DE1232932B

DE1232932B - Vorrichtung zur Abscheidung von Schwefelsaeurenebeln durch Anwendung eines Drucksprunges im Gasstrom

Info

Publication number: DE1232932B
Application number: DEP29708A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gerd Petersen; Dipl-Ing Dr Volker Fattinger; Walter Jaeger
Original assignee: Hugo Petersen GmbH
Current assignee: Hugo Petersen GmbH
Priority date: 1962-06-28
Filing date: 1962-06-28
Publication date: 1967-01-26
Also published as: DE1444479B2; US3375058A; CH414558A; FR1362160A; GB1047031A; BE634290A; NL294380A; DE1444479A1

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Int. Cl.:

COIb

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

C01B -17/90

Deutsche Kl.: 12 i -17/90

Nummer: 1232 932

Aktenzeichen: P 29708IV a/12 i

Anmeldetag: 28. Juni 1962

Auslegetag: 26. Januar 1967

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abscheidung von Schwefelsäurenebeln aus Gasen durch Anwendung eines Drucksprunges. Unter dem Drucksprung wird ein Meßwert verstanden, der die Differenz des statischen Druckes des zu reinigenden Gases S vor und nach der Nebelniederschlagung darstellt und z. B. in Millimeter Wassersäule ausgedrückt werden kann.

Die Anwendung eines Drucksprunges zur Nebelniederschlagung hat im Vergleich mit anderen Abscheidungsverfahren den Vorteil, daß sie in relativ billigen Vorrichtungen durchgeführt werden kann. Die Reinheit des behandelten Gases verbessert sich mit größerem Drucksprung. Die Erzeugung eines Drucksprunges im Gasstrom erfordert einen ständigen Energieaufwand, der von den zur Gasbewegung eingesetzten Gebläsen aufzubringen ist. An das Drucksprungfilter muß also die Forderung gestellt werden, daß es bei tragbarem Druckaufwand eine möglichst vollständige Abscheidung herbeiführt.

Es ist bekannt, zur Abscheidung von Wasser oder Schlammteilchen aus Gasen parallel zueinander angeordnete, dachartig gegeneinander geneigte Prallplatten zu verwenden, durch »die das Gas entgegen seiner Einströmrichtung schräg nach unten ziehen muß, um alsdann wieder aufzusteigen. Andere bekannte Vorrichtungen ermöglichen die Abscheidung von Schwebstoffen aus Gasen durch Einwirkung der Fliehkraft bei der Umkehrung der Strömungsrichtung durch Hohlschaufeln.

Die Dimensionen dieser Umkehrschaufeln waren genügend groß bemessen worden, so daß an der Umkehrstelle Schlitze zur Abführung der ausgeschiedenen Schwebstoffe angebracht werden konnten.

Weiter sind Vorrichtungen zur Abscheidung von Wasserteilchen aus Gasen bekannt, die im Querschnitt V-, U- oder halbkreisförmige Profile als Bauelement für die Umlenkvorrichtung verwenden. Die Abmessungen dieser Profile sind genügend groß, so daß an den Innenflächen, gegen welche die strömende Luft prallt, Filz, Wolle oder andere wasseraufsaugende Stoffe angebracht werden können.

Solche und viele andere auf der Erzeugung von Fliehkräften basierende Niederschlagsvorrichtungen sind seit Jahrzehnten bekannt. Sie konnten aber keine größere Verbreitung bei der Gasreinigung in der Schwefelsäureindustrie finden, weil ihre Wirkung auf Schwefelsäurenebel ungenügend ist.

Um Abgase hoher Reinheit zu erlangen, verwendet man in Schwefelsäureanlagen poröse Schichten aus Kunststoffasern, Edelstahldrähten, Glasfasern, Glasperlen oder Filterkerzen usw. Ein Nachteil solcher Vorrichtung zur Abscheidung von
Schwefelsäurenebeln durch Anwendung eines
Drucksprunges im Gasstrom

Anmelder:

Fa. Hugo Petersen, Wiesbaden, Dantestr. 4-6

Als Erfinder benannt:
Dr.-Ing. Gerd Petersen,
Dipl.-Ing. Dr. Volker Fattinger,
Walter Jäger, Wiesbaden

Vorrichtungen ist die Gefahr der Verstopfung, wenn das Gas neben Schwefelsäure auch feste Verunreinigungen enthält, die aus den Poren nicht abfließen können.

Gleichwertige oder bessere Niederschlagsleistungen als in Filterkerzen unter Vermeidung poröser Schichten, mit ihrer Verstopfungsgefahr, lassen sich nach einem noch nicht zum bekannten Stand der Technik gehörenden Verfahren erreichen.

Gemäß jenem Verfahren wird das Gas dermaßen einem Drucksprung unterworfen, daß jeder Teilstrom des Gases auf einem Strömungsweg von weniger als 20 mm durch einmalige scharfe Umlenkung der Strömungsrichtung einem plötzlichen Druckabfall von mindestens 50 mm WS unterworfeni*wird, mit der Maßgabe, daß die Dicke der Teilströme weniger als 10 mm beträgt und so gewählt wird, daß eine Umlenkung des gesamten Teilstromes erfolgt. Sehr feine Schwefelsäurenebel müssen bei der scharfen Umlenkung in sehr dünne Teilströme zerlegt werden. Durch Platten mit feinen Bohrungen läßt sich ein Gas in sehr dünne Fäden aufteilen. Schlitze haben •gegenüber runden Löchern den Vorteil, daß sie mehr Gas durchlassen. Es stellt sich jedoch das Problem, wie bei tragbarem Aufwand eine Vielzahl vollkommen gleichartig gekrümmter- Schlitze hergestellt werden kann. Bei der Behandlung von schwefelsäurehaltigen Gasen erschwert sich das Problem, weil viele Werkstoffe aus„Korrosionsgründen ausscheiden. Aus Porzellan, Glas oder Kunststoff wäre es nach Bauprinzipien, die für Schwefelsäure-Nebelfilter bekannt sind, sehr teuer, genügend formgenaue Schlitze durch parallele Stäbe, die an den Wänden des Gehäuses

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befestigt werden, herzustellen. Bei der hohen Wärmedehnung von Kunststoffen genügt, wie sich überraschenderweise zeigte, bereits eine geringe Temperaturerhöhung, um Schlitze zwischen fixierten Stäben durch Ausbiegung der Stäbe zu verformen. Durch die Erfindung wurde ein Weg gefunden, zwischen gleichartigen Bauelementen durch Aneinanderreihen feinste maßgenaue Gas-Umlenkschlitze herzustellen. Die Bauelemente können in kostensparender Serienfertigung hergestellt werden. Um die Gase mit genügender Geschwindigkeit durch die zwischen den Bauelementen befindlichen Schlitze zu drücken, ist ein Druckabfall beim Durchtritt von mindestens 50 mm WS notwendig.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Abscheidung von Schwefelsäurenebeln aus Gasen durch Aufteilung des Gasstromes in dünne Schichten, die einer scharfen Umlenkung der Strömlingsrichtung bei einem Druckabfall von mindestens 50 mm WS ausgesetzt werden, mit zwei keilförmig zusammenlaufenden, aus aneinandergereihten Stäben, zwischen welchen gekrümmte Schlitze für den Gasdurchtritt ausgebildet sind, bestehenden Umlenkflächen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Dicke der Schlitze durch Distanzstücke zwischen den Bauelementen festgelegt ist.

Vorzugsweise werden durch die Distanzstücke Schlitzdicken zwischen 0,3 und 2 mm festgelegt.

Die A b b. I und 2 erläutern eine Ausführungsform einer derartigen Vorrichtung.

A b b. 1 zeigt einen Längsschnitt der z. B. aus säurefestem Kunststoff hergestellten Vorrichtung. In der Vorrichtung muß das Gas den Widerstand zweier keilförmig zusammenlaufender Umlenkflächen überwinden. Wie die A b b. 2 zeigt, enthalten die Umlenkfiächen gekrümmte Schlitze für den Gasdurchtritt. Die Flächen werden aus aneinandergereihten Stäben gebildet. Diese Stäbe sind, wie A b b. 1 zeigt, zu einem keilförmigen Abscheideelement zusammengefaßt. Dieses Element ist auf einem Zwischenboden des Gehäuses, das die Form eines waagerechten Zylinders hat, befestigt. Eine Befestigung der Stäbe an der Wand des Gehäuses ist nicht notwendig. Zwischen die stabförmigen Bauelemente sind Distanz-Stücke gelegt, durch welche die Dicke der Schlitze auf weniger als 5 mm festgelegt ist.

Für äußerst feine Nebel sind Schlitzdicken zwischen 0,3 und 2 mm erforderlich. Durch geeignete Vorrichtungen, die nicht dargestellt sind, kann die Gascintrittsscite eines Teiles der Umlenkflächen abgedeckt werden, wodurch während des Betriebes eine Regelung der Höhe des Drucksprunges oder eine Anpassung der Vorrichtung an Schwankungen der Gasmenge ermöglicht wird.

An Stelle der aus Profilstäben zusammengesetzten, in den Abbildungen dargestellten Umlenkflächen können auch Hohlzylinder mit kreisförmigen Schlitzen Verwendung finden, wobei die Hohlzylinder aus aneinandergereihten Ringen gebildet werden.

Aus vielen Versuchen ergaben sich folgende Mittelwerte der Niederschlagsleistung einer Vorrichtung nach der Erfindung.

Zum Vergleich ist neben dem in der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielten Säuregehalt im Endgas der Säuregehalt nach einer bekannten, mit Gasfilterkerzen ausgerüsteten Apparatur angegeben. Beide Apparaturen wurden zur selben Zeit parallel mit denselben nebelhaltigen Gasen beaufschlagt.

Höhe des Drucksprunges

150 mm WS
250 mm WS

Sauregehalt im Endgas als SO₃ Vorrichtung nach der Erfindung

0,66 g/m»
0,43 g/m»

Filterkerzen

1,28 g/m»
0,62 g/m»

Das Gas enthielt vor der Behandlung 21 g SO_s/m³ in Form von feinen Schwefelsäurenebeln.

Weil das Gas auch Spuren von festen Verunreinigungen enthält, müssen die Filterkerzen, welche bisher zur Entnebelung Verwendung gefunden haben, wegen Verstopfung der Poren jährlich mehrmals erneuert werden. Eine Verstopfung der Schlitze der Vorrichtung nach der Erfindung oder auch nur eine Veränderung ihres Gaswiderstandes während des Betriebes trat nicht ein. Die festen Verunreinigungen des Gases fließen mit der Schwefelsäure aus der Vorrichtung ab. Die Porengröße der Filterkerzen in der Vergleichsapparatur liegt bei 0,04 mm, und die Dicke der porösen Wand beträgt 10 mm.

Aus theoretischen Überlegungen heraus war nicht vorauszusehen, daß die Niederschlagsleistung der neuen Vorrichtung besser ist, obwohl die engste Stelle des Spaltes, in dem die dünne Gasschicht scharf umgelenkt wird, mehr als 15mal dicker ist als die mittlere Porengröße der bisher verwendeten Filterkerzen.

Die Erfindung ermöglicht den Bau sehr kompakter Gasreinigungsvorrichtungen, deren Dimensionen bei gleicher Gasmenge und gleicher Nebelart wesentlich kleiner sind als derzeit in der Schwefelsäureindustrie übliche Filter mit Gasfilterkerzen.

Neben dem hohen Wirkungsgrad ist die Vermeidung von Verstopfungen ein wesentlicher Vorteil der neuen Vorrichtung.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Abscheidung von Schwefelsäurenebeln aus Gasen durch Aufteilung des Gasstromes in dünne Schichten, die einer scharfen Umlenkung der Strömungsrichtung bei einem Druckabfall von mindestens 50 mm WS ausgesetzt werden, mit zwei keilförmig zusammen-

SO laufenden, aus aneinandergereihten Stäben, zwischen welchen gekrümmte Schlitze für den Gasdurchtritt ausgebildet sind, bestehenden Umlenkflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Schlitze durch Distanzstücke zwisehen den Bauelementen festgelegt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Distanzstücke Schlitzdicken zwischen 0,3 und 2 mm festgelegt werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der keilförmig zusammenlaufenden Umlenkflächen ringförmige Bauelemente zu hohlzylinderförmigen Einheiten zusammengefaßt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen