DE1457299B2 - Vorrichtung zum entfernen von teilchen aus einem verunreinigten gasfoermigen medium - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zum Entfernen von feinen und groben Teilchen aus
einem verunreinigten gasförmigen Medium, mit einem
hydrodynamischen Teil zum Entziehen der groben 40 ten Gasstrom in einen laminaren Gasstrom überführt

Vorrichtungen zur laminaren Umwandlung eines turbulenten Gasstromes, die aus parallel zueinander angeordneten Platten bestehen, sind zwar bekannt (deutsche Patentschrift 855 099), jedoch nur in Verbindung mit einem elektrostatischen Abscheider.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zwischen einem hydrodynamischen Teil und einem elektrostatischen Abscheider einen aerodynamischen Umwandler vorzusehen, der den im hydrodynamischen Teil absichtlich turbulent gemachten feuch-

Teilchen, einem elektrostatischen, naß arbeitenden Abscheider zum Entziehen der feinen Teilchen und mindestens zwei dicht aufeinanderfolgenden Sätzen von Leitflächen, die gegeneinander geneigt und zum Entfernen von Nebel aus dem feuchten Medium hakenförmig gebogen sind.

Der Gedanke, Feuchtigkeit aus einem durch Leitflächen gerichteten Gasstrom zu entfernen, ist seit langem bekannt und in verschiedenen Ausführungsund diesen gleichzeitig so weit trocknet, daß im Hochspannungsfeld des elektrostatischen Abscheiders unerwünschte Erscheinungen wie Lichtbogen vermieden werden.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen. Art erfindungsgemäß dadurch, daß die Leitflächen der beiden Sätze nur an ihren oberen Enden hakenförmig gebogen sind, die Leitflächen des an den hydrodynamischen Teil an-

formen. verwirklicht worden. Bei einer Ausführungs- 50 grenzenden ersten Satzes zur Vertikalachse dieses form verlaufen die Leitflächen zunächst vertikal nach Teils geneigt sind und die Leitflächen des zweiten oben und sind dann in einem Winkel von etwa 90° Satzes zur Vertikalachse parallel verlaufen, wobei sie gebogen, worauf sich dann wieder ein gerader Teil dadurch gleichzeitig als Strömungswandler zur lamianschließt (USA.-Patentschrift 2354675). Abgesehen naren Umwandlung des aus dem hydrodynamischen davon, daß diese Leitflächen an ihren Enden nicht 55 Teil strömenden turbulenten gasförmigen Mediums hakenförmig gebogen sind, ist bei dieser bekannten dienen, und der hydrodynamische Teil am Boden, Vorrichtung weder ein hydrodynamischer Teil, in
dem der Gasstrom gewaschen und absichtlich turbulent gemacht wird, noch ein elektrostatischer Abscheider vorgesehen. 60

Eine andere bekannte Ausführungsform ist zwar mit einem hydrodynamischen Teil und einem elektrostatischen Abscheider ausgerüstet (USA.-Patentschrift 3 029 578), es fehlt aber ein aerodynamischer Umwandler, der den hydrodynamischen Teil mit dem elektrostatischen Abscheider verbindet und dessen Leitflächen das Gas trocknen und glcichzeitisz die turbulente Strömung in eine laminare Strömun» über-

der elektrostatische Abscheider am oberen Ende und die beiden Leitflächensätze in der Mitte eines eine Einheit bildenden Turmes angeordnet sind.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in einer optimalen Reinigung des Gasstromes zu sehen, der verhältnismäßig trocken und in laminarer Form in den elektrostatischen Abscheider eintritt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform. Es zeigt F i g. I in Seitenansicht eine Vorrichtung, die mit

einem hydrodynamischen Teil und einem elektrostatischen Abscheider zusammenarbeitet, wobei die drei Bauteile in Verbindung mit dem Kamin einer Verbrennungsanlage dargestellt sind,

F i g. 2 in größerem Maßstab den hydrodynamisehen Teil und die Vorrichtung in teilweise weggebrochener Darstellung,

F i g. 3 einen Teilschnitt längs der Linie 3-3 in F ig. 2,

Fig. 4 eine der Leitflächen des aerodynamischen Umwandlers des hydrodynamischen Teils und

F i g. 5 eine der Leitflächen des aerodynamischen Umwandlers.

In F i g. 1 erkennt man einen hydrodynamischen Teil 10 zum Entziehen der groben Teilchen und einen darüber angeordneten elektrostatischen, naß arbeitenden Abscheider 11. Beide sind über einem mit Wasser gefüllten Absetzbehälter 12 angeordnet und durch einen Ring 24 so miteinander verbunden, daß sie einen einheitlichen Turm bilden. Dieser Turm steht mit einer Verbrennungsanlage in Verbindung, deren Verbrennungsprodukte über einen senkrechten Kamin 13 an die Atmosphäre abgegeben werden. Der Turm kann in. Verbindung mit jeder beliebigen Quelle benutzt werden, die ein verunreinigtes gasförmiges Medium abgibt. Die Vereinigung der beiden erwähnten Abscheider zu einer einheitlichen Turmkonstruktion der in F i g. 1 gezeigten Art ermöglicht eine wirtschaftliche Raumnutzung, bei der keine Verbindungsleitungen benötigt werden. Das erlaubt, die Anlage auch dort aufzustellen, wo verhältnismäßig wenig Raum zur Verfugung steht.

Das von der Verbrennungsanlage kommende verunreinigte Gas wird von dem hydrodynamischen Teil 10 am unteren Ende des Turmes über eine Zuführungsleitung 14, die mit einem Ventil 15 versehen ist, mit hoher Geschwindigkeit angesaugt. Das aus dem oberen Turmende ausströmende, von den Verunreinigungen befreite Gas wird dem Kamin 13 über eine Auslaßleitung 16 mit einer Drosselklappe 17 zügeführt. Da das abgegebene Gas keine Verunreinigungen mehr enthält, kann es unmittelbar in die Atmosphäre geleitet werden, d. h., man braucht keinen hohen Kamin vorzusehen. Ein rohrförmiges Filtergitter 18 ist in dem Kamin 13 am Eintrittsende der Zuführungsleitung 14 angeordnet, um das Eintreten besonders großer Teilchen zu verhindern.

Das Gas wird mit Hilfe eines Gebläses 20 durch die Anlage gesaugt. Das Gebläse ist in die Auslaßleitung 16 eingebaut und wird durch einen Motor 21 angetrieben. Mittels einer Pumpe 22 wird filtriertes Wasser durch den hydrodynamischen und den elektrostatischen Teil geleitet, und die von dem Wasser mitgeführten Verunreinigungen werden an den auf dem Boden stehenden Behälter 12 abgegeben.

Wenn während des Betriebes die Ein- und Auslaßventile offen sind, strömt das von der Verbrennungsanlage kommende verunreinigte Gas zuerst nach oben durch den hydrodynamischen Teil 10, wo es mit dem hindurchgeleiteten Wasserstrom so gemischt wird, daß die großen Teilchen entfernt werden; dann strömt das Gas weiter nach oben durch den elektrostatischen Abscheider 11, in dem die feineren festen und halbfesten Teilchen niedergeschlagen werden. Das gereinigte Gas wird dem Kamin und von dort der Atmosphäre zugeführt. Die Geschwindigkeit des vom Gebläse 20 erzeugten Gasstromes ist so gewählt, daß die gesamte Abgasmenge die Anlage durchströmt.

Gemäß F i g. 2, die die Konstruktion des hydrodynamischen Teiles 10 mit weiteren Einzelheiten darstellt, enthält dieser Teil der Anlage ein zylindrisches Gehäuse 23, dessen oberes Ende mit dem unteren Ende eines Gehäuses 25 für den elektrostatischen Abscheider verschraubt ist; an das untere Ende des Gehäuses 23 schließt sich ein Trichter 26 an, durch den das verunreinigte Wasser an den in Fig. 1 gezeigten Behälter 12 abgegeben wird. Die Zuführungsleitung 14 ist mit einem seitlichen Einlaßstutzeri 27 nahe dem unteren Ende des Turmes verbunden. Das zugeführte verunreinigte Gas wird tangential in den Turm eingeleitet und mit hoher Geschwindigkeit sich bewegenden Wasserstrahlen ausgesetzt, die aus mehreren Düsen 28 austreten. Dies bewirkt eine dynamische Vermischung des Wassers mit. dem Gas unter Bildung einer starken Turbulenz, damit die größeren Teilchen zurückgehalten und niedergeschlagen werden. Das Wasser absorbiert ferner einen erheblichen Teil der bei der Verbrennung entstehenden giftigen Gase.

Es wird ferner Wasser über eine Rohrleitung 29 dem mittleren Teil des hydrodynamischen Teiles 10 zugeführt; dieses Wasser führt einejwirbelnde Bewegung um eine Ringschulter 30 aus, die mit einem als Wehr wirkenden Ring 31 versehen ist. Dieser Ring bewirkt, daß das nach unten strömende Wasser auf ein mit einer konischen Abdeckung versehenes, Umlenkteile aufweisendes Führungsorgan 32 auftrifft, mittels dessen das Wasser einem das Führungsorgan 32 umgebenden Ringkanal 33 zugeführt wird.

Durch die beschriebene Einführung des Gases in den hydrodynamischen Abscheider und durch das Auftreffen der Wasserstrahlen tangential auf den Gasstrom wird dem nach oben gesaugten Gas eine Zyklonbewegung erteilt, während es den Ringkanal 33 und die Öffnung der Ringschulter bzw. des Zwischenbodens 30 passiert. Diese Zyklonbewegung verstärkt die zur Reinigung dienende Wechselwirkung zwischen dem Wasser und dem Gas. Es sei bemerkt, daß der hydrodynamische Teil des hydrodynamischen Abscheiders von der sogenannten offenen Bauart ist, die keine feinmaschigen Siebe oder enge Öffnungen aufweisende Bleche zum Abfangen von feinen Teilchen enthält. Solche Siebe bzw. engen Öffnungen setzen sich leicht zu, so daß sich der Skrubber mit der Zeit verstopft und gereinigt werden muß. Ein Skrubber der offenen Bauart erfordert keine Wartung.

Bevor das Gas in den elektrostatischen Abscheider eintritt, muß zur Erzielung einer optimalen Niederschlagswirkung der Strömungsverlauf des Gases aus der Zyklon- bzw. der turbulenten Bewegung, die ein ungleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil aufweist, in eine geradlinige laminare Strömung mit einem gleichmäßigen Geschwindigkeitsprofil verwandelt werden. Dies geschieht mit Hilfe einer aerodynamischen Vorrichtung. Sie besteht gemäß der Erfindung aus zwei Sätzen von Leitflächen 34 und 35, die dicht aufeinanderfolgend zwischen dem hydrodynamischen Abscheider 10 und dem elektrostatischen Abscheider 11 angeordnet sind und eine zwei Böden umfassende Vorrichtung bilden.

Die Leitflächen 34 des ersten Satzes sind gegen die Vertikalachse des hydrodynamischen Abscheiders geneigt, während die Leitflächen 35 des zweiten, darüberliegenden Satzes parallel zu der genannten Achse angeordnet sind. Die oberen Enden der Leitflächen der beiden Sätze sind hakenförmig umgebogen und

halten dadurch Nebel und kleine Wassertropfen aus dem Gasstrom zurück, die sonst in den elektrostatischen Abscheider gelangen und dort zu unerwünschten Lichtbogerientladungen führen könnten.

Die aerodynamische Umwandlungsvorrichtung kann auch mehr als zwei Böden mit je einem Leitflächensatz aufweisen, so daß die Strömungsrichtung des Gases mehrere Male geändert und das Gas noch stärker getrocknet wird.

Während des Betriebes wird der Gasstrom, der im unteren Teil des hydrodynamischen Abscheiders turbulent gemacht worden ist, durch die beiden Sätze von Leitflächen 34,35 hindurchgesaugt und in parallele Schichten unterteilt, die sich in zu der Vertikalachse des Turmes parallelen Ebenen erstrecken.

Der untere Leitflächensatz unterbricht den turbulenten Gasstrom, während der obere Leitflächensatz bewirkt, daß der Gasstrom das gewünschte gleichmäßige Geschwindigkeitsprofil annimmt. Die Leitflächen können auch gebogen sein, um den an den Ecken auftretenden Strömungswiderstand herabzusetzen und eine noch gleichmäßigere laminare Umformung des Strömungsverlaufes zu bewirken. Die Leitflächen 35 dienen nach dem Gesagten also zwei Zwecken: sie

ίο formen den absichtlich turbulent gemachten Gasstrom in einen laminaren Gasstrom um und machen ihn durch Entfernen von Nebel und Wassertropfen weitgehend trocken mit dem Ergebnis, daß im· elektrostatischen Abscheider eine optimale Abscheidewirkung erreicht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche: führen. Dies ist aber gerade ein wesentliches Merkmal der Erfindung. Die bei der bekannten Vorrichtung vorhandenen geraden Bleche dienen als Aufprallplatten und die gebogenen Bleche zum Umlenken des Gasstromes um 90°, d. h. zur Richtungsänderung. Alle Bleche haben keine hakenförmigen Abbiegungen, die in diesem Fall auch nicht sinnvoll wären. Eine weitere bekannte Ausführungsform weist zwei

1. Vorrichtung zum Entfernen von feinen und
groben Teilchen aus einem verunreinigten gasförmigen Medium, mit einem hydrodynamischen
Teil zum Entziehen der groben Teilchen, einem
elektrostatischen, naß arbeitenden Abscheider
zum Entziehen der feinen Teilchen und mindestens zwei dicht aufeinanderfolgenden Sätzen von io dicht aufeinanderfolgende Sätze von Leitflächen auf, Leitflächen, die gegeneinander geneigt und zum die gegeneinander geneigt und hakenförmig gebogen Entfernen von Nebel aus einem feuchten Medium sind (britische Patentschrift 774 642). Sie haben den hakenförmig gebogen sind, dadurch gekenn- Zweck, im Gasstrom vorhandene Wasserteilchen zuzeichnet, daß die Leitflächen (34, 35) der rückzuhalten, damit in einem vorgeschalteten elektrobeiden Sätze nur an ihren oberen Enden haken- 15 statischen Abscheider der im Gasstrom noch enthalförmig gebogen sind, die Leitflächen (34) des an tene Staub niedergeschlagen und gesammelt werden den hydrodynamischen Teil (10) angrenzenden kann. Abgesehen davon, daß auch hier kein als Gasersten Satzes zur Vertikalachse dieses Teils ge^- wäscher dienender hydrodynamischer Teil vorhanden neigt und die Leitflächen (35) des zweiten Satzes ist, sind die Leitflächen der Sätze an beiden Enden parallel zur Vertikalachse angeordnet sind, wobei 20 hakenförmig gebogen, und der zweite, obenliegende sie dadurch gleichzeitig als Strömungswandler zur Leitflächensatz ist nicht vertikal angeordnet und dalaminaren Umwandlung des aus dem hydrodyna- her nicht in der Lage, dem Gas eine laminare Strömischen Teil strömenden turbulenten gasförmigen mung zu erteilen. Es ist im Gegenteil zu vermuten, Mediums dienen, und der hydrodynamische Teil daß, da die Leitflächen der beiden Sätze zur Horizonam Boden, der elektrostatische Abscheider (11) 25 talebene geneigt angeordnet -sind und dadurch der am oberen Ende und die beiden Leitflächensätze Gasstrom zwischen jeweils zwei Leitflächen des untein der Mitte eines eine Einheit bildenden Turmes ren und oberen Satzes auf diese Leitflächen viermal angeordnet sind. aufprallt und umgelenkt wird, er erst recht turbulent

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- wird, kennzeichnet, daß sie mehr als zwei Sätze von Leitflächen (34, 35) enthält.