-
Verfahren zur Reinigung von Gasen in Venturiwäschern Es ist bekannt,
feinverteilte suspendierte Materie aus Gasen zu entfernen unter Verwendung eines
Venturiwaschers, bei dem die Waschflüssigkeit gleichzeitig an zwei Stellen aufgegeben
wird, und zwar einerseits in der Nähe des Gaseintrittes mit Hilfe eines Überlaufes
oder ähnlicher Einrichtungen zur Benetzung der Wand des konvergenten Teiles und
andererseits in der Kehle des Apparates mit Hilfe von Lochdüsen.
-
Ein solcher Venturiwascher besteht aus einem konvergenten Teil, der
Kehle mit dem engsten Querschnitt und dem Diflusor. Er wird axial vom Gas durchströmt,
welches im konvergenten Teil beschleunigt wird, in der sogenannten Kehle mit seiner
größten Geschwindigkeit auf die seitlich quer eingedüste Waschflüssigkeit, meist
Wasser, auftrifft und sich gleichzeitig mit der Waschflüssigkeit, die am Eintritt
des Apparates aufgegeben wird, mischt und im anschließenden Diffusor wieder verzögert
wird, wobei ein Teil der aufgewendeten kinetischen Energie als Druckenergie zurückgewonnen
wird. Bekannt sind derartige Geräte z. B. aus der deutschen Auslegeschrift 1090182.
Sie beschreibt einen Venturiwascher, bei dem die Flüssigkeitsaufgabe am Eintritt
des konvergenten Teiles mit Hilfe von Einspritzdüsen erfolgt, die schräg gegen die
Wand gerichtet sind, während die Flüssigkeitszugabe in der Kehle des Venturiwaschers
durch Lochdüsen quer zum Gasstrom erfolgt. Auch die Verwendung eines obere laufes,
mit dessen Hilfe ein Teil der Flüssigkeit allerdings erst etwa in der Mitte des
konvergenten Teiles zugeführt wird, ist in dieser Auslegeschrift genannt.
-
Ebenfalls bekannt ist die Verwendung eines obere laufes, mit dessen
Hilfe die Waschflüssigkeit am oberen Rand des konvergenten Teiles zugegeben wird.
-
Derartige Geräte sind geeignet zur Auswaschung feinster Teile (Staub
und Aerosole) aus Gasen, die bei der Vermischung des schnellströmenden Gases mit
der Waschflüssigkeit, welche vorwiegend in der Venturikehle erfolgt, von der Flüssigkeit
aufgenommen werden. Die Benetzung des konvergenten Teiles dient dabei der Vermeidung
von Staubansätzen, insbesondere wenn es sich um klebende Stäube handelt, sowie zum
Schutz der Wände bei Einspeisung von sehr heißen Gasen.
-
Aus der Wirkungsweise eines solchen Apparates folgt, daß zur Auswaschung
von Verunreinigungen bestimmter Feinheit eine ganz bestimmte Gasgeschwindigkeit
in der Kehle nicht unterschritten werden darf. Geschieht dies doch, so ist insbesondere
die den Teilchen (Verunreinigungen) innewohnende
Massenkraft beim Aufprall des verunreinigten
Gases auf das Waschmedium nicht ausreichend, um diese in die sich gleichzeitig bildenden
Waschmitteltropfen unter Überwindung von deren Oberflächenspannung hineingelangen
zu lassen. Die Folge davon ist eine ungenügende Gasreinigung.
-
Eine kennzeichnende Größe für die Wirksamkeit der geschilderten Gaswäsche
ist der Druckverlust, den das Gas beim Durchströmen eines solchen Venturiwaschers
erfährt. Wurde ein Venturiwascher für eine vorgegebene Gasmenge dimensioniert, so
ergibt sich im Betrieb bei dieser Gasmenge ein ganz bestimmter Differenzdruck des
Gases und damit ein ganz bestimmter Abscheideeffekt. Stellte sich bei solchen Geräten
die Aufgabe, eine Dimensionierung für stark wechselnde Gasmengen vorzunehmen, so
war man bisher gezwungen, den engsten Querschnitt mechanisch zu verengen oder zu
erweitern zur Anpassung an diese Gasmengen. Außerdem mußte auf diese mechanische
Weise eine Anpassung an wechselnde Reinigungsforderungen bei konstanter Gasmenge
erfolgen, d. h. also eine Veränderung des Gasdiflerenzdruckes beim Durchströmen
des Apparates. Eine mechanische Veränderung des Kehlenquerschnittes z.B. durch Verwendung
rechteckiger Querschnitte mit seitlichen Schiebern oder Klappen sowie durch Verwendung
beweglicher Lippen ist jedoch nachteilig, und zwar einerseits wegen der Notwendigkeit
zusätzlicher Bauelemente und andererseits wegen der Verschleißgefahr derselben.
Dies wird klar, wenn man bedenkt, daß in derartigen Geräten oft die Waschflüssigkeit
im Kreislauf gefahren wird, so daß ein Teil der oft scharfkantigen
Staubpartikelchen
mit der Waschflüssigkeit in das Gerät zurückgeführt wird und auf den verstellbaren
Einbauten eine schleißende Wirkung ausübt.
-
Es zeigt sich nun überraschenderweise, daß man durch geschickte Aufteilung
der Waschflüssigkeitsmengen auf Überlauf und Kehleneinspritzung sowie durch Regelung
der Flüssigkeitsmenge, die der Kehle zugeführt wird, den Differenzdruck des Venturiwaschers
bei konstanter Gasmenge stark verändern kann. Es ist auf diese Weise erfindungsgemäß
möglich, einen bestimmten Apparat unterschiedlichen Entstaubungsaufgaben anzupassen
oder auch bei gleichbleibender Entstaubungsaufgabe unterschiedlichen Gasmengen anzupassen.
Letzteres ist möglich, indem bei stark wechselnden Gasmengen auf Grund der Steuerung
der Flüssigkeitszufuhr zur Kehle stets der Differenzdruck des Apparates und damit
seine Reinigungsleistung konstant gehalten werden kann.
-
Zur Erläuterung dient die Abbildung: Das Gas strömt bei 1 in den
Apparat ein und gelangt in den konvergenten Teil 3. Dieser wird durch den bei 7
einströmenden Hauptanteil der Waschflüssigkeit, die zunächst in den Ringraumüberlauf
2 gelangt, bespült.
-
Sie kann mit einem hohen Feststoff- oder Aerosolanteil beladen sein
(bis zu 250 g je Liter), d. h., es kann sich um im Kreislauf geführte Flüssigkeit
handeln. In der Kehle wird eine kleinere Flüssigkeitsmenge, die nicht mit Feststoff-
oder Aerosolanteilen beladen ist, seitlich durch Düsen 8 eingeführt. Nach
Durchströmen
der Kehle 4 gelangt das Gas gemeinsam mit der Waschflüssigkeit in den Diffusor 5,
in dem ein Teil der kinetischen Energie in Form von Druck zurückgewonnen wird. Bei
6 verläßt das Gas-Flüssigkeits-Gemisch den Apparat und wird einem Flüssigkeitsabscheider
zugeführt.
-
Durch änderung der bei 8 eingedüsten Flüssigkeitsmenge ist es überraschenderweise
möglich, den Differenzdruck des Venturiwaschers in großen Grenzen zu verändern.
Dabei erübrigt sich die Verwendung von mechanischen Einbauten zur Variierung des
Kehlenquerschnittes, deren Nachteile bereits beschrieben wurden. Die folgende Tabelle
zeigt den Einfluß der bei 8 quer eingedüsten Frischwassermenge auf den Gesamtdifferenzdruck
des Venturiwaschers. Dabei wurde eine Gasmenge von 160 000 m3/h durchgesetzt und
dieRingkammer 2 mit einer Schmutzwassermenge von 110 m3/h beschickt (rückgeführtes
Wasser). Die Reinigungsleistung des Gerätes nahm entsprechend dem ansteigenden Differenzdruck
mit zunehmender, bei 8 eingespritzter Wassermenge zu. Entsprechend ist es möglich,
bei sinkender Gasmenge durch steigende Einspritzung bei 8 für einen gleichbleibenden
Differenzdruck des Gerätes und damit eine konstante Reinigungsleistung trotz stark
absinkender Gasmenge zu sorgen.
-
Die letzte Spalte zeigt die benötigten Wassermengen, wenn der Druckverlust
nur durch die Einspritzung bei 8 erreicht werden sollte.
| Bei 8 nötige |
| Über den Bei 8 Differenz- Pinspritzwasser- |
| Überlauf zusätzlich druck des menge, wenn |
| bei 7 eingespritzte Venturi- über den Über- |
| aufgegebene Frisch- waschers lauf bei 7 kein |
| Wassermenge wassermenge ers Wasser |
| aufgegeben wird |
| ms/h m3/h mmWS m3/h |
| 110 0 220 112 |
| 110 20 280 144 |
| 110 40 370 210 |
| 110 50 420 250 |
| 110 60 480 290 |
| 110 70 530 340 |
| 110 80 570 370 |
| 110 90 620 400 |
| 110 100 670 430 |
Die Tabelle zeigt, daß ein so konstruierter Venturiwascher erfindungsgemäß für stark
schwankende Gasmengen verwendet werden kann, ohne daß die Reinigungsleistung sich
ändert. Die Regelung der Flüssigkeitsmenge, die in den engsten Querschnitt eingespeist
wird, in Abhängigkeit vom Differenzdruck, den das Gas beim Durchströmen des Apparates
erfährt, ermöglicht eine »Verstellung« der Kehle auf hydrodynamischem Wege ohne
die Verwendung von verschleißgefährdeten Kehleneinbauten.
-
Dadurch werden derartige Geräte wesentlich betriebssicherer und können
bei wesentlich einfacherer Konstruktion - verglichen mit der bisher üblichen mechanischen
Verstellung des Kehlenquerschnittes -für einen großen Gasmengenbereich und einen
großen geforderten Reinigungs- oder Entstaubungsbereich eingesetzt werden. Außerdem
bietet sich weiter der Vorteil, das im Kreislauf geführte Wasser mit hohem Schmutzanteil
zur Waschung des Gases
über den Überlauf störungsfrei zuzuführen und wieder zu verwenden,
während im Gegensatz dazu eine Zufuhr derartigen Wassers durch die Düsen 8 zu starkem
Verschleiß und auch zu Verstopfungen führen könnte. Im Gegensatz dazu reicht es
aus, die anteilmäßig geringere Wassermenge für die Düsen 8 in Form von Frischwasser
oder gut vorgereinigtem Kreislaufwasser einzusetzen. Die Bemessung der bei 8 zuzuführenden
Flüssigkeitsmenge erfolgt zweckmäßig entsprechend der jeweiligen Gasmenge automatisch
in an sich bekannter Weise über den Differenzdruck.