DE1255086B - Venturirohr zum Waschen von Gasen - Google Patents

Description

DEUTSCHES ^jpKW PATENTAMT Deutsche Kl.: 12 e - 2/01

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1255 086

Aktenzeichen: M 47281 VIb/12e

j[ 255 086 Anmeldetag: 1.Dezember 1960

Auslegetag: 30. November 1967

Für die Gaswäsche werden neben verschiedenen Wäscherarten auch an sich bekannte Venturirohre benutzt. Bei diesen Venturirohren wird die Waschflüssigkeit in Gasrichtung eingedüst. Zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit an der engsten Stelle, also im Hals des Venturirohres, ist es bekannt, doppelkonische oder birnenförmige Einsatzkörper mittig derart anzuordnen, daß sie einen großen Teil des Halsquerschnittes ausfüllen und mit ihren Enden in die konischen Auslaß- und Einlaßteile des Venturirohres hineinragen. Auch sind Eindüsungen der Waschflüssigkeit senkrecht zur Gasrichtung bekannt. Mit diesen Anordnungen wird bewirkt, daß das zu reinigende Gas mit hoher Axialgeschwindigkeit durch den Hals des Venturirohres hindurchtritt, bei verhältnismäßig hoher Relativgeschwindigkeit von der eingedüsten Waschflüssigkeit befeuchtet wird, diese in das Venturirohr hinein mitreißt, so daß eine innige Durchmischung zwischen Gas und Flüssigkeit stattfindet. Auch sind venturirohrähnliche Anordnungen bekannt, bei denen das Gas im Gegenstrom zu der eingedüsten Waschflüssigkeit geführt wird. Bei der Eindüsung von Wasser gegen die Strömungsrichtung des Gases entstehen jedoch Wirbelschichten, die zu erheblichen Druckschwankungen in der gesamten Apparatur führen.

Der Erfindung liegt eine Anordnung zugrunde, bei der in einem Venturiwäscher an einer Stelle verhältnismäßig geringer Axialgeschwindigkeit des durchströmenden Gases dem Gas durch drallerzeugende Mittel eine Umfangsgeschwindigkeit erteilt wird, die bei bis in das letzte Drittel des Wäschers gleichbleibender Axialgeschwindigkeit zur Eindüsstelle hin erheblich vergrößert wird. Die Axialgeschwindigkeit in den einzelnen Querschnitten wird mit Rücksicht auf die an dieser Stelle vorhandene kinetische Energie der eingedüsten Wassertropfen einerseits so gering gewählt, daß überall im Wäscher eine Wasserwirbelschichtbildung vermieden wird, andererseits jedoch sind die Axialgeschwindigkeiten noch so groß, daß die größtmögliche Relativgeschwindigkeit zwischen dem eingedüsten Wassertropfen und dem zu reinigenden Gas herrscht. Dieser Effekt wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß das zu reinigende Gas den Venturiwäscher umgekehrt, wie bisher üblich, von dessen größtem Querschnitt in Richtung seines kleinsten Querschnittes (Venturihals) durchströmt, wobei eine Kegeldüse am oder im Venturihals mittig derart angeordnet ist, daß der Kegelmantel des aus dem eingedüsten Wasser entstehenden Wasserkegels an der engsten Stelle (im Hals) des venturiartigen Gegenstromwäschers auftritt. Am Eingang des Ven-Venturirohr zum Waschen von Gasen

Anmelder:

MetallgesellschaftAktiengesellschaft,
Frankfurt/M., Reuterweg 14

Als Erfinder benannt:
ίο Dipl.-Ing. Otto Güpner, Offenbach/M.

turirohres ermöglicht der Einbau eines Kegels die gleichmäßige Beaufschlagung eines dahinter angeordneten mit Schaufeln versehenen Drallkörpers. Dadurch wird ein Drall bei einer Axialgeschwindigkeit erzeugt, die jedoch an dieser Stelle so gering sein muß, daß das den Wäscher im Gegenstrom beaufschlagende Wasser nach unten abfließt und die gesamte Vorrichtung frei von Staubansätzen hält. Durch die kegelförmige Ausbildung des Venturirohres und den in das Venturirohr hineinragenden Drallkörper werden bei konstantem Drall nach den Gesetzen der Potentialströmung unter Umwandlung von statischer in kinetische Energie die Zentrifugalkräfte progressiv so erhöht, daß an der engsten Stelle des Halses, an der die größte kinetische Energie des Wassers vorhanden ist, eine hohe Ausschleuderwirkung bei einer relativ zur Umfangsgeschwindigkeit geringen Axialgeschwindigkeit entsteht.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird, in Gasrichtung gesehen, hinter dem Venturihals am Ende des venturiartigen Wäschers das Gas so in an sich bekannter Weise geführt, daß eine schnelle Verkleinerung der Umfangsgeschwindigkeit bei gleichzeitiger Energierückgewinnung (statischer Druck) auftritt. Dieser Effekt kann wegen des Voreilens der mit größerer Massenträgheit behafteten, noch im Gas befindlichen Staub- und Wasserteilchen zur zusätzlichen Abscheidung derselben ausgenutzt werden. Dieses geschieht dadurch, daß über der am Ende des venturiartigen Wäschers sich befindenden kegelförmigen Erweiterung um die Einspritzdüse für Waschflüssigkeit herum eine Umleitfläche in Form eines Kegelmantels mittig angeordnet ist. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß in dem das Ende des venturiartigen Wäschers umgebenden Sammelraum durch eine Verengung auf den Leitungsquerschnitt des Reingasrohres mit dem vorhandenen Restdrall eine zusätzliche Zyklonwirkung erzielt wird.

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Claims (1)

Der Wäscher nach der Erfindung vereinigt die Vorteile eines Gegenstromwäschers mit denen eines Venturiwäschers, wobei noch zusätzlich Entstaubungseffekte durch Drallerzeugung sowie eine bessere Kühlung erzielt werden. Eine Wirbelschichtbildung, wie sie oft bei herkömmlichen Wirbelstromwäschern unvermeidbar ist, kann infolge der entsprechend gewählten geringen Axialgeschwindigkeit und der hohen Umfangsgeschwindigkeit, vermöge des erfindungsgemäßen Einbaukörpers, bei der beschriebenen An-Ordnung nicht auftreten. Die Anordnung, die vorwiegend aufrecht stehend betrieben wird, zeichnet sich durch eine geringe Raumbeanspruchung gegenüber den herkömmlichen Anordnungen aus. An Hand zweier Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Die beiden A b b. 1 und 1 a stellen den gesamten Wäscher teils in Ansicht und teilweise im Schnitt dar. A b b. 2 zeigt eine ebenfalls aufrecht stehende, jedoch in der Gasrichtung gegenüber A b b. 1 umgekehrte Wasseranordnung nach der Erfindung. Die Ausbildung des Gaseinlasses entspricht also der Abb. la. An der strichpunktierten Schnittlinie^-^' sind beide A b b. 1 und 1 a zusammengesetzt zu denken. Durch das untere Rohr 1 tritt in A b b. 1 a das Rohgas in eine Vorkammer 2 ein. Die Vorkammer 2 weist einen schrägen Boden 3 auf, über welchem an der tiefsten Stelle der Seitenwand 4 ein Abfluß 5 für das entgegenströmende Waschwasser angeordnet ist. Die Vorkammer ist durch Flansche 6 an ein Venturirohr 7 angeschlossen. Einen Übergang zu dem als Wäscher ausgebildeten Venturirohr 7 bildet der kreiszylinderförmige Teil 8. Im Anschluß an das Rohgasrohr 1 innerhalb der Vorkammer 2 und ein kurzes Stück aus Vorkammer 2 herausragend befindet sich ein Leitkegel 11 mit einem anschließenden mit Leitschaufeln 16 versehenen kegelstumpfförmigen Zwischenstück 12, an das sich ein weiterer spitzer Leitkegel 13 über etwa drei Viertel der Länge des Venturirohres 7 anschließt. Die beiden Kegel 11 und 13 sitzen jeweils auf der Deck- und Grundfläche des kegelstumpfförmigen Zwischenstückes 12. An dem kegelstumpfförmigen Zwischenstück 12 ist ein kreiszylindrisches Stück 14 eingeschraubt, welches zwei rechtwinklige abgekantete Verstrebungen 15 aufweist, die ebenfalls bei 6 angeflanscht sind und so den Füllkörper zusammen mit den Schaufeln 16, die zur Erzeugung des Vordralls auf dem kegelstumpfförmigen Zwischenstück 12 angeordnet sind, einen festen Halt innerhalb des erfindungsgemäßen Gegenstrom-Wäschers geben. Der auf der rechten Hälfte der A b b. 1 a im Schnitt gezeichnete Kegelmantel 17 des Kegels 13 sowie die Wandung des Venturirohres 7 weisen beide eine solche Neigung gegen die Mittelachse 9 des Wäschers auf, daß der ringförmige Zwischenraum 18 zwischen der Wandung des Venturirohres7 und dem Kegelmantel 17 des Kegels 13 in seiner Querschnittsfläche von der Stelle ab, an der der Kegel 13 auf der Bodenoberfläche des kegelstumpfförmigen Zwischenkörpers 12 aufsitzt, bis zur SpitzelO (Abb. 1) des Kegels 13 gleich groß ist. In dem sich erweiternden Gasaustrittsende 19 des Venturirohres7 befinden sich entgegengesetzt zur aufsteigenden Richtung des Gasstromes eine oder mehrere Düsen 20. Diese vorzugsweise einen Vollkegel-Wasserstrahl bildende Düse 20 ist mittig vorzugsweise in solchem Abstand angeordnet, daß der entstehende Wasserkegel an der mit 21 bezeichneten engsten Stelle im Hals des venturiartigen Wäschers auftritt. Hinter der Düse 20 ist als Drallkörper wirkend eine kegelmantelförmige Fläche 22 mit einem öffnungswinkel vorzugsweise größer als 90° angeordnet. Am äußeren Ende des Kegelmantels 22 ist ein Abflußrohr 23 angebracht, aus welchem das im Innern des Kegels unter der Drallwirkung des Abschlußdeckels 28 angesammelte Schmutzwasser in einen um den Venturihals herum angeordneten Gassammelraum 24 gelangt. Der Sammelraum 24 ist, ähnlich der Vorkammer 2, mit einem schrägen Boden 25 versehen, über dem an der tiefsten Stelle des Sammelraumes in der mit 26 bezeichneten Wandung eine Abflußvorrichtung 27 für das Schmutzwasser angebracht ist Die Kammer 24 ist an ihrem oberen Ende mit einem Deckel 28 über Schrauben 31 und Flansche 32 verschlossen, durch den ein Reingasrohr 29 ein kurzes Stück in den Gassammelraum 24 hineinragt. Durch das Reingasrohr 29 mündet die Waschwasserleitung 30 an der Vollkegeldüse 20. Die Betriebsweise des Gegenstromwäschers nach der Erfindung ist folgendermaßen: Durch das Rohr 1 tritt das zu reinigende Gas in die Vorkammer 2 ein und wird an dem Kegel 11 nach allen Seiten hin abgelenkt. Die größten Staubkörner können hier abgeschieden und auf dem schrägen Boden 3 der Vorkammer bei 5 ausgetragen werden. Das zu reinigende Gas streicht an dem kegelstumpfförmigen Zwischenkörper 12 vorbei und erhält durch die Schaufeln 16 einen Drall (Rotation). Der in Gasrichtung konische Verlauf des Venturirohres 7 verstärkt bei konstantem durch die Schaufeln 16 erzieltem Drall ganz erheblich die Zentrifugalkräfte (Potentialwirbel). Dagegen bleibt die mittlere Axialgeschwindigkeit des Gases beim Vorbeistreichen an dem spitzen Kegel 13 infolge der an jeder Stelle gleich großen Querschnittsflächen des Zwischenraumes 18 im wesentlichen konstant. Auf diese Weise wird an der engsten Stelle 21 des venturiartigen Gegenstromwäschers eine hohe Umfangsgeschwindigkeit (hohe Zentrifugalkräfte) bei verhältnismäßig geringer Axialgeschwindigkeit erzielt. Die durch die Vollkegeldüse 20 mit beispielsweise 5 atü eingedüste Waschflüssigkeit gelangt zu einer innigen Vermischung mit dem Gas infolge hoher Relativgeschwindigkeit zwischen Gas und im Gegenstrom eingedüstem Wasser. Durch geeignete Wahl der einzelnen Geschwindigkeiten wird Wirbelschichtbildung vermieden. Auch wird beispielsweise bei heißen Gasen zusätzlich eine erhebliche Kühlung erzielt. Der aus dem Gas ausgewaschene Staub (Öl od. dgl.) gelangt mit dem Wasser, das durch andauernde Berieselung die Einbaukegel 13 und 12 und die Schaufeln 16 sauber hält, in die Vorkammer 2 und läuft über den schrägen Boden 3 und den Auslaß 5 ab. Nach Verlassen des venturiartigen Wäschers 7 trifft das Gas auf die kegelförmigen Prallflächen 22 auf, wobei durch die scharfe Umlenkung ein weiterer Entwässerungs- und Entstaubungseffekt erzielt wird. Das noch mit Drall behaftete Reingas strömt in dem Sammelraum 24 nach oben, der infolge der Einschnürung der Durchtritts-Querschnittsfläche als Zyklon wirkt. Dadurch wird ein Teil der restlichen noch vorhandenen Wasser- und Gasteilchen ausgeschleudert. Patentansprüche:

1. Venturirohr zum Waschen von Gasen im Gegenstrom mit einer gegen den Hals wirkenden