DE1671889B2

DE1671889B2 - PROCESS FOR SEPARATING DUST FROM HOT GASES AND COOLING THE GASES IN A ROTARY FLOW WHIRLLER

Info

Publication number: DE1671889B2
Application number: DE1967B0095420
Authority: DE
Inventors: Ernst R. Dipl.-Ing. 5270 Gummersbach Becker
Original assignee: Lufttechnik Bayreuth Rueskamp GmbH
Current assignee: Lufttechnik Bayreuth Rueskamp GmbH
Priority date: 1967-11-15
Filing date: 1967-11-15
Publication date: 1977-05-26
Also published as: DE1671889A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abscheidung von Staub aus heißen Gasen und Kühlung der Gase in einem Drehströmungswirbler, in dessen Wirbelkammer eine oder mehrere tangentiale und dem koaxial an einer Stirnseite zugeführten Rohgasstrom schräg entgegengerichtete Hilfsgaseinlässe zur Erzeugung einer wandnahen, der zentralen Rohgasströmung axial entgegengerichteten Umlaufströmung vorgesehen sind.The invention relates to a method for separating dust from hot gases and cooling the gases in a rotary flow vortex, in whose vortex chamber one or more tangential and coaxial at one Front side fed raw gas flow obliquely oppositely directed auxiliary gas inlets to generate a wall-close, the central raw gas flow axially opposite circulation flow are provided.

Derartige Drehströmungswirbler sind beispielsweise aus der DT-PS 12 20 240 sowie der DT-AS 12 44 120 und der DT-AS 12 45 2666 bekannt. Bei derartigen Drehströmungswirblern wird der auf der einen Stirnseite koaxial zugeführte Rohgasstrom durch die sich innerhalb der Wirbelkammer ausbildenden Drehströmung ebenfalls in Rotation versetzt, so daß innerhalb einer Wirbelquelle, die sich oberhalb des Rohgaseinlasses ausbildet, die vom Rohgas mitgeführten Partikeln ausgeschleudert und im wandnahen Bereich der Wirbelkammer von der über die Hilfsgaseinlässe erzeugte und der Rohgasströmung entgegengerichteten Umlaufströmung erfaßt und über einen den Rohgaseinlaß umgebenden Ringspalt in einen Bunker abgeführt werden.Rotary flow vortices of this type are, for example, from DT-PS 12 20 240 and DT-AS 12 44 120 and the DT-AS 12 45 2666 known. In such rotary flow vortices, the one on one end face coaxially supplied raw gas flow through the rotary flow developing within the vortex chamber also set in rotation, so that within a vortex source, which is above the raw gas inlet forms, the particles carried along by the raw gas are thrown out and in the area near the wall Vortex chamber from the one generated via the auxiliary gas inlets and directed in the opposite direction to the raw gas flow Circulating flow is detected and discharged into a bunker via an annular gap surrounding the raw gas inlet will.

Um die äußere Umlaufströmung anzuregen und ihr einen ausreichenden Drall zu erteilen, damit dann auch die innere Rotationsströmung angeregt wird, muß eine erhebliche Hilfsgasmenge über die Hilfsgaseinlässe zugeführt werden. Das erfordert aber einen hohen Vordruck, da schon die Düsen allein einen relativ <«> großen Druckverlust bewirken. Das heißt, zur Zuführung dieses Hilfsgases, dessen Menge etwa der des Rohgases entsprechen kann, ist eine erhebliche zusätzliche Energie erforderlich, worunter natürlich der Wirkungsgrad des Wirbiers leidet. '¹^In order to stimulate the external circulating flow and to give it sufficient swirl so that the internal rotational flow is also stimulated, a considerable amount of auxiliary gas must be supplied via the auxiliary gas inlets. However, this requires a high pre-pressure, since the nozzles alone cause a relatively <«> large pressure loss. That is, to supply this auxiliary gas, the amount of which can roughly correspond to that of the raw gas, a considerable amount of additional energy is required, which of course affects the efficiency of the vortex. ' ¹ ^

Zusätzliche Schwierigkeiten ergeben sich bei der Abscheidung von Partikeln aus sehr heißen Gasen, da dann normalerweise die Wirbelkammer aus einem sehr 889 Additional difficulties arise when separating particles from very hot gases, since the vortex chamber then normally consists of a very 889

temperaturbeständigen Material hergestellt werdentemperature-resistant material are made

Es ist in diesem Zusammenhang aus oer DT-PS 1 48 450 ein Verfahren zum Kühlen und Entstauben der Gichtgase mittels durch Injektoren zerstäubten Wassers bekannt Dieses Wasser dient jedoch allein zur Kühlung der Gase, ohne daß das Wasser einen Einfluß auf die Strömungsführung hat. Ferner ist aus der US-PS 26 07 438 ein Zyklonabscheider bekannt, bei dem zur Beschleunigung der Gasbewegung innerhalb des Abscheiders Luft, Dampf, Gas oder Flüssigkeiten eingesprüht werden können. Beim Einsprühen von Flüssigkeiten soll dabei lediglich die höhere kinetische Energie der Flüssigkeitspartikeln zur Anregung der Strömung ausgenutzt werden. Ferner soll durch das Zugeben der Flüssigkeit ein Benetzen der Partikeln und damit eine bessere Agglomeration erreicht werden.It is in this context from DT-PS 1 48 450 a method for cooling and dedusting the Blast furnace gases by means of water atomized by injectors known. However, this water is used solely for Cooling of the gases without the water influencing the flow. Furthermore, from US-PS 26 07 438 a cyclone separator known, in which to accelerate the gas movement within the separator Air, steam, gas or liquids can be sprayed. When spraying liquids should only use the higher kinetic energy of the liquid particles to stimulate the flow be exploited. Furthermore, the addition of the liquid is intended to wetting the particles and thus a better agglomeration can be achieved.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Doppelaufgabe zugrunde, einmal die Temperatur der zu reinigenden heißen Gase auf solche Werte herabzusetzen, daß die Verwendung normaler Stähle für den Bau der'Wirbelkammer möglich ist und andererseits den Wirkungsgrad der gesamten Anlage sowohl hinsichtlich des' Energieverbrauchs als auch des Abscheidegrades zu verbessern.In contrast, the present invention is based on the dual task of determining the temperature of the cleaning hot gases reduce to such values that the use of normal steels for construction der'Wirbelkammer is possible and on the other hand the efficiency of the entire system both in terms of to improve the 'energy consumption as well as the degree of separation.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist daher erfindungsgemäß vorgesehen, daß zumindest ein Teil des Hilfsgases, das zur Erzeugung der Drehströmung dient, durch überhitzten Wasserdampf ersetzt ist, der durch Einspritzen von Wasser über die Hilfsgaseinlässe erzeugt wird.To solve this problem, the invention therefore provides that at least part of the auxiliary gas, which is used to generate the rotary current, is replaced by superheated steam that is injected is generated by water via the auxiliary gas inlets.

Da der in der heißen Wirbelkammer aus dem eingesprühten Wasser entstehende überhitzte Wasserdampf ein sehr viel größeres Volumen als das eingespritzte Wasser aufweist, brauchen also nur relativ geringe Volumina unter geringem Energieaufwand über die Hilfsgaseinlässe zugeführt werden und trotzdem steht in der Wirbelkammer ein gasförmiges Medium in ausreichender Menge und mit der erforderlichen Strömungsgeschwindigkeit als Hilfsgas zur Anregung der Drehströmung zur Verfügung. Durch die den heißen Gasen dabei gleichzeitig entzogene Verdampfungswärme zur Verdampfung und Überhitzung des Wassers erfolgt zusätzlich noch eine Abkühlung der heißen Gase, so daß dem Drehströmungswirbler nachgeschaltete Leitungen und Apparaturen aus einem geringwertigeren Material hergestellt werden können. Da darüber hinaus das aus überhitztem Wasserdampf bestehende Hilfsgas, das erheblich kühler als die zugeführten heißen Gase ist, die Innenwandung der Wirbelkammer über ihre gesamte Länge bestreicht und bedeckt, wird somit diese Wandung relativ kühl gehalten und gegenüber den heißen zu reinigenden Gasen weitgehend abgeschirmt.Because the superheated water vapor created in the hot swirl chamber from the water sprayed in has a much larger volume than the injected water, so only need relatively small volumes are supplied with little energy consumption via the auxiliary gas inlets and still there is a gaseous medium in sufficient quantity and with the required amount in the vortex chamber Flow rate available as an auxiliary gas to stimulate the rotary flow. By the hot At the same time, the heat of evaporation withdrawn from gases for evaporation and superheating of the water The hot gases are also cooled so that the rotary flow vortex is connected downstream Lines and equipment can be made from a lower quality material. Because about it In addition, the auxiliary gas consisting of superheated water vapor, which is considerably cooler than the hot supply gas Gases, the inner wall of the vortex chamber is brushed and covered over its entire length, is thus this wall kept relatively cool and largely shielded from the hot gases to be cleaned.

Dabei ist es jedoch nicht erforderlich, das Hilfsgas vollständig durch Wasserdampf zu ersetzen, sondern der Anteil des zur Wassereinspritzung erfolgten überhitzten Dampfes an der Gesamthilfsgasmenge kann nach der Abkühlung des zu reinigenden Gases bemessen werden. Ferner ist es zweckmäßig, das in dem Drehströmungswirbler entstaubte Gas in einem nachgeschalteten Drehströmungswirbler weiter abzukühlen und durch Kondensation zu trocknen.However, it is not necessary to completely replace the auxiliary gas with water vapor, but instead the proportion of the superheated steam used for water injection in the total amount of auxiliary gas can be after the gas to be cleaned has cooled down. It is also useful that in the Rotary flow vortex to cool the dust further in a downstream rotary flow vortex and to dry by condensation.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Drehströmungswirblers und das erfindungsgemäße Verfahren erläutert.A schematic drawing shows the structure and mode of operation of a rotary flow vortex and the method according to the invention explained.

Der Drehströmungswirbler besteht aus einer zylindrischen Wirbelkammer 1, in die nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel von unten her das zu reinigende Rohgas über einen gesonderten Einlaß 2 zugeführt wird.The rotary flow vortex consists of a cylindrical vortex chamber 1, into which, according to the illustrated embodiment, the raw gas to be cleaned is fed from below via a separate inlet 2.

Das gereinigte Gas verläßt dann auf der anderen Stirnseite 3 die Wirbelkammer. Über im Wirbelkammermantel angeordnete tangentiale und dem aufsteigenden Rohgasstrom schräg entgegengerichtete Hilfsgaseinlässe 7, die über eine Zuführungsleitung 5 > und alle Hilfsgaseinlässe 7 umfassend? Hilfsgaskammer 6 versorgt werden, wird im wandnahen Bereich der Wirbelkammer eine abwärts gerichtete Umlaufströmung erzeugt, mit der die aus der inneren Rohga>strömung ausgeschleuderten Partikeln über einen konzen- ig trisch zum Rohgaseinlaß 2 angeordneten Staubabzug abgeführt werden können.The cleaned gas then leaves the vortex chamber on the other end face 3. Over in the vortex chamber jacket arranged tangential and diagonally opposed to the rising raw gas stream Auxiliary gas inlets 7, which via a supply line 5> and all auxiliary gas inlets 7 comprehensive? Auxiliary gas chamber 6 is supplied in the area near the wall Vortex chamber creates a downward circulating flow, with which the flow from the inner raw gas ejected particles via a dust extractor arranged concentrically to the raw gas inlet 2 can be discharged.

Erfindungsgemäß wird nunmehr beispielsweise über eine Pumpe 8 und das Regelventil 9 Wasser über die Einspritzdüsen 10, die ihrerseits in die Hilfsgaseinlässe 7 ·, eingebaut sind, in Richtung der Hilfsgasströme in die Wirbelkammer eingespritzt Zur gleichmäßigen Verteilung der Gesamtwassermenge auf die verschiedenen Einspritzdüsen 10 können in den einzelnen Zuleitungen zu den Düsen noch entsprechende, an sich bekannte Zwischendüsen 11 verwendet werden. Das als Teil des Hilfsgases eingespritzte Wasser soll dabei möglichst fein zerstäubt und als eindeutig in Richtung des Hilfsgaseinlasses gerichteter Strahl in die Wirbelkammer gelangen. Durch Berührung mit den sehr heißen Gasen wird dieses eingesprühte Wasser sofort verdampfen und in überhitzten Dampf übergeführt. Durch diese Verdampfung und Überhitzung wird den heißen Gasen dabei gleichzeitig die für die Verdampfung und Überhitzung erforderliche Verdampfungswärme entzogen, so daß die heißen Gase abgekühlt werden. Gleichzeitig steht durch die Volumenvergrößerung des überhitzten Dampfes eine ausreichende Hilfsgasmenge mit hohem Drall innerhalb der Wirbelkammer zur Verfügung, die durch Einspritzung von relativ geringen Wasservolumen unter geringem Vordruck erzeugt worden ist.According to the invention will now be for example via a pump 8 and the control valve 9 water via the injection nozzles 10 which are in turn incorporated into the Hilfsgaseinlässe 7 · injected in the direction of the auxiliary gas streams in the vortex chamber to ensure uniform distribution of the total amount of water to the various injection nozzles 10 can in the individual feed lines to the nozzles or intermediate nozzles 11, which are known per se, can also be used. The water injected as part of the auxiliary gas should be atomized as finely as possible and reach the vortex chamber as a jet that is clearly directed in the direction of the auxiliary gas inlet. When it comes into contact with the very hot gases, this sprayed-in water evaporates immediately and turns into superheated steam. As a result of this evaporation and overheating, the heat of evaporation required for evaporation and overheating is withdrawn from the hot gases at the same time, so that the hot gases are cooled. At the same time, due to the increase in volume of the superheated steam, a sufficient amount of auxiliary gas with a high swirl is available within the vortex chamber, which has been generated by injecting a relatively small volume of water under low pre-pressure.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claims: 16 &

1. Process for separating dust from hot gases and cooling the gases in one ^ Rotary flow vortex, in the vortex chamber jacket one or more tangential and the Auxiliary gas inlets for generation are inclined in opposite directions and are coaxially fed in at one end face a circulating flow which is close to the wall and axially opposed to the central raw gas flow are provided, characterized in that that at least part of the auxiliary gas, which is used to generate the rotary flow, through Superheated steam is replaced by injecting water through the auxiliary gas inlets is produced.

2. The method according to claim 1, characterized in that the proportion of the water injection generated superheated steam on the total amount of auxiliary gas after cooling the to cleaning gas is measured.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in the rotary flow vortex The dedusted gas is further cooled down and through in a downstream rotary flow vortex Condensation is dried.