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Vorrichtung zum Naßentstauben von Gasen, insbesondere zum Entstauben
der Wetter in Bergwerksbetrieben Anlagen zum Naßentstauben von Gasen bestehen im
wesentlichen aus einer vom zu entstaubenden Gasstrom durchflossenen Sprühkammer,
in die eine Waschflüssigkeit hineingesprüht wird, und aus einer der Sprühkammer
nachgeschalteten Abscheidekammer, in der die Waschflüssigkeitstropfen mit dem in
ihnen gebundenen Staub aus dem Gasstrom ausgeschieden werden.
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Um auch die von solchen Anlagen nicht oder nur unvollkommen zurückgehaltenen
feinen und feinsten Staubteilchen möglichst restlos auszuscheiden, ist es nicht
neu, in Gasströmungsrichtung hinter der Abscheidekammer noch eine Kondensationskammer
anzuordnen, in welcher der im Gasstrom enthaltene Waschflüssigkeitsdampf durch Wärmeentzug
kondensiert wird. Durch eine solche Kondensation läßt sich die Abscheidung nämlich
verbessern und der Abscheidungswirkungsgrad steigern, und zwar um so mehr, je stärker
der Gasstrom mit Waschflüssigkeitsdampf angereichert ist.
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Zur Anreicherung des Dampfgehaltes im Gasstrom ist eine Wärmezufuhr,
d. h. ein zusätzlicher Energieaufwand erforderlich, der ohne eine zusätzliche Energiequelle
erfindungsgemäß dann gegeben ist, wenn eine für den Wärmeentzug aus der Kondensationskammer
vorgesehene Kältemaschine gleichzeitig als Wärmepumpe in der `''eise dient, daß
die vom Verflüssiger der Kältemaschine nach außen abgegebene Wärme der Waschflüssigkeit
oder dein Gasstrom zwecks Erhöhung der absoluten Gasstromfeuchte zuführt. Dann wird
nämlich jener Teil der in den Kompressor der Kältemaschine eingeleiteten Energie,
der für die Kältemaschine als solche nicht nutzbar wird, im Arbeitsprozeß der Wärmepumpe
restlos zurückgewonnen.- Eine solche sinnvolle Ausnutzung der Kältemaschine bietet
über die Einsparung einer besonderen Energiequelle hinaus den wesentlichen Vorzug,
daß der für die Unterbringung einer besonderen Energiequelle notwendige Raum eingespart
wird. Eine solche Raumeinsparung ist vornehmlich für Untertageanlagen von ausschlag-;
gebender Bedeutung und schafft erfahrungsgemäß-' erst die Voraussetzung, dem Gedanken
einer erschöpfenden Ausnutzung des Kondensationseffektes für die Entstaubung praktisch
zum Erfolge zu verhelfen. Im übrigen ist die Raumfrage nicht nur für Untertageanlagen
wesentlich, sondern bedeutete bisher auch im Übertagebetriebe eine grundsätzliche
Schwierigkeit.
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In Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens empfiehlt es sich, eine
Steuerung zum selbsttätigen Ändern der Waschflüssigkeitstemperatur in Abhängigkeit
von der Gastemperatur vorzusehen, damit störende Einflüsse ausgeschaltet werden,
die durch die Änderung des Temperaturpotentials zwischen Gas und Waschflüssigkeit
- bei Schwankungen der Gastemperatur - verursacht werden können.
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Die Zeichnung veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen NTaßabscheidungsanlage.
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Der staubtragende Gasstrom wird bei 1 einer Sprühkammer 2 zugeleitet
und strömt dann in eine Abscheidekammer 3. In dieser sammelt sich die versprühte
Waschflüssigkeit und fließt durch Bodenöffnungen 4 in eine Wanne 5 ab. Der Gasstrom
selbst steigt aus der Kammer 3 durch einen Siebfilter 6 hindurch in eine Kondensationskammer
7 hinein, der durch eine Leitung 8 und Sprühdüsen 8' Kühlflüssigkeit zugeführt wird.
Der Gasstrom tritt schließlich entstaubt durch einen Stutzen 9 ins Freie.
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Die Sprühdüsen 2' der Sprühkammer 2 werden über `eine Leiturig 10
von einer Pumpe 11 gespeist, der die Waschflüssigkeit aus der Abscheidewanne 5 als
Trübflüssigkeit zufließt. Die Verwendung einer solchen Trübflüssigkeit zum Unterschied
von einer Klarflüssigkeit hat den Vorzug einer besseren Abscheidewirkung. Die Trübflüssigkeit
arbeitet im geschlossenen Kreislauf. Zum Aufheizen der Flüssigkeit ist in diesen
Kreislauf ein Wärmeaustauscher 12 eingeschaltet, dem jene Wärme zugeführt wird,
welche eine für die Kühlung der Kondensationskammer 7 vorgesehene Kältemaschine
abgibt. Beim dargestellten Beispiel ist der Wärmeaustauscher 12 gleichbedeutend
mit dem Verflüssiger der Kältemaschine, während ihr
Verdampfer 13
der durch die Leitung 8 zugeführten Kühlflüssigkeit Wärme entzieht. Vom Kompressor
14 führt demgemäß eine Leitung 15 zu einer Rohrschlange 16 im Wärmeaustauscher 12
und von dieser über ein Drosselventil 16' zu einer zw.; iten Rohrschlange 17 im
Verdampfer 13, um von dieser zweiten Rohrschlange zum Kompressor zurückzukehren.
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Die Wärmezufuhr zu der Waschflüssigkeit hat die Bedeutung, daß der
Gasstrom tunlichst schon innerhalb der Sprühkammer 2 Temperaturen annimmt, die ihn
aufnahmefähig für eine möglichst große Menge Wasserdampf machen. Den grundsätzlich
gleichen Effekt könnte man durch unmittelbares Beheizen des Gasstromes erreichen,
etwa indem in die Gaszuführungsleitung ein Heizkörper eingebaut wird. Die Wärmezufuhr
zur Waschflüssigkeit hat jedoch sowohl in wirtschaftlicher Hinsicht als auch hinsichtlich
des anzustrebenden Effektes im Vergleich zur unmittelbaren Gasbeheizung den Vorzug.
Insbesondere im Winter oder wenn die Abscheidungsanlage im einziehenden Wetterstrom
angeordnet ist, ist es von besonderer Bedeutung, die Temperatur der Waschflüssigkeit
über die des Gasstromes beispielsweise um 5 bis 10° C zu erhöhen, damit auf diese
Weise sich ein wirksames Temperaturpotential für den Wärmeübergang von der Waschflüssigkeit
zum Gas ergibt. Dieses Temperaturpotential wird sich nach den jeweiligen Absoluttemperaturen
richten und bei höheren Außentemperaturen - z. B. im Sommer -entsprechend kleiner
sein können.
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Um störende Einflüsse auszuschalten, die durch Änderungen des Temperaturpotentials
zwischen Gas und Waschflüssigkeit - bei Schwankungen der Gastemperatur - verursacht
werden können, zeigt die dargestellte Anlage eine Vorrichtung zum selbsttätigen
Steuern der Waschflüssigkeitstemperatur in Abhängigkeit von der Gastemperatur.
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Im einzelnen wird hierzu z. B. ein Thermostat 18
in den Gasstrom
eingebaut und an diesen ein Drosselventil 19 in der zum Kompressor 14 führenden
Saugleitung angeschlossen. Steigt die Temperaturdes Gasstromes, dann veranlaßt der
Thermostat ein selbsttätiges öffnen der Drossel 19, so daß die Kälteleistung und
damit auch die im Wärmeaustauscher 12 an die Waschflüssigkeit abgegebene Wärmemenge
steigt. Umgekehrt wird bei einem Sinken der Gastemperatur die Wärmezufuhr zur Waschflüssigkeit
vermindert.
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Es bestände auch die Möglichkeit, von Thermostaten 18 aus die Drehzahl
des Kompressors 14 sinngemäß zu ändern.
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Außer der Überwachung der Waschflüssigkeitstemperatur empfiehlt sich
auch eine Steuerung der Waschflüssigkeitstemperatur und derKühlflüssigkeitstemperatur
(Leitung 8) in Abhängigkeit voneinander. Wenn nämlich beim Steigen der Waschflüssigkeitstemperatur
der Luftstrom stärker mit Wasserdampf angereichert wird, ist für eine verstärkte
Kondensation zum Niederschlagen des Dampfes zu sorgen. In diesem Falle ist also
eine Temperatursenkung der die Sprühdüsen 8' speisenden Kühlflüssigkeit angezeigt.
Zur selbsttätigen Steuerung in diesem Sinne kann z. B. die Drossel 16' an einen
Temperaturfühler 20 in der Waschflüssigkeitsleitung 10 angeschlossen werden. Dieser
Temperaturfühler drosselt bei Temperaturanstieg in der Leitung 10 das Ventil 16'
stärker mit dem Ergebnis, daß im Verdampfer 13 eine größere Wärmemenge infolge größerer
Temperaturdifferenz übertragen wird.
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Zum Unterschied von dem Kreislauf der angewärmten Trübflüssigkeit
kann die zu den Sprühdüsen 8' im Kondensator 7 führende Leitung 8 mit Frischwasser
gespeist werden. Die Frischwassermenge fließt aus der Wanne 5 durch einen Überlauf
21 ab. Arbeitet dagegen die Kühlflüssigkeit - wie gestrichelt angedeutet - grundsätzlich
genauso wie die angewärmte `'Waschflüssigkeit im Kreislauf, in den selbstverständlich
der Verdampfer 13 einbezogen wäre, dann ist die Anlage nicht auf ständige Frischwasserzufuhr
von außen angewiesen.