DE1444479C - Vorrichtung zur Abscheidung von Nebeln und Stäuben durch Anwendung eines Drucksprunges im Gasstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur raecha- Gas zuwenig flüssige Bestandteile enthält, muß vor nischen Abscheidung von flüssigen oder festen Teil- der Filtration eine geeignete Flüssigkeit eingesprüht chen aus Gasen. Die Wirkung' erstreckt sich auch werden. Bei porösen Schichten würde diese Maßauf Teilchen im Bereich äußerst kleiner Durchmesser, nähme nicht zum Erfolg führen, denn die Poren welcher von den meisten bekannten mechanischen 5 lassen die eingesprühte Flüssigkeit ablaufen, halten Trocken- oder Naßabscheidern nicht mehr erfaßt aber die Feststoffe zurück,
wird. In den Vorrichtungen nach der Erfindung wird das

Die Erfindung ist eine Weiterentwicklung einer Gas in Teilströme in Form dünner Schichten zerlegt

Vorrichtung zur Abscheidung von Schwefelsäure- und dermaßen einem Drucksprung unterworfen, daß

nebeln durch Anwendung eines Drucksprunges im io jeder Teilstrom des Gases durch eine scharfe Um-

Gasstrom, welche noch nicht zum bekannten Stand lenkung der Strömungsrichtung einem plötzlichen

der Technik gehört. Es hat sich überraschenderweise Druckabfall von mindestens 50 mm WS unterworfen

gezeigt, daß die Vorteile der Abscheidungsvorrichtung wird. Die Dicke der Gasschichten liegt unter 3 nun.

nicht auf die Anwendung auf Schwefelsäure- oder Je dünnere Schichten gewählt werden, um so besser

SO₃-Nebel beschränkt sind, sondern daß bei entspre- 15 ist die Nebelniederschlagung. Feine Nebel erfordern

chender Anpassung der Vorrichtungen auch bei Schichtdicken unter 2 mm. Extrem feine Nebel be-

vielen anderen Anwendungen wesentliche Fortschritte nötigen Schichtdicken zwischen 0,3 und 1,2 mm.

erreicht werden. Eine wesentliche Verbesserung' der Abscheidungs-

Unter dem Drucksprung wird ein Meßwert ver- leistung beim selben Druckaufwand kann durch eine

standen, der die Differenz des statischen Drucks des ao Formgebung des Schlitzquerschnitts nach den Gesct-

zu reinigenden Gases vor und nach der Nebelnieder- zen der Aerodynamik erreicht werden, indem die

schlagung darstellt und z. B. in Millimeter Wasser- Erzeugung größter Zentrifugalkräfte sichergestellt

säule ausgedrückt werden kann. Die Reinheit des wird und die Energieverluste durch Reibung und

behandelten Gases verbessert sich mit größerem Wirbelbildung beim Zu- und Abströrften möglichst.

Drucksprung. Die Vorrichtungen nach der Erfindung 25 klein gehalten werden.

enthalten keine bewegten Teile. Der Energieaufwand Äußerlich ähnliche Schlitze, jedoch von meist

muß von vorhandenen oder von zusätzlichen Ge- größerer Dicke als bei den Vorrichtungen nach der

blasen aufgebracht werden und liegt in vielen Fällen Erfindung, sind bereits zum Abscheiden von Tröpf-

nicht höher als der Energieaufwand eines Elektro- chen aus Gasen verwendet worden. Es konnte jedoch

filters für dasselbe Gasreinigungsproblem. Die Er- 30 nicht erwartet werden, daß in solchen Schlitzen bei

Stellungskosten, die Größe und das Gewicht der erfindiingsgemäßer Bemessung der Dicke der Schlitze

neuen Vorrichtungen betragen nur einen Bruchteil und der Höhe des Drucksprunges eine Abscheidungs-

der entsprechenden Werte für ein Elektrofilter. leistung erreicht wird, die z. B. die Leistung von

Es ist bekannt/einen Gastrom in dünne Schichten Gasfilterkerzen aus keramischem Material mit Poren

aufzuteilen und in zwei-oder mehrfacher Umkehrung 35 unter 0,1 mm weit übertrifft. Die Vorrichtungen

der Wirkung der Fliehkraft zwecks Abscheidung von können aus den verschiedenartigsten Materialien ge-.-

festen Bestandteilen auszusetzen. Die Umkehrstrecken fertigt werden. Besonders bewährt haben sich z. B.

werden dabei z. B. durch parallelgeschaltete Hohl- Kunststoffe, wie Polyäthylen oder Polypropylen,

schaufeln gebildet, in deren Inneres verschiedene durch welche eine Korrosionsfestigkeit gegen sehr

Abführstellen einmünden. Es ist auch bekannt, fein- 40 viele Stoffe erreicht wird. .

verteilte Flüssigkeit aus einem Gasstrom abzuschei- Schlitze gleichbleibender Dicke und Form werden

den, indem man in einer Vielzahl von horizontal durch Aneinanderreihen profilierter Bauelemente

angeordneten, nebeneinanderliegenden Kammern, die gebildet, indem zwischen die Bauelemente Distanz-

durch Leitbleche gebildet werden, das Gas in dünne stücke gelegt werden, welche die Dicke der Schlitze

Schichten aufteilt und zweimal um etwa 180° um- 45 festlegen. Besonders formbeständige Schlitze, trotz

lenkt. Dabei werden die Leitbleche so ausgebildet, der Verwendung von nicht völlig starren Kunststoffen,

daß sie eine sich erweiternde und wieder verengende werden durch Aneinanderreihen von Düsenringen

Turbulenzstrecke bilden. erhalten. Es entstehen derart Hohlzylinder mit

Aus der Schwefelsäure-Industrie ist es bekannt,. Schleudersitzen, die zwischen den Drehflächen durch

daß die Abscheidung besonders feiner Nebel möglich 5° Distanzstücke fixiert sind und vom Gas von innen

ist, wenn man das Gas durch Schichten aus Glas- ' nach außen durchströmt werden,

fasern, Drahtmatten mit Glasfasern oder aus kerami- Eine erfindungsgemäße Vorrichtung wird durch

schem, porösem Material drückt.- Ein Nachteil die Abb. 1 bis 3 dargestellt.

solcher Vorrichtungen ist die Verstopfung der Gas- Abb. 1 zeigt den Längsschnitt eines waagerecht

durchtritte in relativ kurzer Zeit, wenn das Gas neben 55 angeordneten zylindrischen Filters. Das Gehäuse 1

flüssigen Verunreinigungen auch feste Teilchen ent- ist durch den Trennboden 2 in eine Gaseintritts-

hält. kammer 3 und eine¹ Gasaustrittskammer 4 geteilt. Der

Es wurde gefunden, daß bei Aufwand der gleichen Trennboden 2 hat im dargestellten Fall sieben Gas-Energie in Vorrichtungen, die nur eine scharfe Um- durchtrittsöffnungen, von denen im Längsschnitt drei lenkung des Gasstroms erzwingen, eine besere Ab- 60 dargestellt sind. Auf diesen Durchtrittsöffnungen sind scheidung erreicht wird als in porösen Schichten oder sieben Ringpakete 5 befestigt. ,
Prallplattenapparaten, in denen das Gas vielmals A b b. 2 zeigt einen Querschnitt durch das Filter 1 oder zumindest mehrmals druckverbrauchenden und die Ringpakete S.

Richtungsänderungen ausgesetzt ist. Erfindungs- A b b. 3 zeigt einen Ausschnitt der A b b. 1 in vergemäßc Vorrichtungen mit einmaliger Umlenkung 65 größerter Darstellung. Der Abstand zwischen benachlassen sich so konstruieren, daß Verstopfungen ver- barten Ringen 11 wird durch Distanzstücke 6 fixiert,

mieden werden, indem die festen Teilchen zusammen Jedes Paket ist, wie in A b b. 1 dargestellt, durch Abmit dem flüssigen Kondensat abfließen. Wenn das schlußscheiben 7 verschlossen und durch Spindel-

stangen 8 mittels Spannniuttern 9 zusammengehalten. Zur Anpassung des Filters an wechselnde Gasmengen können einzelne GasdurchtrittsöfTnungen durch die Verschlußglockc 10 für den Gasdurchtritt abgesperrt werden. Der abgeschiedene Nebel tropft in Form einer Flüssigkeit von den Ringpaketen 5 nach unten ab und verläßt das Gehäuse des Filters durch den Stutzen 12.

Die Vorteile der Erfindung werden im folgenden an Hand mehrerer Beispiele aus der Praxis erläutert.

Beispiel 1

Angereichertes Uran 235, welches als Nitrat in einer flußsäurehaltigen Lösung enthalten ist, wird durch Zusatz von Ammonkarbonat und Ammoniak gefällt. Die Abgase des Reaktionsgefäßes enthalten wegen der Gasentwicklung bei der Reaktion feinste Flüssigkeitsteilchen, die Uranpartikeln mitreißen. In einer Vorrichtung nach der Erfindung mit Spaltbreiten von 0,5 mm und einem Drucksprung von 200 bis 250 mm konnte das Abgas bis unter 0,5 · 10~" Mikrocurie/cm·'¹ gereinigt werden. Vor dem Filter ist eine Druckluftzerstäubungsdüse eingebaut, durch die Wasser eingedüst werden kann. Die abgeschiedenen uranhaltigen Gasbestandteile befanden sich als Kondensat in der Vorrichtung. Die Menge lag unter 1 1. Es ist einfach, dieses Kondensat aus dem Filter auszuspülen und mit der Hauptmenge des Urans zu vereinigen. Der Vorteil der neuen Vorrichtungen beschränkt sich nicht auf die höhere Abscheidungsleistung, sondern besteht auch in der leichten, restlosen Rückgewinnung des abgeschiedenen Stoffs. Bei einer Gaswäsche mit Flüssigkeitskreislauf müßten neben dem Filter die Pumpe und der gesamte Flüssigkeitskreislauf nach jeder Charge gereinigt werden, um die flüchtigen Bestandteile mit der Hauptmenge des Urans wieder zu vereinigen.

Beispiel 2

Abfälle einer Legierung von hoch angereichertem Uran und Aluminium wurden zur Aufarbeitung in Natronlauge gelöst. Der entweichende Wasserstoff wurde zur Rückgewinnung des mitgerissenen Urans in einem Filter nach der Erfindung gereinigt. Die Radioaktivität der Abgase betrüg unter 0,5 · 10~"

Mikrocurie/cm³. _ . . , „
Beispiel 3

In einer Schleifmaschine wird pyrophores Urankarbid unter starker Bespülung mit öl bearbeitet. Aus der abgedeckten Maschine werden etwa 3 m³/min Schleifnebel abgesaugt. Bisher wurden diese Abgase durch Hintereinanderschalten von grob-, fein- und feinstporigen Schichtfiltern gereinigt. Da eine übliche ölabscheidung unzureichend ist, verschmierte das Schichtfilter nach kurzer Zeit. Mit der Vorrichtung j nach der Erfindung konnte bei einem Drucksprung von 250 mm WS und bei einer Schlitzbreite unter 1,2 mm ein Abgas mit unter 7 ·10~^η Mikrocurie/cm³ erreicht werden. Aus der Vorrichtung fließt ein durch Uranteilchen schwarzgefärbtes öl ab. Eine Verstopfung trat nicht ein. Eine Nachreinigung in feinstporigen Schichtfiltern ist im Anschluß an die neue Vorrichtung möglich, da das Gas praktisch ölfrei ist.

Beispiel 4

Abgase einer Schwefelsäure-Turmanlage wurden in parallelen Versuchsfiltern gereinigt. Ein Filter enthielt ein zylinderförmiges Filterelement nach der Erfindung mit Schlitzen von 0,6 mm. Das zweite Filter enthielt eine Gasfilterkerze mit einer Wandstärke von 10 mm und einer mittleren Porengröße unter 0,1 mm. Die Filterkerze verstopfte nach einer Woche und ließ kaum nonch Gas durchtreten. Bei der Vorrichtung nach der Erfindung änderte sich während des Betriebes weder die Gasmenge noch der Gaswiderstand. Bei einem Drucksprung von 150 mm WS betrug der Säuregehalt als SO₃ nach der Filterkerze 1,28 g/m³, ίο nach der neuen Vorrichtung hingegen nur 0,66 g/m^:).

Beispiel 5

Die sauren Abgase eines Beizereibetriebes werden durch einen Waschturm geleitet. Die Wirkung des Turmes ist ungenügend, und die Endgase enthielten nocli unzulässig große Mengen an Säure. Durch Zusatz von kleinen Mengen gasförmigem NH., vor dem Waschturm gelang es zwar, die Gase zu neutralisieren, die Abgase des Waschturms enthielten

ao jedoch einen weithin sichtbaren weißen Nebel. Mit der Vorrichtung nach der Erfindung gelang es, mit einem Druckaufwand unter 400 mm WS die Nebel praktisch restlos zu beseitigen. Auch bei einer Schlitzbreite bis hinauf zu 3 mm wird ein nur wenig sichtbares Endgas erreicht.

Beispiel 6

In einer Abfallschmelze wird Leichtmetall in Drehrohrofen mit Gasfeuerung eingeschmolzen. Das flüssige Metall ist durch eine Salzschmelze abgedeckt. Die Abgase, welche neben sauren Dämpfen auch Salzteilchen enthalten, werden in einem Waschturm gekühlt. Aus diesem Turm entweicht ein dicker Nebel, der die Umgebung belästigt. Versuche mit verschiedenen bekannten mechanischen Abscheidern führten auch bei einem Druckaufwand bis zu 800 mm WS zu keinem Erfolg, weil ein hoher Anteil der Nebelteilchen einen Durchmesser unter 10—*cm hat. Ein Elektrofilter wäre wegen des Korrosionsproblems extrem teuer. Mit einer Vorrichtung nach der Erfindung gelingt es, schon bei einem Drucksprung unter 300 mm WS und einer Schlitzbreite von 0,5 mm den Nebel praktisch vollkommen niederzuschlagen.

Wenn mit den Metallabfällen öle und andere organische Stoffe in die Drehrohröfen gelangen, entstehen Nebel, die ein teerartiges, zähes Kondensat ergeben. Eine Verstopfung der Schleuderschlitze der neuen Vorrichtung kann dadurch vermieden werden, daß vor den Filterelementen in das Gas mit einem Druckluftzerstäuber Wasser eingesprüht wird, welches ein geeignetes Netzmittel zur Reinigung von ölhaltigen Verschmutzungen enthält. Durch säurebeständige Netzmittel entsteht auf den Polyäthylenoberflächen, welche die Schlitze bilden, ein zusammenhängender Flüssigkeitsfilm, welcher die Abscheidung der Nebel verbessert und ein Festbacken von Verunreinigungen auf dem Kunststoff verhindert.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Nebeln und Stäuben aus Gasen, bestehend aus einem Gefäß (1), welches durch mindestens eine mit einer oder mehreren öffnungen versehene Zwischenwand (2) in einen Rohgasteil (3) und einen Reingasteil (4) getrennt ist, mit mindestens einem Gaseinlaß für den Rohgasteil und mindestens einem Auslaß für den Reingasteil sowie mit einem

'oder mehreren Hohlkörpern (5), welche sich an die Öffnung oder die öffnungen der Trennwand (2) anschließen und dünne Schlitze für den Gasdurchtritt besitzen, wobei die Schlitzform eine Querschnittsverengung, anschließend eine Ouerschnittsenvcitcrung und an der engsten Stelle des Querschnitts eine stärkste Krümmung des Gasstroms bewirkt, dadurchgekennzeichn c t, daß die Schlitze aus aneinandergereihten profilierten Bauelementen (11) gebildet werden, deren Oberflächen die Leitflächen der Schlitze bilden, wobei zur Fixierung der Dicke der Schlitze Distanzstücke (6) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Gasschlitze an der engsten Stelle weniger als 1,2 mm beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Schlitze ringförmige Bauelemente (11) aneinandergereiht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen