DE1188560B

DE1188560B - Nassabscheider fuer staubhaltige Gase

Info

Publication number: DE1188560B
Application number: DEM41160A
Authority: DE
Inventors: Gerrit Kiekens; Alfred Scher; Hubregt De Haas Van Dors Arend; Johannes Gerardus Adrian Graaf; Dick Zaalberg
Original assignee: Machf Kiekens N V
Current assignee: Machf Kiekens N V
Priority date: 1959-04-14
Filing date: 1959-04-14
Publication date: 1965-03-11
Also published as: GB953537A; US3167413A; BE589642A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESGHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

BOId

Deutsche Kl.: 12 e - 2/01

M41160IVc/12e 14. April 1959 11. März 1965

Die Erfindung betrifft einen Naßabscheider für staubhaltige Gase mit einer Rohrleitung, in welcher im oberen Teil einer vertikalen Rohrstrecke von gleichbleibendem Querschnitt eine Einrichtung für die Zuführung und Verteilung einer Flüssigkeit im Gleichstrom mit dem staubhaltigen Gasstrom angeordnet ist.

Beim Reinigen von Feuerungen in Dampfanlagen oder beim Öffnen von Ofentüren zum Chargieren oder beim Ändern der Prozeßführung in einer ehemischen Anlage treten in den abgeführten Gasmengen große Unterschiede und somit große Geschwindigkeitsänderungen in den Leitungen auf, während auch die Menge an verunreinigenden Partikelchen erhebliche Änderungen erfahren kann. Naßabscheider bekannter Bauarten passen sich diesen Geschwindigkeitsänderungen nur sehr begrenzt an.

Bei den bekannten Naßabscheidern sind in einem Kanal, durch den der Gasstrom hindurchgeleitet wird, Zerstäuber vorgesehen, welche die Flüssigkeit unmittelbar zu Tropfen zerteilen, wobei die Partikelchen entweder von den Tropfen aufgenommen werden oder an ihnen haften. Diese Tropfen werden später, zusammen mit den eingefangenen Partikelchen, aus dem Gasstrom entfernt.

Die Anordnung von Zerstäubern in einem Kanal ergibt aber einen gewissen Druckverlust, während ein Ausgleich zwischen einem minimalen Druckverlust und einer maximalen Prozentausbeute an Partikelchen angestrebt werden soll. Da in der Regel die Anordnung der Zerstäuber bei einer Änderung der Geschwindigkeit des Gasstromes nicht geändert wird, wird dieser Ausgleich nur bei einer bestimmten Geschwindigkeit des Gases erreicht, während eine Änderung der zerstäubten Flüssigkeitsmenge nur einen minimalen Einfluß ausüben kann, da ein Durchschlagen der Tropfen durch einen Sichter, der die Tropfen mit den Partikelchen aus dem Strom ausfangen soll, vermieden werden soll.

Ein anderer sogenannter Venturiwäscher besitzt einen Venturikanal, in dessen Kehle die Flüssigkeit senkrecht auf die Wand in den Gasstrom zerstäubt wird. Seiner Art nach hat dieser Wäscher einen sehr hohen Druckverlust und ist sehr begrenzt regelbar. Die Erfindung resultiert aus der Aufgabenstellung, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine äußerst einfache Konstruktion mit einer guten Regelbarkeit aufweist und mit der eine hohe Prozentausbeute an Partikelchen bei verschiedenen Geschwindigkeiten des Gasstromes und bei verschiedener Belastung mit Partikelchen erreichbar ist, bei auffällig niedrigem Naßabscheider für staubhaltige Gase

Anmelder:

Machinefabriek Kiekens N.V., Landsmeer

(Niederlande)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Amthor, Patentanwalt,

Frankfurt/M., Mittelweg 12

Als Erfinder benannt:

Gerrit Kiekens, Laren;

Alfred Scher, Zandvoort;

Arend Hubregt de Haas van Dorsser, Den Haag;

Johannes Gerardus Adrianus de Graaf, Rijswijk;

Dick Zaalberg, Den Haag (Niederlande)

Druckverlust. Außerdem kann die Änderung des Druckverlustes als Basis für die Regelung der Vorrichtung benutzt werden.

Der erfindungsgemäße Naßabscheider für staubhaltige Gase mit einer Rohrleitung, in welcher am oberen Ende einer vertikalen Rohrstrecke eine Einrichtung zum Zuführen und Verteilen einer Flüssigkeit im Gleichstrom mit dem staubhaltigen Gasstrom angeordnet ist, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus einem Düsenrahmen mit zur Bildung einer geschlossenen frei fallenden Flüssigkeitsschürze geeigneten Düse besteht und der lichte Querschnitt dieses Rahmens dem der Rohrleitung an der Gaseintrittsstelle in den Rahmen entspricht. Unterhalb des Düsenrahmens ist dabei in der Rohrleitung eine Blende vorgesehen. Diese Blende kann mit an sich bekannten Mitteln derart regelbar sein, daß der Druckverlust des Gasstromes über der Blende nahezu konstant gehalten werden kann, wobei der Druckverlust vorzugsweise auf mindestens 10 mm WS gehalten wird.

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Es hat sich herausgestellt, daß in einer Vorrich- ming, so ergibt sich eine Vorrichtung, die selbst bei tung nach den oben geschilderten Prinzipien der zu großen Geschwindigkeitsschwankungen und bei verreinigende Gasstrom nur einen geringen Widerstand schiedener Belastung des Gasstromes mit verunerfährt, da sich im Strom nahezu keine Hindernisse reinigenden Partikelchen, eine nahezu konstante und vorfinden. 5 sehr hohe Prozentausbeute bei einem Minimum an

¹ Die Rohrleitung weist einen gleichbleibenden Widerstand gewährleistet und die mit einem Mini-Querschnitt auf, so daß der Flüssigkeitsschürze mum an Energie auskommt.

nahezu dieselben inneren Maßverhältnisse gegeben Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im

werden und diese dem davorliegenden Gaseintritts- folgenden in der Zeichnung in schematischer Darkanal, d. h. dessen Wandung im wesentlichen bündig io stellung ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung fortsetzt. Es hat sich herausgestellt, daß der Quer- nach der Erfindung teilweise im Schnitt gezeigt, schnitt der Schürze sich den Gasgeschwindigkeits- wobei das erfindungsgemäße Vorrichtungsteil herverhältnissen anpaßt und daß bei steigender Ge- vorgehoben dargestellt ist. Ferner werden im folschwindigkeit sich der Querschnitt der Schürze ver- genden die Ergebnisse einiger in einer derartigen jungt. Dadurch findet eine Aufspaltung in Tropfen 15 Vorrichtung mit gegebenen Maßverhältnissen vorbei jeder Geschwindigkeit an einer anderen Stelle genommener Versuche wiedergegeben. Wie aus der im Querschnitt des Rohrleitungsabschnittes statt, und Zeichnung ersichtlich, wird in einer Leitung 1 ein zwar bei hoher Geschwindigkeit näher zur Achse von festen oder anderen Partikelchen verunreinigter dieses Abschnittes als bei niedriger Geschwindigkeit. Gasstrom einem vertikalen nach unten gerichteten Dieses Phänomen tritt nur auf, wenn eine geschlos- 20 Kanal 2 zugeführt und durch einen Zerstäubersene Flüssigkeitsschürze vorliegt. Nur die Blende rahmen 3 mit Düsen 4 geführt, der eine geschlossene stellt eine Unterbrechung dar, die infolge der von frei fallende Flüssigkeitsschürze 5 erzeugt, die ihr hervorgerufenen Störung in der Bewegung der eine Fortsetzung der Wandungen des Kanals 2 — anders als im Gasstrom mit seinen zu fangenden bildet.

Partikelchen — sich bewegenden Tropfen eine Ver- 25 Die lichte Weite zwischen einander gegenüberzögerung der Geschwindigkeit dieser Tropfen und liegenden Teilen der Flüssigkeitsschürze 5 beträgt teilweise ein Richten der Tropfen im Gasstrom be- vorzugsweise 20 cm, kann jedoch abhängig von der wirkt. Dadurch bildet sich im Verhältnis der Ge- Größe der Vorrichtung auch weniger als 20 cm beschwindigkeiten zwischen dem Gasstrom und den tragen. Die Flüssigkeitsschürze 5 fällt jedoch unter Partikelchen einerseits und den Tropfen andererseits 30 allen Umständen frei von den Wandungen in den ein beträchtlicher Unterschied heraus mit der Folge, nachfolgenden Kanal 6. In einem gewissen Abstand daß die Wahrscheinlichkeit des Zusammenstoßens stromabwärts vom Zerstäuberrahmen 3 aus ist im der Partikelchen mit den Tropfen zusätzlich erhöht Kanal 6 eine Blende 7 vorgesehen. Diese Blende 7 wird. besteht aus Teilen, die mittels eines Antriebes 8 in

Da es sich gezeigt hat, daß namentlich der Druck- 35 bekannter Weise derart verstellbar sind, daß der verlust des Gasstromes an der Blende maßgebend Durchgangsquerschnitt für den Gasstrom durch die ist, ist es wichtig, auch bei Änderung der Strömungs- Blende 7 regelbar ist. Die Form der Blende 7 ist der geschwindigkeit des Gases, durch Wechsel in der Form des Zerstäuberrahmens 3 angepaßt,
zugeführten Gasmenge die Aufrechterhaltung eines Der Kanal 9 endet in einem Sumpf 10, der in

nahezu konstanten Druckverlustes an der Blende zu 40 einen Sichter ausmündet, aus dem die mit niederermöglichen, und dazu kann die Blende mit an sich geschlagenen Staubteilchen beladene Waschflüssigbekannten Mitteln einstellbar ausgeführt sein, so daß keit durch einen Überlauf 11 und eine Abfuhrdie Durchgangsöffnung der Gasmenge angepaßt ist, leitung 12 abgeführt werden können. Die gestrichelt unter Beibehaltung des zum Ausfangen von Par- gezeichneten Vorrichtungsteile seien im folgenden tikelchen bestimmter Größe kritischen Druck- 45 nur kurz der Vollständigkeit halber beschrieben, Verlustes. obwohl dieselben nicht Gegenstand der Erfindung

Durch die Anordnung der Blende stromabwärts sind. Vom Kanal 9 zweigt ein schräg emporlaufenunterhalb des Zerstäuberrahmens wird zudem eine der Abzugskanal 13 ab, in dem ein Einsatz in Form selbständige Regelung geschaffen, indem die Länge einer Honigwabe 14 vorgesehen ist, der dem Gasdes geschlossenen Wasserfihns in einer gewissen Be- 50 strom den Tropfenfänger 15, in diesem Falle einem ziehung zu der Geschwindigkeit des Gasstromes solchen mit vertikal angeordneten Stromliniensteht. Bei einer hohen Geschwindigkeit des Gas- stäben, zuführt. Dieser Tropfenfänger hält die vom stromes zerfällt der Wasserfilm an einer anderen Gasstrom mitgerissenen Tropfen zurück. Hinter dem Stelle in Tropfen als bei einer niedrigeren Geschwin- Tropfenfänger 15 führt ein Kanal 16 zu einem Vendigkeit, wobei sich die Kanallänge, in der sich 55 tilator 17, der den gereinigten Gasstrom in den Tropfen befinden, automatisch ändert. Infolgedessen Schornstein 18 abführt. An dem Kanal 2 sind mehwird die Aussicht auf Ausfangen von Partikelchen rere Anschlüsse 19 zur Druckmessung vorgesehen, bei wechselnder Geschwindigkeit auf einem nahezu die zu einem Regelkasten 20 führen. Der Zerstäuberkonstanten Niveau gehalten. Wenn die Partikelchen rahmen 3 wird von einer Pumpe 21 mit Flüssigkeit von den Tropfen der Flüssigkeit eingefangen sind 60 gespeist, während der Motor 22 mittels Anschluß-(im allgemeinen wird Wasser oder Wasser mit dem kabel 23 vom Regelkasten 20 aus gesteuert wird, verwendeten Gas angepaßten Chemikalien vermischt Über und unter der Blende 7 sind mehrere Meßverwendet), fallen diese Tropfen durch den vor- stellen 24 und 25 zur Ermittlung des Druckverlustes zugsweise stromabwärts von der Blende aus diver- an der Blende 7 vorgesehen, die ebenfalls zum Regelgierenden Kanalteil und werden in den Sichter ab- 65 kasten 20 führen. Der Verstellantrieb 8 der Blende 7 geführt. wird über ein mit dem Motor dieses Antriebes ver-

Trägt man im Regelmechanismus dem Druck- bundenes Anschlußkabel 26 vom Regelkasten 20 aus verlust über der Blende und deren Verstellung Rech- gesteuert.

Abhängig von den durch die Meßstellen 19, 24 und 25 ermittelten Meßwerten im Kanal 2 und an der Blende 7 wird diese vom Antrieb 8 derart verstellt, daß ein kritischer Druckverlust bei großen Geschwindigkeitsschwankungen im Kanal 2 an der Blende 7 doch beibehalten wird. Neben der Verstellung der Blende 7 können auch der Druck und die Menge der dem Zerstäuberrahmen 3 zugeführten Flüssigkeit geregelt werden.

Außerdem ist am Regelkasten 20 ein Motor 27 mit Pumpe, der die Reinigungsvorrichtung 28 für den Tropfenfanger 15 bedient, angeschlossen. Diese Reinigungsvorrichtung 28 wird in erster Linie ebenfalls von mehreren Meßstellen 29 und 30, welche vor bzw. hinter dem Tropf enf anger 15 liegen und den Druckverlust über den Tropfenfänger 15 messen, geregelt. Da auch die Gesamtmenge des im Kanal 2 befindlichen Gases sowie die Menge an verunreinigenden Partikelchen hierbei eine Rolle spielt, wird in das Regelschema des Regelkastens 20 auch der ao Anschluß 19 zum Steuern der Reinigungsvorrichtung 28 derart aufgenommen, daß bei hohen Geschwindigkeiten und/oder hohen Beladungswerten die Reinigung auf kürzere Frist in Tätigkeit gesetzt werden kann. Diese ist um so wichtiger, als bei höheren Geschwindigkeiten in der ganzen Vorrichtung beim Reinigen des Tropfenfängers 15 mittels der Reinigungsvorrichtung 28 ein Durchschlag des Tropfenfängers leichter als bei niedrigen Geschwindigkeiten stattfinden kann. Durch Anordnung einer Abfuhrleitung 31 hinter dem Tropfenfänger 15 im Kanal 16 und auch noch durch eine Abfuhrleitung 32 am Ventilatorgehäuse kann auch, sei es auch nur bei geringem Durchschlagen des Tropfenfängers 15, die durchgeschlagene Tropfenmenge unter außergewöhnliehen Umständen durch die Schwerkraft oder auch durch die Zentrifugalkraft im Ventilator 17 ausgeschieden werden.

Durch richtige Einstellung der aufeinander wirkenden Regelorgane, welche auf mechanische Weise die zerstäubte Flüssigkeitsmenge, den Durchgang durch die Blende und die Reinigungsvorrichtung beherrschen, ist ein Betrieb der Vorrichtung zu erreichen, der unter nahezu allen Umständen einen praktisch konstanten Ausfangsprozentsatz von Partikelchen gewährleistet.

Partikelgröße	Prozentsatz
> 14,5 μ	4,9
11,7 bis 14,5	7,7.
9,7 bis 11,7	7,4
8,3 bis 9,7	9,6
7,3 bis 8,3	6,0
6,5 bis 7,3	5,6
5,9 bis 6,5	5,3
5,3 bis 5,9	3,5
4,8 bis 5,3	2,3
4,5 bis 4,8	5,1
4,2 bis 4,5	4,4 Genauigkeit 6%
2,9 bis 4,2	14,7
1,95 bis 2,9	6,2
< 1,95 μ	17,3

Beispielsweise Versuchsergebnisse

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1. Bei Versuchen mit: Kanal 2 von 45 cm im Quadrat und einem Zerstäuberrahmen 3, einer Luftgeschwindigkeit in diesem Kanal von 17,8 m/sec, einem spezifischen Gewicht der Luft von 1,22 kg/m³, einer 3 cm aus der Wandung des Kanals 6 hervorragenden Blende 7 in einem Abstand von 106 cm vom Zerstäuberrahmen 3 und einem Druckverlust über der Blende 7 von 25 mm WS, mit einem Gesamtdruckverlust in der Vorrichtung von 76 mm WS zwischen den Meßstellen 19 und 30, ist bei einem äußerst feinen Staub mit einem spezifischen Gewicht von 2,4 bis 2,7 g/cm³ und einer Teilchengröße gemäß der folgenden Tabelle, bei einer Staubkonzentration von 0,85 g/m³ ein Ausfangsprozentsatz von 96,4 %> erzielt worden. Bei Erhöhung dieser Konzentration auf 1,04 g/m³ blieb der Prozentsatz nahezu auf 96,4¹⁰Zo beibehalten, und bei Erhöhung bis 2,9 g/m³ fiel er bis auf 96,1%.

2. Bei Versuchen mit: Kanal 2 von 45 cm im Quadrat, Zerstäuberrahmen 3, einer Luftgeschwindigkeit in diesem Kanal von 7,9 m pro Sekunde, einem spezifischen Gewicht der Luft von 1,21 kg/m³, einer 7 cm aus der Wandung des Kanals 6 hervorragenden Blende 7 in einem Abstand von 106 cm vom Zerstäuberrahmen 3 und einem Druckverlust über der Blende 7 von 23 mm WS mit einem Gesamtdruckverlust in der Vorrichtung von 34 mm WS, ist bei einem Staub mit einem spezifischen Gewicht von 1,6 g/cm³ und einer Teilchengröße von 3 bis 10 μ und einer Staubkonzentration von 3 g/m³ ein Ausfangsprozentsatz von 96 ■%> erzielt worden, während bei einer Luftgeschwindigkeit von 17,5 m pro Sekunde und einer Blende von 3 cm bei der gleichen Staubkonzentration, ein Ausfangsprozentsatz von 96,5⁹Io erzielt wurde.

Bei einem größeren, tragbaren Druckverlust über der Blende sind durch Verlegung des Gleichgewichts im Regelkasten höhere Ausfangsprozentsätze zu erzielen.

Claims

Patentansprüche:

1. Naßabscheider für staubhaltige Gase mit einer Rohrleitung, in welcher am oberen Ende einer vertikalen Rohrstrecke eine Einrichtung zum Zuführen und Verteilen einer Flüssigkeit im Gleichstrom mit dem staubhaltigen Gasstrom angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus einem Düsenrahmen mit zur Bildung einer geschlossenen, frei fallenden Flüssigkeitsschürze geeigneten Düsen besteht und der lichte Querschnitt dieses

Rahmens dem der Rohrleitung an der Gaseintrittsstelle in den Rahmen entspricht.

2. Naßabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem vertikalen Rohrleitungsabschnitt unterhalb des Düsenrahmens eine und in gewissem Abstand von demselben eine mit an. sich bekannten Mitteln regelbare Blende vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 970 433, 904 261, 862, 521 697;

britische Patentschriften Nr. 714 738, 717 884, 764 429;

französische Patentschriften Nr. 789 467, 290, 1141 693, 1090 810; italienische Patentschrift Nr. 454 223.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen