DE1421318B2 - Vorrichtung zum Reinigen von staubbeladenen industriellen Abgasen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Reinigen von staubbeladenen industriellen Abgasen, die in großen Mengen und gegebenenfalls mit hohen Temperaturen anfallen, z. B. zum Reinigen von Konverterabgasen.

Vorrichtungen zum Reinigen von industriellen Abgasen sind in verschiedenen Ausführungsformen und nach verschiedenen physikalischen Prinzipien arbeitend bekannt. Insbesondere sind solche bekannt (vgl. deutsche Patentschrift 911013), die in ihrem grundsätzlichen Aufbau bestehen aus einer lediglich Düsen zum Einsprühen von Wasser aufweisenden Befeuchtungskammer mit zumindest einem Kamin, der als vertikales Rohr mit gegenüber der Fläche der Befeuchtungskammer erheblich verkleinertem Querschnitt ausgebildet ist und im wesentlichen stromlinienförmige Einbaukörper aufweist. Bei der bekannten Ausführungsform ist die Befeuchtungskammer verhältnismäßig klein. Die Aufenthaltszeit der Gase in der Befeuchtungskammer reicht daher bei großen Gasmengen und großen Strömungsgeschwindigkeiten nicht aus zu einer Aufsättigung der Gase mit dem Wasser. Unter den Einbaukörpern befinden sich keine besonderen Düsen, die in den Ringraum zwischen Kaminwand und Einbaukörper wirken. Der Abscheidegrad befriedigt nicht.

Zum Reinigen von staubbeladenen industriellen Abgasen sind außerdem sogenannte Ringspaltwascher (britische Patentschrift 773 322, französische Patentschrift 379 292) bekannt, die in Leitungen eingebaut werden, welche die staubbeladenen Gase führen. Der Abscheidegrad solcher Ringspaltwascher ist für große und stark schwankende Abgasmengen verbesserungsbedürftig. Das gilt auch für die klassischen Waschtürme und ähnliche Einrichtungen (vgl. französische Patentschrift 688 044). Die Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Art sind durch diese bekannten Aggregate bzw. Anlagen bisher nicht beeinflußt worden.

Im übrigen kennt man verschiedene Vorrichtungen zur Reinigung von staubbeladenen industriellen Abgasen, die für große Abgasmengen nicht geeignet sind und andere Wirkungsprinzipien oder Konstruktionsprinzipien verwirklichen. So kennt man (vgl. deutsche Patentschrift 668 259) Naßreiniger für Generatorgas, welches bekanntlich im Vergleich zu Konverterabgasen in verhältnismäßig kleinen Mengen anfällt, bei denen das zu reinigende Gas mit Hilfe einer in die Waschflüssigkeit eintauchenden Brause in die Waschflüssigkeit eingeführt wird. Große, mit hoher Geschwindigkeit strömende Gasmengen würden die Waschflüssigkeit hier mitreißen. Hohe Temperatur der Abgase würde die Waschflüssigkeit zum Sieden bzw. Verdampfen bringen. Ähnlich liegen die Verhältnisse dort, wo die Brause durch ein Einführungsrohr od. dgl. ersetzt ist (vgl. USA.-Patentschrift 2 675888,2 087 219).

Bei einer mit dem vorbeschriebenen Ringspaltwascher vergleichbaren Vorrichtung (vgl. deutsche Patentschrift 864 862) wird im Strömungskanal das Abgas zunächst mit Wasserdampf aus zerstäubtem Wasser aufgesättigt, dann mit nebeiförmig zerstäubtem Wasser übersättigt, durch konvektive Beschleunigung in einer venturiartigen Einschnürung abgekühlt und endlich in einem Tropfenregen gewaschen. Das sind verhältnismäßig komplizierte Verfahrensschritte. Bei großen Gasmengen und hoher Strömungsgeschwindigkeit wird das eingedüste Wasser ausgetragen, ohne daß eine erhebliche Reinigungswirkung eintritt. Das gilt auch für Ausführungsformen (vgl. USA.-Patentschrift 2 234 735, 2 257 516), bei denen auf irgendeine Weise mit Wasserschleiern 5 oder Tropfenschleiern gearbeitet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art so zu verbessern, daß auch große und mengenmäßig stark schwankende Gasmengen ohne Schwierigkeiten und ίο wirksam behandelt werden können.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von staubbeladenen industriellen Abgasen, bestehend aus einer lediglich Düsen zum Einsprühen von Wasser aufweisenden Befeuchtungskammer mit zumindest einem Kamin, der als vertikales Rohr mit gegenüber der Räche der Befeuchtungskammer erheblich verkleinertem Querschnitt ausgebildet ist und im wesentlichen stromlinienförmige Einbaukörper aufweist und der in eine Abscheidekammer mündet. Die Erfindung besteht darin, daß die Befeuchtungskammer als an sich bekannter, einbautenfreier Waschturm mit in seiner Achse angeordneten Düsen ausgebildet und daß unterhalb des Kamins zur Eindüsung von Waschflüssigkeit in diesen in an sich bekannter Weise eine in Richtung des Abgasstromes sprühende Düse vorgesehen ist.

Erfindungsgemäß wird zunächst mit einem klassischen Waschturm, allerdings besonderer Art, gearbeitet. In einem solchen strömen auch große Gasmengen verhältnismäßig langsam bei geringem Strömungswiderstand^ Die Aufenthaltszeit eines Volumenelementes θβΓ Abgasmenge im Waschturm ist folglich hinreichend groß, um vollständige Aufsättigung sicherzustellen. Nachgeschaltet ist gleichsam ein Ringspaltwascher, in dem Kondensationsphänomene auftreten. In Verbindung mit der unterhalb des Kamins angeordneten Düse gelingt so eine Beladung auch feinster Staubpartikel mit Wasser derart, daß deren Abscheidung in der nachgeschalteten Abscheidekammer ohne weiteres erfolgt. Im Ergebnis gelingt es, mit verhältnismäßig kleinen Waschwassermengen und bei geringen Druckverlusten extreme Reinheitsgrade zu erzielen, wie noch erläutert wird.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

F i g. 2 in gegenüber der F i g. 1 vergrößerter Darstellung einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1 und

F i g. 3 ein Diagramm zur Betriebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zum Reinigen von staubbeladenen industriellen Abgasen, sie besteht im unteren Teil aus einer Befeuchtungskammer, die als an sich bekannter einbautenfreier Waschturm 1 ausgeführt ist. Der Waschturm besitzt Einrichtungen zum Eindüsen von fein zerstäubtem Wasser, und zwar sind in der Achse des Turms die Düsen 2 angeordnet, die als Topfdüsen mit tangentialer Einführung des zu zerstäubenden Wassers und zentralem Austritt nach unten oder oben hin ausgebildet sind. Die Zuführung des Waschwassers zu den Düsen 2 erfolgt über die Rohrleitungen 3, die über Stutzen 4 im Mantel des Turmes 1 nach außen geführt sind. Im Oberteil ist der Strömungsquerschnitt auf einen Bruchteil des Turmdurchmessers zu einem

Kamin 5 eingezogen. Die Durchmesserverhältnisse Waschturm zu Kamin sind etwa 10 : 1, im Ausführungsbeispiel z. B. wie 1250 : 250. In dem Kamin 5 ist ein Einbaukörper 6 eingebaut, der lediglich den Ringspalt 7 freiläßt, den das zu reinigende Gas pas- S sieren muß. Über der Einschnürung' ist der Querschnitt wieder auf normalen Durchmesser oder größer zu einer Abscheidekammer 8 erweitert. Der Mantel ist außenseitig um die Einschnürung 5 weiter geführt, und der so gebildete Raum 9 zwischen kaminartiger Einschnürung 5 und Außenmantel steht mit der Abscheidekammer 8 in unmittelbarer Verbindung. Unterhalb des Einbaukörpers 6 befindet sich eine in den Ringspalt und gegen den Einbaukörper sprühende Düse 10 der beschriebenen Ausbildung. Über dem Einbaukörper 6 der Abscheidekammer 8 befindet sich die Prallhaube 11. Der Einbaukörper 6 selbst ist im wesentlichen stromlinienförmig ausgeführt.

Das Gas tritt in die erfindungsgemäße Vorrichtung über den Stutzen 12 ein, strömt dann wie die Pfeile 13 andeuten, aus dem waschturmartigen Teil 1 über die kaminartige Einschnürung 5 in die Abscheidekammer 8 und verläßt die Vorrichtung über den Stutzen 14. Das Wasser kann in an sich bekannter Weise im Kreislauf geführt werden.

Mit der beschriebenen Vorrichtung gelingt es, mit verhältnismäßig kleinen Waschwassermengen extreme Reinheitsgrade zu erzielen, und zwar bei geringen Druckverlusten. Das ist in dem Diagramm der F i g. 3 dargestellt worden. Als Ordinate ist aufgetragen der Reststaubgehalt im in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung behandelten Reingas, als Abszisse der spezifische Wasserbedarf. Die eingetragenen Kurven geben also an, welcher Wasserbedarf für einen vorgegebenen Reststaubgehalt im Reingas, anders ausgedrückt, für einen vorgegebenen Reinheitsgrad erforderlich ist. Als Parameter erscheint an den einzelnen Kurven der Druckverlust in der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Man erkennt, daß sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein ausgesprochenes Minimum in den beschriebenen Kurven ausbildet. Das ist der Bereich, wo mit geringem Wasserbedarf extreme Reinheitsgrade erreicht werden. Die Parameter an den Kurven lassen erkennen, daß die Druckverluste insgesamt verhältnismäßig gering sind. Tatsächlich erfährt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Abgas im Waschturm zunächst eine Aufsättigung. In den Kamin werden also die gesättigten Gase eingeführt. Infolge der konvektiven Beschleunigung im Kamin treten an den Staubteilchen Kondensationsphänomene auf, die durch Kondensation mit Wasser beladenen Staubteilchen kollidieren im übrigen mit den Wassertröpfchen, die im Gleichstrom in den Kamin hineingerissen werden. Diese Wechselwirkung zwischen dem Waschturm, dem nachgeschalteten Kamin und seinem stromlinienförmigen Einbaukörper führt zu dem aus dem Diagramm zu entnehmenden überraschenden Abscheideeffekt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Reinigen von staubbeladenen industriellen Abgasen, bestehend aus einer lediglich Düsen zum Einsprühen von Wasser aufweisenden Befeuchtungskammer mit zumindest einem Kamin, der als vertikales Rohr mit gegenüber der Fläche der Befeuchtungskammer erheblich verkleinertem Querschnitt ausgebildet ist und im wesentlichen stromlinienförmige Einbaukörper aufweist und der in eine Abscheidekammer mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Befeuchtungskammer als an sich bekannter, einbautenfreier Waschturm mit in seiner Achse angeordneten Düsen ausgebildet und daß unterhalb des Kamins zur Eindüsung von Waschflüssigkeit in diesen in an sich bekannter Weise eine in Richtung des Gasstromes sprühende Düse vorgesehen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen