DE1671889C3 - Verfahren zur Abscheidung von Staub aus heißen Gasen und Kühlung der Gase in einem Drehströmungswirbler - Google Patents

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.

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.

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 Wirbler:, leidet.

Zusätzliche Schwierigkeiten ergeben sich bei der Abscheidung von Partikeln aus sehr heißen Gasen, da dann normalerweise die Wirbelkammer aus einem sehr temperaturbeständigen Material hergestellt werden muß.

Es ist in diesem Zusammenhang aus der 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

ίο 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.

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.

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.

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.

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.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Drehströmungswirblers und das erfindungsgemäße Verfahren erläutert.

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.

Das gereinigte Gas verläßt dann auf der anderen Stirnseite 3 die Wirbelkammer. Ober im Wirbelkammermantel angeordnete tangentiale und dem aufsteigenden Rohgasstrom schräg entgegengerichtete Hilfsgaseinlässe 7, die fiber eine Zuführungsleitung 5 und alle Hilfsgaseinlässe 7 umfassende Hilfsgaskammer 6 versorgt werden, wird im wandnahen Bereich der Wirbelkammer eine abwärts gerichtete Umlaufströmung erzeugt, mit der die aus der inneren Rohgasströmung ausgeschleuderten Partikeln über einen konzentrisch zum Rohgaseinlaß 2 angeordneten Staubabzug abgeführt werden können.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Abscheidung von Staub aus heißen Gasen und Kühlung der Gase in einem Drehströmungswirbler, in dessen Wirbelkammermantel eine oder mehrere tangential und dem koaxial an einer Stirnseite zugeführten Rohgasstrom schräg entgegengerichtete Hilfsgaseinlässe zur Erzeugung einer wandnahen, der zentralen Rohgasströmung axial entgegengerichteten Umlaufströmung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, 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.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des durch Wassereinspritzung erzeugten überhitzten Dampfes an der Gesamthiffsgasmenge nach der Abkühlung des zu reinigenden Gases bemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Drehströmungswirbler entstaubte Gas in einem nachgeschalteten Drehströmungswirbler weiter abgekühlt und durch Kondensation getrocknet wird.