DE1571763C - Vorrichtung zum Abscheiden von Fein stauben aus Gasen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ab- Abscheiden von Feinstiiuben aus Gasen dadurch ge-.scheiden von Femstauben aus Gasen, bestehend aus löst, daß die Zuführung von Feuchtigkeit durch ein einem vom Gas durchströmten BebiiUer, der, in Temperaturregclungssystem mit Temperaturfühlern, Siioiiiriclming des Gases gesehen, in Zonen der Zu- die vor der Zone der Zuführung von Feuchtigkeit führung von Feuchtigkeit, des Mischens von Gas und 5 und hinter der Mischzone angeordnet sind, und einem Feuchtigkeit, der Abkühlung des Gases und der Temperalurdifferenzreglcr steuerbar ist Hlterung aufgeteilt ist. Die Erfindung wird nun an K^nd der folgenden

Es sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, um Beschreibung und den Zeichnungen verschiedener unerwünschte kleinste Stoffteilchen aus einem Gas Ausführiingsbcispielc näher erläutert. z;i entfernen bzw. auszufiltricren. Bei den am meisten to Fig. 1 ist eine schematische Ansicht des Gasrciniverwendeten Einrichtungen wird dem Gas cine Bc- gers gemäß der Erfindung;

wegiing erteilt, wodurch die darin enthaltenen Teil- Fig. 2 ist eine thematische Ansicht einer anderen

dien auf ein festes oder flüssiges Entfernungsmittei Ausführungsform der Erfindung, und aufschlagen und dabei zurückbehalten werden, wäh- Fig. 3 ist eine schematische Ansicht einer dritten

rend das filtrierte Gas hindurchströmen kann. Diese 15 Ausführungsform der Erfindung. Aufschlagtechnik findet bei üblichen Staubbeutel- Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist ein

filtern und anderen Einrichtungen, wie z. B. Wirbel- erfindungsgemäßer Gasreiniger 10 in einem senk-Mromabschi'Hern, Anwendung. Aus der deutschen rechten, länglichen geschlossenen Behälter oder Ge-Patentschrilt 307 579 ist beispielsweise bekannt, in fäß II eingebaut. Am unteren Ende des Gefäßes ist zu reinigende Gase Wasserdampf einzuleiten, das 20 eine Einlaßleitung 12 für ein mit Teilchen verunrei-Gasgcmisch zu verwirbeln und anschließend zwecks nigtes Gas vorgesehen Das Gefäß hat am oberen Ausscheidung der zusammengeballten Staubteilchen Ende eine Auslaßleitung 13 für die Abnahme des gezu kühlen und durch ein Filter zu leiten. Eine nach reinigten Gases. Eine Ablaßleitung 14 führt durch einem ähnlichen Prinzip arbeitende Vorrichtung ist den Boden des Gefäßes und ist dort befestigt, auch in der deutschen Patentschrift 114 013 be- 25 Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind innerschrieben, halb des Gefäßes zwischen den Einlaß- und Auslaß-Obwohl solche Aufschlagvcrfahren für viele An- Öffnungen mehrere hintereinander angeordnete Stuw.ndungsfällc sehr brauchbar sind, hängt doch ihr fen vorgesehen. Drei solcher Stufen 16, 17, 18 sind 1 iltrierwirkufi_t.sgrad in großem Maße von dem Be- in Fig. 1 gezeigt, wobei jede Stufe Zonen zur Zuhurrungsvermögen und somit von der Masse der zu 30 führung von Feuchtigkeit, des Mischens von Gas und entfernenden Teilchen ab. Die Schwierigkeit des Feuchtigkeit, der Abkühlung des Gases und der r-iltriercns durch Aufschlag nir rnt in dem Maße zu, Filterung aufweist.

wie die Teilchengröße unter ungefähr 1 Mikron ab- jede Stufe hat einen Dampfinjektor 20, um Dampf

nimmt und ist gewöhnlich bei Teilchen, die kleiner i_n eine Anfeuchtungszone 21 einzuführen, die von als ungefähr '/10 Mikron sind, nicht mehr zufrieden- 35 zwei Stauscheiben oder durchlöcherten Platten 22 bestellend, grenzt wird, die sich auf entgegengesetzten Seiten des Bei einer anderen Filtriermethode wird ein elektro- Dampfinjektors über das Gefäßinnere erstrecken, statischer Gasreiniger verwendet und den Teilchen Jeder Dampfinjektor wird durch eine Zuführungscine elektrische Ladung gegeben, die dann an einer leitung 24 mit einem Ventil 25 versorgt. Mehrere ZuElektrode gesammelt werden. Diese Methode ist be- 40 führungsleitiingen sind an einen gemeinsamen Ver-Kondcrs bei sehr kleinen Teilchen anwendbar, die teiler angeschlossen, der von einer gemeinsamen nicht mit den üblichen mechanischen Aufschlag- Dampfzufuhr 26 gespeist wird, methoden aufgefangen werden können. Dabei werden j_ecj_e stufe besitzt außerdem ein Temperaturfühlerjedoch die gesammelten Teilchen an einer Elektrode _paar 28. Diese Temperaturfühler können z. B. In unmittelbarer Nähe des zu filtrierenden Gasstromes 45 Thermoelemente sein, die auf entgegengesetzten Seigchaltcn. Wenn eine vorübergehende Unterbrechung ten der durch die Platten 22 begrenzten Anfeuchtlcs elektrischen Stromes zu dem elektrostatischen tungszone angeordnet sind. Jedes Temperaturfühler-Niedcrschläger eintritt, wird nicht nur die Teilchen- _paar 28 ist mit einem üblichen Temperaturdifferenz, ftusscheidiing unterbrochen, sondern bereits an· regler 29 verbunden, wobei jeder Regler seinerseits gesammelte Teilchen können durch den Gasstrom ₅„ _an das Ventil 25 seiner entsprechenden Stufe angewieder mitgerissen werden. schlossen ist und die Ventileinstcllung durch den zu-

Diese Abhängigkeit von Stromunterbrechungen gehörigen Regler bestimmt wird, «eilt für gewisse kritische Anwendungen einen ent- Bei jeder Stufe ist weiterhin eine Kühlzone 31 vor-

scheidenden Unsicherheitsfaktor dar. Zum Beispiel gesehen, die eine mit üblichen Kühlblechen oder Rip· Ist es bei einer Anlage, die zur Behandlung von radio- 55 pen ausgestattete Kühlschlange enthält. Die Kühlzone aktiven Materialien dient, gewöhnlich notwendig, befindet sich innerhalb des Gefäßes oberhalb der Beradioaktive Teilchen aus dem Gasstrom zu entfernen, feuchtungszone der betreffenden Stufe und enthält bevor das Gas ohne Gefährdung an die Atmosphäre eine EInIa ßleliung 32 und eine Auslaßleitung 3£, abgegeben werden darf. Viele solcher Teilchen sind durch welche das Kühlmittel ein- und ausströmen aber zu klein, um durch die üblichen mechanischen 60 kann.

Methoden und Vorrichtungen wirksam entfernt wer· Oberhalb der KUhlzone ist bei jeder Stufe ein Netz·

den zu können. entnebler 36 vorgesehen, der ebenfalls einen üblichen

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be* Aufbau haben kann. Der Entnebler ist in bezug auf

steht deshalb darin, eine Vorrichtung zu schaffen, das Gefäß zentral durch einen ringförmigen Abfang·

mit der sich auch die kleinsten Teilchen, die kleiner 65 schirm 37 gehalten, der von der Innenwand des Ge·

als etwa 1 Mikron sind, kontinuierlich und sicher fäßes nach oben und innen zum Entnebler verläuft.

abscheiden lassen. Eine Abflußleitung 39 erstreckt sich von dem urne·

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum ren Ende des Abfangschirmes durch die Gefäßwand

3 4-

hindurch. Die Abflußleitiingen der verschiedenen KondensiUionskerne werden und so, von Wasser-

Slufen sind zu einer gemeinsamen AbflniJleitunjj 39 tröpfchen umgeben, uns dem Gas abgeschieden

verbunden, an die auch die Abflußleitung 14 um tinte- werden,

ren EmIe des Gefälles angeschlossen ist, Ocjin Verlassen der Slulfc 18 kann das Gas noch

Gemäß der gezeigten Ausfülmingsform können 5 über einen Filter40 geleitet werden, bevr.r es die drei Smfen hintereinander vorgesehen sein, wobei die Auslaßleitung 13 am oberen En'le des GeliißL.s er-Slufc 16 am unteren Ende, die Stufe 17 in der Mitte reicht. Diese endgültige Filterung entfernt irgend· und die Stufe 18 am oberen Ende des Gefäßes ange- welche in dem Gas zurückgebliebenen Tröpfchen und ordnet ist. Zwischen dem oberen Ende der Stufe 18 ist für Teilchen zur gewöhnlichen mechanischen Filii nd der Ausflußleitung IJ ist ein Filter 40 vorge- io tcrgrcnze von ungefähr 0,1 Mikron Teilchengröße sehen, der vorzugsweise aus zusammengepreßten wirksam.

Glasfaden oder Metallgcflecht besteht und sich über Der hohe Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen

die gesamte innere Breite des Gehäuses erstreckt. Gasreinigungsvorrichtung ist zum Teil auf die Mecha-

Üei Betrieb des Gasreinigers wird ein Gas mit den tnk des Kondensierungsprozesses zurückzuführen,

darin enthaltenen verunreinigenden Teilchen unter i₅ Wasserdampf in teilchenfreier Luft kondensiert nicht

Druck in die Einlaßleitung 12 am unteren Ende des zu Tröpfchen, bis die Lufl etwa zu 800 % übersättigt

Gefäßes eingeführt. Das Gas strömt dann in dem ist. Die Kondensation beginnt bei wesentlich nicdri-

Gefäß aufwärts und zirkuliert durch die Anfeuch- geren Übersättigungswe -:n, wenn flüssige oder feste

tungszone 21 der ersten Stufe. Dabei wir<l durch den Teilchen, die als Kondensaiionskerne dienen können,

Injektor 22 Dampf eingeführt urin mit dem Gas in _ao zugegen sind. Zum Beispiel beginnt die Kondensa-

der Anfeuchtungszone gemischt. tion bei einer Übersätiiguni; von ungefähr 300 °/o an

Das Ausmaß der Anfeuchtung wird dadurch über- als Kern dienenden Teilchen von ungefähr 0,001

wacht, daß die Gastemperatur vor und hinter der Zu- Mikron Durchmesser. Sogar Teilchen in der Größe

führung der Feuchtigkeit gemessen wird. Diese Tem- von Molekülen mit Durchmessern, die wesentlich

peraturen werden mit Hilfe von Temperaturfühlern a₅ kleiner als 0,001 Mikron sind, bilden geeignete Kon-

28 bestimmt, und die sich ergebende Temperatur- densalionskerne.

differenz wird mit Hilfe des Reglers 29 dazu benutzt, Wenn Wasserdampf beginnt, sich an Teilchen zu

das Ventil 25 zu betätigen und entweder den Betrag kondensieren, nimmt die Teilchengröße sehr schnell

des in das Gas eingeführten Dampfes zu vergrößern zu. Zum Beispiel wird die Zeit für einen Konden-

oder /u verkleinern. Die Platten 12 an den beiden ₃₀ salionskern von 0,001 Mikron Durchmesser bis zur

Enden der Anfeuchtungs/one bewirken ein inniges Erreichung einer sichtbaren Tröpfchengröße von un-

Vermisdien des Gases und Dampfes und tragen auch gefähr ί Mikron auf weniger als etwa 1/100 Sekunde

dazu bei, lokalisierte Heißpunkte oder -zonen zu ver- geschätzt. Diese schnelle Kondensation verbessert den

meiden, welche eine genaue Temperaturmessung be- Durchsatz des Gasreinigers, da sehr wenig Zeit zur

einträchtigen könnten. ₃₅ Tröpfchenbildung benötigt wird, sibald einmal der

Da-. angefeuchtete Gas strömt dann in dem Gefäß gewünschte Übersättigungsbetrag erreicht ist.

nach i>ben und durch die mit einer Kühleinrichtung Bei der Ausfühningsforim des Gasreinigers nach

versehene Kühlzone. Das Gas wird durch die Küh- Fig. 2 sind ein Gefäß42, eine Einlaßleitung43, eine

lung übersättigt, und der Wasserdampf kondensiert Auslaßlditung 44, eine Ablaßleitung 45 und ein Filter

zu Tröpfchen um die aus dem Gas zu entfernenden 40 46 in der an Hand von Fig. 1 bereits beschriebenen

Matcrialteilchcn herum. Der Grad der Übersättigung Weise angeordnet, wobei ebenfalls drei in Reihe ge-

ist zum (eil durch das Ausmaß der Kühlung des schaltete Stufen48, 49 und 50 vorgesehen sind. Jede

Gases bestimmt. Zum Beispiel ergibt eine Kühlung Stufe enthält Befeuchtungstnittel 52 mit Dampfinjek-

von gesättigtem Gas von etwa 65 auf 38° C eine toren, Siauscheiben und Temperaturfühlern sowie

Übersättigung von ungefähr 400 %>. 45 Regler, Ventil ar.d Leitungsinstallation, die mit den

Ein Teil der kondensierten Tröpfchen und die in entsprechenden bereits zuvor beschriebenen Teilen ihnen enthaltenen Teilchen setzen sich am Boden übereinst,mmen. Bei dieser Ausführungsform sind jedes Gefäßes ab, wo sie durch die Ablaßleitung 14 doch die mit Kühlblechen ausgestatteten Kühlzonen entfernt werden. Die übrigen Tröpfchen werden mit der Fig. I in jeder Stufe durch einen mit Flüssigdem Gasstrom zum Entnebler 36 geleitet. Die Tropf- 50 keit arbeitenden Reinigungsboden 53 ersetzt,
then sind dann genügend groß, um durch media- Die Ri'inigungsbödcn haben eine bei Fraktioniernische Filtrierung in dem Entneblcr von dem Gas türmen u. dgl. gebräuchliche Glockenbodenform. Wie getrennt zu werden. Die Tröpfchen fließen daraufhin . bei Stufe 50 angegeben, hat jeder Boden eine waagclin der geneigten Oberfläche des Abfangschirmes 37 rechte Tragplatte 55, die auf der Innenseite des Gecntlang zur Gefäßwand. Die Tröpfchen auf der Ober- 55 häuses Gefestigt ist. Mehrere kurze Rohrsiückc 56 Seite des Schirmes fließen durch die Ablaßleitung38 ragen durch die Platten nach oben und besitzen jeab, und die sich auf der Unterseite des Schirmes an* weils eine glockenförmige Kappe £7. An der Gefäß· sammelnden Tröpfchen fließen entlang der Wandung wand ist ein überlauf rohr Sb befestigt, das mit der des Gefäßes zur Ablaßleitung 14. Abflußleitung59 verbinden ist und in die Ableitung

Das filtrierte Gas tritt heim Verlasesn der Stufe 60 45 mündet. Die Kühlung des keinigungsbodens er·

16 in die Stufe 17 ein, wo in der eben beschriebenen folgt durch eine Kuhlleitung 61, die waagerecht über

Weise die aufeinanderfolgende Zuführung von Feuch- der Tragplatte 55 angeordnet ist und in der ein Kühl·

tigkeit, Kühlung, Kondensierung und Filtrierung mittel umläuft.

wiederholt wird. Der gleiche Vorgang wiederholt sich über der letzten Stufe 5t ist ein siebförmiger Ent*

in der Stufe 18 -n bezug auf das aus Stufe 17 aus· 6$ nebler 63 axial innerhalb des Gefäßes angeordnet und

tretende Gas. Die Verwendung von mehreren Stufen durch einen ringförmigen Schirm 64 getragen, der

vergrößert die statistische Wahrscheinlichkeit, daß sich von der Innenwand des Gefäßes trichterförmig

praktisch alle in dem Gasstrom enthaltenen Teilchen nach unten zu dem Entnebler erstreckt

Jeder Soden ist mit Flüssigkeit, t. B< Wasser, bis zu der Wassersiandslinie 66, die mit dem oberen linde der überlaufröhre zusammenfallt, gefüllt. Die Flüssigkeit wird durch das in der Leitung 61 umlaufende Kühlmittel gekühlt, Angefeuchtetes Gas aus dem An· feueliier 52 in jeder Stufe tritt durch die Rohrstutzen 5(i ein und wird durch die Kappen 57 umgelenkt, so dnß es in Blasenform durch die Flüssigkeit geführt wird. Dabei wird das angefeuchtete Gas gekühlt, und daraufhin setzt der bereits beschriebene Kondensaiioimorgnng ein.

Das Kondensat und die darin cingcfangcnen Teilchen vermischen sich mit der flüssigkeil in dem Reinigungsboden und werden durch die Uberlaufröhren mm Abfluß 45 abgeleitet.

Srnnii wird die Abkühlung des Gases und eine Vorfiltrierung gleichzeitig in dem Reinigungsbrden erzielt Da die Rcinigiingshödcn an sich bekannt bzw. bekannten Boden ähnlich sind, erübrigt sich eine eingehendere Beschreibung.

Ilci einer weiteren Ausführungsform der Frfindung werden mit Flüssigkeit arbeitende Reinigungsboden benutzt, um das mit Frcmdstoffieilchen behaftete Gas anzufeuchten und das angefeuchtete Gas zu kühlen. Fine derartige Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt und ist der in I i g. 2 gezeigten Konstruktion ähnlich, abgesehen davon, daß die Dampfinjeklorcn und SuiUNchcihcn durch einen Rcinigiingsbodcn 70 ersetzt sind. Dampf wird hier durch eine Heizleitung 71 zirkuliert, die über der Oberseite des Reinigungshodens verliiiift Fine Flüssigkeit, wie 2. B. Wasser, füllt den Rcinigungsbodcn 70 bis zur Wasserstandslinie 72 und wird von dem durch die Heizleitung umtaufenden Dampf geheizt.

Das mit Fremdkörpern bcladene Gas durchströmt den mit heißer flüssigkeit gefüllten Rcinigungshnden 70 und wird dadurch angefeuchtet. Das Ausmaß der Anfechtung wird dadurch geregelt, daß die Gastempcratur über und unter dem Rcinigungsbndcn mit Hilfe der Temperaturfühler 74 ermittelt wird. Diese lcmpcraturinformalion wird dem Regler 75 zugeführt, der seinerseits das Ventil 76 in der Dampfleitung steuert. Die Temperaturfühler- und Dampfzufiihrungsanordnung kann mit der bereits hcschric- benen übereinstimmen. Das mit den Teilchen be< ladcne Gas perlt so durch Paare von Reinigungsbüklen, wo es abwechselnd angefeuchtet und gekühlt wird, wahrend das anfallende Kondensat und die darin eingeschlossenen Teilchen in den kalten Ueini· gungsböden S3, dem Entnebler und dem Filter entfernt werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abscheiden von I einstäuben aus Gasen, bestehend aus einem vom Gas durchströmten Behälter, der. in.Stromrichlungdes Gases gesehen, in Zonen der Zuführung von Feuchtigkeit, des Mischen» von Gas und I dichtigkeit, der Abkühlung des Gases und der HlIcrung aufgeteilt ist, dadurcit gekennzeichnet, daß die Zuführung von l-cuchtigkcit durch ein Temporaturregcltingssystcm mit Temperaturfühlern (28. 74). die vor der Zone der Zuführung von leuchiigkeil und hinter der Misehzonc angeordnet sind, und einem Tcinperattirdiffcrcnzrcgler \%9) steuerbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung von Feuchtigkeit durch Dampfinjcktorcn (20) erfolgt, die zwischen den Temperaturfühlern (28) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung von I dichtigkeit durch einen mit einer erhitzten tltissickeil arbeitenden und das Gas und Feuchtigkeit mischenden an sich bekannten Reinipiinyslioden (70) erfolgt, der zwischen den Temperaturfühlern (74) anneordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Filterzone ein Filter (36) Vorgesehen ist und in cinrni zwischen dem Filter (36) und der Wand des Behälters (11) gebildeten Ringraum ein nach außen abfallender Abfangschirm (37) angeordnet ist. der an seinem Atißcnrand mit Leitungen (38) in Verbindung steht. ülxrr die die vom Abfangschirm (37) aufgenommene Flüssigkeit ableitbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen