umlenkscheibe (46) sowie ein axiales Zufuhrrohr (44) umfassen, durch welches die Flüssigkeit entgegen der Gasstromrichtung auf die Umlenkscheibe geleitet und von dieser dann rotationssymmetrisch in die Gasstromrichtung umgelenkt wird.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, dass der Minimalabstand zwischen den beiden Leitflächen maximal 50, vorzugsweise maximal 30 mm beträgt.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleiteinsätze aus thermoplastischen Spritzgussteilen zusammengesetzt sind.

8. Verfahren zum Betrieb der Gaswaschanlage gemäss einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas in den Gasleiteinsätzen auf Geschwindigkeiten von wenigstens 30 m/sec beschleunigt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der mit den Füllkörpern versehenen Waschstufe (31) die Gasgeschwindigkeit, bezogen auf den freien Gesamtquerschnitt der Stufe, über 1,5 m/sec gewählt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass pro Nm3 Gas wenigstens 2 Liter Flüssigkeit in die Gasleiteinsätze (4) eingesprüht werden.

11. Verwendung der Gaswaschanlage nach einem der Ansprüche 1—5 zur Reinigung von Abgasen aus der elektrolytischen Aluminiumerzeugung.

Gasreinigungsanlagen zum Auswaschen von Staub und nebeiförmigen Verunreinigungen benötigen einen hohen Energieaufwand, wenn bei Teilchengrössen um 1 fim und darunter hohe Abscheidegrade erzielt werden müssen. Ein bekanntes Gaswaschprinzip ist es, bei hoher Gasgeschwindigkeit Flüssigkeit ins Gas einzuführen, wobei die Flüssigkeit vom Gasstrom zerrissen wird und dabei Verunreinigungen aus dem Gas in sich aufnimmt. Der Energieverbrauch bei solchen Gaswaschanlagen wird in erster Linie vom Ventilator verursacht, weil genügend hohe Druckdifferenzen im Gasstrom erzeugt werden müssen, um die notwendige Gasbeschleunigung vor der Gaswaschzone zu gewährleisten. Wenn grosse Gasmengen zu reinigen sind — wie das z.B. in der Aluminium-Industrie der Fall 5 ist — spielen die Stromkosten für die Ventilatoren eine entscheidende Rolle als Kostenfaktor.

Es ist bekannt, grosse Gasströme vor der Reinigung in zylindrische oder schichtförmige Teilströme zu zerlegen. Auf diesem Wege kommt man zu einer gewissen Energieeinsparung, io jedoch resultieren relativ komplizierte, verstopfungsgefährdete Apparate. Ein zentrales Problem bei solchen Gaswaschapparaten ist eine homogene Flüssigkeitsverteilung in der Gasbeschleunigungszone. Flüssigkeitsdüsen mit Drallkörpern und engen Durchtritten ermöglichen zwar eine gute Verteilung der is Flüssigkeit, sind aber verstopfungsgefährdet. Bei der Reinigung von Abgasen aus der Aluminiumindustrie ist das Verstopfungsproblem besonders schwer zu lösen, weil neben fluorhaltigen Salzen auch Teer in Form feiner Partikel im Abgas vorhanden ist, welcher aus den Elektroden der Alumini-20 um-Elektrolyseöfen stammt. Auch Abgase aus industriellen Verbrennungsanlagen, insbesondere der Abfallverbrennung, enthalten neben Salzen und Oxiden in manchen Fällen auch feine Teeipartikel.

Es besteht ein dringendes Bedürfnis für eine robuste Gas-2s Waschanlage und viele Fachleute beschäftigen sich mit diesem Problem.

Es wurde gefunden, dass man mit einer gemäss dem Patentanspruch 1 ausgebildeten und betriebenen Gaswaschanlage Abscheidegrade von 95 % und mehr — bezogen auf den Ge-30 samtfeststoffgehalt von teerhaltigen Abgasen — bereits mit einem Energieaufwand in der Gaswaschanlage von weniger als 30 mbar Druckverlust des Gasstromes erreicht.

Der genannte Druckverlust von 30 mbar wird gemessen zwischen dem Eintritts- und Austrittsstutzen der Gaswaschan-35 läge. Die erfindungsgemässe Anlage erwies sich trotz der Anwesenheit von Teernebeln als verstopfungssicher.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausfüh-40 rungsbeispiels,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie I—I in Fig. 1,

Fig. 3 ein Detail aus Fig. 1,

Fig. 4 und 5 einen Schnitt nach den Linien I—I bzw. III—III der Fig. 3 und 45 Fig. 6 ein Detail aus Fig. 3.

Gemäss Fig. 1 enthält die Gaswaschanlage mindestens eine mit einer Füllkörperschicht versehene Waschstufe 31 und mindestens eine Stufe zur Schwebstoffauswaschung 4. In der Schwebstoff-Auswaschstufe werden die Gase zwischen Leitflä-50 chen, die weniger als 50 mm Abstand haben, auf eine Geschwindigkeit von über 30 m/sec beschleunigt und anschliessend wieder verlangsamt, bevor sie einer Vorrichtung zur Abscheidung der Waschflüssigkeit 32 zugeführt werden. Die Gase gelangen über die Leitung 1 in den Ventilator 2 und von dort 55 in die Gaswaschanlage 3, welche von unten nach oben durchströmt wird. Sie werden über den Kamin 10 abgeleitet. Zur Umwälzung von Flüssigkeit über die Füllkörperschicht 31 dienen die Pumpe 6 und die Leitung 7. Die Einspritzflüssigkeit für die Schwebstoffabscheidung wird von der Pumpe 8 über 60 die Leitung 9 in die Gasleiteinsätze 4 befördert. Die vom Gas mitgerissene Flüssigkeit wird in die Tropfenfänger-Vorrichtung 32 geführt und gelangt von dort über den Tauchverschluss 33 auf den Zwischenboden 34 und weiter über die Leitung 35 in die Sammelleitung 5 und zurück in die Pumpe 8. Über die Lei-65 tung 36 und das Ventil 37 kann Wasser vor die Tropfenfängervorrichtung 32 eingesprüht werden. Der Wasserzusatz führt zu einem Anstieg des Flüssigkeitsniveaus in der Sammelleitung 5, so dass durch die Überlaufleitung 38 Flüssigkeit in den