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Verfahren und Vorrichtung zur naßmechanischen Gasentstaubung in Waschtürmen
Zur Reinigung von industriellen Abgasen, z. B. von Gichtgas, Rauchgas- u. dgl.,
aber - auch zur Reinigung von Generatorgas sind vor allem turmartige Naßwäscher
bekannt, in denen das von unten nach oben strömende Gas im Gegenstrom mit einer
Waschflüssigkeit, zumeist Wasser, ausgewaschen und gekühlt wird. Entstaubungswirkungsgrad
und Entstaubungsgrad derartiger Naßwäscher sind nicht immer befriedigend. Es findet
gleichsam nur eine Vorreinigung statt, an die Maßnahmien zur Peinreinigung mittels
Desintegratoren oder Elektrofilter anschließen.
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In Zweigen der Technik, die höhere Entstaubungsgrade verlangen und
einen größeren Aufwand für diese Entstaubung zulassen, sind Zyklone und Multiklone
bekannt, die nach dem FliTehkraftprinzip arbeiten und auf die Verwendung von Waschflüssigkeit
verzichten. In Multiklonen wird der Gasstrom in viele parallele Einzelströme aufgeteilt,
und werden diese in einzelnen, wenn auch baulich vereinigten Apparaturen behandelt.
Dieser auch energiemäßig erhebliche Aufwand ist nicht für alle Anwendungsgebiete
durchführbar. Darüber hinaus ist auch bei derartigen Reinigern der Entstaubungsgrad
unbefriedigend, so daß zumeist nachgeschaltete Feinreinigungsanlagen ebenfalls erforderlich
sind.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die naß mechanische
Gasentstaubung in bezug auf Entstaubungswirkungsgrad und Entstaubungsgrad zu verbessern,
den apparativen Aufwand jedoch möglichst gering, insbesondere geringer zu halten,
als er bei Durchführung Ider gleichen Aufgabe mit Multiklonen und Elektrofiltern
erforderlich ist.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur naßmUechanischen Gasentstaubung
in Waschtürmen. Sie besteht darin, das Gas zunächst in üblicher Weise im Waschturm
im Gegenstro-m vorzureinigen, zu kühlen und aufzusättigen, es in mehrere parallele
Teilströme, ähnlich der Aufteilung in Multildonen, aufzuteilen und diese Teilströme
in einzelnen Waschern zur Erzielung des gewünschten Reinheitsgrades nachzuwaschen.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird der üblichen Gegenstromwaschstufe
noch eine Gfeichstromwaschstufe vorgeschaltet dadurch, daß das Gas in axialer Richtung
von oben nach unten in den Waschturm über ein achsmittilges Rohr zugeführt wird,
welches mit Vorrichtungen zum Eindüsen von Waschflüssigkeit versehen ist. Die nachgeschalteten,
für die einzelnen Teilströme eingerichteten Einzelwascher sind beispielsweise als
Venturiwascher oder auch als Ringspaltwascher ausgebildet, wobei als Ringspaltwascher
solche bezeichnet sind, bei denen der zu reinigende Gas strom innerhalb des Waschens
durch Ringspaltflächen, die z. B. durch eingebaute
Leitkörper gebildet sind, geführt
ist, in denen infolge der Querschnittsverengung der Gas strom auf eine hohe Geschwindigkeit
konvektiv beschleunigt wird und wobei in diesen Ringspaltflächen die Waschflüssigkeit
in den Gasstrom eingedüst wird.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin
zu sehen, daß in der normalen Turmwaschstufe nicht nur eine weitgehende Vorreinigung,
sondern auch eine Sättigung mit Waschflüssigkeitsdämpfen sowie auch eine Kühlung
des zu reinigenden Gasstromes hervorgerufen wird, so daß in den nachgeschalteten
Einzelwaschern die Restentstaubung bei geringem Aufwand unter optimalen Bedingungen
bis zur erwünschten Reinheit durchgeführt werden kann. Insbesondere läßt sich der
Energieverbrauch der einzelnen Stufen so aufeinander und auf die in den einzelnen
Stufen unterschiedlichen herauszuwaschenden Staubfraktionen abstimmen, daß mit optimalen
Bedingungen in allen Stufen gearbeitet werden kann. Letzteres gilt insbesondere
bei der dreistufigen Verfahrensausführung. In der Gleichstromwaschstufe erfährt
hierbei der zu reinigende Gasstrom unter Vernachlässigung von Kühlung und Sättigung
eine intensive Auswaschung in bezug auf grobe Staub, was auf die verhältnismäßig
langen Berührungszeiten zwischen auszuwaschenden Stauben und Waschflüssigkeit durch
das Gleichstromprinzip zurückzuführen ist. In der nachfolgenden Gegenstromwaschung
werden die Gastemperatur sowie die Sättigung unter gleichzeitiger weiterer Auswaschung
von feineren Fraktionen so eingestellt, daß in den Venturi
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Ringspaltwaschern durch konvektive Beschleunigung eine Kondensation des aufgenommenen
Waschflüssigkeitsdampfes an im Gas noch vorhandenen feinsten Staubteilchen als Nebelkern
und damit deren weitere Benetzung und Auswaschung stattfindet. Die Erfindung ermöglicht
Reinheitsgrade von unter 5 mg/Nm3. Weitere Entstaubungsmaßnahmen in Elektrofiltern
od. dgl. sind also nicht mehr erforiderlich. Falls eine Druckerhöhung des gereinigten
Gases für dessen Weiterverwendung erforderlich ist, kann dies in Gebläsen mit hohen
Wirkungsgraden durchgeführt und auf die Verwendung von bezüglich des Wirkungsgrades
nachteiligen Desintegratoren verzichtet werden.
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Baulich läßt sich die Erfindung auf verschiedene Weise verwirklichen.
Bevorzugt besteht sie aus 1. einem achsmittig angeordneten Gaszuleitungsrohr mit
mehreren untereinander angeordneten Einspritzdüsen für die Waschflüssigkeit, wodurch
das Gas im Glleichstrom mit in Richtung der Gasströmung wachsender Regendichte ausgewaschen
und von den gröberen Staubteilchen befreit wir;d. Dabei wird vorteilhaft infolge
rdes kleineren Durchmessers des Gaszuleitungsrohres und der dadurch bedingten hohen
Gasgeschwindigkeit mit verhältnismäßig kleinen Einspritzdüsendrücken von z. B. 2
bis 3 atü gearbeitet; 2. aus einem das beschriebene Gas rohr umgebenden üblichen
Wascher von erheblich größerem Durchmesser, in dem das Gas einer Richtungsänderung
von 1800 unterworfen wird. Im Gegenstrom wird das Gas mit verminderter Gasgeschwindigkeit
in dem Turm als zweite Waschstufe behandelt. Die Einspritzelemente dieses Waschers
arbeiten wegen der gegenüber der ersten Stufe wesentlich verringerten Gasgeschwindigkeit
vorteilhaft mit höheren Einspritzdrücken von z. B. 8 bis 10 atü, was eine Reinigung
des Gases von seinen mittelgroßen Staubteilchen bewirkt und 3. aus mehreren Einzelwaschern,
z. B. mehreren Venturi- oder Ringspaltwaschern, wozu das Gas nach oder bei wider
Umlenkung aus der zweiten Stufe in mehrere Einzelströme aufgeteilt und durch Ouerschnittsverminderung
des Strömungsquerschnittes in seiner Geschwindiglteit gesteigert sowie durch eine
Reihe von Düsen, die vorteilhaft infolge der erhöhten Gasgeschwindigkeit mit kleineren
Einspritzdrücken (z. B. 0,1 bis 0,3 atü) arbeiten, von Feinststäuben befreit wird.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung erläutert; es zeigt Fig. 1 einen naß mechanischen Gasentstauber
nach der Erfindung in Ansicht und Fig. 2 eine Aufsicht auf den Gegenstand nach Fig.
1.
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Der Wascher nach der Erfindung besteht aus dem Gaszuleitungsrohr
1 mit mehreren in Reihe untereinander angeordneten Düsen 2, - 3, 4 usw. In Idem
Rohr findet mit wachsender Regendichte eine Grobenstaubung des Gases statt, wobei
sich die Waschflüssigkeit erwärmt, was die Oberflächenspannung herabsetzt
und dadurch
den Wasch- bzw. Benetzungseffekt verbessert. Am Rohrende erfolgt eine Gasumlenkung
uim 1800 aus dem Rohr 1 in den Wascher 5, der gegenüber dem Gaszuleitungsrohr stark
verbreiterten Querschnitt aufweist. Bei der Umlenkung findet eine Ausscheidung der
mittelgroßen Stäube statt. Im Wascher 5 sind Waschflüssigkeitsdüsen 7 und 8 angeordnet.
Anschließend wird der Gasstrom unter Aufteilung in Einzel ströme Ringspaltwaschern
9 zugeleitet, die, wie auch aus Fig. 2 zu erkennen ist, in vierfacher Anordnung
als Einzelwascher 9a, 9 b, 9c und 9d an der Wascherperipherie angeordnet sind. Letztere
dienen der Feinstreinigung der Gasströme. Die Geschwindigkeit in den Waschern kann
dadurch geregelt werden, daß je nach dem Gasanfall Einzelwascher 9 zu- oder abgeschaltet
werden. Die Einzelströme der Einzelwascher werden beim Verlassen der Einzelwascher
in dem Venturirohr 10 zusammengefaßt, in ihrer Geschwindigkeit gesteigert und danach
dem Wasserreiniger 11 zugeleitet, der als Prallreiniger ausgebildet ist und Prallbleche
12 aufweist.
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In dem Wasserabscheider werden die freien Wassertropfen aus dem Gas
ausgeschieden. Das gereinigte und getrocknete Gas verläßt den Wascher 11 durch sdie
Leitung 13 und strömt danach beispielsweise einem Hochofengebläse zu.
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PATENTANSPRIJCHE: 1. Verfahren zur naß mechanischen Gasentstaubung
in Waschtürmen, in denen das Gas in üblicher Weise im Gegenstrom behandelt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß das zu reinigende Gas vor der Gegenstromwaschung in
dem Waschturm einer vorgeschalteten Gleichstromwaschung in einem in axialer Richtung
von oben nach unten in den Waschturm eingeführten Zuleitungsrohr unterzogen und
das so vorgereinigte, gekühlte und mit Waschflüssigkeit aufgesättigte Gas anschließend
in mehrere parallele Teilströme aufgeteilt wird und diese in einzelnen Waschern,
z. B. Venturi- oder Ringspaltwaschern, nachgewaschen werden.