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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von fein verteilten Flüssigkeits- und/oder Festkörperteilchen aus einem Gasstrom sowie ein demgemäßes Verfahren, wie dies in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 25 angegeben ist.
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Die
DE 930 169 B offenbart eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeiten und Feststoffen aus Gasen. Hierbei ist eine drehbare Trommel mit doppelpaarigem Siebblechmantel, welcher als Filterelement ausgebildet ist, um eine waagerechte Drehachse drehbar in einem Behälter angeordnet. Die waagerechte Drehachse wird durch eine durchgehende Welle gebildet, welche an ihren distalen Endabschnitten in der Behälterwand gelagert ist. Der Siebblechmantel taucht dabei teilweise in eine im unteren Teil des Behälters aufgenommene Flüssigkeit ein. Aus der Anordnung ergibt sich ein Strömungskanal für den zwangsgeführten Durchtritt des zu behandelnden Gasstromes. Insbesondere tritt der Gasstrom durch einen Stutzen in einen Vorraum der Vorrichtung ein. Ausgehend von diesem Vorraum gelangt der Gasstrom durch Stirnwandöffnungen im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Siebtrommel in den Innenraum der Siebtrommel. Vom Innenraum der Siebtrommel wird der Gasstrom durch radial angeordnete Siebpaare des Siebblechmantels in einen die Siebtrommel umgebenden Raum des zylindrischen Behälters geleitet. Ausgehend von diesem Raum wird das Gas in gereinigtem Zustand via einen Gasaustrittsstutzen aus der Vorrichtung geleitet. Die vom Gasstrom abgetrennten Flüssigkeiten oder auch Feststoffe werden im Innenraum des Behälters gesammelt, wobei sie anschließend durch eine Bodenöffnung bei Bedarf abgeleitet werden können. Im Behälter wird der Flüssigkeitsspiegel ständig so hoch gehalten, dass der Siebblechmantel in die Flüssigkeit eintaucht.
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Die
DE 36 01 984 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeiten und Feststoffen aus Gasen. Hierbei ist eine drehbare Trommel mit poröser Mantelwand, welche durch die Anordnung von Leisten in Form von Evolventenflächen als Filterelement ausgebildet ist, um eine waagerechte Drehachse drehbar in einem Behälter angeordnet. Die waagerechte Drehachse wird durch eine durchgehende Welle gebildet, welche an ihren distalen Endabschnitten in der Behälterwand gelagert ist. Der Mantel taucht dabei teilweise in eine im unteren Teil des Behälters aufgenommene Flüssigkeit ein. Aus der Anordnung ergibt sich ein Strömungskanal für den zwangsgeführten Durchtritt des zu behandelnden Gasstromes. Insbesondere tritt der Gasstrom durch einen Stutzen und durch Stirnwandöffnungen im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Trommel in den Innenraum der Trommel ein. Vom Innenraum der Trommel wird der Gasstrom durch radial angeordnete Evolventenflächen der Mantelwand in einen die Trommel umgebenden Raum des Behälters geleitet. Ausgehend von diesem Raum wird das Gas in gereinigtem Zustand via einen Gasaustrittsstutzen aus der Vorrichtung geleitet. Die vom Gasstrom abgetrennten Flüssigkeiten oder auch Feststoffe werden im Innenraum des Behälters gesammelt, wobei sie anschließend durch eine Bodenöffnung bei Bedarf abgeleitet werden können. Im Behälter wird der Flüssigkeitsspiegel ständig so hoch gehalten, dass der Siebblechmantel in die Flüssigkeit eintaucht. Der hier gezeigten Ausführung wird der Gasstrom direkt an der Lagervorrichtung der Trommel vorbei geführt.
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Aus der
DE 41 13 108 C2 ist ein Verfahren zur Abscheidung von Teilchen aus einem staubhaltigen und/oder aerosolhaltigen Rohgas bekannt. Dabei wird das Rohgas einem ersten kanalartigen Abschnitt zugeführt, in den im Wesentlichen in Strömungsrichtung des Rohgases eine Flüssigkeit mittels einer Düse eingedüst wird und bei dem in einem dem ersten kanalartigen Abschnitt nachgeschalteten zweiten kanalartigen Abschnitt Staub und Aerosole aus dem Rohgas durch Trägheitsabscheidung absorbiert werden. Die Düse ist dabei als Hochdruckeinstoffdüse ausgebildet und wird mit einem Druck von 15 bis 100 bar gespeist.
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Nachteilig bei den bekannten Ausführungen gemäß
DE 930 169 B und
DE 36 01 984 A1 ist, dass durch den Eintritt des Gasstroms via eine stirnseitige Öffnung des Abscheideelements und den anschließenden Durchtritt durch den als Filterelement ausgebildeten Mantel des Abscheideelementes die Abscheideleistung begrenzt bleibt, da nur eine einstufige Abfilterung realisiert ist. Weiters weist die
DE 36 01 984 A1 den Nachteil auf, dass die Lagervorrichtung für die Trommel vom unbehandelten, mit Partikeln beladenen Gasstrom umströmt wird, wodurch eine hohe Schmutzbelastung der Lagerstellen auftritt Weitere nassarbeitende Abscheider sind beispielsweise in der
DE 195 02 529 A1 oder der
DE 25 11 181 A1 beschrieben. Diese vorbekannten Vorrichtungen weisen Abscheideelemente auf, welche mit Flüssigkeit benetzt werden, um die im zugeführten Gasstrom enthaltenen Flüssigkeits- bzw. Festkörperteilchen zu agglomerieren und somit aus dem Gasstrom abzusondern. Die aus dem Stand der Technik bekannten Nassabscheider werden vielfach als auch als Venturiwäscher, Rotationswäscher, Waschturm, Füllkörperkolonne, Wirbelwäscher oder Strahlwäscher bezeichnet bzw. als Demisterabscheider mit über Düsenanordnungen besprühbaren Demisterpaketen ausgeführt. Mit derartigen Ausgestaltungen kann zwar in vielen Fällen ein zufriedenstellender Abscheidegrad erreicht werden, der bauliche Aufwand für eine gleichmäßige Benetzung des Abscheideelementes mit der Reinigungs- bzw. Waschflüssigkeit ist jedoch beträchtlich.
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Aus der
WO 96/20773 A1 ist ein Abluftwäscher bekannt, welcher eine zylindrische Trommel aufweist, die um ihre Langsachse rotierbar gelagert ist. Die Trommel ist teilweise in ein Flüssigkeitsbad getaucht. Abluft wird an einem Längsende der Trommel in diese hineingesaugt und in Längsrichtung durch die Trommel hindurchgeführt und gereinigt.
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Die
EP 0766988 A1 offenbart eine Abscheidevorrichtung zum Abscheiden der in einem Gas-Flüssigkeits-Gemisch enthaltenen Flüssigkeit. Bei der Abscheidevorrichtung ist in einem mit einer Abflußöffnung versehenen Abscheidergehäuse eine von einem Motor angetriebene Rotationsscheibe vorgesehen, auf die von der einen Stirnseite des Abscheidergehäuses her das Gas-Flüssigkeits-Gemisch gelenkt ist. Die Rotationsscheibe weist gegenüber der Auftreffstelle des Gas-Flüssigkeits-Gemisches radial weiter innen liegend mindestens eine Durchbrechung auf. Auf der anderen Stirnseite des Abscheidergehäuses ist eine Gasauslaßöffnung vorgesehen. Ferner ist der Durchmesser der Rotationsscheibe in Bezug auf den Innendurchmesser des Abscheidergehäuses so dimensioniert, dass die Rotationsscheibe in einen sich im Abscheidergehäuse ausbildenden Flüssigkeitsring eintaucht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Abscheiden von fein verteilten Flüssigkeits- und/oder Festkörperteilchen aus einem Gasstrom zu schaffen, welche möglichst einfach aufgebaut ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Behandlungsverfahren für Gasströmungen anzugeben, welches eine hohe Abscheideleistung gegenüber Flüssigkeits- und/oder Festkörperteilchen in einem Gasstrom bietet.
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Die erstgenannte Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Ein sich durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung gegebener Vorteil liegt darin, dass diese Vorrichtung mit relativ einfachen und langfristig funktionssicheren Bauelementen ausgeführt werden kann und dieser Aufbau einen langfristig wartungsfreien bzw. störungsfreien Betrieb der Vorrichtung ermöglicht. Insbesondere sind keinerlei Düsen bzw. Auslassöffnungen für eine Besprühung des nassarbeitenden Abscheideelementes erforderlich, welche häufig der Gefahr von Verstopfungen unterliegen oder bei welchen mittelfristig gewisse Verschleißerscheinungen auftreten. Darüber hinaus können sämtliche Umwälzvorrichtungen, insbesondere Pumpen oder dgl. für eine Benetzung des Abscheideelementes mit der Flüssigkeit erübrigt werden. Dadurch kann der Energieverbrauch vergleichsweise niedrig gehalten werden und können kostenintensive Pumpvorrichtungen sowie komplexe Bedüsungsvorrichtungen in vorteilhafter Art und Weise gänzlich erübrigt werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt also darin, dass mit relativ geringem Energieaufwand und relativ geringem bautechnischen Aufwand eine gleichmäßige Benetzung des Abscheideelementes ermöglicht ist und damit ein gutes Abscheidevermögen erzielbar ist. Außerdem kann aufgrund der Maßnahme, dass das Abscheideelement zumindest teilweise in ein Flüssigkeitsbad eingetaucht ist, eine hohe Absorption von entsprechender Flüssigkeit erreicht werden bzw. ist dadurch eine intensive Benetzung des zu behandelnden Gasstromes mit der Flüssigkeit erzielbar. Nachdem keine Zerstäubung der Flüssigkeit bzw. keine Bedüsung des Abscheideelementes mit der Flüssigkeit erforderlich ist, kann der Verbrauch an Flüssigkeit minimiert werden und sind auch dadurch geringe Betriebskosten bzw. langfristig wartungsfreie Einsatzdauern erzielbar. Weiters ist von Vorteil, dass dadurch ein geringer Strömungswiderstand für die zu behandelnde Gasströmung erreicht werden kann und der durch den Abscheidevorgang entstehende Druckverlust innerhalb der Vorrichtung gering gehalten werden kann. Darüber hinaus wird in einfacher Art und Weise mit einem einzigen bzw. baulich einstückigen Abscheideelement eine zweistufige Abscheidung erzielt. Insbesondere wird dadurch mit einfachen baulichen Maßnahmen eine Vor- und Nachbehandlung des in die Vorrichtung geleiteten Gasstromes erzielt.
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Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 wird sichergestellt, dass der zu behandelnde Gasstrom möglichst zur Gänze durch das Abscheideelement hindurchtritt und bezugnehmend auf den Strömungsquerschnitt des Gasstromes eine möglichst gleichmäßige Abscheideleistung erreicht wird.
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Eine kostengünstige und langfristig wartungsfreie Lagerungsvorrichtung zur Relativverstellung des Abscheideelementes gegenüber dem Flüssigkeitsbad ist in Anspruch 3 angegeben. Darüber hinaus sind die für eine derartige Drehlagerung erforderlichen steuerungstechnischen und maschinenbaulichen Maßnahmen relativ einfach zu bewerkstelligen.
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Möglich ist auch eine Ausgestaltung nach Anspruch 4, wodurch eine Variation der Eintauchtiefe und/oder des Benetzungsgrades des Abscheideelementes in einfacher Art und Weise ermöglicht ist.
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Ein Abscheideelement mit gutem Abscheidevermögen und guten Benetzungseigenschaften gegenüber der eingesetzten Flüssigkeit, insbesondere der Reinigungs- bzw. Waschflüssigkeit, ist in Anspruch 5 angegeben.
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Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 6 kann eine stabile Lagerung des Abscheideelementes erzielt werden, ohne dass die entsprechenden Lagerungsteile bzw. Lagerungsflächen zwingend im Flüssigkeitsbad zu liegen kommen.
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Durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 7 kann eine gute und möglichst gleichmäßige Benetzung des Abscheideelementes erzielt werden und steht dennoch eine ausreichend große, aktive Wirkungs- bzw. Abscheidefläche des Abscheideelementes für das Hindurchströmen des zu behandelnden Gasstromes zur Verfügung.
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Durch die Ausführung gemäß Anspruch 8 kann eine vollständig automatisierte Abscheidevorrichtung geschaffen werden, bei welcher fortlaufend eine möglichst gleichmäßige bzw. kontinuierliche Benetzung des Abscheideelemtes erzielt werden kann.
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Mittels der Ausgestaltung nach Anspruch 9 kann in Abhängigkeit von der jeweils benötigten Abscheideleistung bzw. Abscheidefunktionalität ein nochmals verbesserter, energieoptimierter Betrieb der Vorrichtung erreicht werden.
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Entsprechend der Weiterbildung gemäß Anspruch 10 können relativ instabile Abscheideelemente großflächig dimensioniert und trotzdem stabil gelagert bzw. gehaltert werden.
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Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 11 kann innerhalb der gesamten Wirkfläche des Abscheideelementes ein möglichst konstanter Strömungswiderstand erzielt werden und kann zudem eine sichere Halterung bzw. Befestigung des die Abscheidung bewirkenden Abscheide- bzw. Filterelementes bewerkstelligt werden.
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Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 12 kann eine Verwirbelung des Flüssigkeitsbades infolge der Bewegung des Abscheidelementes gering gehalten werden. Zudem ist nur relativ niedrige Antriebsleistung erforderlich und ist ferner ein weitgehendst gleichbleibendes Widerstandsmoment des Abscheideelementes gegenüber den Antriebsbewegungen gegeben.
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Durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 13 wird sichergestellt, dass der zu behandelnde Gasstrom nicht durch das Flüssigkeitsbad hindurchtreten muss, sodass sich insgesamt ein relativ geringer Druckverlust innerhalb der Vorrichtung einstellt.
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Durch die weiterbildenden Maßnahmen gemäß Anspruch 14 kann auch in der weiteren, insbesondere in der zweiten Behandlungsstufe, eine Nassabscheidung erzielt werden und ist es unter anderem in Abhängigkeit des Abscheideverhältnisses zwischen der ersten und der nachfolgenden Abscheidestufe möglich, ein getrenntes oder ein gemeinsames Flüssigkeitsbad auszubilden.
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Durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 15 werden sogenannte Strömungskurzschlüsse vermieden und ist sichergestellt, dass das gesamte, hindurchgeleitete Strömungsvolumen der entsprechenden Behandlung unterzogen wird.
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Durch die Ausführung gemäß Anspruch 16 wird in einfacher Art und Weise auch die Schwerkraft zur Unterstützung der Abscheideleistung genutzt, sodass eine verbesserte Abscheidewirkung erzielbar ist.
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Durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 17 wird mit nur einem einstückigen Abscheideelement eine zumindest zweistufige Behandlung, insbesondere eine Vor- und Nachabscheidung erzielt. Dabei ist mit baulich einfachen Maßnahmen sichergestellt, dass der zu behandelnde Gasstrom in das Abscheideelement eintritt und an anderer, dazu distanzierter Stelle in entsprechend behandeltem, insbesondere gereinigtem Zustand wieder aus dem Abscheideelement austritt.
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Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 18 ist es möglich, ein einheitliches bzw. einstückig ausgeführtes Abscheideelement auszubilden, ohne dass eine Unterbrechung bzw. Absetzung der Halte- bzw. Befestigungsfläche für die abscheidungswirksamen Elemente erforderlich ist. Insbesondere werden durch diese Ausgestaltung Strömungskurzschlüsse, also Umgehungswege für den zu behandelnden Gasstrom unterbunden.
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Durch die optionale Weiterbildung gemäß Anspruch 19 kann eine verbesserte Verteilung eines zugeführten Gasstromes gegenüber der effektiv vorhandenen Wirkoberfläche des Abscheideelementes erzielt werden.
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Durch die optionale Weiterbildung gemäß Anspruch 20 werden die bei der Nassabscheidung vom Gasstrom eventuell mitgerissenen Flüssigkeitstropfen abgefangen bzw. dem Gasstrom entzogen.
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Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 21 kann eine längerfristig konstante Abscheidungsleistung bzw. Einsatzdauer des Abscheideelementes erzielt werden.
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Entsprechend der Weiterbildung gemäß Anspruch 22 kann das Abscheideelement ausgehend von der Innenseite in Richtung zur Außenseite gereinigt werden, sodass eine zuverlässige Ablösung von an der äußeren Oberfläche angesammelten, schlammartigen Abscheidungsprodukten erreicht wird.
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Durch die Weiterbildung gemäß Anspruch 23 kann auch bei Ausbildung der innenliegenden Reinigungsvorrichtung eine einfache Abdichtung des Innenraums des Abscheideelementes gegenüber Leckströmungen bewerkstelligt werden.
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Durch die Ausführung gemäß Anspruch 24 wird auch bei relativ geringem Druck des Reinigungsmediums eine gute Ablösewirkung von am Abscheideelement haftenden Verunreinigungen bzw. Abscheidungsprodukten erreicht.
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Die zweitgenannte Aufgabe der Erfindung wird unabhängig davon auch durch ein Verfahren gemäß den im Anspruch 25 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Ein sich aus der Merkmalskombination dieses Anspruches ergebender Vorteil liegt darin, dass mit geringem Energieaufwand und geringem technischen Aufwand fortwährend eine besonders gleichmäßige und intensive Benetzung des Abscheideelementes erreicht werden kann. Zudem ist stets sichergestellt, dass der außerhalb des Flüssigkeitsaufnahmebehälters liegende Teilabschnitt des Abscheideelementes die benötigte Abscheideleistung zur Verfügung stellt, während ein anderer Teilabschnitt des Abscheideelementes in die Flüssigkeit getaucht ist, sodass eine möglichst konstante bzw. gleichbleibende Abscheidewirkung erzielt wird.
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Durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 26 wird das Abscheideelement durch eine Wälzbewegung gegenüber einem im Wesentlichen ruhenden Flüssigkeitsbad benetzt, wodurch nur geringe Antriebsleistungen erforderlich sind und großflächige Abscheideelemente mit einem gleichmäßigen Flüssigkeitsfilm überzogen werden können bzw. besonders satt mit entsprechender Flüssigkeit getränkt werden können.
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Weiters ist ein Vorgehen gemäß den in Anspruch 27 angegebenen Merkmalen vorteilhaft, da dadurch auch mit niedriger Winkelgeschwindigkeit bzw. mit wenigen Drehbewegungen eine weitgehendst konstante Befeuchtung bzw. Benetzung des Abscheideelementes erreicht wird.
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Die Erfindung wird im Nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Darstellung;
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2 die Vorrichtung nach 1, in Ansicht gemäß Pfeil II;
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3 die Vorrichtung nach 1, geschnitten gemäß den Linien III-III in 2;
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4 die Vorrichtung nach 1, in Ansicht gemäß Pfeil IV;
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5 die Vorrichtung nach 1, in Draufsicht;
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6 eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung in schematischer Darstellung und stark vereinfachtem Schnittabbild;
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7 eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung in schematischer Darstellung und stark vereinfachtem Schnittabbild;
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8 eine vierte Ausführungsform einer Vorrichtung in schematischer Darstellung und stark vereinfachtem Schnittabbild.
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Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlichen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
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In den 1 bis 5 ist eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 veranschaulicht. Diese Vorrichtung 1 dient vorzugsweise zum Abscheiden von fein verteilten Flüssigkeits- und/oder Festkörperteilchen aus einem Gasstrom 2. Insbesondere ist die Vorrichtung 1 zur Behandlung von sogenannten Aerosolen geeignet und dabei in die Kategorie des sogenannten nassarbeitenden Abscheider bzw. Nasswäscher einzureihen. Die Wirkungsweise der Vorrichtung 1 beruht darauf, die in einem zugeführten Gasstrom 2 dispergierten festen und/oder flüssigen Partikel mit einer Flüssigkeit 3, die vielfach auch als Wasch- bzw. Reinigungsflüssigkeit bezeichnet wird, in intensiven Kontakt zu bringen, um dadurch die Partikel zu binden und das entstehende Staub- und/oder Flüssigkeitsgemisch vom Gas abzutrennen. Durch dieses Vorgehen können Teilchen abgeschieden werden, die für eine rein trockenmechanische Entstaubung in Massenkraftabscheidern bzw. Trockenfiltern zu klein sind.
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Die angegebene Vorrichtung 1 kann also neben der Abscheidung aller Arten von Flüssigkeitsnebeln und Tröpfchen, wie z. B. Ölnebel, Schwaden, Dämpfen oder Sprühnebel, auch zur Abscheidung von Stäuben, Rauch oder absorbierbaren Gasen eingesetzt werden. Alternativ oder in Kombination dazu kann die angegebene Vorrichtung 1 auch zur Befeuchtung von Gasen verwendet werden. Insbesondere ist es in einfacher Art und Weise möglich, mit der Vorrichtung 1 eine Gasbefeuchtung bzw. Luftbefeuchtung vorzunehmen, wie dies durch die nachstehenden Beschreibungen klar erkennbar wird. Unabhängig davon kann die Vorrichtung 1 auch zur Kühlung von Gasen eingesetzt werden bzw. als hoch zuverlässiger Funkenabscheider bzw. Funkenlöscher in zugeführten Gasströmen 2 fungieren.
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Die Vorrichtung 1 umfasst zum Zwecke der Abscheidung von festen und/oder flüssigen Partikeln aus einem Gasstrom 2 wenigstens ein Abscheideelement 4, welches für den Fall der Befeuchtung eines Gasstromes 2 als Befeuchtungselement ausgebildet ist bzw. allgemein auch als Behandlungselement zur Abscheidung und/oder Befeuchtung bezeichnet werden kann. Im Nachfolgenden wird die Vorrichtung 1 überwiegend als nassarbeitende Abscheidevorrichtung beschrieben, weshalb in der nachfolgenden Beschreibung zumeist der Begriff Abscheideelement 4 verwendet wird. Anstelle dessen, ist aber auch der äquivalente Ausdruck „Behandlungselement” bzw. „Befeuchtungselement” einsetzbar.
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Das zumindest eine Abscheideelement 4 der Vorrichtung 1, welches einen porösen Werkstoff oder ein Filterelement regelmäßiger oder unregelmäßiger Struktur, wie z. B. ein Gestrickpaket 5 aus synthetischen oder natürlichen Fasern umfasst, wird dabei in der Vorrichtung 1 fortlaufend mit Flüssigkeit 3 benetzt bzw. befeuchtet, um eine effektive Absonderung der im zugeführten Gasstrom 2 verteilten, festen und/oder flüssigen Partikel zu bewirken. Neben zahlreichen weiteren Faktoren ist dabei einerseits die Befeuchtungsintensität und die Dichte bzw. Durchlässigkeit, d. h. die Porosität oder Maschenweite des Abscheideelementes 4 für die Abscheideleistung bzw. die Abscheidungswirkung der Vorrichtung 1 in einem definierten Partikelgrößenbereich von Bedeutung. Selbstverständlich hat auch die Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes 2, der Anströmwinkel gegenüber dem Abscheideelement 4, die Eigenschaft der Flüssigkeit 3, die Partikelgröße im Gasstrom 2 und dergleichen Einfluss auf das Abscheideverhalten bzw. die Abscheideleistung der Vorrichtung 1.
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Weiters umfasst die Vorrichtung 1 zumindest einen Strömungskanal 6 für einen zwangsgeführten Durchtritt des zu behandelnden Gasstromes 2 durch das Abscheideelement 4. Dieser Strömungskanal 6 kann dabei durch Teile eines Gehäuses 7 der Vorrichtung 1, insbesondere durch Gehäusewände, Gehäuseböden oder Gehäusedeckplatten gebildet sein. Ebenso ist es denkbar eigenständige, z. B. rohrförmige Strömungskanäle 6 vorzusehen, welche einen zu bearbeitenden Gasstrom 2 auf das Abscheideelement 4 zuführen bzw. den entsprechend behandelten Gasstrom 2 vom Abscheideelement 4 wieder abführen.
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Das Abscheideelement 4 kann dabei an seiner gesamten, äußere Oberfläche wirksam sein und somit eine vollumfängliche Wirkfläche 8 aufweisen oder nur in bestimmten Teilabschnitten, beispielsweise an der Mantelfläche oder den Stirnflächen, die vom Gasstrom 2 zu beströmende Wirkfläche 8 aufweisen.
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Wesentlich ist, dass ein erster Teilabschnitt 9 der gesamten Wirkfläche 8 des Abscheideelementes 4 im Betriebszustand der Vorrichtung 1 in die Flüssigkeit 3, insbesondere in die Wasch- bzw. Absorberflüssigkeit eingetaucht ist. D. h., dass das Abscheideelement 4 teilweise unterhalb eines vorgesehenen Flüssigkeitspegels 10 liegt. Insbesondere liegt der erste Teilabschnitt 9 der Wirkfläche 8 des Abscheideelementes 4 unterhalb eines vorgesehenen Flüssigkeitspegels 10 eines zur Flüssigkeitsaufnahme ausgebildeten Flüssigkeitsaufnahmebehälters 11. Dieser an der Oberseite offene Flüssigkeitsaufnahmebehälter 10 ist dabei vorzugsweise im unteren, bodennahen Bereich der Vorrichtung 1 angeordnet.
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Dem Abscheideelement 4 ist dabei eine Lagervorrichtung 12 zugeordnet, mittels welcher das Abscheideelement 4 im bzw. am Gehäuse 7 gehaltert und gegenüber diesem Gehäuse 7 oder einem entsprechenden Tragrahmen der Vorrichtung 1 relativverstellbar ist. Insbesondere ist über diese Lagervorrichtung 12 eine Relativverstellung des Abscheideelementes 4 gegenüber einem vorgesehenen, während des Betriebes weitgehendst gleichbleibenden Flüssigkeitspegel 10 innerhalb der Vorrichtung 1 ausgebildet. D. h., dass das Abscheideelement 4 via die Lagervorrichtung 12 gegenüber der im Wesentlichen ruhenden Flüssigkeit 3 bzw. einem dementsprechenden Flüssigkeitsbad im Flüssigkeitsaufnahmebehälter 11 relativbeweglich gelagert ist. Diese Lagervorrichtung 12 zur Relativverstellung des Abscheideelementes 4 ist dabei zur Benetzung der restlichen bzw. weiterer, nicht ständig in die Flüssigkeit 3 eingetauchter Teilabschnitte 13 der gesamten Wirkfläche 8 des Abscheideelementes 4 vorgesehen. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass das partiell eingetauchte bzw. im Flüssigkeitsaufnahmebehälter 11 liegende Abscheideelement 4 mittels der Lagervorrichtung 12 gegenüber der weitgehendst ruhenden Flüssigkeit 3 bewegt, vorzugsweise gewälzt wird. Insbesondere wird die im Flüssigkeitsaufnahmebehälter 11 gesammelte Flüssigkeitsmenge mit horizontalem und weitgehendst konstantem Flüssigkeitspegel 10 während des Betriebs bzw. einem Behandlungsprozess der Vorrichtung 1 nicht wesentlich verändert, d. h. nicht durch z. B. Pumpvorrichtungen aktiv angehoben oder abgesenkt.
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Das teilweise in der Flüssigkeit 3 getränkte Abscheideelement 4 kann dabei als Vollkörper ausgebildet, insbesondere als großvolumiges Filterelement aus einem porösen Werkstoff oder einem ballenartigen Getrickpaket 5 ausgeführt sein. Vorzugsweise ist das Abscheideelement 4 jedoch als Hohlkörper 14 ausgebildet, wobei zumindest Teilabschnitte seiner äußeren Oberflächen bzw. Randzonen oder Schichten das eigentliche Abscheideelement 4 bilden. Insbesondere stellt zumindest eine Außenschicht des ein- oder mehrschichtigen Hohlkörpers 14 wenigstens partiell die funktionswesentliche Wirkfläche 8 des Abscheideelementes 4 dar.
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Der Hohlkörper 14 bildet dabei einen Innenraum 15 aus, in welchem üblicherweise keinerlei abscheidungswirksame Stoffe bzw. Geflechte oder Werkstoffe angeordnet sind. Vielmehr stellt dieser Innenraum 15 eines hohl ausgebildeten Abscheideelemenetes 4 einen Teilabschnitt des Strömungskanals 6 innerhalb der Vorrichtung 1 dar. D. h. der Innenraum 15 des Hohlkörpers 14 kann entweder als Zuströmkanal für den zu behandelnden Gasstrom 2 bzw. als Abströmkanal für einen bereits behandelten Gasstrom 2 bezeichnet werden. Wie am besten aus 3 ersichtlich ist, stellt dabei eine Oberfläche 16 der Flüssigkeit 3 im Flüssigkeitsaufnahmebehälter 11 einen Teilabschnitt der Begrenzungen des Strömungskanals 6 für den Gasstrom 2 dar. Insbesondere bildet die Oberfläche 16 eine Art untere Kanalbegrenzung innerhalb des Strömungskanals 6 aus. Durch das Entlangstreichen des Gasstromes 2 entlang der Oberfläche 16 der Flüssigkeit 3 kann eine zusätzliche Abscheidung von Partikeln aus dem Gasstrom 2 erzielt werden, indem diese an der Oberfläche 16 der Flüssigkeit 3 haften bleiben bzw. aufgrund von Kohäsions- bzw. Adhäsionskräften darin aufgenommen werden.
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Bevorzugt ist die Lagervorrichtung 12 durch eine Drehlagerung 17 für das Abscheideelement 4 gebildet, wie dies am besten aus 3 ersichtlich ist. Diese Drehlagerung 17 bildet eine Rotationsachse 18 aus, um welche sich das Abscheideelement 4 bewegen kann. Insbesondere rotiert das Abscheideelement 4 um die im Wesentlichen horizontal verlaufende Rotationsachse 18. Vorzugsweise ist die Rotationsachse 18 des Abscheideelementes 4 fix bzw. positionsfest am Gehäuse 7 der Vorrichtung 1 festgelegt. Die Position der Rotationsachse 18 bzw. der Drehlagerung 17 und/oder die Dimension des Abscheideelementes 4 bzw. die Höhe des Flüssigkeitspegels 10 ist derart gewählt, dass ein erster Teilabschnitt 9 der Wirkfläche 8 des Abscheideelementes 11 in die Flüssigkeit 3 eingetaucht ist, sofern in den Flüssigkeitsaufnahmebehälter 11 ein entsprechendes Flüssigkeitsbad eingelassen ist bzw. vorbereitet wurde.
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Günstigerweise beträgt der erste Teilabschnitt 9 in etwa ein Drittel einer insgesamten Wirkfläche 8 des Abscheideelementes 4, d. h., dass in etwa ein Drittel der gesamten Ober- bzw. Wirkfläche 8 des Abscheideelementes 4 fortwährend unterhalb eines vorgesehenen Flüssigkeitsniveau im Flüssigkeitsaufnahmebehälter 11 platziert ist. In Abhängigkeit des Aufnahmevermögens des Abscheideelementes 4 bzw. in Abhängigkeit der Fließeigenschaften, insbesondere der Viskosität oder des Anhaftungsvermögens der Flüssigkeit 3, kann auch ein höherer oder niedriger Eintauchanteil in die Flüssigkeit 3 gewählt werden. Vorzugsweise beträgt der erste Teilabschnitt 9 weniger als die Hälfte der gesamten Wirkfläche 8 des Abscheideelementes 4. Dadurch wird in einfacher Art und Weise erreicht, dass die Lagervorrichtung 12 für das Abscheideelement 4 oberhalb des Flüssigkeitspegels 10 bzw. außerhalb der Flüssigkeit 3 liegen kann, sodass keine besonderen Abdichtungsmaßnahmen an der Lagervorrichtung 12 erforderlich sind. Zudem wird durch eine Durchflutung von weniger als 50% des Innenraums 15 des hohlen Abscheideelementes 4 ein relativ großer, freier Strömungsquerschnitt für den Gasstrom 2 innerhalb des Abscheideelementes 4 erzielt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Abscheideelement 4 als zylindrischer Hohlkörper 14 ausgeführt. Das Abscheideelement 4 kann somit insbesondere in Art einer Trommel 19 ausgeführt sein. Diese eine entsprechende Abscheidewirkung gegenüber Partikeln im zugeführten Gasstrom 2 aufweisende Trommel 19 ist dabei partiell innerhalb des Flüssigkeitsaufnahmebehälters 11 platziert.
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Der zylindrische Hohlkörper 14 bzw. die entsprechende Trommel 19 ist via die Lagervorrichtung 12 gegenüber dem Gehäuse 7 drehbeweglich bzw. rotatorisch gelagert. Hierzu steht zumindest eine Stirnfläche 20 des vorzugsweise zylindrischen Hohlkörpers 14 mit der Lagervorrichtung 12 in Verbindung. Die Lagervorrichtung 12 greift dabei vorzugsweise im Zentrum der in Draufsicht kreisförmigen Stirnfläche 20 an, sodass ein gleichförmiger Rundlauf des hohlzylindrischen Abscheideelementes 4 erzielt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform ist an beiden Stirnflächen 20 bzw. Stirnenden des hohlzylindrischen bzw. trommelförmigen Abscheideelementes 4 ein Drehlagerungselement 21 ausgebildet, wodurch eine stabile Lagervorrichtung 12 für das Abscheideelement 4 geschaffen ist.
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Vorzugsweise umfasst die Lagervorrichtung 12 auch eine automatisierbare bzw. automatisierte Antriebsvorrichtung 22, mit welcher das Abscheideelement 4 durch Zufuhr von Energie in Bewegung versetzt bzw. gehalten werden kann. Diese Antriebsvorrichtung 22 kann dabei durch einen elektrischen, hydraulischen, pneumatischen oder einen sonstigen, aus dem Stand der Technik bekannten Antrieb zur Bewerkstelligung einer Relativverstellung des Abscheideelementes 4 gegenüber dem Gehäuse 7 bzw. gegenüber den Flüssigkeitsaufnahmebehälter 11 gebildet sein. Vorzugsweise ist eine elektrische Antriebsvorrichtung 22 in Form eines Elektromotor 23 ausgebildet. Dieser Elektromotor 23 ist entweder direkt oder über Zwischenschaltung einer Keilriemen- und/oder Getriebeanordnung mit der Lagervorrichtung 12 gekoppelt, insbesondere mit dem Abscheideelement 4 bewegungsverbunden.
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Die Antriebsvorrichtung 22 ist mit einer symbolisch veranschaulichten, elektrischen Steuervorrichtung 24 wirkungsverbunden. Diese Steuervorrichtung 24 kann dabei Bestandteil eines übergeordneten Steuerungssystems einer Maschine oder Maschinenanlage sein oder aber auch direkt der Antriebsvorrichtung 22 bzw. Vorrichtung 1 zugeordnet sein. Im einfachsten Fall ist diese Steuervorrichtung 24 durch einen Hauptschalter und gegebenenfalls durch Zeitschaltvorrichtungen gebildet, welche direkt an der Vorrichtung 1 bzw. an der Antriebsvorrichtung 22 angebracht sein können. Mittels dieser der Vorrichtung 1 direkt zugeordneten oder zur Vorrichtung 1 peripheren, elektrotechnischen Steuervorrichtung 24 ist eine bedarfsweise bzw. sensorgesteuerte Aktivierung und Deaktivierung der Antriebsvorrichtung 22 realisierbar. Insbesondere kann mit dieser Steuervorrichtung 24 eine kontinuierliche oder diskontinuierliche, beispielsweise eine periodische Aktivierung und Deaktivierung der Antriebsvorrichtung 22 automatisiert ausgeführt werden. Dadurch kann einerseits der Energieverbrauch der Vorrichtung 1 weiter optimiert werden bzw. die Geräuschentwicklung und die Einsatzzeit auf die jeweils erforderlichen Zeitintervalle beschränkt werden.
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Wie weiters am besten aus 3 ersichtlich ist, umfasst das Abscheideelement 4 einen Tragkörper 25. Insbesondere ist der vergleichsweise instabile, poröse Werkstoff oder das Filterelement bzw. ein Gestrickpaket 5 am vergleichsweise stabilen bzw. formbeständigen Trägkörper 25 gehaltert. Der Tragkörper 25 bildet also gemeinsam mit den die Abscheidung bzw. Befeuchtung bewirkenden Elementen das beweglich, insbesondere rotatorisch gelagerte Abscheideelement 4. Die eine entsprechende abscheidende Wirkung aufweisenden Werkstoffe bzw. Elemente können dabei an der äußeren Oberfläche des Tragkörpers 25 befestigt bzw. aufgelegt sein. Bei der Ausführung eines hohlzylindrischen Abscheideelementes 4 ist der annähernd trommelförmige Tragkörper 25 mit den entsprechenden Stoffen bzw. Elementen quasi umwickelt. Alternativ oder in Kombination dazu ist es selbstverständlich auch möglich, diese Elemente bzw. Werkstoffe an der Innenseite eines hohlkörperartigen Tragkörpers 25 anzuordnen bzw. zu befestigen. Dies ist insbesondere bei höheren Fliehkräften an der rotierenden Trommel 19 zweckmäßig. Selbstverständlich ist es auch denkbar, die vergleichsweise instabilen, entsprechende Abscheidewirkung aufweisenden Filterelemente bzw. Werkstoffe, insbesondere die Gestrickpakete 5, zwischen gitterartigen Stütz- bzw. Halteelementen anzuordnen und in dieser Weise am beweglich gelagerten Tragkörper 25 zu befestigen.
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Der Tragkörper 25 kann dabei in Rahmen- und/oder Plattenbauweise ausgebildet sein. Vor allem dann wenn der Tragkörper 25 in Plattenbauweise gefertigt ist, insbesondere in Art einer Trommel 19 ausgeführt ist, weist der Tragkörper 25 zumindest an seiner Rotationsumfangsfläche eine Vielzahl von verteilt angeordneten Durchbrüchen 26 auf, durch welche ein Eintritt des Gasstroms 2 in den Innenraum 15 bzw. ein Austritt des Gasstroms 2 aus dem Innenraum 15 ermöglicht ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass der Tragkörper 25 einen gitterartigen Aufbau aufweist oder zumindest an den Befestigungsflächen für die die Abscheidung bewirkenden Filterelemente bzw. Werkstoffe eine Vielzahl von verteilt angeordneten Löchern bzw. Durchbrüchen 26 aufweist.
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Wesentlich ist, dass der Tragkörper 25 eine Stütz- bzw. Haltewirkung für die die entsprechende Wirkung ergebenden Filterelemente bzw. Werkstoffe erfüllt und zugleich einen möglichst ungehinderten Durchtritt des Gasstromes 2 mittels entsprechender Durchbrüche 26 ermöglicht.
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In vorteilhafter Art und Weise ist das mehrteilige, jedoch einstückige Abscheideelement 4 als rotationssymmetrischer Körper, beispielsweise hohlkegelig oder in Form der bereits beschriebenen hohlzylindrischen Trommel 19 ausgeführt. Als vorteilhaft erweist es sich, die Rotationsachse 18 des rotationssymmetrischen Abscheideelementes 4 im Wesentlichen horizontal auszurichten. Jedenfalls erweist sich eine vertikale oder annähernd senkrechte Ausrichtung der Rotationsachse 18 als nicht zweckmäßig, da hierbei nur eine schlechte bzw. relativ ungleichmäßige Benetzung der Wirkungsoberfläche eines derart gelagerten Abscheideorganes mit der Reinigungsflüssigkeit eintreten würde.
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Wie weiters am besten aus 3 ersichtlich ist, tritt der zu behandelnde Gasstrom 2 oberhalb des vorgesehenen Flüssigkeitspegels 10 in den Flüssigkeitsaufnahmebehälter 11 und in das Innere des Abscheideelementes 4 ein. Bevorzugt tritt der nach dem Hindurchströmen durch das Abscheideelement 4 entsprechend behandelte Gasstrom 2 oberhalb dieses fortwährend annähend gleichbleibenden Flüssigkeitspegels 10 wieder aus dem Abscheideelement 4 aus.
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Vorzugsweise wird eine Vorbehandlung als auch eine Nachbehandlung des Gasstromes 2 vorgenommen, wie dies am besten aus 3 ersichtlich ist. Alternativ dazu ist es selbstverständlich auch möglich, den Gasstrom 2 beispielsweise über die Stirnfläche 20 in den Innenraum 15 des Abscheideelementes 4 eintreten zu lassen und ausgehend vom Inneren des Abscheideelementes 4 in Richtung nach außen aus dem Abscheideelement 4 abzuführen. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Gasstrom 2 ausgehend von der Außenseite in das Innere des Abscheideelementes 4 zu leiten und den somit behandelten Gasstrom 2 via zumindest eine der Stirnseiten 20 aus dem Abscheideelement 40 austreten zu lassen. Selbstverständlich ist auch ein mehrmaliger Ein- bzw. Austritt des zu behandelnden Gasstroms 2 gegenüber der Wirkfläche 8 des Abscheideelementes 4 möglich. Eine allgemeine Kaskadierung bzw. Parallel- und/oder Serienschaltung von Abscheideelementen 4 ist aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt, sodass nicht näher darauf eingegangen wird.
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Eine vorteilhafte Kaskadierung bzw. Aneinanderreihung von Abscheidungsstufen kann beispielsweise durch die nachfolgend beschriebene, vorteilhafte Ausführung erzielt werden. Insbesondere kann das Abscheideelement 4 bzw. der die Abscheidewirkung aufweisende Hohlkörper 14 mit einem ersten Wirkungsabschnitt 27 der Ober- bzw. Wirkfläche 8, wie z. B. der Mantelfläche, in einem Zuströmkanal 28 für die Gasströmung 2 liegen. Dieser erste Wirkungsabschnitt 27 liegt dabei zugleich teilweise innerhalb des Flüssigkeitsaufnahmebehälters 11 bzw. teilweise innerhalb eines darin befindlichen Flüssigkeitsbades. Ein weiterer Wirkungsabschnitt 29 der Ober- bzw. Wirkfläche 8 bzw. der Mantelfläche des abscheidungswirksamen Hohlkörpers 14 bzw. des Abscheideelementes 4 kann hingegen in einem Ausströmkanal 30 aus der Vorrichtung 1 liegen. Durch eine derartige, baulich relativ einfache Ausgestaltung wird die zu behandelnde Gasströmung 2 vor- und nachbehandelt, sodass eine hohe Behandlungsgüte bzw. Abscheideeffizienz erzielt wird. Der weitere Wirkungsabschnitt 29 kann dabei quasi trocken betrieben werden oder vorzugsweise ebenso innerhalb eines gemeinsamen oder eines eigenständigen Flüssigkeitsaufnahmebehälters 11 teilweise in der entsprechenden Flüssigkeit gelagert bzw. gewälzt werden.
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Wesentlich ist, dass ein über den Strömungskanal 6 zugeführten Gasstrom 2 zumindest ein mal durch ein Abscheideelement 4 hindurchtritt bzw. mittels dem Abscheideelement 4 behandelt wird.
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Bei mehrfacher Gasumlenkung gegenüber dem einstückigen Abscheideelement 4 ist der Zuströmkanal 28 für den Gasstrom 2 vorzugsweise im Wesentlichen radial zur Rotationsachse 18 ausgerichtet. Ein in das Innere des rotatorisch gelagerten Abscheideelementes 4 geführter Gasstrom 2 tritt dann vorzugsweise – wie schematisch in 3 veranschaulicht – wieder radial oder gegebenenfalls axial zur Rotationsachse 18 aus dem Abscheideelement 4 aus.
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Insbesondere kann das Gehäuse 7 der Vorrichtung 1 mittels einer Trennvorrichtung 31 in mehrere Kammern 33, 34 bzw. Strömungskanäle unterteilt werden. Beispielsgemäß kann die Trennvorrichtung 31 zumindest eine Trennwand 32 umfassen, durch welche das Gehäuse 22 in eine erste Kammer 33 für das Rohgas und in zumindest eine weitere Kammer 34 zur Weiterleitung bzw. Abführung des vorgereinigten Gases bzw. des Reingases getrennt sein. Diese Kammern 33, 34 sind dabei über den Innenraum 15 des rotatorisch gelagerten Abscheideelementes 4 strömungsverbunden. D. h., dass der Gasstrom 2 ausgehend von der Kammer 33 über den Innenraum 15 des Abscheideelementes 4 in zumindest eine weitere Kammer 34, welche den Ausströmkanal 30 bilden kann, überführt wird. Diese Kammern 33, 34 bzw. Strömungsbereiche in der Vorrichtung 1 sind dabei mittels geeigneter Dichtvorrichtungen 35 weitgehendst luftdicht voneinander getrennt und ist nur über das Abscheideelement 4 eine entsprechende Strömungsverbindung geschaffen. Bei der gezeigten Ausführungsform gemäß 3 ist ein Übergangsbereich 36 zwischen der Trennvorrichtung 31 und dem Abscheideelement 4 mittels der Dichtvorrichtung 35 zumindest weitgehendst luftdicht ausgeführt. Hierdurch können sogenannte Strömungskurzschlüsse, welche eine Umgehung des Abscheideelementes 4 bedeuten würden, unterbunden werden. Die Dichtvorrichtung 35 kann durch beliebige, aus dem Stand der Technik bekannte Gummidichtungen bzw. Schleifringdichtungen gebildet sein.
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Optional kann bezugnehmend auf eine Strömungsrichtung – gemäß Pfeil 37 – eines in der Vorrichtung 1 zu behandelnden Gasstromes 2 vor dem Abscheideelement 4 ein Strömungsverteiler 38 angeordnet sein. Dieser vorzugsweise unmittelbar vor dem Abscheidelement 4 ausgebildete Strömungsverteiler 38 ist vor allem bei zylindrischer Ausführung des Abscheideelementes 4 zweckmäßig. Via diesen Strömungsverteiler 38 kann eine verbesserte Verteilung des zu behandelnden Gasstromes 2 bezüglich der effektiven Wirkfläche 8 des Abscheideelements 4 erzielt werden. Insbesondere bei einer bogenförmig gekrümmten Wirkfläche 8 des Abscheideelementes 4, wie z. B. bei der Mantelfläche eines zylindrischen Abscheideelementes 4, ist ein Strömungsverteiler 38 von Vorteil. Dieser Strömungsverteiler 38 kann dabei durch jegliche aus dem Stand der Technik bekannten Verteilungsvorrichtungen für Gasströmungen gebildet sein. Insbesondere kann dieser Strömungsverteiler 38 durch Luftleitbleche 39 oder dgl. gebildet sein. Diese Luftleitbleche 39 können dabei z. B. dachförmig ausgebildet sein oder partiell über den Umfangsbereich des trommelartigen Abscheideelementes 4 verteilt sein.
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Gegebenenfalls ist dem Abscheideelement 4 bezugnehmend auf die Strömungsrichtung – gemäß Pfeil 37 – eines innerhalb der Vorrichtung 1 zu behandelnden Gasstromes 2 ein Tropfenabscheider 40 nachgeordnet. Mittels diesem aus dem Stand der Technik an sich bekannten Tropfenabscheider ist es ermöglicht, vom Gasstrom 2 eventuell mitgerissene Flüssigkeitstropfen abzuscheiden.
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Das der Vorrichtung 1 eingangsseitig zugeführte Rohgas tritt nach der Behandlung durch die Vorrichtung 1 im Bereich einer Auslassöffnung 41, welche durch einen Anschlussstutzen gebildet sein kann, als behandeltes Reingas aus der Vorrichtung 1 aus. Aus diesem sogenannten Reingas ist dabei zumindest ein gewisser Anteil an festen und/oder flüssigen Partikeln des zugeführten Gasstromes 2 bzw. Rohgases abgeschieden worden.
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In der Vorrichtung 1 werden zumindest fein verteilte Flüssigkeits- und/oder Festkörperteilchen aus dem zugeführten Gasstrom 2 abgeschieden. Darunter ist zu verstehen, dass diese Partikel im Gasstrom 2 schweben bzw. aufgelöst sind und nicht klumpenartig oder fließend durch den Druck des Gasstromes 2 vorangetrieben werden. Alternativ oder in Kombination dazu ist es auch möglich, dieses Verfahren zur Befeuchtung eines zugeführten, vergleichsweise trockenen Gasstromes 2 mit Flüssigkeitsteilchen einzusetzen oder zur Abscheidung von im Gasstrom 2 enthaltenen, absorbierbaren Gasen zu verwenden.
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Die Funktionsweise der Vorrichtung 1 bzw. das mit der Vorrichtung 1 ausführbare Abscheide- bzw. Behandlungsverfahren stellt sich dabei wie folgt dar:
Der zu behandelnde Gasstrom 2 wird dem Abscheideelement 4 zugeführt bzw. durch das mit entsprechender Flüssigkeit 3 benetzte Abscheideelement 4 geleitet. Dies kann entweder durch Saug- oder durch Druckwirkung oder eine Kombination aus Saug- und Druckmaßnahmen erreicht werden. Der zu behandelnde Gasstrom 2 wird dabei vorzugsweise durch das kontinuierlich oder diskontinuierlich mit Flüssigkeit 3 benetzte Abscheideelement 4 geführt. Wesentlich ist dabei, dass bei diesem Abscheide- bzw. Befeuchtungsverfahren für Gase das entsprechende Befeuchtungs- bzw. Abscheideelement 4 durch einen mit entsprechender Flüssigkeit 3 befüllten Aufnahmebehälter 11 bewegt wird. Die Flüssigkeit 3 kann dabei beispielsweise durch Wasser gebildet sein. Die Flüssigkeit 3 kann aber auch identisch zu den aus dem Gasstrom 2 abzuscheidenden Flüssigkeitsteilchen sein. Insbesondere kann die Flüssigkeit 3 somit durch Kühlschmierstoff, durch Öle oder dgl., gebildet sein, wenn aus dem Gasstrom 2 Kühlflüssigkeitsnebel bzw. Kühlflüssigkeitströpfchen oder Ölnebel bzw. Ölschwaden abzuscheiden sind. Der Flüssigkeit 3 können dabei auch gewisse Zusätze beigemengt sein, welche die jeweils gewünschten Eigenschaften verstärken.
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Ein definierter Teilabschnitt 13 des Abscheideelementes 4 liegt dabei fortwährend außerhalb des Flüssigkeitsaufnahmebehälters 11 bzw. ist dieser Teilabschnitt 13 des Abscheideelementes 4 nicht ständig in das Flüssigkeitsbad eingetaucht, während ein anderer Teilabschnitt 9 des Abscheideelementes 4 kontinuierlich in die Flüssigkeit 3 eingetaucht ist. Durch Bewegung des Abscheideelementes 4 relativ zum Flüssigkeitsaufnahmebehälter 11 bzw. relativ zur Flüssigkeit 3 wird eine fortlaufende Benetzung der gesamten Wirkfläche 8 erzielt. Insbesondere werden jene Teilabschnitte 13, welche nicht in die Flüssigkeit 3 eingetaucht sind, durch Bewegung des Abscheideelementes 4 benetzt. Hierdurch wird eine fortlaufende Benetzung aller bzw. zumindest weiterer, außerhalb der Flüssigkeit 3 positionierter Teilabschnitte 13 des Abscheideelementes 4 mit Flüssigkeit 3 erzielt. Dieser Benetzungsvorgang der weiteren Wirkungs- bzw. Oberflächenabschnitte des Abscheideelementes 4 wird vorzugsweise durch Drehung bzw. Umwälzung desselben im Flüssigkeitsbad erzielt. Der außerhalb des Flüssigkeitsaufnahmebehälters 11 bzw. des Flüssigkeitsbades liegende Oberflächen- bzw. Wirkungsabschnitt wird dabei vom zu behandelnden Gasstrom 2 durchströmt und somit in entsprechender Art und Weise entstaubt und/oder dem Gasstrom 2 ein gewisser Flüssigkeitsanteil entzogen, also quasi getrocknet.
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Durch diese Bewegung des Abscheideelementes 4 relativ zur Flüssigkeit 3 wird das Abscheideelement 4 an seinen maßgeblichen Wirkflächen 8 mit der Flüssigkeit 3 benetzt bzw. kontinuierlich mit einem entsprechenden Flüssigkeitsfilm überzogen, sodass gute Abscheide- bzw. Befeuchtungsergebnisse gegenüber dem zu behandelnden Gasstrom 2 erzielt werden. Dabei kann die gesamte Wirkfläche 8 des Abscheideelementes 4 durch Ausführung von weniger als einer Umdrehung gegenüber einem im Wesentlichen ruhenden Flüssigkeitsbad vollumfänglich mit entsprechender Reinigungs-, Befeuchtungs-, Absorptions- und/oder Waschflüssigkeit benetzt werden.
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Vor allem für die Durchführung von Befeuchtungsprozessen kann das Abscheideelement 4 in relativ hohe Rotationsgeschwindigkeit versetzt werden, um Flüssigkeitsteilchen aus der Flüssigkeit 3 abzulösen und in den zu behandelnden Gasstrom 2 zu überführen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann im Inneren, d. h. im Innenraum 15 des hohlkörperartigen Abscheideelementes 4 eine Reinigungsvorrichtung 42 ausgebildet sein, wie dies in 3 mit strichlierten Linien angedeutet wurde. Diese Reinigungsvorrichtung 42 für das Abscheideelement 4 kann dabei eine Mehrzahl von Sprühöffnungen oder Sprühdüsen 43 zur Ausbringung einer Reinigungsflüssigkeit oder von Druckluft auf das Abscheideelement 4 aufweisen. Die Sprüh- bzw. Ausstoßrichtung des Reinigungsmediums aus der Reinigungsvorrichtung 42 ist dabei im Wesentlichen senkrecht auf eine Innenfläche 44 des Abscheideelementes 4 gerichtet.
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Die Reinigungsvorrichtung 42 kann beispielsweise durch eine sogenannte Lanze oder eine Rohrleitung 45 gebildet sein, durch welche das Reinigungsmedium, wie z. B. die Reinigungsflüssigkeit oder Druckluft, in das Innere des Abscheideleementes 4 geführt ist. Diese Rohrleitung 45 umfasst die genannten Auslassöffnungen 41 bzw. Sprühdüsen zum Ausbringen des Reinigungsmediums auf die Innenflächen 44 des Abscheideleementes 4. Dadurch werden die an der äußeren Oberfläche anhaftenden, abgeschiedenen Produkte effektiv vom Abscheideelement 4 abgelöst bzw. abgestoßen und können sodann in der austauschbaren Flüssigkeit 3 im Flüssigkeitsaufnahmebehälter 11 aufgefangen werden. Die Flüssigkeit 3 kann sodann gewechselt bzw. gefiltert und/oder gereinigt werden, um für den weiteren Einsatz verwendbar zu sein.
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Vorzugsweise ist diese Rohrleitung 45 via eine Hohlwelle 46 der Lagervorrichtung 12 in das Innere des Abscheideelementes 4 geführt. Dadurch ist eine einfache und effektive Abdichtung des Innenraums 15 des Abscheideelementes 4 gegenüber der äußeren Umgebung des Abscheideelementes 4 ermöglicht.
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Die Reinigungsvorrichtung 42 ist dabei gegenüber der Vorrichtung 1 vorzugsweise unbeweglich montiert bzw. gehaltert. Durch Bewegung, insbesondere durch Rotation des Abscheideelementes 4 kann sodann die gesamte Wirkfläche 8 des Abscheideelementes 4 einer entsprechenden Reinigung unterzogen werden, wie dies aus 3 unmissverständlich erkennbar ist.
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Zur Erhöhung der Reinigungsleistung bzw. Reinigungswirkung kann die Lanze oder Rohrleitung 45 zumindest zweimal abgewinkelt sein, um dadurch relativ nahe an der Innenfläche 44 des hohlzylindrischen Abscheideelementes 4 zu verlaufen, wie dies aus 3 ebenso eindeutig erkennbar ist.
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In 6 ist eine andere Ausführungsform der Vorrichtung 1 veranschaulicht. Hierbei ist ein flächiges bzw. plattenartiges Abscheideelement 4 rotatorisch gelagert. Dabei ist wiederum ein erster Teilabschnitt 9 in der Flüssigkeit 3 angeordnet und ein weiterer Teilabschnitt 13 des Abscheideelementes 4 stets außerhalb der Flüssigkeit 3 angeordnet. Durch Rotation diese flächigen Abscheideelementes 4 in der Flüssigkeit 3 wird eine kontinuierliche und möglichst gleichmäßige, energieoptimierte Benetzung mit der Flüssigkeit 3 erzielt. Dieses flächige bzw. plattenartige Abscheideelement ist dabei in Seitenansicht zumindest zweiflügelig, insbesondere drei- oder vierflügelig ausgeführt, um während der Rotationsbewegung des rotorartigen Abscheideelementes 4 einen Krümmungskurzschluss, d. h. inaktive Phasen der Vorrichtung 1 zu unterbinden. Insbesondere wird durch das kreisförmig geformte Begrenzungselement 47 des Strömungskanals sichergestellt, dass während der Drehbewegung des Abscheideelementes 4 ein unbehandeltes Durchströmen des Gasstromes 2 durch die Vorrichtung 1 ausgeschlossen ist.
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In 7 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 1 gezeigt, wobei für vorhergehend bereits beschriebene gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden und die vorhergehenden Beschreibungsteile sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen übertragbar sind. Hierbei ist die Lagervorrichtung 12 für das Abscheideelement 4 durch eine vertikal und/oder horizontal verlaufende Führungsbahn 48 relativ zur Flüssigkeit 3 bzw. zum Flüssigkeitsbad verstellbar gelagert. Diese Führungsbahn 48 kann somit auch, wie schematisch dargestellt wurde, durch eine Bogenführung oder einzelne horizontal und/oder vertikal verlaufende Führungsbahnabschnitte für das Abscheideelement 4 gebildet sein. Insbesondere ist via eine derartige Führungsbahn 48 ebenso ein Eintauchen in die Flüssigkeit 3 und ein Auftauchen aus dem Flüssigkeitsbad ermöglicht. Durch wechselweises Ein- und Auftauchen zumindest zweier Abscheideelemente 4 ist es dabei möglich, fortwährend eine Abscheidewirkung innerhalb der Vorrichtung 1 aufrecht zu erhalten. Dadurch kann während einer Benetzungsphase eines Abscheideelementes 4 zumindest ein weiteres Abscheideelement 4 die entsprechende Abscheidewirkung der Vorrichtung 1 sicherstellen, wie dies der schematischen Darstellung entnehmbar ist.
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In 8 ist eine weitere Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 veranschaulicht. Hierbei ist die Lagervorrichtung 12 für das Abscheideelement 4 durch zumindest zwei Umlenkorgane 49, 50 für ein endloses, bandförmiges Abscheideelement 4 gebildet. Auch hierbei ist ein Teil des Abscheideelementes fortwährend in der Flüssigkeit getränkt, während ein weiterer bzw. restlicher Teil des befeuchteten bzw. mit Flüssigkeit 3 benetzten Abscheideelementes 4 vom zum behandelnden Gasstrom 2 zumindest einmal durchströmt ist. Durch Drehung des bandförmigen Abscheideelementes 4 um die zueinander distanzierten Umlenkorgane 49, 50 wird eine fortlaufende bzw. kontinuierliche Benetzung der Ober- bzw. Wirkfläche 8 mit Flüssigkeit 3 erzielt. Das Abscheideelement 4 ist hierbei in Art eines Fördergurtes ausgeführt und kann dabei ebenso durch ein entsprechendes Gestrickpaket, welches gegebenenfalls mit Zugelementen armiert bzw. verstärkt ist, versehen sein. Die Umlenkorgane 49, 50 sind durch freilaufende und/oder antreibbare Umlenkwalzen bzw. Umlenkrollen für das entsprechende gurt- bzw. bandartige Abscheideelement gebildet. Auch hierbei ist eine Benetzung des Abscheideelements durch Relativverstellung desselben gegenüber einem im Wesentlichen kontinuierlichen bzw. gleichbleibenden Flüssigkeitsbad erzielt.
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Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der Vorrichtung 1 wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist.
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Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Vorrichtung 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Gasstrom
- 3
- Flüssigkeit
- 4
- Abscheideelement
- 5
- Gestrickpaket
- 6
- Strömungskanal
- 7
- Gehäuse
- 8
- Wirkfläche
- 9
- Teilabschnitt
- 10
- Flüssigkeitspegel
- 11
- Flüssigkeitsaufnahmebehälter
- 12
- Lagervorrichtung
- 13
- Teilabschnitt
- 14
- Hohlkörper
- 15
- Innenraum
- 16
- Oberfläche
- 17
- Drehlagerung
- 18
- Rotationsachse
- 19
- Trommel
- 20
- Stirnfläche
- 21
- Drehlagerungselement
- 22
- Antriebsvorrichtung
- 23
- Elektromotor
- 24
- Steuervorrichtung
- 25
- Tragkörper
- 26
- Durchbruch
- 27
- Wirkungsabschnitt
- 28
- Zuströmkanal
- 29
- Wirkungsabschnitt
- 30
- Ausströmkanal
- 31
- Trennvorrichtung
- 32
- Trennwand
- 33
- Kammer
- 34
- Kammer
- 35
- Dichtvorrichtung
- 36
- Übergangsbereich
- 37
- Strömungsvorrichtung
- 38
- Strömungsverteiler
- 39
- Luftleitblech
- 40
- Tropfenabscheider
- 41
- Auslassöffnung
- 42
- Reinigungsvorrichtung
- 43
- Sprühdüse
- 44
- Innenfläche
- 45
- Rohrleitung
- 46
- Hohlwelle
- 47
- Begrenzungselement
- 48
- Führungsbahn
- 49
- Umlenkorgan
- 50
- Umlenkorgan
