CN113797672A - 用于从废气中去除颗粒的气体清洗器和废气处理设备 - Google Patents

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Abstract

用于从废气中去除颗粒的气体清洗器和具有气体清洗器的废气处理设备,包括:具有废气入口和废气出口的壳体;板件,其围绕其自身的轴线能转动地布置在壳体中并且基本上为圆形,其中,废气可经由废气入口被导入到板件的大致中部;排出喷嘴,用于将液体、尤其清洁液或清洗液喷洒到板件上,以便在板件之前获得废气和液体的混合物;内转子组件和与内转子组件间隔开的外转子组件,它们围绕轴线可转动地布置;内定子组件和与该内定子组件间隔开地布置的外定子组件,其中,转子组件和定子组件为了产生湍流而彼此交替地并且同心地布置,从而能够将来自废气流的颗粒传递到液体中。此外,设置有用于雾化液体的旋转式雾化器,其尤其布置在圆形的板件上。

Description

用于从废气中去除颗粒的气体清洗器和废气处理设备
技术领域
本发明涉及一种用于从废气中去除颗粒的气体清洗器。此外,本发明涉及一种具有气体清洗器的废气处理设备。
在半导体工业中,通常通过化学气相沉积(chemical vapour deposition-CVD)将薄层施加到不同的基底上,并且通过用反应气体蚀刻使其结构化。在这种过程中会产生有毒的、可燃的、腐蚀性的或冷凝的气体的混合物。因此,这些气体混合物必须尽可能靠近其产生的地点被处理。通过这些混合物的化学反应经常产生<1μm范围内的极细颗粒,其用传统的气体清洗器仅不完全地被洗出。在非常高的颗粒浓度下,静电分离器也是不合适的。
在使用用于废气清洁的设备时应用不同技术。因此,能够对废气进行燃烧、洗出或清除极细颗粒。为了清洁由生产半导体产品(例如基于硅或LED的太阳能模块)产生的废气,这种设备通常连续运行地,即每天24小时和每周七天地运行。然而,本发明还包括用于处理废气流(例如工艺气体流)的装置。这种废气流可以在处理链内在分离器中处理之后被进一步利用。
利用这类用于清洁气流的装置可以解决这些问题。原则上,气体清洗器或湿式清洗器也非常适合于从废气流中去除水溶性气体。酸性和碱性气体可以通过用碱性或酸性清洗液进行化学吸收而被减少到较少的程度。
气体清洗器用于从气体中去除固体、液体或气态杂质,其中,杂质化合到被导入气流中的清洗液上,并与其一起被分离出。
这类气体清洗器或湿式分离器的作用方式在于将气体或颗粒从载有气体或颗粒的气体流中转移到液体中。为此,在气体和液体之间形成相应的相界面,并且在这两个相之间产生相对运动。在气体和液体尽可能强烈混合的情况下实现相界面的方法是使一个相弥散到另一个相中。因此,例如在液体中产生气泡群或在气体中产生液滴聚集物,或者产生这样的系统:其中液体作为或多或少被分散的射束存在。使气体和液体彼此接触的另一原则可能性是绕流液体润湿的体。
因此,气体清洗器或湿式清洗器是一种简单的废气清洁的方法,其中,待清洁的气体在顺流或逆流中与细分布的水滴或其它清洗液接触,从而清洁所加载的气体流。
背景技术
由现有技术已知气体清洗器。例如由DE 564 429C得知一种具有旋转的杆和固定的杆的气体清洗器。通过将静止的杆与旋转的杆相结合,实现气体清洗器清洁度的改进。旋转的杆可以相对于气体清洗器的轴线斜置,并且固定的杆可以以扁平杆、叶片或角铁的形式构造。
由DE 358 122 C也已知一种具有两个或更多个同心的叶片环圈的装置,用于清洁、冷却和混合气体。
由DE 369 224 A1已知一种用于洗净焦油或用于吸收或富集清洗液的装置。在此,焦油应该从热的含焦油的气体中分离出来并且用于清洗所述焦油。
此外,由EP 0 048 012 B1得知一种用于超细粉碎无机物质的装置。
由GB 191 022 433 A已知一种具有穿孔区段的装置。该装置基本上由穿孔的缸或锥形壳体组成,它们相对于彼此旋转,或者是部分旋转部分静止的。这些缸或壳体同心地布置在一个或多个腔室中,并且可以具有向内弯曲的偏转壁或偏转杆。
由DE 33 36 840 A1已知一种用于物质交换以及灰尘和液滴分离的具有穿孔壁的装置。
此外,由WO 2012/146558 A2已知一种湿式分离器,在该湿式分离器中分别设置有两个一体的、具有不同波形和穿孔侧翼的波形板。
由DE 602 12 546 T2或EP 1 310 289 B1已知一种气体清洗器,其具有壳体,在所述壳体中叶轮围绕其自身的轴线转动,其中,废气被导入到叶轮的中部。清洗液被喷洒到叶轮中。与叶轮间隔开地布置有折流件并且该折流件包围该叶轮。废气和清洁液的混合物撞击在折流件上。在气体清洗器中,折流件促进了废气和清洗液的搅动或运动以及清洗液的雾化,由此有效地将废气中所包含的灰尘颗粒吸收到清洗液中。
由DE 603 018 64 T2或EP 1 480 731 B1也已知一种用于从废气中去除灰尘的气体清洗器,其具有壳体,在所述壳体中容纳有叶轮并且该叶轮由一轴承载。借助清洁液收集在废气中所包含的灰尘。另外,围绕叶轮设置有多个突起,从而使得废气和由叶轮排出的清洗液撞击到这些突起上。
这类设备的缺点是几何尺寸和重量大,因为这些设备由于其尺寸有时难以运输至特定地点或设立地点和/或在那里装配。这种设备的紧凑实施方案对于非常细的颗粒、尤其是在小于1μm的直径范围内的颗粒仅具有较小作用。
发明内容
鉴于上述缺点,本发明的任务在于,提供一种气体清洗器和一种废气处理设备,它们通过更好地从废气中去除颗粒或灰尘而保证经清洁的废气的更高清洁度,并且在不降低废气处理能力的情况下提供了关于尺寸、效率和压力降低的特殊限制的优化的气体清洗器以及废气处理设备。
该任务利用根据本发明的气体清洗器以及根据本发明的废气处理设备来实现。
根据本发明,提供一种用于从废气中去除颗粒、尤其是灰尘的气体清洗器,包括:具有废气入口和废气出口的壳体;围绕其自身的轴线可转动地布置在壳体中并且基本上为圆形的板件,其中,废气可以经由废气入口导入到板件的大致中部。
此外,提供了至少一个内转子组件和与该内转子组件间隔开地布置的外转子组件,它们围绕轴线可转动地布置。
此外,所述气体清洗器包括至少一个内定子组件和与其间隔开地布置的外定子组件,其中,转子组件和定子组件为了产生湍流彼此交替地且同心地布置,从而颗粒可以从废气流传递到液体中。
根据本发明,该气体清洗器包括用于雾化液体的旋转式雾化器,该旋转式雾化器尤其布置在圆形的板件上。
喷出的液体撞击到旋转式雾化器的中心。液体作为膜均匀地分布在旋转式雾化器的表面上并且通过旋转被向外甩。液体在旋转式雾化器的棱边处被分裂为细液滴。尤其地,旋转式雾化器的直径可以大致等于废气入口的直径。
由液滴和气体组成的混合物碰撞到最里面的定子,然后被最里面的转子收集。随后,混合物被甩到外定子和外转子上。
然后,气体在壳体的外部区域中通过废气出口向侧面或向上被导出,液体向下通过液体出口被导出。
转子-定子组件产生压力差,通过该压力差,气体从废气入口被输送到废气出口。旋转式雾化器引起液体的细雾化,尤其是也相对于借助水压在喷嘴处的雾化。
此外,不需要对液体供应施加高压。此外,不需要如在所谓的双物质喷嘴的情况下的添加介质用于清洗液的雾化,尤其也不需要压缩空气。
根据本发明的第一有利的构型,旋转式雾化器构型为带有撕裂棱边的盘。旋转式雾化器产生窄的液滴尺寸分布并且在此是无堵塞的,只需要小的液体压力并且不需要用于产生液滴的压缩气体。在旋转式雾化器上形成薄的液体膜,所述液体膜由于离心加速度向外变薄并且在撕裂棱边处非常均匀地分裂成液滴。
此外,旋转式雾化器的撕裂棱边可以尽可能尖棱地构造。撕裂棱边应位于板件与盖盘之间的叶轮通道的中间平面内。
根据本发明的一个有利的改进方案,旋转式雾化器朝向其外边缘凹进地成形,以便由此得到定向的小液滴分布。
旋转式雾化器具有特别小的液滴频谱(Tropfenspektrum)并且引起分离速率的改善。由于通过离心力实现雾化,与实心锥喷嘴相比,在液体供应部中需要更小的预压力。因此,可以使用更廉价并且更抗污染颗粒的泵。
根据本发明的另一有利的变型方案设置,旋转式雾化器在中心具有凸出的隆起,该隆起优选达到或超过撕裂棱边的高度。该实施方式相对于旋转式雾化器的已知实施方案是有利的,所述已知实施方案大致杯形地构型并且通过轴线而不是通过外部的实心射束喷嘴来进行馈送,对此例如参见EP 0 463 742 B 2。
可以设置,旋转式雾化器在内部区域中在其旋转轴线上凸出地成形,以便在表面上无反溅的情况下尽可能完全接收来自排出喷嘴的液体射束并且使其均匀分布。
尤其地,旋转式雾化器可以具有墨西哥阔边帽(Sombrero)的形状:墨西哥阔边帽形状的特征在于,在边缘上以及中心处的厚度是增大的。如果相对于直径描绘雾化器的总厚度,则厚度的变化曲线近似于墨西哥阔边帽的形状。
在本发明的一种有利的改进方案中,内转子组件和外转子组件由一共同的轴驱动。由此简化了结构并且气体清洗器总体上变得更紧凑。
以有利的方式,转子组件与圆形的板件机械地作用连接,尤其是布置在该圆形的板件上。尤其对于高转速有利的是,由具有转子组件的板件组成的叶轮由一个部件加工而成。旋转式雾化器可以被粘接或者焊接,因为它优选布置在板件中央,并且因此承受向所有侧面的均匀的力,并且也不承受如此大的离心加速度。
根据本发明的另一有利的构型,在气体清洗器的外周上布置第一转向板。由液体和气体组成的混合物撞击到第一转向板上并且向侧面被偏转。通过可能的第二转向板,气体可以再次转向到相反方向上。在此,液滴从气体中分离。此外,在第一转向板的端部上可以安置孔板,混合物穿过该孔板。在此,使流动变平缓、在切向方向上制动以及在径向方向上向外转向。这减少由已分离出的液体产生新的液滴。
根据本发明的一个有利的构型,与第一转向板径向间隔开地布置有第二转向板。气体围绕第一转向板被引导,然后在相反方向上围绕第二转向板被引导,其中,液体和气体再次分离。然后,气体在壳体的外部区域中通过废气出口向侧面或向上被导出,液体向下通过液体出口被导出。通过气体的这种转向可以实现与液体的分离,并且还包含在气体流中的液滴可以在路径上在壁上分离出。
尤其地,可以在第二转向板中设置流出缝隙,以便将液体导出。
本发明的一种改进方案设置有电动机,尤其是电子换向电动机,用于驱动圆形的板件。该电动机具有高的功率密度,即关于电动机尺寸的功率,例如相对于异步电动机。此外,这种类型的电动机具有较高的能量效率。其相对较小的结构高度和结构宽度有助于气体清洗器的紧凑性,这又使得能够实现简单地集成到现有的系统和装置、例如废气处理设备中。
此外,在板件之后,可以在壳体的背侧上设置密封件,尤其是曲折形密封件,用于保护电动机轴的穿引部。该密封件可在该轴附近用少量清洁液冲洗,以便随时间将夹带的颗粒从轴线中冲洗出。
根据本发明的一个有利的构型,设置有可调节的旁路。已经穿过转子-定子组件一次的气体通过旁路再次导回到转子-定子组件中。因此,穿过转子-定子组件的气流增加,并且在废气入口和废气出口之间由转子产生的压力减小。由于多次穿过该组件,提高了气体和液体之间的相互作用并且实现了灰尘分离的更高效率。
旁路可被实施为在壳体外部从废气出口到废气入口的连接部。这种连接部可以包含用于调节穿过旁路的气体流的常规调节瓣(Regelklappe)作为旁路调节装置。
旁路也可实现为壳体内部的“短路”,其中,气体从第一转向板之前的区域被导回到盖盘之后并且从那里导回到转子组件和定子组件的区域中。用于使气体回流到转子-定子组件中的出口可以作为旁路开口设置在盖盘中,尤其也设置在定子列之间,或者也设置在气体入口的区域中。例如可以通过在盖盘之后的区域中在定子的外周上具有可调整的开口的隔板来实现旁路调节装置。
根据本发明的另一有利的构型,排出喷嘴构造为实心射束喷嘴。该构造为实心射束的喷嘴将水射束对准旋转式雾化器的中心并且向该旋转式雾化器供给待雾化的液体。这种类型的液体供应在机械方面明显比通过旋转轴线进行的供应更简单。与其它喷嘴相比,实心射束喷嘴在相同的液体压力下可以输送更多的液体。尤其地,液体能够仅施加在旋转式雾化器的中部,使得可以在旋转式雾化器的表面上形成均匀的膜。
与适合于汽雾化
Figure BDA0003114339460000061
的喷嘴不同,实心射束喷嘴不需要用于在喷嘴中产生湍流的狭窄通道或装入件。实心射束喷嘴在内部具有简单的通道,而没有用于产生湍流的装入件(例如空心锥喷嘴或实心锥喷嘴),从而其相对于液体中的颗粒是不敏感的。出于这个原因,也可以使用已经加载有颗粒的、例如来自前置的湿式清洗器的清洗液。
本发明的一种有利的改进方案设置,废气入口具有清洁喷嘴、尤其是空心锥喷嘴或者实心锥喷嘴,用于消除在实心射束喷嘴的壁上和/或背侧上的附着。
因为在气体清洗器中对强烈地载有灰尘的气体进行清洗,所以可以预期到灰尘在供应装置的所有区域内沉积,尤其是在湍流处。因此,包括废气入口的整个供应装置必须易于清洁或是自清洁的。通过清洁喷嘴排出的液体清洗废气入口的壁。空心锥喷嘴的优点在于,排出的液体主要对准气体入口的壁并且将其清洁并且在此不干扰在旋转式雾化器处的液滴形成。实心锥喷嘴可能会影响旋转式雾化器表面上的液膜,但也可以消除在排出喷嘴背侧上的附着。实施为实心锥喷嘴的清洁喷嘴可以将附加的液体输入到旋转式雾化器平面外的转子-定子组件中并且由此改进气体清洗器的效率。
根据本发明的另一有利的实施方式,内转子组件和/或外转子组件和/或内定子组件和/或外定子组件具有多个优选在周侧分布地布置的突起,尤其是杆和/或块和/或叶片。
以这种方式,类似于在风扇中,通过突起产生用于使气体、尤其经清洁的气体流动的压力。突起可以在垂直于圆形的板件的轴线的平面中具有矩形、三角形或圆形的横截面。其可以是扁平杆、角铁、四棱铁、翼片或叶片环圈,它们旋转地或固定地布置。也可以设置具有棱边的叶片,从而不需要弯曲,这简化了制造。这些棱边可以旋转对称地构造。然而,也是可考虑的是圆弧或径向侧棱边。可以设置,外转子组件的突起具有小于内转子组件的突起的高度。以这种方式使湍流增加,这导致更有效的雾化。
以有利的方式,突起可以在基本上平行于圆形的板件的轴线的方向上延伸。
但是也可以考虑斜置的突起,其尤其具有空气动力学优点。在由实心材料制造时,如果转子突起平行于轴线,则可以容易地从叶轮中加工出这些转子突起。
根据本发明的一种有利的改进方案设置,所述转子组件由塑料、尤其由玻璃纤维增强的塑料(GFK)或碳纤维增强的塑料(CFK)制成。同样可以考虑,作为替代方案或者补充方案,定子组件和/或圆形的板件也可以由这类塑料制成。
塑料是耐腐蚀的并且比由金属制成的相应实施方案相对更轻。通过由实心材料制造或者通过使用非常稳定的复合材料、如CFK或GFK,尤其能够实现小的直径和高的旋转频率。此外,由塑料制成的转子组件和/或定子组件具有相对较小的重量。这一点总体上有助于用于分散(dezentral)应用的气体清洗器的紧凑结构方式。此外,由塑料构成的实施方案相对于其它材料(例如耐腐蚀的金属合金)成本更低。
转子组件可以用由实心材料构成的圆形板件铣削而成。由此不需要粘合连接或螺纹连接,并且得到允许高旋转速度的高机械稳定性。
在本发明的一个特别有利的构型中,用于废气出口和用于液体出口的开口布置成使得气体清洗器不仅可以在竖直安装位置中而且可以在水平安装位置中使用,这保证了在安装方面的高灵活性。因此,这些开口设置成使得:不仅在气体清洗器的竖直安装位置而且在水平安装位置的情况下,用于液体出口的开口都指向下,并且用于废气出口的开口指向侧面或指向上。
根据本发明的一个独立构思,提供了一种具有尤其是如上所述的气体清洗器的废气处理设备。
废气处理设备可以有利地具有热反应器,尤其是燃烧反应器,和/或湿式清洗器。
热工艺和湿清洗的组合通常在半导体工业中用于处理可燃的、有毒的和腐蚀性的气体混合物。通过氧化例如含硅组分,产生颗粒尺寸明显小于1μm的非常细的灰尘,其仅部分地由常见的湿式清洗器、例如打包的柱(gepackten Kolonnen)洗出。因此,在特别强地形成颗粒的工艺中,需要附加的处理步骤来降低残留灰尘排放。
在本发明的一个改进方案中,气体清洗器在废气流的方向上布置在湿式清洗器之后。
由于气体清洗器的紧凑性,可以实现在湿式清洗器上的紧凑安装,其通常仍在废气处理设备的外壳内。在该组件中同样有利的是腐蚀性气体的浓度降低以及混合物的温度较低。此外,来自湿式清洗器的清洗液可供用于对气体清洗器进行供给,从而不会产生额外的水消耗或液体消耗。也不需要用于液体的附加泵。因为通常湿式清洗器回路的泵功率对于到气体清洗器的排出喷嘴中的导入是足够的,因为这种导入只需要小的压力。
根据本发明的另一变型方案可以设置,气体清洗器在废气流的方向上布置在湿式清洗器之后并且湿式清洗器布置在热反应器之后。
以这种方式,气体清洗器不直接布置在热反应器之后,从而使得气体已经具有较低的温度。距反应器较大的距离提供了用于防止由来自热反应器的余热引起过热的保护,尤其是在装置突然失效时。
附图说明
本发明的其它目的、优点、特征和应用可能性由以下借助附图对实施例的说明得出。在此,所有描述的和/或图示的特征本身或以任意有意义的组合构成本发明的主题,与其在权利要求中的总结或其引用无关。
在此部分示意性地示出:
图1具有水平旋转轴线的气体清洗器的示意图;
图2具有竖直旋转轴线的气体清洗器的图示;
图3旋转式雾化器;
图4在盖盘上具有定子组件的气体清洗器的示意图;
图5带有旁路和旁路开口的气体清洗器的一种实施方式;
图6带有气体清洗器和湿式清洗器的废气处理设备,
图7具有气体清洗器、湿式清洗器和热反应器的废气处理设备;和
图8具有带有圆形板件的叶轮的气体清洗器、旋转式雾化器和转子组件的示意图。
相同的或起相同作用的构件在附图的以下示出图中根据实施方式设有附图标记,以便改进可读性。
具体实施方式
图1示出用于从废气中去除颗粒、尤其是灰尘的气体清洗器1。
在气体清洗器的壳体10中设置有用于待清洁的废气的废气入口2和用于经清洁的气体的废气出口3。
气体清洗器1还具有围绕其自身的轴线11可转动地布置在壳体10中并且基本上为圆形的板件8。废气通过废气入口2可导入到板件8的大致中部15。
此外,图1示出用于将液体13、尤其是清洁液或清洗液喷洒到板件8上的排出喷嘴12,以便在板件8之前获得由废气和液体13组成的混合物。
在当前实施例中,排出喷嘴12可以构造为实心射束喷嘴26并且将液体射束对准旋转式雾化器20的中心32并且向该中心供给待雾化的液体13。这种类型的液体供应在机械上明显比通过旋转轴线进行的供应更简单。与其它喷嘴相比,实心射束喷嘴在相同的液体压力下能够供应更多的液体。液体13尤其可以仅被施加在旋转式雾化器20的中部,从而可以在旋转式雾化器20的表面上形成均匀的膜。
气体清洗器1还包括至少一个内转子组件4和与该内转子组件4间隔开的外转子组件5,所述外转子组件围绕轴线11可转动地布置。
此外,设置有至少一个内定子组件6和与其间隔开地布置的外定子组件7,其中,转子组件4、5和定子组件6、7为了产生湍流彼此交替地且同心地布置,从而颗粒可以从废气流传递到液体13中。
图1示出具有水平旋转轴线的实施方案。图2示出具有竖直旋转轴线的实施方案。
在根据图1和图2的当前实施例中,内转子组件4和外转子组件5由一共同的轴驱动。为此,转子组件4、5与圆形的板件8机械地作用连接,在当前情况下布置在该板件上。
设置电动机19,尤其是电子换向电动机,用于驱动圆形的板件8。
如由图8和图4得知,内转子组件和外转子组件4、5以及内定子组件和外定子组件6、7在当前实施例中具有多个在周侧分布地布置的突起24,所述突起在当前情况下构造为杆。也可以考虑其它几何形状,如块或扁平杆、角铁、四棱铁、翼片或叶片环圈,它们旋转地或固定地布置。也可以设置具有棱边的叶片,从而不需要弯曲部,这简化了制造。
如从图1和图2进一步得知,突起24在基本上平行于圆形的板件8的轴线11的方向上延伸。以这种方式,类似于在风扇中,通过突起24产生用于使气体、尤其经清洁的气体流动的压力。
转子组件4、5和/或定子组件6、7和/或圆形的板件8可以由塑料,尤其由玻璃纤维增强的塑料(GFK)或碳纤维增强的塑料(CFK),制成。
在图1和2中也示出第一转向板16,其设置在气体清洗器1的外周上。与第一转向板16径向间隔开地布置第二转向板17。
由液体13和气体组成的混合物撞击到第一转向板16上并且向侧面偏转。通过第二转向板17,气体然后又可以转向到相反方向上。在此,液滴从气体中分离。此外,在第一转向板16的端部上可以安装有孔板,混合物穿过该孔板。在此,使流动变平缓、在切向方向上制动以及在径向方向上向外转向。这防止由已经分离出的液体产生新的大液滴。
第二转向板17与第一转向板16径向间隔开地布置。气体围绕第一转向板16且随后在相反方向围绕第二转向板17被引导,其中,液体和气体再次被分离。然后,气体在壳体10的外部区域中通过废气出口3向侧面或向上被导出,液体向下通过液体出口14被导出。通过气体的这种转向可以实现与液体的分离,并且还包含在气体流中的液滴可以在路径上在壁上分离出。尤其地,在第二转向板17中可以设置有流出缝隙18,以便将液体导出。
如由图5得知,用于废气出口3和用于液体出口14的开口布置成使得气体清洗器1不仅能够在竖直安装位置中而且能够在水平安装位置中使用。根据安装位置而定,不需要的开口用盲法兰封闭。
从图1、2、5和6中可以看到用于雾化由废气和液体13组成的混合物的旋转式雾化器20,在当前实施方式中,该旋转式雾化器布置在圆形的板件8上。根据图3的细节视图同样示出旋转式雾化器20。在此,旋转式雾化器20布置在圆形的板件8上。旋转式雾化器20引起液体13的细雾化,尤其是相对于借助于水压在喷嘴上的雾化。
如由图3进一步得知,旋转式雾化器20构型为具有撕裂棱边21的盘并且朝向其外边缘凹进地成形,以便尽可能完全地在表面上无回喷地接收并且均匀地分布来自排出喷嘴12的液体13的射束。此外,旋转式雾化器20在其中心32处具有凸出的隆起33,该隆起优选达到或超过撕裂棱边21的高度。
尤其地,旋转式雾化器20可以具有墨西哥阔边帽的形状。墨西哥阔边帽形状的特征在于,在边缘上以及中心处的厚度是增大的。如果相对于直径描绘雾化器的总厚度,则厚度的变化曲线近似于墨西哥阔边帽的形状。
喷出的液体13撞击到旋转式雾化器20的中心32上。液体13作为膜均匀地分布在旋转式雾化器20的表面上并且通过旋转被向外甩。液体13在旋转式雾化器20的棱边处被分裂为细液滴。尤其地,旋转式雾化器20的直径能够大致相应于废气入口2的直径。
接下来,由液滴和气体组成的混合物撞击到内定子组件6上,并且随后被内转子组件4收集。随后,该混合物被甩到外定子组件7和外转子组件5上。
如所提及的那样,由液体13和气体组成的混合物撞击到第一转向板16上并且向侧面偏转,然后又可以通过第二转向板17转向到相反方向上。
然后,气体在壳体10的外部区域中通过废气出口3向侧面或向上被导出,液体13向下通过液体出口14被导出。
如尤其从图5中得知,废气入口2具有清洁喷嘴23、尤其空心锥喷嘴或实心锥喷嘴,用于消除在实心射束喷嘴26的壁上和/或背侧上的附着。
转子-定子组件产生压力差,通过该压力差,气体从废气入口2被输送至废气出口3。
如从图1、2、5和6中得知的那样,设置有可调节的旁路22。已经穿过转子-定子组件一次的气体通过旁路22再次返回到转子-定子组件中。因此,通过转子-定子组件的气流增大,并且在废气入口2与废气出口3之间由转子组件4、5产生的压力减小。由于多次穿过组件4、5,提高了气体和液体13之间的相互作用并且实现了颗粒或灰尘分离的更高效率。
旁路22可以实施为在壳体10外部从废气出口3到废气入口2的连接部。该连接部可以包括作为旁路调节装置31的常规调节瓣,用于匹配穿过旁路22的气体。
旁路22也可实现为壳体10内部的“短路”,其中,气体从第一转向板16之前的区域被导回到盖盘9之后,并且从那里被导回到转子组件和定子组件的区域中。用于使气体回流到转子-定子组件中的出口可以作为旁路开口30设置在盖盘9中,尤其也设置在定子组件6、7之间,或者也设置在气体入口2的区域中。
旁路调节装置31例如可以通过在盖盘9之后的区域中在定子的外周上具有可调整的孔的隔板来实现。
图4示出在移除壳体盖和具有圆形板件8的马达19的情况下从上方观察盖盘9的视图。定子组件6、7安置在盖盘9上。盖盘由旁路开口30穿孔,气体通过所述旁路开口从旁路再次流回到转子-定子组件中。盖盘9改进了流入。
废气入口2可在中央从下方看到。在盖盘9的周边上,通过在盖盘9和壳体底部之间的可转动的隔板实现旁路调节装置31。第二转向板17在壳体的一个半部上实施成朝向废气出口3直至壳体盖封闭,使得气体仅能够在另一个壳体半部中流到壳体10的外部区域中,因此其必须经过另一路径穿过壳体10直至废气出口3。因此可以实现从气流中更好地分离出液滴。
图5示出在盖盘9中在内定子组件6与外定子组件7之间具有旁路开口30的一种实施方案。在此,附加的液体13可以通过辅助喷嘴29穿过旁路开口30被引入到外定子组件7和外转子组件5的区域中。如果已经由旋转式雾化器20喷洒到第一转子组件上的液体13部分地已经流向盖盘9或圆形的板件8并且因此不再可供用于与气体中的颗粒或灰尘相互作用,则这能够提高气体清洗器1的效率。
辅助喷嘴29可以指向盖盘9中的旁路开口30的方向,或者也侧向地(例如切向地)指向到盖盘9之后的、被用作旁路22的空间中。
在本发明的框架内还设置废气处理设备25,所述废气处理设备能够具有如上所述的气体清洗器1。图6和图7示出这种废气处理设备25的实施方式。由热工艺和湿清洗组成的组合通常在半导体工业中用于处理可燃的、有毒的和腐蚀性的气体混合物。
图6示出在废气入口2的区域中具有旁路开口30的废气处理设备25的实施方案。在此,可以通过借助于可移动或可转动的隔板改变这些旁路开口30的自由横截面来直接实现旁路调节装置31。
在图6的实施方案中,气体清洗器1安置在湿式清洗器28上。在此,旁路开口30可以同时用作液体出口14,从而流出的液体经由废气入口2直接流出到湿式清洗器28中。在此,废气的一部分因此多次循环穿过气体清洗器1并且被多次处理。由此提高了气体清洗器的效率。
因为为了灰尘分离的高效率始终要选择板件8的尽可能高的转速,所以通过借助于旁路调节装置31来调节旁路横截面可以匹配气体清洗器1上在废气入口2与废气出口3之间的压力差。由于在气体清洗器1中通过液体对气体进行冷却,可以在不加热该装置的情况下借助于旁路22来调节输送量或压力。然而,在“干系统”的情况下,即在风扇的情况下,在没有液体冷却的情况下,这仅在一定条件下是可能的,因为循环空气会在该设备中加热并且使系统过热。
图7示出具有热反应器27的废气处理设备25的一种实施方式,该热反应器可以被构造为燃烧反应器。此外,也设置有湿式清洗器28。
在当前实施例中,气体清洗器1在废气流的方向上布置在湿式清洗器28之后并且湿式清洗器28布置在热反应器27之后。以这种方式,气体清洗器1不直接布置在热反应器27之后,从而气体已经具有较低的温度。
由于气体清洗器1的紧凑性,可以实现在湿式清洗器28上的紧凑安装。在该组件中同样有利的是腐蚀性气体的浓度降低以及混合物的温度较低。此外,来自湿式清洗器28的清洗液可以用作液体13,从而不会产生额外的水消耗或液体消耗。
附图标记列表
1 气体清洗器
2 废气入口
3 废气出口
4 内转子组件
5 外转子组件
6 内定子组件
7 外定子组件
8 圆形的板件
9 盖盘
10 壳体
11 板件的轴线
12 排出喷嘴
13 液体
14 液体出口
15 板件的中部
16 第一转向板
17 第二转向板
18 流出缝隙
19 电动机
20 旋转式雾化器
21 撕裂棱边
22 旁路
23 清洗喷嘴
24 突起
25 废气处理设备
26 实心射束喷嘴
27 热反应器
28 湿式清洗器
29 辅助喷嘴
30 旁路开口
31 旁路调节装置
32 旋转式雾化器的中心
33 旋转式雾化器的凸出隆起

Claims (20)

1.一种用于从废气中去除颗粒、尤其是灰尘的气体清洗器(1),包括:
壳体(10),所述壳体具有废气入口(2)和废气出口(3);
板件(8),所述板件围绕其自身的轴线(11)能转动地布置在所述壳体(10)中并且基本上为圆形,其中,所述废气能够经由所述废气入口(2)被导入到所述板件(8)的大致中部(15);
排出喷嘴(12),用于将液体(13)、尤其清洁液或清洗液喷洒到所述板件(8)上,以便在所述板件(8)之前获得由所述废气和所述液体(13)组成的混合物;
至少一个内转子组件(4)和与所述内转子组件(4)间隔开的外转子组件(5),所述内转子组件和所述外转子组件围绕所述轴线(11)能转动地布置;
至少一个内定子组件(6)和与所述内定子组件间隔开地布置的外定子组件(7),其中,所述内转子组件(4)和所述外转子组件(5)以及所述内定子组件(6)和所述外定子组件(7)为了产生湍流而彼此交替地并且同心地布置,从而能够将来自废气流的颗粒传递到所述液体(13)中,
其特征在于,设置有用于雾化所述液体(13)的旋转式雾化器(20),所述旋转式雾化器尤其布置在圆形的所述板件(8)上。
2.根据权利要求1所述的气体清洗器(1),其特征在于,所述旋转式雾化器(20)构型为具有撕裂棱边(21)的盘。
3.根据权利要求1或2所述的气体清洗器(1),其特征在于,所述旋转式雾化器(20)朝向其外边缘凹进地成形。
4.根据前述权利要求中任一项所述的气体清洗器(1),其特征在于,所述旋转式雾化器(20)在其中心(32)处具有凸出的隆起(33),所述隆起优选达到或超过所述撕裂棱边(21)的高度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的气体清洗器(1),其特征在于,所述内转子组件(4)和所述外转子组件(5)由一共同的轴驱动。
6.根据前述权利要求中任一项所述的气体清洗器(1),其特征在于,所述内转子组件(4)和所述外转子组件(5)与圆形的所述板件(8)机械地作用连接,尤其布置在该板件上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的气体清洗器(1),其特征在于,在所述气体清洗器(1)的外周上设置第一转向板(16)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的气体清洗器(1),其特征在于,布置有第二转向板(17),尤其是,该第二转向板与所述第一转向板(16)径向地间隔开。
9.根据前述权利要求中任一项所述的气体清洗器(1),其特征在于,设置有电动机(19),尤其是电子换向电动机,用于驱动圆形的所述板件(8)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的气体清洗器(1),其特征在于,设置有能调节的旁路(22)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的气体清洗器(1),其特征在于,所述排出喷嘴(12)构造为实心射束喷嘴(26)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的气体清洗器(1),其特征在于,所述废气入口(2)具有清洁喷嘴(23),尤其是空心锥喷嘴或实心锥喷嘴,用于消除在所述实心射束喷嘴(26)的壁上和/或背侧上的附着。
13.根据前述权利要求中任一项所述的气体清洗器(1),其特征在于,所述内转子组件(4)和/或所述外转子组件(5)和/或所述内定子组件(6)和/或所述外定子组件(7)具有多个优选在周侧分布地布置的突起(24),尤其是杆和/或块和/或叶片。
14.根据权利要求13所述的气体清洗器(1),其特征在于,所述突起(24)在基本平行于圆形的所述板件(8)的轴线(11)的方向上延伸。
15.根据前述权利要求中任一项所述的气体清洗器(1),其特征在于,所述内转子组件(4)和/或所述外转子组件(5)和/或所述内定子组件(6)和/或所述外定子组件(7)和/或圆形的所述板件(8)由塑料制成,尤其由玻璃纤维增强的塑料(GFK)或碳纤维增强的塑料(CFK)制成。
16.根据前述权利要求中任一项所述的气体清洗器(1),其特征在于,用于所述废气出口(3)和用于所述液体出口(14)的开口布置成使得所述气体清洗器(1)不仅能够在竖直安装位置中而且能够在水平安装位置中使用。
17.一种具有根据前述权利要求中任一项所述的气体清洗器(1)的废气处理设备(25)。
18.根据权利要求17所述的废气处理设备(25),其特征在于,设置有热反应器(27),尤其燃烧反应器,和/或湿式清洗器(28)。
19.根据权利要求17或18的废气处理设备(25),其特征在于,所述气体清洗器(1)在废气流的方向上布置在所述湿式清洗器(28)之后。
20.根据权利要求18或19中任一项所述的废气处理设备(25),其特征在于,所述气体清洗器(1)在废气流的方向上布置在所述湿式清洗器(28)之后,并且所述湿式清洗器(28)布置在所述热反应器(27)之后。
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