DE1546679B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung von Schwebstoffen aus Gasen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von der Abgasentstaubung durch Einspritzen einer Flüssigkeit und Abtrennen der Schwebstoffe vom Reingas mit HiKe eines Faserbettes (deutsche Patentschrift 629 992) wobei die intermittierend zugeführte, sich am Faserbett ansammelnde Flüssigkeit seitlich abgeleitet und die Flüssigkeitströpfchen enthaltenden Gase zur Abscheidung dieser Tröpfchen gegen Prallbleche od. dgl. geleitet werden.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 166 156 geht eine Abgasentstaubung hervor, bei der sich die Trübe an der oberen Fläche des Faserbetts als Sprudelschicht sammelt, wobei jedoch das Gas gereinigt aus dem Faserbett entweicht und bereits in diesem von der Trübe getrennt wird.

Aufgabe der Erfindung ist nun ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abscheidung von Schwebstoffen aus Gasen, die die Nachteile der bekannten Staubabscheider, nämlich in erster Linie Zusetzen der Filtereinrichtungen, vermeiden und trotzdem zu einem hohen Entstaubungsgrad bei hoher Leistungsfähigkeit führen.

Ausgehend von einem Verfahren zur Abscheidung von Schwebstoffen aus Gasen durch Einspritzen einer Flüssigkeit und Abtrennen der Schwebstoffe vom Reingas unter Verwendung eines Faserbetts und nachfolgender Prallscheidung der Flüssigkeit vom Gas ist nun das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß der die Waschflüssigkeit enthaltende Gasstrom mit einer so großen Geschwindigkeit über der Überflutungsgeschwindigkeit durch das Faserbett aufwärts geleitet wird, daß die gesamte Flüssigkeit durch das Faserbett mitgerissen und erst durch die Prallwirkung vom Gas abgetrennt wird. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient eine Vorrichtung, die einen Waschbehälter mit Zuführungsrohr für das Rohgas, einen Zerstäuber für die Waschflüssigkeit, ein Faserbett sowie eine Reingas- und eine Trübeableitung aufweist, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sich am Ende des Zuführungsrohres ein Filtermaterialpfropfen befindet und darüber im Abstand vom Filtermaterialpfropfen eine zylindrische Haube als Prallvorrichtung vorgesehen ist.
Durch die Tatsache, daß das Gemisch von staubhaltiger Abluft und Waschflüssigkeit das Faserbett vollständig durchsetzt und die Auftrennung in Reingas und Trübe erst an der Prallfläche stattfindet, sind alle Schwierigkeiten, einschließlich Zusetzen des Filterbetts, eliminiert. Gleichzeitig zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren und die dafür geeignete Vorrichtung durch einen außerordentlich geringen Druckabfall und hohe Leistungsfähigkeit bei sehr hohem Abscheidungsgrad aus. Es werden mühelos Abscheidungsgrade von 98 % und darüber erreicht, auch wenn es sich um im Abgas enthaltene sehr feine Stäube, die bekanntlich sehr schwierig abzuscheiden sind, handelt. In der Figur wird die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung schematisch gezeigt. Das zylindrische Gehäuse 10 weist ein konzentrisch angeordnetes Zuführungsrohr 11 auf, in dessen oberem Teil sich ein Filtermaterialpfropfen 12 befindet. Im unteren Teil des Rohres 11 und in einem Abstand entsprechend wenigstens dem doppelten Rohrdurchmesser ist eine konzentrisch angeordnete Sprühdüse 15 vorgesehen, um die Flüssigkeit fast gleichmäßig in dem Gas des Rohres 11 zu versprühen. Über dem Filtermaterialpfropfen 12 befindet sich in einem Abstand, der etwa dem Radius des Rohres 11 entspricht, eine zylindrische Haube 16 als Prallvorrichtung; ihre Tiefe ist ungefähr gleich dem Durchmesser des Rohres 11. Ihr Rand reicht demnach um etwa den Radius des Rohres 11 über das Rohrende hinaus.

Das Reingas tritt bei 18 am Kopf des Gehäuses 10 und Schlamm bei 19 am Boden des Gehäuses aus.

Es hat sich gezeigt, daß die Vorrichtung besonders wirksam ist, wenn die Komponenten in den folgenden Verhältnissen zueinander stehen; es versteht sich natürlich, daß diese keine kritischen Grenzen bedeuten und daß die einzelnen Dimensionen tatsächlich weitgehend verändert werden können, ohne daß der Arbeitsvorgang hierdurch nachteilig beeinflußt wird: Wenn D Durchmesser des Rohres 11, so kann das Gehäuse 10 einen Durchmesser von 2,5 D und eine Höhe von der Verbindungsstelle des bombierten Bodens mit der zylindrischen Wand bis zur Verbindungsstelle mit dem oberen bombierten Boden von 3,0 D haben, wobei sich das Ende des Rohres 11 bei einer Höhe von 2,0 D über der unteren Linie befindet.

Wesentlich für eine innige Berührung zwischen

Flüssigkeit und Feststoff und damit die Trennleistung ist das Durchströmen einer relativ feinen Faserschicht; jedoch werden die Maschen schnell durch Feststoffteilchen verstopft, wenn nicht die Gasgeschwindigkeit höher gehalten wird als die Überflutungsgeschwindigkeit für das spezielle verwendete System Faserbett-Feststoff-Flüssigkeit.
Es können Filtermaterialien der verschiedensten Art verwendet werden; gewirkte werden besonders bevorzugt, da man hiermit gleichmäßige Strömungseigenschaften erreichen kann. Auch das Material für diese Faserschicht kann weitgehend frei gewählt werden, z. B. korrosionsbeständiger Stahl, Polyäthylen und Polytetrafluoräthylen. Ein Faserdurchmesser von 12,7 bis 406,4 μηι und eine Maschenweite von ca. 0,39 bis 6,3 mm haben sich als zufriedenstellend erwiesen, und zwar sowohl für einfädiges als auch mehr-

fädiges Material. Einen hohen Entstaubungsgrad erreicht man im allgemeinen mit einem Filtermaterial mit einem Raumgemisch von etwa 16,02 bis 320,40 kg/ m³, einem Porenanteil von etwa 80 bis 99 % und einer Oberfläche von zumindest etwa 165 m²/m³.

Die Zufuhrgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit kann weitgehend variieren. Eine Steigerung von 1,22 hl/min auf 24,4 hl/min je m^a Filter hat keinen beträchtlichen Einfluß auf den Entstaubungsgrad; dieser blieb sehr hoch. Bezogen auf den Gasdurchsatz arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung zufriedenstellend bei einer Zufuhrgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit von 0,13 bis 13 l/m³, wenn man ein Gas mit einem Staubgehalt von 23 g/m³ annimmt. Bei größerer Zufuhrgeschwindigkeit der Flüssigkeit kann man Gase mit einem Staubgehalt von über 460 g/m³ zufriedenstellend waschen.

Die Waschflüssigkeit kann entweder frisch zugeführt oder die Trübe rückgeleitet werden. Vergleichsversuche ergaben, daß die Trübe eine etwas höhere Wirksamkeit zeigt.

Es ist wesentlich, daß die Gas-Flüssigkeits-Geschwindigkeit durch das Fasermaterial 12 größer ist als die Überflutungsgeschwindigkeit; das ist die Geschwindigkeit, bei der der aerodynamische Druck des Gases an den Fasern groß genug ist, um das Zurückfließen eines Flüssigkeitsfilms durch das Fasermaterial infolge der Schwerkraft zu verhindern. Wird diese Überflutungsgeschwindigkeit nicht überschritten, so sammeln sich Feststoffe in den Zwischenräumen des Fasermaterials an und verstopfen dieses schnell.

Es wurde das erfindungsgemäße Verfahren mit drei üblichen Waschverfahren verglichen unter Verwendung obiger staubhaltiger Luft (mittlere Feinheit 50,8 μπι, Luftgeschwindigkeit etwa 3,5 bis 15,1 m³/ min bei 21° C, Staubgehalt etwa 7,9 bis 57,2 g/m³, Waschwassergeschwindigkeit 0,693 bis 5,41 1 je m³ Luft). Am wenigsten wirksam war bei diesen Versuchen der Venturiwäscher; Prallplatten und Kugelschüttung waren etwas besser, jedoch wurden alle durch den erfindungsgemäßen Wäscher weit übertroffen.

Die Faserlänge des Filtermaterials beeinflußt in gewissem Umfang den Entstaubungsgrad der erfindungsgemäßen Wäscher. Bei einer Versuchsreihe mit Luft, die Talkum mit einer mittleren Feinheit von 50,8 μ enthielt, waren Fasern von 89 μηι Durchmesser wirksamer als solche von 152,4 μΐη Durchmesser.

Die Versuche wurden in einer Vorrichtung durchgeführt, deren Rohr 11 10,16 cm Durchmesser, deren Haube 20,32 cm Durchmesser und deren Gehäuse 10 30,48 cm Durchmesser hatte. Der Staub war Talkum mit einer mittleren Feinheit von 2 μπι, 80 % < 10 μΐη und nach der Siebanalyse 50 % < 2,4 μπα, 28 % < 1 μπι und 14% < 0,5 μπι. Die Versuche dauerten 20 Minuten mit Ausnahme von Versuch 6 und 9 (3 Stunden). Bei keinem der Versuche war ein Verstopfen des Filters zu beobachten.

Der Filtermaterialpfropfen hatte einen Durchmesser und eine Stärke von 10,16 cm (bei Versuch 9 und 10 Stärke 20,32 cm). Das Filtermaterial bestand aus gewirkten Polyäthylenfäden, 406,4 μπι Durchmesser.

Versuche 1 bis 5

Raumgewicht des Filtermaterials = 64,9 kg/m³; Temperatur von Staub-Luft 16° C; Flüssigkeitsgeschwindigkeit 8,95 l/min je dm² Rohrquerschnitt.

Versuche 6 bis 8

Flüssigkeitsgeschwindigkeit 9,75 l/min, Temperatur: Versuch 6: 12°C; Versuch 7: 13°C; Versuch 8: 6⁰C.

Versuche 9 und 10:

Flüssigkeitsgeschwindigkeit 9,75 l/min, dm² bzw. 10,2 l/min · dm²; Temperatur: 12°C bzw. 15°C.

Tabelle

Ver such	Gas durchsatz	Gas geschwin digkeit	Staub gehalt	Druck abfall	Ent- stau- bungs-
Nr.	m3/min	im Filter	g/m3	mm WS	grad
1	5,02	10,2	29,9	287	98,9
2	5,9	12,0	32,2	348	98,7
3	1,3	2,7	11,5	73,7	97,7
4	1,84	3,6	25,3	86,4	98,44
5	2,26	4,5	36,8	114	99,2
6	1,36	2,7	64,2	109	99,75
7	2,66	5,4	43,6	206	98,85
8	4,90	9,9	32,2	33	98,99
9	1,36	2,7	150	229	99,44
10	2,61	5,4	104	482	99,58

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Abscheidung von Schwebstoffen aus Gasen durch Einspritzen einer Flüssigkeit und Abtrennen der Schwebstoffe vom Reingas unter Verwendung eines Faserbettes und nachfolgender Prallscheidung der Flüssigkeit vom Gas, dadurch gekennzeichnet, daß der die Waschflüssigkeit enthaltende Gasstrom mit einer so großen Geschwindigkeit über der Überflutungsgeschwindigkeit durch das Faserbett aufwärts geleitet wird, daß die gesamte Flüssigkeit durch das Faserbett mitgerissen und erst durch die Prallwirkung vom Gas abgetrennt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die einen Waschbehälter mit Zuführungsrohr für das Rohgas, einen Zerstäuber für die Waschflüssigkeit, ein Faserbett sowie eine Reingas- und eine Trübeableitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Zuführungsrohres (11) ein Filtermaterialpfropfen (12) angeordnet und darüber im Abstand vom Filtermaterialpfropfen eine zylindrische Haube (16) als Prallvorrichtung übergestülpt ist.