DE1265134B

DE1265134B - Process for separating solid and liquid particles from gases or vapors

Info

Publication number: DE1265134B
Application number: DE1960E0018871
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Otto Schmid
Original assignee: AEROMIX ETS
Current assignee: AEROMIX ETS
Priority date: 1960-02-10
Filing date: 1960-02-10
Publication date: 1968-04-04

Description

Verfahren zum Abscheiden von festen und flüssigen Teilchen aus Gasen oder Dämpfen Es sind bereits Vorrichtungen zum Abscheiden von festen und flüssigen Teilchen aus Gasen oder Dämpfen bekannt, die aus einem innerhalb des die Gase oder Dämpfe führenden Rohres angeordneten, motorisch angetriebenen, quer zum Gasstrom umlaufenden Zerstäuherrad für eine Benetzungsflüssigkeit, einem Abscheider für die benetzten Teilchen und gegebenenfalls einem Klärbecken bestehen.Process for separating solid and liquid particles from gases or steaming There are already devices for separating solid and liquid Particles of gases or vapors known to arise from within the the gases or vapors Vapors leading pipe arranged, motor-driven, transversely to the gas flow rotating atomizer wheel for a wetting liquid, a separator for the wetted particles and possibly a clarifier.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird die Benetzungsflüssigkeit in Form feiner Tröpfchen von einer oder mehreren rotierenden Scheiben abgeschleudert. Da die feinen Tröpfchen eine nur geringe Eindringtiefe in den Gasstrom haben, wird dem zu reinigenden Gasstrom zusätzlich ein Drehimpuis verliehen, wodurch die in den Gasstrom abgespritzten Tröpfchen infolge der Zentrifugalkraft bis zur äußeren Wandung des zylindnischen Reimgungsgefäßes wandern. Die im Gas strom befindlichen Schwebeteilchen haben gegenüber den Flüssigkeitströpfchen keine oder eine nur geringe Relativgeschwindigkeit, da beide in dem rotierenden Gasstrom schweben, so daß nur ein geringer Teil der Schwebeteilchen benetzt wird. In a known device of this type, the wetting liquid thrown off in the form of fine droplets from one or more rotating disks. Since the fine droplets penetrate the gas flow only slightly, will the gas flow to be cleaned is additionally given an angular momentum, whereby the in the gas stream ejected droplets due to the centrifugal force to the outer Wall of the cylindrical purification vessel migrate. Those in the gas stream Suspended particles have little or no compared to the liquid droplets Relative speed, since both float in the rotating gas flow, so that only a small part of the suspended particles is wetted.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung ist das Zerstäuberrad mit radialen düsenlosen Kanälen versehen und wird mit hoher Umfangsgeschwindigkeit angetrieben. Unter hoher Umfangs ges chwindigkeit wird dabei eine solche Umfangsgeschwindigkeit verstanden, daß die aus den düsenlosen Kanälen ausgeschleuderten Tropfen der Benetzungsflüssigkeit infolge der sich aus der Umfangsgeschwindigkeit des Zerstäuberrades und der Geschwindigkeit des Gasstromes ergebenden Relativgeschwindigkeit unter fortschreitender Zerstäubung bis etwa auf die Größe der Schwebeteilchen unter wirksamer Benetzung der Schwebeteilchen tief in den Gasstrom eindringen. In another known device, the atomizer wheel is with radial nozzle-less channels and is driven at high peripheral speed. Such a circumferential speed is under high circumferential speed understood that the droplets of the wetting liquid ejected from the nozzle-less channels as a result of the peripheral speed of the atomizer wheel and the speed of the gas flow resulting relative speed with progressive atomization up to about the size of the suspended particles with effective wetting of the suspended particles penetrate deep into the gas flow.

Die Benetzung feiner Schwebeteilchen in der Größenordnung von 1 Mikron und kleiner durch eine Waschflüssigkeit, z. B. Wasser, gestaltet sich schwierig, selbst wenn die Waschflüssigkeit in feinverteilter Form auftritt. Da die Schwebeteilchen von einer Gashülle des Trägergases umgeben sind, können sie den Tröpfchen der Waschflüssigkeit, die quer zum Gas strom eintreten und ebenfalls eine Gashülle aufweisen, ausweichen, so daß eine vollständige Benetzung aller Schwebeteilchen nicht eintritt. The wetting of fine suspended particles on the order of 1 micron and smaller by a washing liquid, e.g. B. Water, is difficult even if the washing liquid occurs in finely divided form. Because the suspended particles are surrounded by a gas envelope of the carrier gas, they can carry the droplets of the scrubbing liquid, which enter across the gas flow and also have a gas envelope, evade, so that complete wetting of all suspended particles does not occur.

In Flugrichtung der Tröpfchen bildet sich nämlich eine Verdichtungswelle des Gases aus, die von jedem Tröpfchen, anschaulich betrachtet, vor sich hergeschoben wird. Die Schwebeteilchen werden von der Verdichtungswelle gleichsam zur Seite gestoßen und kommen mit der Waschflüssigkeit nicht in Berührung. A compression wave forms in the direction of flight of the droplets of the gas, which each droplet, viewed vividly, is pushed forward will. The floating particles are pushed to the side by the compression wave and do not come into contact with the washing liquid.

Je kleiner die Schwebeteilchen sind, um so geringer sind die Massenkräfte, um so leichter können sie also den Wassertröpfchen ausweichen. Dies bedingt, daß bei gleicher Relativgeschwindigkeit zwischen Schwebe teilchen und Wassertröpfchen die Wahrscheinlichkeit der Benetzung der Schwebeteilchen um so geringer wird, je feiner die Schwebeteilchen sind.The smaller the suspended particles, the lower the inertia forces, the easier it is for them to avoid the water droplets. This implies that at the same relative speed between suspended particles and water droplets the probability of wetting of the suspended particles is the lower, the more the suspended particles are finer.

Besonders schwierig gestaltet sich eine Benetzung von sehr feinen Schwebeteilchen in der Größenordnung von kleiner als 1 Mikron, die eine sehr große Beweglichkeit im Gasstrom besitzen und daher besonders leicht von der Verdichtungswelle der Wassertröpfchen zur Seite gestoßen werden. It is particularly difficult to wet very fine ones Suspended particles on the order of less than 1 micron, which is a very large one Have mobility in the gas flow and therefore particularly easy from the compression shaft the water droplets are pushed aside.

Die größte Beweglichkeit eines Gases unter normalen Bedingungen ist bekanntlich die Schallgeschwindigkeit dieses Gases. Die Schallgeschwindigkeit eines Gases ist je nach Gaszusammensetzung und Gastemperatur verschieden. Die Machsche Zahl ist bekanntlich das Verhältnis Strömungsgeschwindigkeit eines Gases Schallgeschwindigkeit Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Abscheiden von flüssigen und festen Teilchen, im wesentlichen in der Größenordnung von etwa 1 Mikron, aus Gasen oder Dämpfen durch eine Benetzungsflüssigkeit, bei dem die Benetzungsflüssigkeit aus radialen düsenlosen Kanälen eines Zerstäuberrades in Form von Tropfen in den Gasstrom tief eindringend ausgeschleudert und durch entsprechende Bemessung der Relativgeschwindigkeit zwischen Benetzungsflüssigkeit und Gasstrom im Gasstrom etwa auf die Größe der Schwebeteilchen zerstäubt wird, worauf die benetzten Teilchen einem Abscheider und gegebenenfalls einem Klärbecken zugeführt werden. The greatest mobility of a gas under normal conditions is is known to be the speed of sound of this gas. The speed of sound of a Gas is different depending on the gas composition and gas temperature. Machsche As is well known, number is the ratio of the flow velocity of a gas to the speed of sound The invention now relates to a method for separating liquid and solid Particles, essentially on the order of about 1 micron, of gases or Vaping through a wetting liquid, in which the wetting liquid is removed radial nozzle-less channels of an atomizer wheel in the form of droplets in the gas flow deeply penetrating and ejected by appropriate dimensioning of the Relative speed between wetting liquid and gas flow in the gas flow approximately to the size of the suspended particles is atomized, whereupon the wetted particles pass a separator and optionally be fed to a clarifier.

Erfindungsgemäß wird bei einem solchen Verfahren die Benetzungsflüssigkeit mit vorzugsweise Schallgeschwindigkeit in den Gasstrom eingeführt. According to the invention, the wetting liquid is used in such a method introduced into the gas stream at preferably the speed of sound.

Wird nämlich die Benetzungsflüssigkeit mit Schallgeschwindigkeit quer zum Gas strom ausgeschleudert, ist also die Relativgeschwindigkeit zwischen Schwebeteilchen und Wassertröpfchen in der Größenordnung der Schallgeschwindigkeit des Trägergases, so ist eine Ausweichbewegung selbst feinster Schwebeteilchen in der Größe von Bruchteilen eines Mikrons vor der Berührung mit den Wassertröpfchen nicht mehr möglich. Dies beruht. darauf, daß sich die vor den Tröpfchen herlaufende Verdichtungswelle nicht mehr ausbilden kann, da Druckstörungen im Gas sich höchstens mit Schallgeschwindigkeit fortpflanzen können. Namely, the wetting liquid is at the speed of sound ejected transversely to the gas flow, so the relative speed is between Suspended particles and water droplets in the order of magnitude of the speed of sound of the carrier gas, even the finest suspended particles are evasive the size of fractions of a micron before contact with the water droplets not possible anymore. This is based. that the one running in front of the droplets Compression wave can no longer develop, since pressure disturbances in the gas at most can propagate at the speed of sound.

Es kommt dann zur Ausbildung des sogenannten Machschen Kegels. Durch die fehlende Druckstörung vor dem Tröpfchen werden mit Sicherheit alle Schwebeteilchen im Gas von den betreffenden Tröpfchen benetzt, die sich in der Flugbahn des Tröpfchens befinden.The so-called Mach cone then develops. By the lack of pressure disturbance in front of the droplet will certainly be all suspended particles wetted in the gas by the droplets in question, which are in the trajectory of the droplets are located.

Es ist bekannt, daß bereits bei Annäherung an die Schallgeschwindigkeit, z. B. bei einer Machschen Zahl von etwa 0,8, die Gasmoleküle nur schwer beweglich sind. Wird daher die Benetzungsflüssigkeit mit etwa 80 /o der Schallgeschwindigkeit quer zum Gasstrom aus dem Zerstäuberrad ausgeschleudert, so können die Schwebeteilchen nur eine geringe Ausweichbewegung durchführen. Die Ausweichbewegung dieser Teilchen wird stark gebremst, ähnlich, als ob sie sich in einer zähen Flüssigkeit befinden würden. It is known that already when approaching the speed of sound, z. B. at a Mach number of about 0.8, the gas molecules are difficult to move are. Therefore, the wetting liquid is about 80 / o the speed of sound ejected transversely to the gas flow from the atomizer wheel, the suspended particles can only perform a slight evasive movement. The evasive movement of these particles is slowed down strongly, as if you were in a viscous liquid would.

Die Benetzung der Schwebeteilchen steigt also ähnlich wie bei einer Resonanzkurve für Schwingungen bereits stark an.The wetting of the suspended particles increases similar to that of a Resonance curve for vibrations is already strong.

Auf diese Weise wird eine maximale Benetzung der Schwebeteilchen bei geringstem Wasserverbrauch erzielt, selbst bei extrem feinen Schwebeteilchen in der Größe von z. B. 0,01 bis 0,001 Mikron, wie sie z.B. im braunen Rauch von sauerstoffbetriebenen Konvertern enthalten sind. Auch dieser extrem feine Rauch läßt sich auf diese Weise wirksam abscheiden. In this way, maximum wetting of the suspended particles is achieved achieved with the lowest water consumption, even with extremely fine suspended particles in the size of z. 0.01 to 0.001 microns, such as found in the brown smoke of oxygen powered converters are included. This extremely fine smoke too can be separated effectively in this way.

Das Ausmaß der Zerstäubung der Wassertröpfchen ergibt sich in Abhäng,igkeit von der Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades. Dabei ist es nicht unbedingt erforderlich, die Wassertröpfchen bis auf die Korngröße der Schwebeteilchen von z. B. 0,001 Mikron zu zerstäuben. Wesentlich ist nur, daß die Relativgeschwindigkeit zwischen Wassertröpfchen und Schwebeteilchen etwa die Schallgeschwindigkeit des Gases erreicht. The extent to which the water droplets are atomized depends on on the peripheral speed of the impeller. It is not absolutely necessary the water droplets down to the grain size of the suspended particles of z. B. 0.001 microns to atomize. It is only essential that the relative speed between water droplets and suspended particles reaches about the speed of sound of the gas.

Umgekehrt soll aber auch bei einer Größe der Schwebeteilchen von z. B. 10 Mikron die erfindungsgemäße Lehre Verwendung finden, d. h., es sollen die Wassertröpfchen auf das Gas zerstäubt werden, die sich bei der erfindungsgemäßen Relativgeschwindigkeit ergeben. Conversely, however, should also be the case with a size of the suspended particles z. B. 10 microns find the teaching of the invention use, d. i.e., the Water droplets are atomized onto the gas, resulting in the invention Relative speed result.

Selbstverständlich kann die Lehre der Erfindung auch für Zerstäuberräder Verwendung finden, welche an ihrem Umfang mit Schaufeln versehen sind, die ebenfalls mit radialen düsenlosen Kanälen zur zusätzlichen Durchleitung von Benetzungsflüssigkeit versehen sind. Of course, the teaching of the invention can also be used for atomizer wheels Find use, which are provided with blades on their circumference, which also with radial nozzle-less channels for the additional passage of wetting liquid are provided.

Claims

Claim: Method for separating solid and liquid Particles, essentially on the order of about 1 micron, of gases or Vapors with a wetting liquid, which causes the wetting liquid to evaporate radial nozzle-less channels of an atomizer wheel in the form of droplets in the gas flow deeply penetrating and ejected by appropriate measurement of the relative speed between wetting liquid and gas flow in the gas flow approximately to the size of the suspended particles is atomized, whereupon the wetted particles pass a separator and optionally are fed to a clarifier, characterized in that the wetting liquid is introduced into the gas stream at preferably the speed of sound.

Documents considered: French patents No. 1 173 040, 1108170,725956.

Older patents considered: German Patent No. 1 109 146.