DE1193477B - Vorrichtung zum Waschen und Nassentstauben von Gasen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

BOId

Deutsche Kl.: 12 e - 2/01

1193 477
R23098IVc/12e
10. April 1958
26. Mai 1965

Es sind bereits verschiedene Möglichkeiten bekannt, um durch Zentrifugalkraft und Flüssigkeitseinwirkung Verunreinigungen, insbesondere staubförmige Bestandteile aus Gasen, abzuscheiden. Man hat beispielsweise vorgeschlagen, in den zu reinigenden Gasstrom Flüssigkeiten einzudüsen während der Zeit, wo dieser in einem Ventilator oder in einer Venturidüse beschleunigt wird, um auf diese Weise die Waschflüssigkeit im Gas möglichst fein zu verteilen und anschließend den Gasstrom einen Zyklon durchströmen zu lassen. Es wurde auch schon in einen zylindrischen Abscheidebehälter, in den das Gas tangential einströmt und eine Rotationsbewegung erhält, von zentral im Abscheidebehälter angeordneten Düsen aus Flüssigkeit quer zum Gasstrom eingespritzt.

Es sind ferner Vorrichtungen zum Reinigen und Naßentstauben von Gasen bekannt, die in senkrecht stehenden zylindrischen oder konischen Rohren Einbaukörper mit schraubenförmigen Leitflächen besitzen. In diesen Vorrichtungen bewegen sich Gas und Flüssigkeit im Gleichstrom oder Gegenstrom, wobei durch die Zentrifugaleinwirkung die verunreinigenden Bestandteile an die innere Rohrwand geschleudert werden. Von hier aus werden sie zumeist mit Hilfe eines gleichmäßig fließenden feinen Flüssigkeitsfilms ausgetragen.

Weiterhin können feste oder flüssige Verunreinigungen aus Gasen oder Dämpfen entfernt werden, indem man sie auf einem Zickzackweg über eine Reihe aufeinanderfolgender, jeweils in entgegengesetzter Richtung geneigter Oberflächen eines Staubabscheiders führt. Diese sind so angeordnet, daß der Querschnitt zwischen dem Ende jeder Fläche und der gegenüberliegenden Wand bzw. der nachfolgenden geneigten Oberfläche von diesem Ende aus in der Strömungsrichtung des Gases zunimmt, wobei eine Erhöhung der Gasgeschwindigkeit vermieden wird und die aus dem Gas abzuscheidenden Stoffe sich auf der Wand oder auf den geneigten Flächen ablagern. Diese Flächen können, falls feste Anteile abgeschieden werden sollen, mit Flüssigkeit berieselt und so ausgestaltet werden, daß die Flüssigkeit durch Kapillarwirkung festgehalten wird und nicht durch Wirbelströmung des Gases ausgetragen werden kann.

Derartige Einrichtungen gewährleisten nur selten eine praktisch restlose Gasreinigung.

Die Vorrichtung zum Waschen und Naßentstauben von Gasen nach der Erfindung besteht aus einem senkrecht stehenden Rohr mit einem darin angeordneten geschlossenen zylinderförmigen, oben und unten spitz zulaufenden Einbaukörper mit schrau-Vorrichtung zum Waschen und Naßentstauben
von Gasen

Anmelder:

Ruhrchemie Aktiengesellschaft,

Oberhausen-Holten

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Josef Hibbel, Oberhausen-Sterkrade;

Dr. Franz Schaub, Oberhausen-Holten

benförmigen Leitflächen, einem unteren Gaseinlaß und einem oberen Gasauslaß und gegebenenfalls einer Waschflüssigkeitszufuhr am oberen oder unteren Ende. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß als schraubenförmige Leitflächen Leitschaufeln vorgesehen sind.

Bei der Zuführung der Flüssigkeit von unten unterhalb der Leitflächen ist das Rohr zweckmäßig durch einen mit einer Einschnürung versehenen Auffangkragen verengt.

Die Waschflüssigkeit kann im Kreislauf geführt werden. Sie kann von außen zugeführt oder durch Abkühlung aus einem ausreichend feuchten Gas abgeschieden werden.

Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Strömungsgeschwindigkeit der die Vorrichtung von unten nach oben durchströmenden Gase so groß gewählt, daß die Waschflüssigkeit in dem vom Einbaukörper und der Rohrinnenwand gebildeten Ringraum angestaut und im Schwebezustand heftig durchwirbelt wird.

Bei dieser Arbeitsweise wird auf Grund der erreichbaren hohen Relativgeschwindigkeit zwischen flüssiger und gasförmiger Phase und der hohen Turbulenz eine sehr innige Berührung zwischen dem aufströmenden Gas und der Flüssigkeit erreicht, so daß die auszuwaschenden Stoffe beim Durchgang durch den Apparat mit einem überraschend großen Wirkungsgrad von der Flüssigkeit aufgenommen werden.

Durch entsprechende Anordnung der Leitbleche, Bemessung der Strömungsquerschnitte und Wahl der Spalte zwischen Leitorganen und Rohrwänden kann die Relativbewegung zwischen Flüssigkeit und Gas in weiten Grenzen beeinflußt und durch entsprechende Länge der Leitblechanordnung die Ein-

509 577/352

3 4

Wirkungsdauer zwischen Gas und Waschflüssigkeit Die Zeichnungen erläutern in Form von vertikalen außerdem so festgelegt werden, daß auch bei fein- Längsschnitten einige Apparate, mit denen das ersten Staubteilchen und schwierigen Waschaufgaben findungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann, mit relativ geringem Druckaufwand noch eine aus- Die aus Fig. 1 ersichtliche Einrichtung ist vorgezeichnete Abscheidewirkung erzielt wird. 5 zugsweise für das Auswaschen von staubförmigen

Die Wirkungsweise des in der Vorrichtung nach Bestandteilen oder Nebeln aus Gasen oder Dämpfen der Erfindung ablaufenden Verfahrens ist im Prinzip geeignet. Innerhalb des Rohres 1 ist ein zylinderunabhängig davon, ob die Flüssigkeit nur teilweise förmiger, oben und unten spitz zulaufender Einbau- und schwach angestaut wird und von oben nach körper 2 angeordnet, der Leitbleche 3 besitzt, die unten im Gegenstrom zum Gas abfließt oder ob sie io das bei 4 eintretende Gas beim Durchströmen in mit dem Gas von unten nach oben, also im Gleich- eine Drallbewegung versetzen. Die Waschflüssigkeit strom, getragen und oberhalb des Apparates in an wird von der Pumpe 5 aus dem Sammelbehälter 6 sich bekannter Weise abgeleitet wird. Die Wahl einer angesaugt und einer Verteilerdüse 7 zugeführt, die dieser beiden Arbeitsmöglichkeiten ist von der je- _ sie oberhalb der Abscheidevorrichtung in den Gasweils gestellten Aufgabe abhängig. Wird ein mög- 15 oder Dampfstrom einleitet. Der gereinigte Gas- oder liehst hohes Partialdruckgefälle zwischen Gas- und Dampfstrom tritt bei 8 aus, während die Flüssigkeit Flüssigphase angestrebt, ist <ü^e Gegenstromarbeits- nach unten abläuft und im Sammelbehälter 6 aufgeweise vorzuziehen, während in anderen Fällen bei- fangen wird. Dieser kann mit dem Auslauf 9 verspielsweise bei der Entstaubung oder auch beim sehen sein. Durch die Zuleitung 10 kann eine regel-Lösen von Nebeln die Gleichstromarbeitsweise Vor- ao bare Menge von Waschflüssigkeit laufend zugeführt teile bieten kann. Die Wirksamkeit hängt in vielen werden.

Fällen von der Menge der abgestauten Flüssigkeit ab. Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung, mit deren Hilfe Bei Gegenstrombetrieb._; wird diese geregelt durch Nebel aus Dämpfen abgeschieden und in der Wasch-Stauung des Ablaufs aus dem unter dem Abscheider flüssigkeit gelöst werden können. Der Abscheider 11 angeordneten Auffangkragen, zweckmäßig in Ab- 25 befindet sich in dem Brüdenabzugsrohr 12. Unterhängigkeit vom Druckverlust des Apparates. Beim halb des Abscheiders 11 ist ein mit einer EinGleichstrom ist die Wirksamkeit auch ohne beson- schnürung 15 versehener Auffangkragen 13 angeorddere Regelungsmaßnahmen in einem weiten Bereich net. Hier sammelt sich das durch den Kühlmantel von der durchströmenden Dampfmenge nur wenig 14 aus dem Gasstrom niedergeschlagene Kondensat, oder nicht abhängig. 30 das als Waschflüssigkeit dient und an der düsen-

Man tann mit relativ sehr geringen, durchlaufen- artigen Einschnürung 15 mit dem Dampf in die Leitden oder im Kreislauf geführten Flüssigkeitsmengen organe 16 des Abscheiders 11 hineingetragen wird, auskommen, was im allgemeinen für die Rück- Das Kondensat wird vom Dampf durch den Abgewinnung der abgeschiedenen Stoffe oder auch der scheider 11 nach oben befördert, wobei beide mitein-Waschflüssigkeit erwünscht ist. Das Verfahren läßt 35 ander in innige gegenseitige Berührung kommen und sich für verschiedene technische Aufgaben vorteil- die festen und löslichen Bestandteile des Dampfes haft verwenden, beispielsweise für die Abscheidung vom Kondensat aufgenommen werden. Die angevon staubförmigen Bestandteilen oder Nebeln aus reicherte Waschflüssigkeit wird durch den über dem Gasen oder Dämpfen.·,-,- Abscheider 11 befindlichen Ringspalt 18 in die Auf-

Bei großen Gas- oder Dampfmengen ist es natür- 40 fangtasche 19 ausgeschleudert, vom Dampf getrennt lieh auch möglich, den Gasstrom in mehrere Einzel- und durch Leitung 20 abgeführt. An Stelle des Ringströme zu unterteilen, um diese jeweils einem Spaltes 18 kann auch ein Siebrohr ausreichender kleineren Abscheider zuzuführen. Länge verwendet werden.

Der Anstellwinkel der Leitschaufeln gegen die In Fig. 3 ist der Zentrifugalabscheider 21 in Rohrachse beträgt vorzugsweise 50 bis 70 Bogen- 45 einem Brüdenabzugsrohr 22 angeordnet. Unter dem grad. Diese Neigung kann über die Länge des Ab- Abscheider 21 befindet sich der Auffangkragen 23. scheiders unterschiedlich sein, um die Stoßverluste Der Kühlmantel 24 zur Kondensation der erforderauf ein Minimum zu verringern, indem man die liehen Flüssigkeitsmenge aus dem Brüdenstrom liegt Eintrittsleitschaufeln steiler anordnet als die nach- oberhalb des Abscheiders 21. Die Leitorgane 26 und folgenden. In besonderen Fällen können die Leit- 50 die Strömungsquerschnitte innerhalb des Abscheiders schaufeln verstellbar angeordnet sein, um bei stark 21 sind derart bemessen, daß die Waschflüssigkeit veränderlichen Gasmengen die jeweils günstigsten dem Gas im wesentlichen von oben nach unten entBedingungen einstellen zu können; Da der in den gegenfließt und aus dem Auffangkragen 23 durch Leitschaufehl erzeugte Drall auch hinter den Leit- das Ventil 25 abgelassen werden kann. Das Ventil schaufehl noch über eine bestimmte Länge erhalten 55 25 wird über den Regler 27 in Abhängigkeit von bleibt, kann die Anordnung von Leitschaufeln auch dem unterhalb des Abscheiders 21 herrschenden auf einzelne Zonen beschränkt werden. Man kann Druck so gesteuert, daß innerhalb des Abscheiders auch mehrere der beschriebenen Apparate hinter- 21 ein für die günstigste Abscheidewirkung zweckeinanderschalten. Häufig liegen nämlich zwei ver- mäßiger Widerstand erhalten bleibt. Oberhalb von schiedene Aufgaben vor, die nach dem gleichen 60 Abscheider 21 und Kühlmantel 24 ist eine Auffang-Prinzip zu lösen sind,-aber unter Umständen unter- tasche 29 mit einem Ringspalt 28 vorgesehen, wo schiedliche Ausbildung der apparativen Einzelheiten mitgerissene Flüssigkeitsteilchen vor dem Austreten zweckmäßig erscheinen lassen. Das Waschen ist bei- des Gases aus der Brüdenleitung ausgeschleudert spielsweise bei heftiger Durchwirbelung durchzu- und durch eine Leitung 30 abgeführt werden. Das führen, und anschließend sind etwa noch im Gas- 65 oberhalb des Ringspaltes 28 aufwärts führende Rohr strom aus dem Waschapparat mit hinausgerissene kann an seinem unteren Ende konisch erweitert sein Sprühteilchen restlos ^abzuscheiden, wobei eine über- und dort einen etwas größeren Innendurchmesser mäßige Durchwirbelung unerwünscht ist. besitzen als das Rohr 22, damit auch die oberhalb

des Ringspaltes 28 an der Rohrwandung noch herunterlaufenden Flüssigkeitsanteile von der Tasche 29 vollständig aufgefangen werden.

Beispiel 1

Zur Abscheidung von feinen Staubteilchen aus einem Gasstrom von 10 000 m³/h mit einem Staubgehalt von 20 g/m³, wie er beispielsweise als Abgas einer Drehtrommel entströmt, wurde in ein Rohr von 800 mm Durchmesser ein Abscheideapparat von ungefähr Im Länge eingebaut. Dieser bestand aus einem zylindrischen Rohr von 500 mm Durchmesser, das mit Leitflügeln besetzt war, die zur Rohrachse eine Neigung von 60 Bogengrad besaßen. Oberhalb des Abscheiders wurde eine Wassennenge von Im³/h eingedüst und im Kreislauf geführt. Der Druckabfall lag bei 50 bis 100 mm WS. Von dem mitgeführten Staub wurden 99,8 % abgeschieden.

Beispiel 2

In das Brüdenabzugsrohr eines Sättigers zur Herstellung von Ammonnitrat wurde ein Abscheider nach F i g. 2 eingebaut. Im Sättiger entstand laufend eine Wasserdampfmenge, die zwischen 3500 und 6000 kg/h schwankte und Ammonnitratnebel in der Menge von etwa 50 bis 60 g/kg mit sich führte. Unter dem Abscheider befand sich ein Auffangkragen, wie ihn F i g. 2 zeigt. Die Waschflüssigkeit, die in diesem Fall nur aus den abgeschiedenen Nebeln bestand, wurde aus dem Auffangkragen emporgerissen, durch den Waschapparat unter heftiger Durchwirbelung nach oben getragen und von einer Auffangtasche abgeführt. Der Druckverlust lag je nach der durchgesetzten Dampfmenge bei 300 bis 500 mm WS und der Gehalt des Dampfes an Ammonnitrat belief sich hinter dem Abscheider auf 0,5 bis 1,0 g/kg im gesamten Belastungsbereich. Die Konzentration der abgeführten Waschflüssigkeit lag bei 800 bis 900 g/l, also nur unwesentlich unter der Konzentration des Ammonnitrats im Sättiger.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Waschen und Naßentstauben von Gasen, bestehend aus einem senkrecht stehenden Rohr mit einem darin angeordneten geschlossenen zylinderförmigen, oben und unten spitz zulaufenden Einbaukörper mit schraubenförmigen Leitflächen, einem unteren Gaseinlaß und einem oberen Gasauslaß und gegebenenfalls einer Waschflüssigkeitszufuhr am oberen oder unteren Ende, dadurch gekennzeichnet, daß als schraubenförmige Leitflächen Leitschaufeln (3,16, 26) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zuführung der Flüssigkeit von unten unterhalb der Leitflächen das Rohr (12, 22) durch einen mit einer Einschnürung versehenen Auffangkragen (13,23) verengt ist.

3. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit der die Vorrichtung von unten nach oben durchströmenden Gase so groß gewählt wird, daß die Waschflüssigkeit in dem vom Einbaukörper und der Rohrinnenwand gebildeten Ringraum angestaut und im Schwebezustand heftig durchwirbelt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 241042, 701318;
USA.-Patentschriften Nr. 2 574 370, 2 413 324,
793 110;

britische Patentschrift Nr. 461180.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 577/352 5.65 © Bundesdruckerei Berlin