DE1300093B

DE1300093B - Zyklon zum Nassabscheiden

Info

Publication number: DE1300093B
Application number: DED33024A
Authority: DE
Inventors: Krochta Harry
Original assignee: Ducon Co Inc
Current assignee: Ducon Co Inc
Priority date: 1959-04-02
Filing date: 1960-04-02
Publication date: 1969-07-31
Also published as: GB896824A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Zyklon zum Naß- einstellbare Veränderung der Agglomerierungszone abscheiden von in einem Gasstrom enthaltenen und auch durch Variation des Einspritzdrucks der feinen Teilchen mit einer Düse zum Einspritzen von Waschflüssigkeit an verschiedene Teilchenbeladun-Waschflüssigkeit in Richtung des Gasstroms in den gen des Gases oder auch an Schwankungen des Gasmit einer Einschnürung versehenen Einlauf. Der- 5 durchsatzes angepaßt werden, und zwar unter Beiartige Zyklone werden auch als Gaswäscher be- behaltung des guten Wirkungsgrads. Dazu ist es zeichnet; sie dienen zur Abscheidung von in einem noch besonders vorteilhaft, daß die Vorderkante der Gasstrom suspendierten feinen Teilchen, z. B. im Gaseinlauf angeordneten und als Prallfläche Flüssigkeitsteilchen wie Säurenebel oder Teernebel, dienenden Schieberplatte oder Absperrplatte des sowie festen Teilchen, z. B. Staub. Die abzuscheiden- io Drosselorgans eine etwa parallel zur Strömungsden Teilchen werden mit den Waschflüssigkeitströpf- richtung des Gases verlaufende Abschrägung oder chen, zu denen die Waschflüssigkeit zerstäubt wird, eine abgerundete Abbiegung aufweist, agglomeriert und die Agglomerate im Zyklon aus- Der erfindungsgemäße Zyklon ist besonders wirk-

zenlrifugiert und abgeschieden. Die Waschflüssigkeit sam auch im Bereich von Teilchengrößen unter wird beispielsweise direkt rechtwinkelig zum Gas- 15 1 Mikron, läßt sich preiswert aufbauen, da er komstrom in diesen eingestäubt. Die bekannten Gas- pakt ist, und läßt sich durch geeignete Wahl der wäscher sind jedoch bei Teilchenabmessungen von Neigung und der Eindringtiefe der Absperrplatte in weniger als 1 Mikron nicht sehr wirkungsvoll. Man den Gaseinlauf unterschiedlichen Betriebsbedingunhat zwar versucht, die Abscheideleistung dadurch gen anpassen.

zu verbessern, daß die Waschflüssigkeit vertikal ao Die Erfindung ist im folgenden an Hand schemazum Gasstrom auf die Wand der im Gaseinlauf tischer Zeichnungen an vorteilhaften Ausführungsvorgesehenen Einschnürung zu spritzen, um die beispielen näher erläutert. Es stellt dar Waschflüssigkeit besonders fein zu zerstäuben und Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungs-

das Gas mit der Waschflüssigkeit so zu beladen, daß gemäßen Zyklon in Höhe seines Gaseinlaufs mit an die Agglomeration mit den abzuscheidenden feinen 35 der Vorderkante abgeschrägter Absperrplatte, Teilchen sichergestellt ist, doch hat auch dies nicht Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 abgeänderte Form-

dazu geführt, daß Teilchen mit einer Größe unter gebung der Absperrplatte mit abgerundeter stirn-1 Mikron mit gutem Wirkungsgrad abgeschieden seitiger Abbiegung und

werden. Man hat daher zu verschiedenen Maß- Fig. 3 einen schaubildlichen Vergleich des Drucknahmen greifen müssen, um eine einigermaßen be- 30 abfalls des Zyklons nach der Erfindung und eines friedigende Abscheideleistung sicherzustellen. Zur bekannten Zyklons für die Gaswäsche. Erhöhung der Wirksamkeit von Zyklonen zur Naß- _Im tangentialen Einlauf 30 eines Zyklons 10 ist

abscheidung ist es bekannt, die Höhe des Zyklons _{ein in} Richtung des Gasstroms weisender Schieber zu vergrößern, doch ist dies mit manchmal untrag- 34 vorgesehen, dessen als Prallplatte wirkende baren Kostensteigerungen verbunden, ohne daß der 35 Schieberplatte 42 schräg zur Strömungsrichtung geerzielbare Leistungsgewinn in einem rechten Ver- richtet ist.

hältnis zum Bauaufwand steht. Für die Abscheidung _Die Schieberplatte 42 bildet im Einlauf eine Ein-

von Teilchen mit einer Größe unter 1 Mikron haben _schnürung. Der Schieber befindet sich gegenüber sich befriedigende Ergebnisse kaum erzielen lassen. _{und in} Strömungsrichtung des Gases hinter der Die Baugröße von Zyklonen ist insbesondere dann 40 Düse 60 zum Einspritzen der Waschflüssigkeit. Daso klein wie möglich zu halten, wenn korrosions- _{durch) daß die Düse auf die} Schieberplatte gerichtet beständige Werkstoffe verwendet werden müssen. _{istj wirkt sie als} Zerstäuberplatte für den auftreffen-

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem ist _den Flüssigkeitsstrahl. Um den Strömungswiderstand die Schaffung eines verbesserten Zyklons der ein- _so gering wie möglich zu halten, ist es besonders gangs genannten Art, bei dem durch Verbesserung 45 vorteilhaft, wenn die Vorderkante der Schieberplatte der Zerstäubung der Waschflüssigkeit im Zyklon- 42 eine etwa parallel zur Strömungsrichtung des einlauf der Abscheidegrad verbessert, die Abscheide- Gases verlaufende Abschrägung 52 oder Abbiegung grenze zu Korngrößen unter 1 Mikron verschoben 90 (s.Fig. 2) aufweist. Der Schieber schließt anwird und der sich auf Grund niedrigeren Druck- sonsten bündig mit der Wandung des Einlaufe ab. abfalls besonders wirtschaftlich betreiben läßt. 50 Die Waschflüssigkeitsdüse 60 kann verschieden aus-

Dieses Problem wird dadurch gelöst, daß erfin- gebildet sein. Sie kann einen oder mehrere Flüssigdungsgemäß im Einlauf ein in Richtung des Gas- keitsstrahlen auf die Oberfläche der Schieberplatte Stroms weisender Schieber zur Bildung der Ein- 42 richten.

schnürung angeordnet ist, der sich gegenüber und in Die aus der Düse 60 austretende und auf die

Strömungsrichtung des Gases hinter der Düse be- 55 Schieberplatte 42 auftreffende Waschflüssigkeit wird findet und als Zerstäuberplatte für den auftreffenden an der Schieberplatte fein zerstäubt. Eine Nach-Flüssigkeitsstrahl dient. Durch die verbesserte Fein- zerstäubung erfolgt in der durch die Schieberplatte Zerstäubung der in der Düse bereits vorzerstäubten zusammen mit der Einlaßwandung gebildeten Ein-Waschflüssigkeit an dem als Prallfläche dienenden schnürung, wenn die Waschflüssigkeitströpfchen mit Schieber bzw. der Schieberplatte ist eine besonders 60 dem mit hoher Geschwindigkeit durch die Einwirksame Agglomeration der Waschflüssigkeits- schnürung strömenden Gasstrom zusammentreffen, teilchen mit den aus dem Gasstrom abzutrennenden der in der Einschnürung seine größte Geschwindig-Teilchen gewährleistet. Trotz großer Flüssigkeits- keit erreicht. In der Einschnürung bildet sich ein aufnahme ist der ^Druckabfall beim erfindungs- Schleier feiner Waschflüssigkeitsteilchen. Da die gemäßen Zyklon kleiner als bei den vergleichbaren 65 stärkste Agglomeration der abzuscheidenden Teilbekannten Zyklonen mit Waschflüssigkeitseinspritzung chen im Bereich der höchsten Gasgeschwindigkeit senkrecht zur Strömungsrichtung. stattfindet und da in diesem Bereich auch die größte

Der erfindungsgemäße Gaswäscher kann durch Zerteilung der Waschflüssigkeitströpfchen erfolgt,

wird die über die Düse 60 eingeführte Waschflüssigkeit zur Agglomeration der abzuscheidenden Teilchen am besten ausgenutzt. Da der engste Strömungsquerschnitt mit einem dichten Schleier feiner Waschflüssigkeitströpfchen besetzt ist, ist die Gefahr, daß Teilchen mit den Waschflüssigkeitströpfchen in der Agglomerierungszone nicht agglomerieren, auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Je gründlicher die Waschflüssigkeit zerstäubt wird, desto größer ist die Zahl der in die Bahn der abzuscheidenden Teilchen ge- ίο langenden Waschflüssigkeitströpfchen und desto größer ist die Möglichkeit, daß in der Zone höchster Gasgeschwindigkeit eine Agglomeration auch tatsächlich erfolgt. Dadurch, daß die Waschflüssigkeit aus der Düse 60 auf die Schieberplatte 42 auftrifft, und dadurch, daß das Einspritzen der Waschflüssigkeit in den engsten Strömungsquerschnitt vermieden wird, wird eine Zerstäubung der Waschflüssigkeit vor ihrem Eintreten in den Bereich höchster Gasgeschwindigkeit erzielt. Da das mit hoher Geschwindigkeit strömende Gas eine weitere Zerteilung der zunächst gebildeten Waschflüssigkeitströpfchen bewirkt, wird der Energieverlust des Gasstroms, der sich als Druckabfall äußert und unvermeidbar ist, solange die Waschflüssigkeit in einem bestimmten Ausmaß zerstäubt werden soll, vermindert.

Die mit den Waschflüssigkeitströpfchen agglomerierten abzuscheidenden Teilchen werden vom Gas in den Zyklon mitgenommen und in diesem in an sich bekannter Weise abgeschieden.

Die Winkelstellung des Schiebers bzw. der Absperrplatte gegenüber der Strömungsrichtung des Gases und das Spritzen der Waschflüssigkeit auf der Absperrplatte sind von großer Bedeutung für die Verteilung der Waschflüssigkeit im Gasdurchtrittsquerschnitt sowie für die Herabsetzung des gesamten Druckabfalls bzw. Energiebedarfs bei einem bestimmten Abscheidegrad. Die Verminderung des Druckabfalls und damit des Energiebedarfs ist zum einen darauf zurückzuführen, daß sich der Gasstrom bei schräggestellter Absperrplatte weniger plötzlich einschnürt als bei zur Strömungsrichtung senkrecht stehender, und zum andern darauf, daß der Waschflüssigkeitsnebel wegen des schrägen Einspritzens durch den Gasstrom nur weniger stark beschleunigt zu werden braucht, da seine mittlere Bewegungskomponente bereits in Gasströmungsrichtung liegt.

In F i g. 3 sind ein erfindungsgemäßer Zyklon mit schräger Absperrplatte und Waschflüssigkeitseinspritzung und ein bekannter Zyklon mit radialer wie zur Strömungsrichtung senkrechter Waschflüssigkeitseinspritzung auf die Einlaufwand einander gegenübergestellt. Die ausgezogenen Kurven geben den Druckabfall in Abhängigkeit von der aufgegebenen Wassermenge bei konstanter Geschwindigkeit des Gases im Einlaß eines Versuchszyklons wieder, der für einen Gasdurchsatz von 11 m³/min ausgelegt ist. Die beiden gestrichelten Kurven geben die berechneten Werte des Druckabfalls bei verschiedenen Wassermengen und bei Gasgeschwindigkeiten von etwa 58 m/s und etwa 75 m/s für den Fall an, daß das Waschwasser rechtwinkelig zur Strömungsrichtung des Gases in dieses eingespritzt wird. Die berechneten Werte wurden an Gaswäschern mit Venturieinlauf nachgeprüft. Man erkennt, daß bei einer Gasgeschwindigkeit von 75 m/s und einem Wasserdurchsatz von 1,351 Wasser je m³/min Gas der Druckabfall auf Grund der Wassereinspritzung bei dem erfindungsgemäßen Gaswäscher etwa 355 mm WS beträgt, während er bei den bekannten Zyklonen etwa 740 mm WS betragen würde. Bei niedrigerem Wasserdurchsatz ist der Unterschied weniger groß als bei höheren Wasserdurchsätzen.

Claims

Patentansprüche:

1. Zyklon zum Naßabscheiden von in einem Gasstrom enthaltenen feinen Teilchen mit einer Düse zum Einspritzen von Waschflüssigkeit in Richtung des Gasstromes in den mit einer Einschnürung versehenen Einlauf, dadurch gekennzeichnet, daß im Einlauf (30) ein in Richtung des Gasstromes weisender Schieber (34) zur Bildung der Einschnürung angeordnet ist, der sich gegenüber und in Strömungsrichtung des Gases hinter der Düse (60) befindet und als Zerstäuberplatte für den auftreffenden Flüssigkeitsstrahl dient.

2. Zyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante der Schieberplatte (42) eine etwa parallel zur Strömungsrichtung des Gases verlaufende Abschrägung (52) oder Abbiegung (90) aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen