DE102020115890B4

DE102020115890B4 - Gaswäscher zum Entfernen von Partikeln aus einem Abgas sowie Abgasentsorgungsanlage mit einem Gaswäscher

Info

Publication number: DE102020115890B4
Application number: DE102020115890.4A
Authority: DE
Inventors: Martin Krönlein; Ralph Wiesenberg
Original assignee: Das Env Expert GmbH; DAS ENVIRONMENTAL EXPERT GmbH
Current assignee: Das Env Expert GmbH; DAS ENVIRONMENTAL EXPERT GmbH
Priority date: 2020-06-16
Filing date: 2020-06-16
Publication date: 2023-11-02
Anticipated expiration: 2040-06-17
Also published as: CN113797672A; TW202202221A; KR102600255B1; US20210387129A1; TWI817142B; DE102020115890A1; CN113797672B; KR20210155777A

Abstract

Gaswäscher (1) zum Entfernen von Partikeln, insbesondere von Staub aus einem Abgas, miteinem Gehäuse (10) mit einem Abgaseinlass (2) und mit einem Abgasauslass (3),einem um seine eigene Achse (11) drehbar in dem Gehäuse (10) angeordneten und kreisförmigen Plattenglied (8),wobei das Abgas über den Abgaseinlass (2) auf die Mitte (15) des Plattengliedes (8) einleitbar ist,einer Auslassdüse (12) zum Sprühen einer Flüssigkeit (13), insbesondere einer Reinigungs- bzw. Waschflüssigkeit, auf das Plattenglied (8), um vor dem Plattenglied (8) ein Gemisch aus Abgas und Flüssigkeit (13) zu erhalten,wenigstens einer inneren Rotoranordnung (4) und einer von der inneren Rotoranordnung (4) beabstandet angeordneten äußeren Rotoranordnung (5), welche um die Achse (11) drehbar angeordnet sind,wenigstens einer inneren Statoranordnung (6) und einer hiervon beabstandet angeordneten äußeren Statoranordnung (7),wobei die Rotoranordnungen (4, 5) und die Statoranordnungen (6, 7) zur Turbolenzerzeugung alternierend und konzentrisch zueinander angeordnet sind, so dass die Partikel aus dem Abgasstrom in die Flüssigkeit (13) übertragbar sind,dadurch gekennzeichnet, dass ein als Scheibe mit einer Abrisskante (21) ausgestalteter Rotationszerstäuber (20) zum Zerstäuben der Flüssigkeit (13) vorhanden ist, welcher zu seinem Außenrand hin konkav geformt und an dem kreisförmigen Plattenglied (8) angeordnet ist und der Rotationszerstäuber (20) in seinem Zentrum (32) eine konvexe Erhebung (33) aufweist, welche die Höhe der Abrisskante (21) erreicht oder übersteigt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gaswäscher zum Entfernen von Partikeln aus einem Abgas nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Abgasentsorgungsanlage mit einem Gaswäscher gemäß Anspruch 14.
In der Halbleiterindustrie werden häufig auf unterschiedliche Substrate dünne Schichten durch chemische Reaktion aus der Gasphase (chemical vapour deposition - CVD) aufgebracht und durch Ätzen mit reaktiven Gasen strukturiert. Bei solchen Prozessen fallen Gemische von giftigen, brennbaren, korrosiven oder auch kondensierenden Gasen an. Daher müssen diese Gasgemische möglichst nahe am Ort ihrer Entstehung behandelt werden. Durch chemische Reaktion dieser Gemische entstehen oft feinste Partikel im Bereich <1µm, die mit herkömmlichen Gaswäschern nur unvollständig ausgewaschen werden. Bei sehr hohen Partikelkonzentrationen sind auch elektrostatische Abscheider ungeeignet.
Bei dem Einsatz von Anlagen zur Abgasreinigung und auch zur Abluftreinigung finden unterschiedliche Technologien Anwendung. So ist es möglich, Abgase zu verbrennen, auszuwaschen oder von feinsten Partikeln zu befreien. Um Abgase aus der Herstellung von Halbleiterprodukten, beispielsweise Solarmodule auf Siliziumbasis oder LEDs, zu reinigen werden derartige Anlagen meist im Dauerbetrieb, also 24 Stunden pro Tag und sieben Tage die Woche betrieben. Von der Erfindung sind jedoch auch Vorrichtungen mit umfasst, die zur Behandlung eines Abgasstroms, beispielsweise eines Prozessgasstroms, verwendet werden. Ein solcher Abgasstrom kann innerhalb einer Prozesskette nach seiner Behandlung in einem Abscheider weiter genutzt werden.
Mit einer gattungsgemäßen Vorrichtung zum Reinigen eines Gasstroms können diese Probleme gelöst werden. Prinzipiell sind Gaswäscher oder auch Nasswäscher gut geeignet, um wasserlösliche Gase aus einem Abluftstrom zu entfernen. Saure und basische Gase können durch chemische Absorption mit basischen oder sauren Waschflüssigkeiten auf ein geringes Maß reduziert werden.
Gaswäscher dienen der Entfernung fester, flüssiger oder gasförmiger Verunreinigungen aus einem Gas, wobei die Verunreinigungen an die in den Gasstrom eingebrachte Waschflüssigkeit gebunden und mit dieser zusammen abgeschieden werden.
Die Wirkungsweise von gattungsgemäßen Gaswäschern bzw. Nasswäschern bzw. Nassabscheidern beruht auf der Überführung von Gasen oder Partikeln aus einem gas- oder partikelbeladenen Gasstrom in eine Flüssigkeit. Hierzu sind entsprechende Phasengrenzflächen zwischen Gas und Flüssigkeit zu bilden und eine Relativbewegung zwischen diesen beiden Phasen zu erzeugen. Eine Methode, Phasengrenzflächen bei möglichst intensiver Durchmischung von Gas und Flüssigkeit zu erzielen, ist die Dispergierung einer Phase in die andere. Es werden also zum Beispiel Blasenschwärme in einer Flüssigkeit oder Tropfenkollektive in Gas erzeugt oder Systeme erzeugt, in denen die Flüssigkeit als mehr oder weniger zerteilter Strahl vorliegt. Eine weitere prinzipielle Möglichkeit, Gas und Flüssigkeit miteinander in Kontakt zu bringen, ist die Umströmung flüssigkeitsbenetzter Körper.
Der Gaswäscher bzw. Nasswäscher ist somit eine einfache Methode der Abluftreinigung bzw. Abgasreinigung, wobei das zu reinigende Gas im Gleich- oder Gegenstrom mit fein verteilten Wassertropfen oder einer anderen Waschflüssigkeit in Kontakt gebracht wird, so dass es zu einer Reinigung des belasteten Gasstroms kommt.
Aus dem Stand der Technik sind Gaswäscher bekannt. Beispielsweise aus der DE 564 429 A geht ein Gaswäscher mit rotierenden und feststehenden Stäben hervor. Durch die Kombination der stillstehenden und rotierenden Stäbe soll eine Verbesserung des Reinheitsgrades von Gaswäschern erreicht werden. Die rotierenden Stäbe können zur Achse des Gaswäschers schräg gestellt und die feststehenden Stäbe in Form von Flachstäben, Schaufeln oder Winkeleisen ausgebildet sein.
Auch aus der DE 358 122 A ist eine Vorrichtung mit zwei oder mehreren konzentrischen Schaufelkränzen zum Reinigen, Kühlen und Mischen von Gasen bekannt.
Aus der DE 369 224 A1 ist eine Einrichtung zur Teerauswaschung oder zur Absorption oder Anreicherung einer Waschflüssigkeit bekannt. Hierbei soll Teer aus warmen teerhaltigen Gasen ausgeschieden und zum Waschen derselben verwendet werden.
Darüber hinaus geht aus der EP 0 048 012 B1 eine Vorrichtung zum Feinstzerkleinern von anorganischen Stoffen hervor.
Aus der GB 191 022 433 A ist eine Vorrichtung mit perforierten Abschnitten bekannt. Diese Vorrichtung besteht im Wesentlichen aus perforierten Zylindern oder konischen Gehäusen, die relativ zueinander rotieren oder teilweise rotierend und teilweise stationär sind. Die Zylinder oder Gehäuse sind konzentrisch in einer oder mehreren Kammern angeordnet und können nach innen gebogene Ablenkwände oder -stäbe aufweisen.
Aus der DE 33 36 840 A1 ist eine Vorrichtung für Stoffaustausch sowie Staub- und Tropfenabscheidung mit perforierten Wänden bekannt.
Darüber hinaus ist aus der WO 2012/146558 A2 ein Nassabscheider bekannt, in welchem jeweils zwei einstückige Wellbleche mit unterschiedlichen Wellenformen und perforierten Flanken vorgesehen sind.
Aus der DE 602 12 546 T2 bzw. der EP 1 310 289 B1 ist ein Gaswäscher bekannt mit einem Gehäuse, in welchem ein Laufrad um seine eigene Achse gedreht wird, wobei ein Abgas in die Mitte des Laufrades eingeführt wird. Eine Reinigungsflüssigkeit wird in das Laufrad gesprüht. Ein Prallglied ist von dem Laufrad beabstandet angeordnet und umgibt dieses. An dem Prallglied trifft eine Mischung des Abgases und der Reinigungsflüssigkeit auf. In dem Gaswäscher fördert das Prallglied die Agitation bzw. die Bewegung des Abgases und der Reinigungsflüssigkeit sowie eine Zerstäubung der Reinigungsflüssigkeit, wodurch Staubpartikel, die in dem Abgas enthalten sind effizient in der Reinigungsflüssigkeit absorbiert werden sollen.
Auch aus der DE 603 018 64 T2 bzw. der EP 1 480 731 B1 ist ein Gaswäscher zum Entfernen von Staub aus einem Abgas bekannt mit einem Gehäuse, in welchem ein Laufrad aufgenommen und von einer Welle getragen ist. Mittels einer Reinigungsflüssigkeit soll der Staub, der in dem Abgas enthalten ist, eingefangen werden. Ferner ist eine Vielzahl von Vorsprüngen derart um das Laufrad herum vorgesehen, dass das Abgas und die Reinigungsflüssigkeit, die von dem Laufrad abgelassen werden, auf die Vorsprünge auftreffen.
Aus der DE 545 366 A ist ein Verfahren zum Auswaschen von feinen Nebeln oder von Dämpfen aus Gasen bekannt, wobei die Gase mit derart hoher relativer Geschwindigkeit zwischen eng einander gegenüberliegenden, mit Vorsprüngen versehenen Flächen hindurchgeführt werden, dass die tropfbaren Teile beim Aufprallen auf die Vorsprünge in kleinere Tröpfchen zersprengt werden, die sich in der Gasmasse verteilen und dabei die Dämpfe und Nebel aufnehmen.
Aus der DE 26 53 356 A1 ist eine Vorrichtung zum Ansaugen und nassen Entstauben eines staubbeladenen Gases bekannt, welche ein mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung versehenes Gehäuse aufweist, in dem ein Zentrifugalrad gelagert ist. Das Zentrifugalrad ist mit einem Satz von regelmäßig als Kranz verteilten Schaufeln versehen, die mit wenigstens einem Flansch Kanäle bilden, in denen das Gas von der Mitte zum Umfang zirkuliert. Eine Befeuchtungsflüssigkeit wird am Gaseintritt in das Zentrifugalrad eingespritzt.
Nachteilig bei derartigen Anlagen sind die geometrischen Abmessungen und das hohe Gewicht, da es mitunter schwierig ist, die Anlagen aufgrund ihrer Größe zum Bestimmungs- bzw. Aufstellungsort zu transportieren und/oder dort zu montieren. Kompakte Ausführungen solcher Anlagen haben für sehr feine Partikel, insbesondere im Bereich von einem Durchmesser von weniger als 1 µm nur geringe Wirkung.
Ausgehend von den zuvor beschriebenen Nachteilen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Gaswäscher und eine Abgasbehandlungsvorrichtung bereitzustellen, die eine höhere Reinheit eines gereinigten Abgases durch eine verbesserte Entfernung der Partikel bzw. des Staubes aus dem Abgas gewährleisten und einen in den spezifischen Restriktionen bzgl. Größe, Effizienz und Druckabfall optimierten Gaswäscher sowie eine Abgasbehandlungsvorrichtung bereitzustellen, ohne ein Abgasbehandlungsvermögen zu verringern.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Gaswäscher nach Anspruch 1 sowie mit einer Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 14.
Gemäß der Erfindung ist ein Gaswäscher zum Entfernen von Partikeln, insbesondere von Staub aus einem Abgas, vorgesehen, mit einem Gehäuse mit einem Abgaseinlass und mit einem Abgasauslass, einem um seine eigene Achse drehbar in dem Gehäuse angeordneten und im Wesentlichen kreisförmigen Plattenglied, wobei das Abgas über den Abgaseinlass etwa auf die Mitte des Plattengliedes einleitbar ist und einer Auslassdüse zum Sprühen einer Flüssigkeit, insbesondere einer Reinigungs- bzw. Waschflüssigkeit, auf das Plattenglied, um vor dem Plattenglied ein Gemisch aus Abgas und Flüssigkeit zu erhalten.
Darüber hinaus sind wenigstens eine innere Rotoranordnung und eine von der inneren Rotoranordnung beabstandet angeordnete äußere Rotoranordnung vorgesehen, welche um die Achse drehbar angeordnet sind.
Ferner weist der Gaswäscher wenigstens eine innere Statoranordnung und eine hiervon beabstandet angeordnete äußere Statoranordnung auf, wobei die Rotoranordnungen und die Statoranordnungen zur Turbulenzerzeugung alternierend und konzentrisch zueinander angeordnet sind, so dass die Partikel aus dem Abgasstrom in die Flüssigkeit übertragbar sind.
Erfindungsgemäß weist der Gaswäscher einen Rotationszerstäuber zum Zerstäuben der Flüssigkeit auf, welcher insbesondere an dem kreisförmigen Plattenglied angeordnet ist.
Die ausgespritzte Flüssigkeit trifft auf das Zentrum des Rotationszerstäubers. Die Flüssigkeit wird auf der Oberfläche des Rotationszerstäubers gleichmäßig als Film verteilt und durch die Rotation nach außen geschleudert. Die Flüssigkeit reißt an der Kante des Rotationszerstäubers in feinen Tropfen ab. Insbesondere kann der Durchmesser des Rotationszerstäubers etwa dem Durchmesser des Abgaseinlasses entsprechen.
Das Gemisch aus Tropfen und Gas prallt auf den innersten Stator und wird dann von dem innersten Rotor erfasst. Anschließend wird das Gemisch auf den äußeren Stator und den äußeren Rotor geschleudert.
Das Gas wird dann im Außenbereich des Gehäuses durch den Abgasauslass zur Seite oder nach oben abgeleitet, die Flüssigkeit nach unten durch einen Flüssigkeitsauslass.
Die Rotor-Stator-Anordnung erzeugt einen Differenzdruck, durch den das Gas vom Abgaseinlass zum Abgasauslass gefördert wird. Der Rotationszerstäuber bewirkt eine feine Zerstäubung der Flüssigkeit, insbesondere auch gegenüber Zerstäubung an einer Düse mittels Wasserdruck.
Darüber hinaus ist kein hoher Druck auf die Flüssigkeitszufuhr notwendig. Ferner sind keine Zusatzmedien wie bei sogenannten Zweistoffdüsen für die Zerstäubung der Waschflüssigkeit notwendig, insbesondere also auch keine Druckluft.
Erfindungsgemäß ist der Rotationszerstäuber als Scheibe mit einer Abrisskante ausgestaltet. Rotationszerstäuber erzeugen enge Tropfengrößenverteilungen und sind dabei verstopfungsfrei, benötigen nur geringen Flüssigkeitsdruck und kein komprimiertes Gas zur Tropfenerzeugung. Auf dem Rotationszerstäuber bildet sich ein dünner Flüssigkeitsfilm aus, der durch die Zentrifugalbeschleunigung nach außen hin dünner wird und an der Abrisskante sehr gleichmäßig in Tropfen zerfällt.
Ferner kann die Abrisskante des Rotationszerstäubers möglichst scharfkantig ausgebildet sein. Die Abrisskante sollte in der Mittelebene des Laufradkanals zwischen Plattenglied und einer Deckscheibe liegen.
Der Rotationszerstäuber ist zu seinem Außenrand hin konkav geformt, um dadurch eine gerichtete Tröpfchenverteilung zu erhalten.
Der Rotationszerstäuber weist ein besonders kleines Tropfenspektrum auf und führt zu einer Verbesserung der Abscheiderate. Dadurch, dass die Zerstäubung über die Zentrifugalkräfte erreicht wird, wird ein geringerer Vordruck in der Flüssigkeitszuführung im Vergleich zu Vollkegeldüsen benötigt. Folglich können Pumpen zum Einsatz kommen, die günstiger und resistenter gegenüber Schmutzpartikeln sind.
Erfindungsgemäß weist der Rotationszerstäuber im Zentrum eine konvexe Erhebung auf, welche die Höhe der Abrisskante erreicht oder übersteigt. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft gegenüber bekannten Ausführungen von Rotationszerstäubern, welche in etwa tassenförmig ausgestaltet sind und über die Achse und nicht über eine externe Vollstrahldüse gespeist werden, siehe hierzu beispielsweise die EP 0 463 742 B2 .
Es kann vorgesehen sein, dass der Rotationszerstäuber im Innenbereich an seiner Rotationsachse konvex geformt ist, um den Strahl der Flüssigkeit aus der Auslassdüse möglichst vollständig ohne Rückspritzen an der Oberfläche aufzunehmen und gleichmäßig zu verteilen.
Insbesondere kann der Rotationszerstäuber die Form eines Sombreros aufweisen: Die Sombrero-Form zeichnet sich dadurch aus, dass die Dicke sowohl am Rand als auch im Zentrum erhöht ist. Wird die Gesamtdicke des Zerstäubers gegen den Durchmesser aufgetragen, ähnelt der Verlauf der Dicke der Form eines Sombreros.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die innere und äußere Rotoranordnung von einer gemeinsamen Welle angetrieben. Dadurch wird der Aufbau vereinfacht und der Gaswäscher insgesamt kompakter.
In vorteilhafter Weise ist die Rotoranordnung mit dem kreisförmigen Plattenglied mechanisch wirkverbunden, insbesondere daran angeordnet.
Insbesondere für hohe Drehzahlen ist es vorteilhaft, ein Laufrad bestehend aus dem Plattenglied mit den Rotoranordnungen aus einem Teil herauszuarbeiten. Der Rotationszerstäuber kann aufgeklebt oder aufgeschweißt werden, da er vorzugsweise zentral auf dem Plattenglied angeordnet ist und daher eine gleichmäßige Kraft nach allen Seiten und auch eine nicht so große Zentrifugalbeschleunigung erfährt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein erstes Umlenkblech am äußeren Umfang des Gaswäschers vorgesehen. Das Gemisch aus Flüssigkeit und Gas trifft auf das erste Umlenkblech und wird zur Seite abgelenkt. Durch ein mögliches zweites Umlenkblech kann das Gas dann wieder in die Gegenrichtung gelenkt werden. Dabei werden Tropfen aus dem Gas abgetrennt. Am Ende des ersten Umlenkbleches kann außerdem ein Lochblech angebracht werden, durch das das Gemisch durchtritt. Dabei wird die Strömung beruhigt und in tangentialer Richtung gebremst sowie in radialer Richtung nach außen gelenkt. Das vermindert das Entstehen neuer Tropfen aus der schon abgeschiedenen Flüssigkeit.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein zweites Umlenkblech radial beabstandet zum ersten Umlenkblech angeordnet. Das Gas wird um das erste Umlenkblech herum und dann in Gegenrichtung um das zweite Umlenkblech geführt, wobei Flüssigkeit und Gas wieder getrennt werden. Das Gas wird dann im Außenbereich des Gehäuses durch den Abgasauslass zur Seite oder nach oben abgeleitet, die Flüssigkeit nach unten durch den Flüssigkeitsauslass. Durch diese Umlenkung des Gases ist eine Trennung von der Flüssigkeit möglich und im Gasstrom noch enthaltene Tropfen können auf dem Weg an den Wänden abgeschieden werden.
Insbesondere kann ein Ablaufschlitz im zweiten Umlenkblech vorgesehen sein, um die Flüssigkeit abzuleiten.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht einen Motor, insbesondere einen elektronisch kommutierten Motor, für den Antrieb des kreisförmigen Plattengliedes vor. Dieser Motor weist eine hohe Leistungsdichte, d.h. eine Leistung bezogen auf die Motorabmessungen, beispielsweise gegenüber Asynchronmotoren auf. Darüber hinaus hat diese Art von Motoren eine höhere Energieeffizienz. Seine vergleichsweise geringe Bauhöhe und Baubreite tragen zur Kompaktheit des Gaswäschers bei, was wiederum eine einfache Integration in bestehende Systeme und Vorrichtungen, wie z.B. Abgasentsorgungsanlagen, ermöglicht.
Im Übrigen kann hinter dem Plattenglied eine Dichtung, insbesondere eine Mäanderdichtung, zum Schutz der Durchführung für die Motorwelle an der Rückseite des Gehäuses vorgesehen sein. Diese Dichtung kann in der Nähe der Welle mit geringen Mengen einer sauberen Flüssigkeit gespült werden, um im Laufe der Zeit eingetragene Partikel wieder von der Achse weg auszuspülen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein regelbarer Bypass vorgesehen. Durch den Bypass wird Gas, das die Rotor-Stator-Anordnung schon einmal durchlaufen hat, wieder in die Rotor-Stator-Anordnung zurückgeführt. Damit erhöht sich der Gasfluss durch die Rotor-Stator-Anordnung und der durch den Rotor erzeugte Druck zwischen Abgaseinlass und Abgasauslass wird reduziert. Durch das mehrfache Durchlaufen der Anordnung wird die Wechselwirkung zwischen Gas und Flüssigkeit erhöht und eine bessere Effizienz der Staubabscheidung erreicht.
Der Bypass kann als eine Verbindung außerhalb des Gehäuses vom Abgasauslass an den Abgaseinlass ausgeführt sein. Diese Verbindung kann als Bypassregelung eine übliche Regelklappe zur Anpassung des Gasstroms durch den Bypass enthalten.
Der Bypass kann auch als ein „Kurzschluss“ innerhalb des Gehäuses realisiert werden, wobei Gas aus dem Bereich vor dem ersten Umlenkblech hinter die Deckscheibe und von dort in den Bereich der Rotor- und Statoranordnung zurückgeführt wird. Der Auslass für die Rückströmung des Gases in die Rotor-Stator-Anordnung kann als Bypassöffnungen in der Deckscheibe, insbesondere auch zwischen den Statorreihen, vorgesehen sein oder auch im Bereich des Gaseinlasses. Die Bypassregelung kann beispielsweise durch eine Blende mit verstellbaren Öffnungen am äußeren Umfang des Stators im Bereich hinter der Deckscheibe realisiert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Auslassdüse als Vollstrahldüse ausgebildet. Diese als Vollstrahl ausgebildete Düse richtet einen Wasserstrahl auf das Zentrum des Rotationszerstäubers und versorgt diesen mit der zu zerstäubenden Flüssigkeit. Diese Art der Flüssigkeitszuführung ist mechanisch deutlich einfacher als eine Zuführung über die rotierende Achse. Die Vollstrahldüse kann im Vergleich zu anderen Düsen bei gleichem Flüssigkeitsdruck mehr Flüssigkeit fördern. Die Flüssigkeit kann insbesondere nur in der Mitte des Rotationszerstäubers aufgebracht werden, so dass sich ein gleichmäßiger Film auf der Oberfläche des Rotationszerstäubers ausbilden kann.
Die Vollstrahldüse benötigt im Gegensatz zu den zur Verstäubung geeigneten Düsen keine engen Kanäle oder Einbauten zur Turbulenzerzeugung in der Düse. Eine Vollstrahldüse hat einen einfachen Kanal im Inneren, keine Einbauten zur Turbulenzerzeugung wie z.B. Hohlkegel- oder Vollkegeldüsen, so dass sie unempfindlich gegenüber Partikeln in der Flüssigkeit ist. Aus diesem Grund kann auch bereits mit Partikeln belastete Waschflüssigkeit, beispielsweise aus einem vorgeschalteten Nasswäscher, verwendet werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Abgaseinlass eine Reinigungsdüse, insbesondere eine Hohlkegeldüse oder Vollkegeldüse, zur Beseitigung von Anhaftungen an den Wänden und/oder an der Rückseite der Vollstrahldüse aufweist.
Da in dem Gaswäscher stark staubbeladene Gase gewaschen werden, ist mit der Ablagerung von Staub in allen Bereichen der Zuführung zu rechnen, insbesondere dort, wo die Strömung turbulent ist. Daher muss die gesamte Zuführung inklusive des Abgaseinlasses leicht zu reinigen oder selbstreinigend sein. Die durch die Reinigungsdüse austretende Flüssigkeit wäscht die Wand des Abgaseinlasses. Der Vorteil einer Hohlkegeldüse liegt darin, dass die austretende Flüssigkeit hauptsächlich auf die Wand des Gaseinlasses gerichtet ist und diese abreinigt und dabei nicht die Tropfenbildung am Rotationszerstäuber stört. Eine Vollkegeldüse könnte den Flüssigkeitsfilm auf der Oberfläche des Rotationszerstäubers beeinflussen, kann aber auch Anhaftungen auf der Rückseite der Auslassdüse beseitigen. Eine als Vollkegeldüse ausgeführte Reinigungsdüse kann zusätzliche Flüssigkeit in die Rotor-Stator-Anordnung außerhalb der Ebene des Rotationszerstäubers eintragen und damit die Effizienz des Gaswäschers verbessern.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die innere und/oder die äußere Rotoranordnung und/oder die innere und/oder äußere Statoranordnung eine Vielzahl von vorzugsweise umfangseitig verteilt angeordneten Vorsprüngen, insbesondere Stäbe und/oder Klötze und/oder Schaufeln auf.
Auf diese Weise wird, ähnlich wie bei einem Ventilator, durch die Vorsprünge ein Druck zum Strömen des Gases, insbesondere des gereinigten Gases erzeugt. Die Vorsprünge können einen rechteckigen, dreieckigen oder runden Querschnitt in einer Ebene senkrecht zur Achse des kreisförmigen Plattengliedes aufweisen. Es kann sich um Flachstäbe, Winkeleisen, Vierkanteisen, Flügel oder Schaufelkränze handeln, welche rotierend oder feststehend angeordnet sind. Es können auch Schaufeln mit Kanten vorgesehen sein, so dass keine Krümmung notwendig ist, was die Herstellung vereinfacht. Diese Kanten können rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Denkbar sind aber auch Kreisbögen oder radiale Seitenkanten. Es kann vorgesehen sein, dass die Vorsprünge der äußeren Rotatoranordnung eine geringere Höhe als die Vorsprünge der inneren Rotoranordnung aufweisen. Auf diese Weise wird die Turbulenz erhöht, was zu einer effizienteren Zerstäubung führt.
In vorteilhafter Weise können sich die Vorsprünge in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Achse des kreisförmigen Plattengliedes erstrecken.
Denkbar sind aber auch schräg gestellte Vorsprünge, welche insbesondere aerodynamische Vorteile aufweisen. Bei der Herstellung aus Vollmaterial können die Rotor-Vorsprünge, wenn sie parallel zur Achse stehen, einfach aus dem Laufrad herausgearbeitet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Rotoranordnung aus Kunststoff, insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, bzw. carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK), hergestellt ist. Es ist ebenfalls denkbar, dass alternativ oder zusätzlich auch die Statoranordnung und/oder das kreisförmige Plattenglied aus derartigem Kunststoff hergestellt ist bzw. sind.
Kunststoff ist korrosionsfest und vergleichsweise leichter als entsprechende Ausführungen aus Metall. Durch die Fertigung aus einem Vollmaterial oder durch die Verwendung sehr stabiler Verbundmaterialien, wie CFK oder GFK, sind insbesondere kleine Durchmesser und hohe Rotationsfrequenzen möglich. Ferner weist die Rotor- und/oder Statoranordnung aus Kunststoff ein vergleichsweise geringes Gewicht auf. Insgesamt trägt dies zur kompakten Bauweise des Gaswäschers für dezentrale Anwendungen bei.
Ferner ist die Ausführung aus Kunststoff kostengünstiger gegenüber anderen Materialien, etwa korrosionsfesten Metall-Legierungen.
Die Rotoranordnung kann mit dem kreisförmigen Plattenglied aus einem Vollmaterial gefräst werden. Dadurch sind keine Kleb- oder Schraubverbindungen notwendig und es ist eine hohe mechanische Stabilität gegeben, die hohe Rotationsgeschwindigkeiten erlaubt.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind Öffnungen für den Abgasauslass und für den Flüssigkeitsauslass so angeordnet sind, dass der Gaswäscher sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Einbaulage genutzt werden kann, was eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Montage gewährleistet. Die Öffnungen sind also derart angeordnet, dass sowohl bei vertikaler als auch bei horizontaler Einbaulage des Gaswäschers Öffnungen für den Flüssigkeitsauslass nach unten zeigen und Öffnungen für den Abgasauslass zur Seite oder nach oben.
Gemäß einem unabhängigen Gedanken der Erfindung ist eine Abgasentsorgungsanlage mit einem Gaswäscher, insbesondere wie oben beschrieben, vorgesehen.
In vorteilhafter Weise kann die Abgasentsorgungsanlage einen thermischen Reaktor, insbesondere einen Verbrennungsreaktor, und/oder einen Nasswäscher aufweisen.
Die Kombination aus thermischen Verfahren und Nasswäsche wird üblicherweise in der Halbleiterindustrie zur Behandlung von brennbaren, giftigen und korrosiven Gasgemischen eingesetzt. Durch die Oxidation z.B. siliziumhaltiger Komponenten entsteht ein sehr feiner Staub mit Partikelgrößen von deutlich unter 1 µm, der von üblichen Nasswäschern, beispielsweise gepackten Kolonnen, nur teilweise ausgewaschen wird. Bei Prozessen mit besonders starker Partikelbildung ist zur Reduktion der verbleibenden Staubemission daher ein zusätzlicher Behandlungsschritt notwendig.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Gaswäscher in Richtung des Abgasstroms hinter dem Nasswäscher angeordnet.
Aufgrund der Kompaktheit des Gaswäschers ist ein kompakter Einbau auf den Nasswäscher, oft noch innerhalb einer Einhausung der Abgasentsorgungsanlage möglich. Ebenfalls vorteilhaft bei dieser Anordnung sind die reduzierte Konzentration von korrosiven Gasen sowie eine geringere Temperatur des Gemisches. Ferner kann die Waschflüssigkeit aus dem Nasswäscher zur Versorgung des Gaswäschers benutzt werden, so dass kein zusätzlicher Wasser- bzw. Flüssigkeitsverbrauch anfällt. Auch ist keine zusätzliche Pumpe für die Flüssigkeit notwendig. Denn üblicherweise ist die Pumpleistung des Nasswäscherkreislaufes ausreichend für die Einleitung in die Auslassdüse des Gaswäschers, da diese nur geringen Druck benötigt.
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Gaswäscher in Richtung des Abgasstroms hinter dem Nasswäscher und der Nasswäscher hinter dem thermischen Reaktor angeordnet ist.
Auf diese Weise ist der Gaswäscher nicht direkt nach dem thermischen Reaktor angeordnet, so dass das Gas bereits eine geringere Temperatur aufweist. Ein größerer Abstand vom Reaktor bietet Schutz gegen Überhitzung durch Restwärme aus dem thermischen Reaktor, insbesondere bei plötzlichem Ausfall der Vorrichtung.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Dabei zeigen zum Teil schematisch:

1 eine schematische Darstellung des Gaswäschers mit horizontaler Rotationsachse,
2 eine Darstellung des Gaswäschers mit vertikaler Rotationsachse,
3 einen Rotationszerstäuber,
4 eine schematische Darstellung des Gaswäschers mit Statoranordnungen auf einer Deckscheibe,
5 eine Ausführungsform des Gaswäschers mit Bypass und Bypassöffnungen,
6 eine Abgasentsorgungsanlage mit Gaswäscher und Nasswäscher,
7 eine Abgasentsorgungsanlage mit Gaswäscher, Nasswäscher und thermischem Reaktor und
8 eine schematische Darstellung des Gaswäschers mit einem Laufrad mit kreisförmigem Plattenglied, Rotationszerstäuber und Rotoranordnungen.

Gleiche oder gleichwirkende Bauteile werden in den nachfolgend dargestellten Figuren der Zeichnung anhand einer Ausführungsform mit Bezugszeichen versehen, um die Lesbarkeit zu verbessern.
1 zeigt einen Gaswäscher 1 zum Entfernen von Partikeln, insbesondere von Staub aus einem Abgas.
In einem Gehäuse 10 des Gaswäschers sind ein Abgaseinlass 2 für das zu reinigende Abgas und ein Abgasauslass 3 für das gereinigte Gas vorgesehen.
Der Gaswäscher 1 weist ferner ein um seine eigene Achse 11 drehbar in dem Gehäuse 10 angeordnetes und im Wesentlichen kreisförmiges Plattenglied 8 auf. Das Abgas ist über den Abgaseinlass 2 etwa auf die Mitte 15 des Plattengliedes 8 einleitbar.
Der 1 ist ferner eine Auslassdüse 12 zum Sprühen einer Flüssigkeit 13, insbesondere einer Reinigungs- bzw. Waschflüssigkeit, auf das Plattenglied 8 zu entnehmen, um vor dem Plattenglied 8 ein Gemisch aus Abgas und Flüssigkeit 13 zu erhalten.
Die Auslassdüse 12 kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Vollstrahldüse 26 ausgebildet sein und einen Flüssigkeitsstrahl auf das Zentrum 32 des Rotationszerstäubers 20 richten und diesen mit der zu zerstäubenden Flüssigkeit 13 versorgen. Diese Art der Flüssigkeitszuführung ist mechanisch deutlich einfacher als eine Zuführung über die rotierende Achse. Die Vollstrahldüse kann im Vergleich zu anderen Düsen bei gleichem Flüssigkeitsdruck mehr Flüssigkeit fördern. Die Flüssigkeit 13 kann insbesondere nur in der Mitte des Rotationszerstäubers 20 aufgebracht werden, so dass sich ein gleichmäßiger Film auf der Oberfläche des Rotationszerstäubers 20 ausbilden kann.
Der Gaswäscher 1 weist ferner wenigstens eine innere Rotoranordnung 4 und eine von der inneren Rotoranordnung 4 beabstandet angeordnete äußere Rotoranordnung 5 auf, welche um die Achse 11 drehbar angeordnet sind.
Ferner ist wenigstens eine innere Statoranordnung 6 und eine hiervon beabstandet angeordnete äußere Statoranordnung 7 vorgesehen, wobei die Rotoranordnungen 4, 5 und die Statoranordnungen 6, 7 zur Turbulenzerzeugung alternierend und konzentrisch zueinander angeordnet sind, so dass die Partikel aus dem Abgasstrom in die Flüssigkeit 13 übertragbar sind.
1 zeigt eine Ausführung mit horizontaler Rotationsachse. 2 zeigt eine Ausführung mit vertikaler Rotationsachse.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 werden die innere und äußere Rotoranordnung 4, 5 von einer gemeinsamen Welle angetrieben. Hierzu sind die Rotoranordnungen 4, 5 mit dem kreisförmigen Plattenglied 8 mechanisch wirkverbunden, vorliegend daran angeordnet.
Ein Motor 19, insbesondere ein elektronisch kommutierter Motor, ist für den Antrieb des kreisförmigen Plattengliedes 8 vorgesehen.
Wie aus 8 und aus 4 hervorgeht, weisen die innere und die äußere Rotoranordnung 4, 5 und die innere und äußere Statoranordnung 6, 7 im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von umfangseitig verteilt angeordneten Vorsprüngen 24 auf, welche vorliegend als Stäbe ausgebildet sind. Denkbar sind auch andere geometrische Formen, wie Klötze oder Flachstäbe, Winkeleisen, Vierkanteisen, Flügel oder Schaufelkränze, welche rotierend oder feststehend angeordnet sind. Es können auch Schaufeln mit Kanten vorgesehen sein, so dass keine Krümmung notwendig ist, was die Herstellung vereinfacht.
Wie aus 1 und 2 weiter hervorgeht, erstrecken sich die Vorsprünge 24 in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Achse 11 des kreisförmigen Plattengliedes 8. Auf diese Weise wird, ähnlich wie bei einem Ventilator, durch die Vorsprünge 24 ein Druck zum Strömen des Gases, insbesondere des gereinigten Gases erzeugt.
Die Rotoranordnung 4, 5 und/oder die Statoranordnung 6, 7 und/oder das kreisförmige Plattenglied 8 können aus Kunststoff, insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, bzw. carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK), hergestellt sein.
Ebenfalls in den 1 und 2 dargestellt ist ein erstes Umlenkblech 16, welches am äußeren Umfang des Gaswäschers 1 vorgesehen ist. Ein zweites Umlenkblech 17 ist radial beabstandet zum ersten Umlenkblech 16 angeordnet.
Das Gemisch aus Flüssigkeit 13 und Gas trifft auf das erste Umlenkblech 16 und wird zur Seite abgelenkt. Durch das zweite Umlenkblech 17 kann das Gas dann wieder in die Gegenrichtung gelenkt werden. Dabei werden Tropfen aus dem Gas abgetrennt. Am Ende des ersten Umlenkbleches 16 kann außerdem ein Lochblech angebracht werden, durch das das Gemisch durchtritt. Dabei wird die Strömung beruhigt und in tangentialer Richtung gebremst sowie in radialer Richtung nach außen gelenkt. Das verhindert das Entstehen neuer großer Tropfen aus der schon abgeschiedenen Flüssigkeit.
Das zweite Umlenkblech 17 ist radial beabstandet zum ersten Umlenkblech 16 angeordnet. Das Gas wird um das erste Umlenkblech 16 herum und dann in Gegenrichtung um das zweite Umlenkblech 17 geführt, wobei Flüssigkeit und Gas wieder getrennt werden. Das Gas wird dann im Außenbereich des Gehäuses 10 durch den Abgasauslass 3 zur Seite oder nach oben abgeleitet, die Flüssigkeit nach unten durch den Flüssigkeitsauslass 14. Durch diese Umlenkung des Gases ist eine Trennung von der Flüssigkeit möglich und im Gasstrom noch enthaltene Tropfen können auf dem Weg an den Wänden abgeschieden werden. Insbesondere kann ein Ablaufschlitz 18 im zweiten Umlenkblech 17 vorgesehen sein, um die Flüssigkeit abzuleiten.
Wie aus 5 hervorgeht, sind Öffnungen für den Abgasauslass 3 und für den Flüssigkeitsauslass 14 derart angeordnet, dass der Gaswäscher 1 sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Einbaulage nutzbar ist. Je nach Einbaulage werden die nicht benötigten Öffnungen mit einem Blindflansch verschlossen.
Den 1, 2, 5 und 6 kann der Rotationszerstäuber 20 zum Zerstäuben des Gemisches aus Abgas und Flüssigkeit 13 entnommen werden, welcher in der vorliegenden Ausführungsform an dem kreisförmigen Plattenglied 8 angeordnet ist. Die Detailansicht gemäß 3 zeigt ebenfalls den Rotationszerstäuber 20. Der Rotationszerstäuber 20 ist hierbei an dem kreisförmigen Plattenglied 8 angeordnet. Der Rotationszerstäuber 20 bewirkt eine feine Zerstäubung der Flüssigkeit 13, insbesondere auch gegenüber Zerstäubung an einer Düse mittels Wasserdruck.
Wie aus 3 weiter hervorgeht, ist der Rotationszerstäuber 20 als Scheibe mit einer Abrisskante 21 ausgestaltet und zu seinem Außenrand hin konkav geformt, um den Strahl der Flüssigkeit 13 aus der Auslassdüse 12 möglichst vollständig ohne Rückspritzen an der Oberfläche aufzunehmen und gleichmäßig zu verteilen. Ferner weist der Rotationszerstäuber 20 in seinem Zentrum 32 eine konvexe Erhebung 33 auf, welche die Höhe der Abrisskante 21 erreicht oder übersteigt.
Insbesondere kann der Rotationszerstäuber 20 die Form eines Sombreros aufweisen. Die Sombrero-Form zeichnet sich dadurch aus, dass die Dicke sowohl am Rand als auch im Zentrum erhöht ist. Wird die Gesamtdicke des Zerstäubers gegen den Durchmesser aufgetragen, ähnelt der Verlauf der Dicke der Form eines Sombreros.
Die ausgespritzte Flüssigkeit 13 trifft auf das Zentrum 32 des Rotationszerstäubers 20. Die Flüssigkeit 13 wird auf der Oberfläche des Rotationszerstäubers 20 gleichmäßig als Film verteilt und durch die Rotation nach außen geschleudert. Die Flüssigkeit 13 reißt an der Kante des Rotationszerstäubers 20 in feinen Tropfen ab. Insbesondere kann der Durchmesser des Rotationszerstäubers 20 etwa dem Durchmesser des Abgaseinlasses 2 entsprechen.
Im Folgenden prallt das Gemisch aus Tropfen und Gas auf die innere Statoranordnung 6 und wird dann von der inneren Rotoranordnung 4 erfasst. Anschließend wird das Gemisch auf die äußere Statoranordnung 7 und die äußere Rotoranordnung 5 geschleudert.
Wie erwähnt trifft das Gemisch aus Flüssigkeit 13 und Gas auf das erste Umlenkblech 16 und wird zur Seite abgelenkt und kann durch das zweite Umlenkblech 17 dann wieder in die Gegenrichtung gelenkt werden.
Das Gas wird dann im Außenbereich des Gehäuses 10 durch den Abgasauslass 3 zur Seite oder nach oben abgeleitet, die Flüssigkeit 13 nach unten durch einen Flüssigkeitsauslass 14.
Wie insbesondere aus 5 hervorgeht, weist der Abgaseinlass 2 eine Reinigungsdüse 23, insbesondere eine Hohlkegeldüse oder Vollkegeldüse, zur Beseitigung von Anhaftungen an den Wänden und/oder an der Rückseite der Vollstrahldüse 26 auf.
Die Rotor-Stator-Anordnung erzeugt einen Differenzdruck, durch den das Gas vom Abgaseinlass 2 zum Abgasauslass 3 gefördert wird.
Wie aus 1, 2, 5 und 6 hervorgeht, ist ein regelbarer Bypass 22 vorgesehen. Durch den Bypass 22 wird Gas, das die Rotor-Stator-Anordnung schon einmal durchlaufen hat, wieder in die Rotor-Stator-Anordnung zurückgeführt. Damit erhöht sich der Gasfluss durch die Rotor-Stator-Anordnung und der durch die Rotoranordnung 4, 5 erzeugte Druck zwischen Abgaseinlass 2 und Abgasauslass 3 wird reduziert. Durch das mehrfache Durchlaufen der Anordnung 4, 5 wird die Wechselwirkung zwischen Gas und Flüssigkeit 13 erhöht und eine bessere Effizienz der Partikel- bzw. Staubabscheidung erreicht.
Der Bypass 22 kann als eine Verbindung außerhalb des Gehäuses 10 vom Abgasauslass 3 an den Abgaseinlass 2 ausgeführt sein. Diese Verbindung kann als Bypassregelung 31 eine übliche Regelklappe zur Anpassung des Gasstroms durch den Bypass 22 enthalten.
Der Bypass 22 kann auch als ein „Kurzschluss“ innerhalb des Gehäuses 10 realisiert werden, wobei Gas aus dem Bereich vor dem ersten Umlenkblech 16 hinter die Deckscheibe 9 und von dort in den Bereich der Rotor- und Statoranordnung zurückgeführt wird. Der Auslass für die Rückströmung des Gases in die Rotor-Stator-Anordnung kann als Bypassöffnungen 30 in der Deckscheibe 9, insbesondere auch zwischen den Statoranordnungen 6, 7, vorgesehen sein oder auch im Bereich des Gaseinlasses 2.
Die Bypassregelung 31 kann beispielsweise durch eine Blende mit verstellbaren Öffnungen am äußeren Umfang des Stators im Bereich hinter der Deckscheibe 9 realisiert werden.
4 zeigt den Blick von oben auf die Deckscheibe 9 bei abgenommenem Gehäusedeckel und Motor 19 mit kreisförmigem Plattenglied 8. Auf der Deckscheibe 9 sind die Statoranordnungen 6, 7 angebracht. Die Deckscheibe ist durchbrochen von Bypassöffnungen 30, durch die das Gas aus dem Bypass wieder in die Rotor-Stator-Anordnung zurückströmt. Die Deckscheibe 9 verbessert die Einströmung.
Der Abgaseinlass 2 ist zentral von unten zu erkennen. Am Umfang der Deckscheibe 9 ist die Bypassregelung 31 durch eine drehbare Blende zwischen Deckscheibe 9 und Gehäuseboden realisiert. Das zweite Umlenkblech 17 ist auf der Hälfte des Gehäuses zum Abgasauslass 3 hin bis zum Gehäusedeckel geschlossen ausgeführt, so dass das Gas nur in der anderen Gehäusehälfte in den Außenbereich des Gehäuses 10 strömen kann und somit einen weiteren Weg durch das Gehäuse 10 bis zum Abgasauslass 3 zurücklegen muss. Damit kann eine bessere Abscheidung von Tropfen aus dem Gasstrom erreicht werden.
5 zeigt eine Ausführung mit Bypassöffnungen 30 in der Deckscheibe 9 zwischen den inneren und äußeren Statoranordnungen 6,7. Dabei kann durch Hilfsdüsen 29 zusätzliche Flüssigkeit 13 durch die Bypassöffnungen 30 in den Bereich der äußeren Statoranordnung 7 und Rotoranordnung 5 gebracht werden. Dies kann die Effizienz des Gaswäschers 1 erhöhen, falls die Flüssigkeit 13, die vom Rotationszerstäuber 20 an die erste Rotoranordnung gesprüht wurde, teilweise schon an die Deckscheibe 9 oder an das kreisförmige Plattenglied 8 geflossen ist und damit nicht mehr zur Wechselwirkung mit den Partikeln bzw. dem Staub im Gas zur Verfügung steht.
Die Hilfsdüsen 29 können in Richtung der Bypassöffnungen 30 in der Deckscheibe 9 oder auch seitlich, z.B. tangential, in den als Bypass 22 genutzten Raum hinter der Deckscheibe 9 gerichtet sein.
Im Rahmen der Erfindung ist auch eine Abgasentsorgungsanlage 25 vorgesehen, welche einen Gaswäscher 1, wie oben beschrieben, aufweisen kann. Die 6 und 7 zeigen Ausführungsformen einer solchen Abgasentsorgungsanlage 25. Die Kombination aus thermischen Verfahren und Nasswäsche wird üblicherweise in der Halbleiterindustrie zur Behandlung von brennbaren, giftigen und korrosiven Gasgemischen eingesetzt.
6 zeigt eine Ausführung der Abgasentsorgungsanlage 25 mit Bypassöffnungen 30 im Bereich des Abgaseinlasses 2. Dabei kann die Bypassregelung 31 direkt durch Veränderung der freien Querschnitte der Bypassöffnungen 30 mit Hilfe einer verschiebbaren oder drehbaren Blende realisiert werden.
Bei der Ausführung in 6 ist der Gaswäscher 1 auf einem Nasswäscher 28 angebracht. Dabei können die Bypassöffnungen 30 gleichzeitig als Flüssigkeitsauslass 14 dienen, so dass die ablaufende Flüssigkeit über den Abgaseinlass 2 direkt in den Nasswäscher 28 abläuft. Dabei zirkuliert ein Teil des Abgases also mehrfach durch den Gaswäscher 1 und wird mehrfach behandelt. Damit steigt die Effizienz des Gaswäschers.
Da für eine hohe Effizienz der Staubabscheidung stets eine möglichst hohe Drehzahl des Plattengliedes 8 gewählt werden sollte, kann der Differenzdruck über den Gaswäscher 1 zwischen Abgaseinlass 2 und Abgasauslass 3 durch eine Regelung des Bypassquerschnittes mit Hilfe der Bypassregelung 31 angepasst werden. Aufgrund der Kühlung des Gases durch die Flüssigkeit im Gaswäscher 1 ist die Regulierung der Fördermenge bzw. des Druckes mit Hilfe des Bypasses 22 ohne Erwärmung der Vorrichtung möglich. Dies ist bei „trockenen Systemen“, d.h. bei Ventilatoren, ohne Flüssigkeitskühlung dagegen nur bedingt möglich, da sich die zirkulierende Luft in der Anlage aufheizen würde und das System überhitzt.
7 zeigt eine Ausführungsform der Abgasentsorgungsanlage 25 mit einem thermischen Reaktor 27, welcher als Verbrennungsreaktor ausgebildet sein kann. Ferner ist auch ein Nasswäscher 28 vorgesehen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Gaswäscher 1 in Richtung des Abgasstroms hinter dem Nasswäscher 28 angeordnet und der Nasswäscher 28 hinter dem thermischen Reaktor 27. Auf diese Weise ist der Gaswäscher 1 nicht direkt nach dem thermischen Reaktor 27 angeordnet, so dass das Gas bereits eine geringere Temperatur aufweist.
Aufgrund der Kompaktheit des Gaswäschers 1 ist ein kompakter Einbau auf den Nasswäscher 28 möglich. Ebenfalls vorteilhaft bei dieser Anordnung sind die reduzierte Konzentration von korrosiven Gasen sowie eine geringere Temperatur des Gemisches. Ferner kann die Waschflüssigkeit aus dem Nasswäscher 28 als Flüssigkeit 13 benutzt werden, so dass kein zusätzlicher Wasser- bzw. Flüssigkeitsverbrauch anfällt.
Bezugszeichenliste

1: Gaswäscher
2: Abgaseinlass
3: Abgasauslass
4: innere Rotoranordnung
5: äußere Rotoranordnung
6: innere Statoranordnung
7: äußere Statoranordnung
8: kreisförmiges Plattenglied
9: Deckscheibe
10: Gehäuse
11: Achse Plattenglied
12: Auslassdüse
13: Flüssigkeit
14: Flüssigkeitsauslass
15: Mitte Plattenglied
16: erstes Umlenkblech
17: zweites Umlenkblech
18: Ablaufschlitz
19: Motor
20: Rotationszerstäuber
21: Abrisskante
22: Bypass
23: Reinigungsdüse
24: Vorsprünge
25: Abgasentsorgungsanlage
26: Vollstrahldüse
27: thermischer Reaktor
28: Nasswäscher
29: Hilfsdüse
30: Bypassöffnung
31: Bypassregelung
32: Zentrum Rotationszerstäuber
33: konvexe Erhebung Rotationszerstäuber

Claims

Gaswäscher (1) zum Entfernen von Partikeln, insbesondere von Staub aus einem Abgas, mit einem Gehäuse (10) mit einem Abgaseinlass (2) und mit einem Abgasauslass (3), einem um seine eigene Achse (11) drehbar in dem Gehäuse (10) angeordneten und kreisförmigen Plattenglied (8), wobei das Abgas über den Abgaseinlass (2) auf die Mitte (15) des Plattengliedes (8) einleitbar ist, einer Auslassdüse (12) zum Sprühen einer Flüssigkeit (13), insbesondere einer Reinigungs- bzw. Waschflüssigkeit, auf das Plattenglied (8), um vor dem Plattenglied (8) ein Gemisch aus Abgas und Flüssigkeit (13) zu erhalten, wenigstens einer inneren Rotoranordnung (4) und einer von der inneren Rotoranordnung (4) beabstandet angeordneten äußeren Rotoranordnung (5), welche um die Achse (11) drehbar angeordnet sind, wenigstens einer inneren Statoranordnung (6) und einer hiervon beabstandet angeordneten äußeren Statoranordnung (7), wobei die Rotoranordnungen (4, 5) und die Statoranordnungen (6, 7) zur Turbolenzerzeugung alternierend und konzentrisch zueinander angeordnet sind, so dass die Partikel aus dem Abgasstrom in die Flüssigkeit (13) übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Scheibe mit einer Abrisskante (21) ausgestalteter Rotationszerstäuber (20) zum Zerstäuben der Flüssigkeit (13) vorhanden ist, welcher zu seinem Außenrand hin konkav geformt und an dem kreisförmigen Plattenglied (8) angeordnet ist und der Rotationszerstäuber (20) in seinem Zentrum (32) eine konvexe Erhebung (33) aufweist, welche die Höhe der Abrisskante (21) erreicht oder übersteigt.
Gaswäscher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere und äußere Rotoranordnung (4, 5) von einer gemeinsamen Welle angetrieben werden.
Gaswäscher (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoranordnung (4, 5) mit dem kreisförmigen Plattenglied (8) mechanisch wirkverbunden, insbesondere daran angeordnet ist.
Gaswäscher (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Umlenkblech (16) am äußeren Umfang des Gaswäschers (1) vorhanden ist.
Gaswäscher (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Umlenkblech (17) insbesondere radial beabstandet zum ersten Umlenkblech (16) angeordnet ist.
Gaswäscher (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motor (19), insbesondere ein elektronisch kommutierter Motor, für den Antrieb des kreisförmigen Plattengliedes (8) vorhanden ist.
Gaswäscher (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein regelbarer Bypass (22) vorhanden ist.
Gaswäscher (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassdüse (12) als Vollstrahldüse (26) ausgebildet ist.
Gaswäscher (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaseinlass (2) eine Reinigungsdüse (23), insbesondere eine Hohlkegeldüse oder Vollkegeldüse, zur Beseitigung von Anhaftungen an den Wänden und/oder an der Rückseite der Vollstrahldüse (26) aufweist.
Gaswäscher (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere und/oder die äußere Rotoranordnung (4, 5) und/oder die innere und/oder äußere Statoranordnung (6, 7) eine Vielzahl von vorzugsweise umfangseitig verteilt angeordneten Vorsprüngen (24), insbesondere Stäbe und/oder Klötze und/oder Schaufeln aufweist.
Gaswäscher (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (24) sich in einer Richtung parallel zur Achse (11) des kreisförmigen Plattengliedes (8) erstrecken.
Gaswäscher (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoranordnung (4, 5) und/oder die Statoranordnung (6, 7) und/oder das kreisförmige Plattenglied (8) aus Kunststoff, insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff oder carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) hergestellt ist bzw. sind.
Gaswäscher (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Öffnungen für den Abgasauslass (3) und für den Flüssigkeitsauslass (14) derart angeordnet sind, dass der Gaswäscher (1) sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Einbaulage nutzbar ist.
Abgasentsorgungsanlage (25) mit einem Gaswäscher (1) nach einem der vorherigen Ansprüche.
Abgasentsorgungsanlage (25) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein thermischer Reaktor (27), insbesondere ein Verbrennungsreaktor, und/oder ein Nasswäscher (28) vorhanden ist.
Abgasentsorgungsanlage (25) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaswäscher (1) in Richtung des Abgasstroms hinter dem Nasswäscher (28) angeordnet ist.
Abgasentsorgungsanlage (25) nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaswäscher (1) in Richtung des Abgasstroms hinter dem Nasswäscher (28) und der Nasswäscher (28) hinter dem thermischen Reaktor (27) angeordnet ist.