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Vorrichtung zur Abscheidung von festen und/oder gasförmigen Bestandteilen
aus Rauch und anderen Industrieabgasen mittels einer Zentrifuge Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Abscheidung von festen und/oder gasförmigen Bestandteilen aus
Rauch und anderen Industrieabgasen mittels einer Zentrifuge und hat sich zur Aufgabe
gemacht, an fiir den Zentrifugenantrieb aufzuwendender Energie unter gleichzeitiger
Gewinnung von Wärme und wertvoller Gasbestandteile, wie z. B. NH3 oder SO, einzusparen.
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Dieser Aufgabenstellung wird die Erfindung dadurch gerecht, daB eine
konisch nach aufwärts sich erweiternde Zentrifuge mit darin angeordneten Mitfiihrungsrippen
sowie über dieser Zentrifuge angeordnete Propeller (Schaufelräder) vorgesehen sind,
welche zwangläufig durch Hohlwellenkupplung mit in entsprechender Anzahl unterhalb
der Zentrifuge angeordneten Propellern verbunden sind. Der Antrieb der über der
Zentrifuge angeordneten Propeller erfolgt durch die Drehwucht der in der rotierenden
Zentrifuge zum Umlauf gebrachten zu reinigenden Gase, die in die Zentrifuge von
unten her einströmen.
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Die Übertragung der Rotationsenergie der Gase auf die oberhalb der
Zentrifuge befindlichen Schaufelräder erfolgt hierbei derart, daß die auf die Schaufelräder
einwirkende Rotationsenergie in Richtung des Gasstroms nach oben zu abnimmt und
somit die Winkelgeschwindigkeiten der einzelnen oberen Propeller nach oben zu stufenweise
verringert sind. Infolge der zwangläufigen Hohlwellenkupplung der oberen mit den
unterhalb der Zentrifuge angeordneten Propellern werden letztere in Umlauf gebracht,
und zwar derart, daß deren Winkelgeschwindigkeiten in Richtung des Gasstroms zunehmen.
Durch das Vorhandensein der umlaufenden unteren Propeller ist es im Gegensatz zu
bisherigen Zentrifugenanordnungen nicht mehr notwendig, der Zentrifuge die für ihren
Antrieb notwendige volle Energie zuzuführen. Vielmehr ist für ihren Antrieb der
Energiebetrag ausreichend, der sich aus der Differenz zwischen der Drehwucht der
in der Zentrifuge umlaufenden Gase und der Drehwucht der in dem unmittelbar unterhalb
der Zentrifuge vorgesehenen letzten Schaufelrad rotierenden Gase ergibt. Auf Grund
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung wird also eine beträchtliche Einsparung
an aufzuwendender Zentrifugenantriebsenergie erzielt, wodurch eine solche Zentrifuge
für die industrielle Gasreinigung überhaupt erst wirtschaftlich in Betracht kommen
kann.
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Im Sinne der erfindungsgemäßen Zielsetzung kann die Vorrichtung zur
Gewinnung wertvoller Gasbestandteile herangezogen werden, wobei zweckmäßig die im
Rauch oder sonstigen Industriegasen enthaltenen Verunreinigungen, wie Staub, Ruß
u. dgl., entfernt werden. Zu diesem Zweck sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
in dem mittleren Teil
des rotierenden Zentrifugenmantels Schlitzreihen zwecks Abführung
der ausgeschleuderten festen bzw. kolloidalen Verunreinigungen und im oberen Zentrifugenmantelteil
Schlitzreihen zwecks Abführung der durch Wasserbestäubung gelösten Gasbestandteile
angebracht. Hierbei ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß die feinstzerstäubten
Tröpfchen des als Trägerstoff bzw. Lösungsmittel für die Gasbestandteile dienenden
Wasser-oder sonstigen Flüssigkeitsstaubs infolge Erhöhung der Obernächenspannung
(Kristallgittererscheinung) eine erhöhte Lösungsenergie gegenüber sonstigen Gaswaschapparaten
der Großindustrie mit großem Flüssigkeitsvolumen besitzen. Im übrigen arbeitet eine
solche Gasreinigungsvorrichtung im Gegensatz zu der Gasreinigung mittels Absorptionskohic
kontinuierlich. Die in die untere Propelleranordnung der Zentrifugenvorrichtung
eintretenden Gase können durch bekannte Anordnungen, wie z. B. Siebe, Venturirohre
od. dgl., gereinigt werden, um eine Verschmutzung bzw. mechanische Behinderung der
Propellerpaare in ihrem Umlauf zu vermeiden.
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Durch eine zusätzliche Kühlung der Zentrifuge wird die Lösung der
zu gewinnenden Gasbestandteile im Wasserstaub als Trägerstoff gefördert oder sogar
erst ermöglicht. Die hierfür notwendige Kühlanordnung kann hierbei im Sinne der
Erfindung derart ausgestaltet sein, daß gleichzeitig Wärme gewonnen wird. Die :
geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die Gesamtvorrichtung von einer schraubenlinienförmig
angeordneten Kühlschlange umgeben ist, deren Ganghöhe vorzugsweise im Bereich des
rotierenden Zentrifugenmantels kleiner als in den beiden Propellerbereichen ist.
Der Kühlflüssigkeitsstrom verläuft in der feststehenden Kühlschlange von oben nach
unten
entgegengesetzt der Drehrichtung der in der Zentrifuge von unten nach oben in Rotation
getriebenen Gase. Die höchste Energieentwicklung des Wärmeaustausches zwischen den
heißen rotierenden Gasen und der in der Rohrschlange strömenden Kühlnüssigkeit findet
in dem mittleren Bereich der Zentrifugenanordnung statt, in dem gemäß der als zweckmäßig
vorgeschlagenen Ausgestattung der Kühlschlange die Ganghöhe deren Schraubenlinie
kleiner ist als in den beiden Propellerbereichen. Da andererseits die Drehzahl der
wärmeabgebenden Gase und samit ihre Weglänge pro Zeiteinheit innerhalb des rotierenden
Zentrifugenmantels am größten ist. ßn det der maximaie Wärmeaustausch außerhalb
des Bereichs des rotierenden Zentrifugenmantels in den feststehenden Kiihlschlangen
statt. Auf diese Weise die N'orteile einer Einsparung an Zentrifugenantriebsenergie
und gröBtmöglichen Wärmeaustau sches vereinigt.
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In der Zeichnung ist eine Zentrifugenvorrichtung der crfindungsgemäßen
Art in einer beispielsweisen Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
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Fig. 1 zeigt dieGesamtvorrichtungimAxialschnitt ; Fig. 1 a und l
b stellen ein oberes und ein unteres Schaufelrad jeweils im Schnitt nach Linie a-a
bzw. dal~ clai- ; Fig. 2 gibt allein die Kühlschlange wieder.
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Die konisch nach aufwärts sich erweiternde Zentrifuge E enthält innerhalb
ihres umlaufenden Mantels Mitführungsrippen Rp, die die von unten einströmenden
Gase G in Umlauf bringen. Die über der Zentrifuge E angeordneten Schaufelräder 1',
2'und 3'sind durch Hohlwellenkupplung zwangläufig mit den unterhalb der Zentrifuge
angeordneten Propellern 1, 2 und 3 verbunden. Sowohl im mittleren Bereich als
auch
oberen Teil des rotierenden Zentrifugenmantels sind zu den angegebenen Zwecken Schlitzreihen
S vorgesehen. Die Gesamtvorrichtung ist von einer in Schrauhenlinienform angeordneten
Kiihlschlange R umgeben, deren Ganghöhe nach Fig. 2 im Bereich des rotierenden Zentrifugenmantels
kleiner als in den beiden Propellerbereichen gehalten ist.