DE102004039182B4

DE102004039182B4 - Process for separating pollutant particles from industrial gases and apparatus for carrying out the process

Info

Publication number: DE102004039182B4
Application number: DE200410039182
Authority: DE
Inventors: Hilarius Drzisga
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-12
Filing date: 2004-08-12
Publication date: 2010-07-15
Anticipated expiration: 2024-08-13
Also published as: DE102004039182A1

Abstract

Verfahren zum Abscheiden von Schadstoffpartikeln aus Industriegasen wie beispielsweise aus Kraft- und Zementwerken, bei welchem das Rohgas tangential in einen Zyklon eingeleitet und spiralförmig umgewirbelt wird und die gröberen Staubpartikel durch die Fliehkraft an die konisch verlaufende Zyklonwand geschleudert und nach unten transportiert werden, und das gereinigte Gas den Zyklon zentral am oberen Ende verlässt, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohgas vor dem Einleiten in den Zyklon (2) in vertikaler Strömung in ein im Querschnitt kegelförmiges und spiralgewendeltes Abscheiderohr (1) einströmt, dessen Querschnitt sich bis zum tangentialen Eintritt in den Zyklon (2) verjüngt und das auf der dem Zentrum der Spirale zugewandten Rohroberseite im Abstand zum Zyklon (2) mindestens eine Gaswirbelkammer (4) aufweist, über welche das feinere Staubpartikel beinhaltende Rohgas einem mit einem Sauggebläse (6) ausgestatteten Gewebefilter (7) zugeführt wird.Process for separating pollutant particles from industrial gases such as power and cement plants, in which the raw gas is tangentially introduced into a cyclone and spirally revolved and the coarser dust particles are thrown by the centrifugal force to the conical cyclone wall and transported down, and the purified Gas leaves the cyclone centrally at the upper end, characterized in that the raw gas before being introduced into the cyclone (2) flows in a vertical flow in a conical cross-section and spirgewendeltes separator tube (1) whose cross-section is up to the tangential entry into the cyclone (2) tapers and at the distance from the cyclone (2) has at least one gas vortex chamber (4) via which the finer dust particles containing raw gas is fed to a fabric filter (7) equipped with a suction fan (6) ,

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von Schadstoffpartikeln aus Industriegasen wie beispielsweise aus Kraft- und Zementwerken, bei welchem das Rohgas tangential in einen Zyklon eingeleitet und spiralförmig umgewirbelt wird und die gröberen Staubpartikel durch die Fliehkraft an die konisch verlaufende Zyklonwand geschleudert und nach unten transportiert werden, und das gereinigte Gas den Zyklon zentral am oberen Ende verlässt, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The The invention relates to a method for separating pollutant particles from industrial gases such as power and cement plants, in which the raw gas is introduced tangentially into a cyclone and spirally is reversed and the grosser Dust particles due to the centrifugal force on the conical cyclone wall spun and transported down, and the purified gas leaves the cyclone centrally at the top, and a device for execution of the procedure.

Ein großer Anteil der von der Industrie ausgestoßenen Luftverunreinigungen entsteht durch Staubentwicklung und Absonderung von Gasprodukten chemischer Reaktionen. Ein wesentlicher Staubanteil dieser Abgase wird in Absauganlagen abgesondert. Die Wahl der entsprechenden Anlagen hängt ab von den chemischen und physikalischen Eigenschaften der Staubpartikel und des Trägergases. Die Staubpartikel werden nach trockenen, nassen oder kombinierten Verfahren abgeschieden. Die giftigen Anteile entfernt man beispielsweise durch Absorption (Aktivkohlefilter), Absorption in sogenannten Waschanlagen oder auch chemischen Umsatz in ungiftige Gase oder feste Stoffe. Die einfachste Methode der Staubabscheidung erfolgt in sogenannten Staubkammern. Das staubhaltige Gas durchströmt einen solchen Apparat, wobei dessen feste Teilchen von Trenn- und Luftwänden abgefangen und durch Schwerkraft in Abscheideräume geführt wird.One greater Proportion of air pollution emitted by industry is caused by dust formation and segregation of gas products chemical reactions. A significant proportion of dust from these gases is segregated in extraction systems. The choice of the appropriate equipment depends on the chemical and physical properties of the dust particles and the carrier gas. The Dust particles are processed by dry, wet or combined methods deposited. The toxic components are removed, for example by Absorption (activated carbon filter), absorption in so-called car washes or even chemical conversion into non-toxic gases or solids. The simplest method of dust separation takes place in so-called dust chambers. The dusty gas flows through one such apparatus, wherein its solid particles intercepted by separating and air walls and is guided by gravity into separation rooms.

Zur Intensivierung der Staubtrennung verwendet man sogenannte Zyklone. Das sind konische Staubabscheider, in denen der tangential eintretende Gasstrom spiralförmig umgewirbelt wird, und die Staubteilchen durch die Fliehkraft an die Wand geschleudert und nach unten transportiert werden, während das gereinigte Gas den Zyklon nach oben verlässt. Der Nachteil von Zyklonen besteht darin, dass kleinere Staubteilchen, etwa unter 50 μm nicht mehr allein durch die Schwer- bzw. Fliehkraft abgeschieden werden können. Hierfür verwendet man große Filter oder Nassabscheideverfahren, bei denen hohe Druckabfälle hinzunehmen sind.to Intensification of dust separation is used so-called cyclones. These are conical dust collectors, in which the tangentially entering gas flow spirally is whirled, and the dust particles by the centrifugal force the wall are thrown and transported down while the cleaned gas leaves the cyclone upwards. The disadvantage of cyclones is that smaller dust particles, say less than 50 microns no longer can be separated solely by gravity or centrifugal force. Used for this you big Filters or wet scrubbing processes where high pressure drops increase are.

Ein weiteres sehr gängiges und allgemein bekanntes Abscheideverfahren besteht aus dem Einsatz von Elektrofiltern, mit denen allerdings nur bestimmte Stäube abgeschieden werden können. Darüber hinaus ist ein solches Verfahren konstruktiv und kostenmäßig ungeheuer aufwendig.One Another very common and well-known deposition method consists of the use of electrostatic precipitators, with which only certain dusts are deposited can be. About that In addition, such a process is constructive and costly monstrous consuming.

So ist in der DE 30 35 828 A1 eine Abscheidevorrichtung, insbesondere für von Schmelz- oder Verbrennungsöfen kommende Rauchgase, beschrieben, die einen sogenannten Horizontalzyklon aufweist. Dieser Zyklon weist eine einzige Krümmung auf, an deren Ende eine Gasstromteilung zur Abführung des Grobstaubes über einen nach unten gerichteten Staubsammelkanal und ein aufwärts geführter Schenkel mit anschließendem horizontalen Stutzen vorgesehen ist, der wiederum in einen Staubsammeltrichter mündet, dem ein Filter nachgeschaltet ist. Die besagte einzige Krümmung in einem solchen Zyklon erzeugt in keinem Fall die erforderliche Zentrifugalkraft im Gasstrom, dass eine ausreichende Abscheidung des Grobstaubes im entsprechenden Staubsammelkanal stattfinden kann und andererseits auch im weitergeführten Gasstrom eine genügende Feinstaubabscheidung erzielbar ist.So is in the DE 30 35 828 A1 a separation device, in particular for coming from melting or incinerators flue gases, described having a so-called horizontal cyclone. This cyclone has a single curvature, at the end of a gas flow division for discharging the coarse dust on a downward dust collection channel and an upwardly guided leg is provided with subsequent horizontal neck, which in turn opens into a dust collecting funnel, which is followed by a filter. The said single curvature in such a cyclone generates under no circumstances the required centrifugal force in the gas stream, that a sufficient separation of the coarse dust in the corresponding dust collecting channel can take place and on the other hand, a sufficient fine dust separation is achieved in the continued gas flow.

Darüber hinaus ist nach der DE 22 33 437 C3 rein Verfahren zum Abscheiden des spezifisch leichteren Anteils auf einem Strom eines mit suspendierten Stoffen beladenen Mediums mittels Fliehkraft bekannt, bei welchem der Gasstrom mittels eines gekrümmten Stromkanals und einer der Krümmung gegenüberliegenden Wirbelkammer in einen Haupt- und einen Teilstrom unterteilt wird. Dabei hat die Wirbelkammer teilweise die Aufgabe und Wirkung eines Zyklons. Der Gasstrom strömt tangential ein und aus der Wirbelkammer, wobei Feinstaubpartikel unter 10 μm aufgrund geringer Zentrifugalkraft nicht ausgeschieden werden können. Es wird nur eine Teilfraktion abgeschieden und der übrige mit Staub beladene Gasstrom wird nur verdünnt. Das Verfahren ist unabhängig von der Effizienz, allein durch die Konstruktion der Wirbelkammer mit zusätzlichen Sammelkammern und entsprechenden Auslässen, konstruktiv sehr aufwendig.In addition, after the DE 22 33 437 C3 purely method for depositing the specific lighter fraction on a stream of suspended matter suspended medium by centrifugal force, in which the gas stream by means of a curved flow channel and a curvature opposite swirl chamber is divided into a main and a partial flow. The vortex chamber partly has the task and effect of a cyclone. The gas stream flows tangentially in and out of the vortex chamber, whereby fine dust particles below 10 .mu.m can not be excreted due to low centrifugal force. Only one fraction is separated and the remainder of the gas laden with dust is only diluted. The process is structurally very complex, regardless of the efficiency, solely by the construction of the vortex chamber with additional collection chambers and corresponding outlets.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie die entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Abscheiden von Schadstoffpartikeln aus Industriegasen, wie sie beispielsweise in Kraft- und Zementwerken oder Gießereien und Mühlen entstehen, zu schaffen, das konstruktiv eine einfache Bauweise erfordert, das einen wirtschaftlichen Betrieb erlaubt und das darüber hinaus, neben der Abscheidung von größeren Partikeln, das Abscheiden von Feinstaub gewährleistet.In contrast, lies The invention is based on the object, a method and the corresponding Apparatus for carrying out the process for separating pollutant particles from industrial gases, such as in power plants and cement works or foundries and mills to create, which constructively requires a simple construction, which allows economic operation and, moreover, besides the deposition of larger particles, ensures the separation of fine dust.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Rohgas vor dem Einleiten in einen Zyklon in vertikaler Strömung in ein im Querschnitt kegelförmiges und spiralgewendeltes Abscheiderohr einströmt, dessen Querschnitt sich bis zum tangentialen Eintritt in den Zyklon verjüngt und das auf der dem Zentrum der Spirale zugewandten Rohroberseite im Abstand zum Zyklon mindestens eine Gaswirbelkammer aufweist, über welche das feinere Staubpartikel beinhaltende Rohgas einem mit einem Sauggebläse ausgestatteten Gewebefilter zugeführt wird.These Task is inventively characterized solved, that the raw gas before entering into a cyclone in vertical flow in a conical in cross-section and spirally wound separator tube flows in, the cross section of which Tapered until tangential entry into the cyclone and that on the center the spiral facing tube top at a distance from the cyclone at least one Gas vortex chamber has over which the finer dust particles containing raw gas one with a aspirator equipped fabric filter is supplied.

Als besonders vorteilhaft erweist sich im Rahmen des Verfahrens bzw. der entsprechenden Vorrichtung, dass durch die Gestaltung und den Verlauf des Abscheiderohres es ermöglicht wird, auf der durch die Schwerkraft in der Gasströmung wirkenden entgegengesetzten Seite des Rohres Gaswirbelkammern anzuordnen, über welche der aufgewirbelte Feinstaub abgesaugt und einem Gewebefilter zugeleitet wird. Es wird nur ein Teil der gesamten Gasmenge, die den Feinstaub beinhaltet, abgesaugt und einem für eine geringe Menge ausgelegten Gewebefilter zugeleitet. Für die durch die Schwerkraft auf die Gasströmung wirkende Abscheidung erweist es sich weiterhin als besonders vorteilhaft, dass der Querschnitt des sich verjüngenden und im Schnitt kegelförmig verlaufenden Abscheiderohres beispielsweise oval ausgeführt ist und somit zur Abscheidung der gröberen Staubpartikel eine größere Fläche vorgesehen ist.Be particularly advantageous in the Frame of the method or the corresponding device that is made possible by the design and the course of the Abscheiderohres on the acting by gravity in the gas flow opposite side of the tube gas vortex chambers through which the fluidized particulate matter is sucked and fed to a fabric filter. Only part of the total amount of gas that contains the fine dust is sucked off and fed to a fabric filter designed for a small amount. For the deposition acting by gravity on the gas flow, it proves to be particularly advantageous that the cross section of the tapered and tapered in section separator tube is made, for example, oval and thus a larger area is provided for the deposition of coarser dust particles.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im nachfolgenden näher erläutert. Es zeigen:One embodiment The invention is illustrated in the drawings and will be described below explained in more detail. It demonstrate:

1 – ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematisierter Form und im Schnitt, 1 An embodiment of the device according to the invention in schematic form and in section,

2 – eine Seitenansicht des nicht gewendelten Abscheiderohres und 2 - A side view of the non-coiled Abscheiderohres and

3 – eine schematisierte Darstellung eines Abschnitts des gewendelten Abscheiderohres mit einer Gaswirbelkammer 3 - A schematic representation of a portion of the coiled Abscheiderohres with a gas vortex chamber

Wie aus der schematisierten Darstellung nach 1 zu entnehmen ist, strömt das mit Staubpartikeln behaftete Rohgas, wie der Pfeil A andeutet, vertikal in die Öffnung des spiralförmig gewendelten Abscheiderohres 1. Der Querschnitt des nicht gewendelten Abscheiderohres 1 ist in 2 wiedergegeben, so dass man genau die vorgesehene Querschnittsverjüngung des Abscheiderohres 1 nachempfinden kann. Das Abscheiderohr 1 weist des weiteren in Verbindung mit der Wendelung 3 einen kegelförmigen Querschnitt auf. Um für die Abscheidung der gröberen Staubpartikel entsprechende Anlageflächen zu schaffen, und eine eventuell quer zur Gasströmung auftretende Rotation zu vermeiden, weist das Abscheiderohr 1 einen ovalen Querschnitt auf.As shown in the schematic representation 1 it can be seen, the raw gas containing dust particles, as indicated by the arrow A, flows vertically into the opening of the spirally wound separator tube 1 , The cross section of the non-coiled separator tube 1 is in 2 reproduced, so that exactly the intended cross-sectional taper of the Abscheiderohres 1 can empathize. The separator pipe 1 Further, in connection with the spiraling 3 a conical cross section. In order to create for the deposition of coarser dust particles corresponding contact surfaces, and to avoid a possibly occurring transversely to the gas flow rotation, has the separator pipe 1 an oval cross section.

In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Wendelung 3 auf der dem Zentrum der Spirale zugewandten Rohroberseite zwei Gaswirbelkammern 4, 5 zur Aufnahme des aufgewirbelten Feinstaubes auf, wie dies in schematisierter Darstellung auch in 3 wiedergegeben ist. Auf der wiederum der oder den Gaswirbelkammern 4, 5 gegenüberlegenden Seite der Wendel 3 des Abscheiderohres 1 scheidet sich, bedingt durch Strömung und Schwerkraft, der gröbere Staub 10 ab. Der in den Gaswirbelkammern 4, 5 aufgewirbelte und eingefangene Feinstaub wird mittels eines Sauggebläses 6 über die Leitungen 8, 9 einem Gewebefilter 7 zugeführt.In the in 1 embodiment shown has the helical 3 on the tube top facing the center of the spiral two vortex chambers 4 . 5 for receiving the fluidized up fine dust, as shown in a schematic representation in 3 is reproduced. On the turn of the or the gas vortex chambers 4 . 5 opposite side of the helix 3 of the separator ear 1 due to flow and gravity, the coarser dust separates 10 from. The one in the vortex chambers 4 . 5 Airborne and trapped particulate matter is removed by means of a suction fan 6 over the wires 8th . 9 a fabric filter 7 fed.

Das Ende des gewendelten Abscheiderohres 1 ist an den Zyklon 2 derart angeschlossen, dass der Gasstrom bis auf den durch die Gaswirbelkammern 4 und 5 entzogenen Feinstaub tangential in den Zyklon eingeleitet wird. Der Grobstaub auf dem Zyklon 2 wird in Richtung des Pfeils B abgeschieden, während das von Staubpartikeln gereinigte Gas in Richtung des Pfeils C dem Zyklon 2 entweicht. Die im Gewebefilter 7 aufgefangenen Feinstäube werden unterhalb des Gewebefilters 7 in Richtung des Pfeils B' abgeschieden, während das gereinigte Gas in Richtung des Pfeils C' entweicht.The end of the coiled separator pipe 1 is at the cyclone 2 connected so that the gas flow except for through the gas vortex chambers 4 and 5 withdrawn particulate matter is introduced tangentially into the cyclone. The grit on the cyclone 2 is deposited in the direction of arrow B, while the dust-cleaned gas in the direction of arrow C the cyclone 2 escapes. The in tissue filter 7 Collected fine dusts are below the fabric filter 7 deposited in the direction of arrow B ', while the purified gas escapes in the direction of arrow C'.

Claims

A process for separating pollutant particles from industrial gases such as power and cement plants, in which the raw gas is tangentially introduced into a cyclone and spirally revolved and the coarser dust particles are thrown by the centrifugal force to the conical cyclone wall and transported down, and the purified Gas leaves the cyclone centrally at the top, characterized in that the raw gas before being introduced into the cyclone ( 2 ) in a vertical flow in a cone-shaped in cross-section and spirally wound separator tube ( 1 ) whose cross-section is up to the tangential entry into the cyclone ( 2 ) and that on the pipe top facing the center of the spiral at a distance from the cyclone ( 2 ) at least one gas vortex chamber ( 4 ), over which the finer dust particles containing raw gas with a suction fan ( 6 ) equipped fabric filters ( 7 ) is supplied.

Device for separating pollutant particles from industrial exhaust gases such as power and cement plants, which consists essentially of a cyclone in which the tangentially entering gas stream is spirally wound, the coarser dust particles thrown by the centrifugal force to the conical cyclone wall and transported down and the cleaned gas leaves the cyclone centrally at the top, characterized in that the cyclone ( 2 ) upstream of the raw gas in a vertical flow receiving, conical in cross-section and spirge spiraled Abscheiderohr ( 1 ) is provided, whose cross section until the tangential entry into the cyclone ( 2 ), and that on the tube side facing the center of the spiral at a distance from the cyclone ( 2 ) at least one gas vortex chamber ( 4 ) provided with a fabric filter ( 7 ) and this downstream with a suction fan ( 6 ) connected is.

Device according to claim 2, characterized in that the separator tube ( 1 ) in the course of spiral winding ( 3 ) has a large cross-section adapted in terms of surface area to the gas flow, for example in an oval shape.

Apparatus according to claim 2, characterized in that on the tube top facing the center of the spiral in the spiraling ( 3 ) two gas vortex chambers ( 4 . 5 ) provided with a fabric filter ( 7 ) and a downstream of this suction fan ( 6 ) are connected.