DE1944496A1

DE1944496A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausziehen von Feststoffteilchen und schaedlichen Gasen aus Rauch oder Gas

Info

Publication number: DE1944496A1
Application number: DE19691944496
Authority: DE
Inventors: Sharpe Patrick H
Original assignee: Brule Incinerator Corp
Current assignee: Brule Incinerator Corp
Priority date: 1968-11-06
Filing date: 1969-09-02
Publication date: 1970-06-11
Also published as: GB1231912A; CH494586A; FR2022676A1; US3553943A

Description

Herne, 8000 München 23,

FreiligrathstraSe 19 ' Π i η I 1 η μ U Lt B a h r Eisenacher StraBe 17 Dipl.-lng. H. h. Bahr _Pal.._Am._Belti„

PaL-Anw. Herrmann-Trentepohl DJpl.-PhyS. Eduard ΒβΙΖίβΤ Fernsprecher:398011

Fernsprecher: 509 30 39 8012

515 62 Dipl.-lng. W. Herrmann-Trentepohl 39» 13

Telegrammanschrift: PATENTANWÄLTE Telegrammanschrift: Bahrpatente Herne Babefzpat München Telex 08 229 853 Telex 05 245 62

Γ 1 Bankkonten:

Bayrische Vereinsbank München 952 287 Dresdner Bank AQ Herne 202 436 - _ , . Postscheckkonto Dortmund 558 68

Ref.: M 01 760 B/My

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Verfahren und Vorrichtung zum Ausziehen von Feststoffteilchen und schädlichen Gasen aus Rauch oder Gas

Das Problem der Luftverschmutzung hat in jüngerer Zeit an Bedeutung zugenommen, insbesondere in großen Städten und übervölkerten Gebieten. Eine Hauptwelle der Luftverschmutzung ist die Verbrennung, insbesondere die Verbrennung von Abfallmaterialien sowie bei verschiedenen industriellen und chemischen Verfahren» Viele RegierungsOrganisationen sind dabei, Anordnungen auszuarbeiten, welche die Einführung von Rauch und schädlichen Gasen in die Atmosphäre weitgehendst unter Kontrolle bringen sollen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Behandlung von Rauch und Gasen und Befreiung derselben von Verbrennungs- und schädlichen Gasen, die durch die chemische Industrie entstehen, so daß beim Ablassen dieser Abgase in die Atmosphäre die Gase ausreichend von Feststoffteilchen und schädlichen Gasen sind und damit nicht mehr beanstandet werden können.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur wirksameren Beseitigung des größeren Teils von Feststoffteilchen und nachteiligen Gerüchen aus Veraschungsabgasen.

Durch die Erfindung soll auch ein größerer Teil des kohlenstoffhaltigen Materials aus den Abgasen von Verbrennungskammern beseitigt werden.

Die Beseitigung soll durch eine Vorrichtung derart erfolgen, daß die Gase über ein unter. Druck stehendes Wasserbad, im Gegenstrom durch Wassersprühstrahlen und schließlich durch Wasser geführt werden, bevor sie in die Atmosphäre gelangen. Vorzugsweise führt man die Gase dabei durch die Wassersprühstrahlen und eine Wasserfalle mit mehrfacher Richtungsänderung mit verschiedenen Ges chwindi gke i t en.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält im Sprühteil vorzugsweise ein Tonnengewölbe, um dadurch eine Turbulenz der hindurchgeführten Gase zu erzeugen. Die Vorrichtung wird zweckmäßig mit feuerfestem Material ausgekleidet, um bei höheren Temperaturen arbeiten und außerdem dem chemischen Angriff widerstehen zu. können.

Die Zeichnungen zeigen in . --.,-■

Pig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung!

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 3 eine Vorderansicht der Vorrichtung nach Fig. 2;

Pig. 4 einen Schnitt durch die Vorrichtung längs der Linie 4-4 der Mg. 3J .

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Pig. 5 einen Schnitt durch, die Vorrichtung längs der Linie 5-5 der Fig. 3.

Fig. 1 zeigt allgemein eine Kammer 1 mit einer Decke 11, einem Boden 12, gegenüberliegenden Seitenwandunge'n 13 und 14» einer ersten AbSchlußwandung 15 und einer gegenüberliegenden Abschlußwandung 16. Die Kammer 1 ist in drei Behandlungsabteile unterteilt. Das erste Behandlungsabteil befindet sich zwischen der End- oder Abschlußwandung 15 und der Trennwand 18 und ist mit 40 bezeichnet. Das zwischen den Trennwänden 18 und 20 vorhandene Abteil ist mit 41 bezeichnet, während das Abteil zwischen der Trennwand 20 und der zweiten Abschlußwandung 16 mit 42 angegeben ist. Jedes Abteil steht mit dem benachbarten Abteil in Verbindung.

Das Abteil 40 ist vom Abteil 41 durch eine erste Trennwand 18 abgetrennt, welche sich vom Boden 12 nach oben und längs der Seitenwandungen 13 und 14 erstreckt. Die erste Trennwand 18 führt nicht ganz bis zur Decke 11, sondern beläßt eine Öffnung 19 für den Durchtritt der Gase aus dem Abteil 40 in das Abteil 41. Die Öffnung 19 wird in der Größe so gewählt, daß die gewünschte Geschwindigkeit der Gasströmung vom Abteil 40 zum Ab-· teil 41 auftritt, sie muß jedoch so hoch sein, daß ein Flüssigkeitsspiegel zwischen der Trennwand 18 und der Abschlußwand 16 über der Kante der Öffnung 21 aufrechterhalten bleibt. Die Form der Öffnung 19 kann geändert werden, um die gewünschte Geschwindigkeit der Gasströmung zu erzielen, vorzugsweise wird jedoch der Oberteil der Öffnung 19 durch die Decke 11 begrenzt. Vorzugsweise weist die Trennwand 18 Öffnungen oder Regulierungseinrichtungen am Fuß auf, um die Strömung der Flüssigkeit zwischen den Abteilen 40 und 41 zu ermöglichen, so daß die gesamte Flüssigkeit über einen einzigen Abzug gesteuert werden kann. Selbstverständlich kann die Flüssigkeit aus verschiedenen Abzügen, beispielsweise jeweils einem für jedes Abteil, entfernt werden.

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Das Abteil 41 ist vom Abteil 42 durch, die zweite Trennwand 20 getrennt, die sich zwischen der ersten Trennwand 18 und der Endwandung 16 befindet und sich von der Decke 11 nach unten und längs der Seitenwandungen 13 und 14 erstreckt. Die Trennwand 18 führt jedoch nicht bis zum Boden 12 durch, so daß eine Öffnung 21 verbleibt. Die Trennwand 20 erstreckt sich nach unten derart, daß die Öffnung 21 sich vollständig unterhalb des Flüssigkeitsspiegels zwischen der Trennwand 18 und der Endwandung 16 befindet, wobei die Öffnung eine solche Große aufweist, daß die gewünschte Durchtrittsgeschwiiidigkeit der Gase durch die Flüssigkeit von dem Abteil 41 zum Abteil 42 möglich ist. Die Öffnung 21 kann jede gewünschte Form aufweisen, um die Gasströmung und die Flüssigkeitsströmung zu regulieren. Eine bevorzugte Form für die Öffnung 21 ist eine bogenförmige Öffnung in der Trennwand 20, wobei sich die Öffnung bis zum Boden 12 erstreckt.

Die erste Abschlußwandung 15 ist, wie man aus Fig. 1 erkennt, mit einer Einlaßöffnung 17 versehen, welche die Verbindung zwischen dem Abteil 40 der Kammer der Reinigungsvorrichtung und dem Gasauslaß aus Verbrennungskammern, Veraschungsanlagen, Behandlungskammern und dergl. herstellt. Somit liefert die Öffnung 17 die Einströmöffnung für die Gase von der zugeordneten Vorrichtung. Die Einlaßöffnung 17 sitzt ausreichend oberhalb des Bodens 12, um Flüssigkeit zwischen der Endwandung 15 und der Trennwand 18 zurückzuhalten und eine ausreichende Tiefe zum Sammeln der Feststoffteilchen und eine ausreichende Flüssigkeitsströmung zu gewährleisten. Die Feststoffteilchen können mit dem Flüssigkeitsstrom entfernt werden, und der Rest der Feststoffteilchen setzt sich auf dem Boden der Kammer ab. Während in Fig. 1 die Öffnung 17 am Ende der Vorrichtung vorgesehen ist, ist es selbstverständlich, daß man die Öffnung auch im unteren Teil irgendeiner der Seitenwände zwischen der Endwandung 15 und der Trennwand 18 einordnen kann.

Die Endwandung 16 ist mit einer Auslaßöffnung 23 im oberen Teil zum Abziehen der verhältnismäßig sauberen Gase in die Amt© Atmo-

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sphäre versehen. Obwohl die Auslaßöffnung 23 in der Endwandung 16 beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, kann sie selbstverständlich auch im oberen Teil irgendeiner der Seitenwandungen im Abteil 42 oder durch die Decke des Abteils 42 vorgesehen werden. Der Auslaß 23 ist so hoch, daß er sich vollständig oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Abteil 42 befindet· Der Auslaß 23 steht mit der Atmosphäre vorzugsweise über ein äußeres Gebläse in Verbindung, welches den entsprechenden Zug für eine geeignete Bewegung des Rauchs und der Oase durch die Reinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung liefert, aber auch für einen geeigneten Zug an der mit dem Einlaß 17 in Verbindung stehenden Verbrennungskammer sorgt. Selbstverständlich kann man aber auch zwischen dem Einlaß 17 und der angeschlossenen Vorrichtung ein Gebläse anordnen.

Die Sprühdüsen 22 sind in der Nähe des oberen (Teils der Abteile 40 und 41 vorgesehen und nach unten gerichtet. Die Sprühdüsen sind an einem äußeren Pump-Reinigungs- und Aufbereitungssystem angeschlossen, so daß die die Feststoffteilchen und gelöste schädliche Gase enthaltende Flüssigkeit aus der Kammer 1 über einen Sumpf in der Nähe des Bodens abgezogen, durch eine Behandlungsvorrichtung zur Beseitigung der feststoffteilchen und schädlichen Gase geführt und unter Druck zurück durch die Düsen 22 gepumpt werden kann. Dabei wird genügend Auffüllflüssigkeit hinzugegeben, um durch Verdampfung oder in anderer Weise entstandene Verluste auszugleichen. Selbstverständlich ist die Sprühflüssigkeit frische Flüssigkeit und das Abfallmaterial wird in entsprechender Weise aus dem System entfernt. Die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit von den Düsen wird durch die Art der zu entfernenden Verschmutzung, die Temperatur des Rauchs oder der Gase und die physikalische Geometrie der Reinigungsvorrichtung bestimmt. Zum Reinigen von Rauch verwendet man vorzugsweise Wasser als Flüssigkeit. Man kann auch verschiedene chemische Lösungsmittel verwenden, wenn die Flüssigkeit dieses Reinigungssystems eine Auflösung der Verunreinigungen erzielen soll,

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Außerdem, sollten im unteren Teil der Kammer 1 Reinigungsöffnungen vorgesehen werden, um Feststoffteilchen entfernen zu können, die nicht mit der Flüssigkeit abziehbar sind.

Wie man aus Fig. 1 erkennt, strömen Rauch oder Gase, die Feststoffteilchen und/oder schädliche Gase enthalten, in die Reinigungsvorrichtung in den unteren Teil des Abteils 40 ein und wandern mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit gegen die von den Sprühdüsen kommenden Sprühstrahlen nach oben, wobei die" größeren Feststoffteilchen in die Flüssigkeit am Boden des Abteils 40 entfernt werden. Die Gase gelangen vom Abteil 40 ins Abteil 41 über die öffnung 19 mit verhältnismäßig höherer Geschwindigkeit infolge der Größenverhältnisse zwischen der Öffnung 19 und dem Querschnitt des Abteils 40. Das Gas bewegt sich nach unten im Abteil 41 in der gleichen Richtung wie die von den Düsen kommenden Sprühstrahlen und mit hoher Geschwindigkeit in die im Abteil 41 enthaltene Flüssigkeit. Der größere Teil der verbleibenden Feststoffteilchen wird in der Flüssigkeit durch Richtungsänderung und relativ hohe Geschwindigkeit beim Durchtritt durch die Öffnung 21 in das Abteil 42 entfernt. Das Gas steigt durch das Wasser mit verhältnismäßig geringerer Geschwindigkeit auf, so daß die schädlichen Gase in der Flüssigkeit gelöst werden. Der behandelte Gasstrom wird dann von der Vorrichtung durch die Auslaßöffnung 23 entfernt.

Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß man zuerst das Gas nach oben durch einen nach unten gerichteten Sprühstrahl fließen läßt, dann das Gas nach unten zusammen mit dem nach unten gerichteten Sprühstrahl in Wasser mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit eindringen läßt und durch das Wasser mit sich ändernden Geschwindigkeiten mit wenigstens einer Richtungsänderung hindurchführt, worauf man das Gas aus der Vorrichtung austreten lassen kann.

Die Reinigungsvorrichtung·gemäß der Erfindung läßt sich zur Entfernung von Feststoffteilchen und schädlichen Gasen aus jeder

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Gasströmung verwenden, beispielsweise den Abgasen von Verbrennungskammern, die Verbrennungsprodukte enthalten, aber auch den Abgasen verschiedener chemischer oder mechanischer Prozesse, die Verunreinigungen enthalten, die man nicht in die Atmosphäre abzugeben wünscht·

In den Fig. 2 bis 5 sind Einzelheiten einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung wiedergegeben. Dort sind die Innenwandungen vollständig mit feuerfesten Materialien ausgekleidet, die die drei Abteile der Vorrichtung trennenden Trennwände aus feuerfestem Material hergestellt und die ganze Vorrichtung in einem Stahlgehäuse eingeschlossen, welches einen Transport der Gesamtanordnung sowie eine leichte Anbringung der Reinigungsvorrichtung an eine Veraschungsvorrichtung ermöglicht. Die Feldbefestigung der Reinigungsvorrichtung an einer Veras chungsanlage erreicht man mit wenigen Arbeitskräften. Der vollständige Zusammenbau der Reinigungsvorrichtung an einer zentralen Produktionsanlage ermöglicht die wirkungsvolle Ausnutzung von Facharbeitern beim Aufbau der Reinigungsvorrichtung. Die Reinigungsvorrichtung nach den Fig. 2 bis 5 arbeitet besonders zufriedenstellend im Zusammenhang mit den Abgasen einer Veraschungsvorrichtung, da die Einlaßöffnung und ein Sauggebläse an der Auslaßöffnung der Kammer der I&nigungsvorrichtung den nötigen Zug des Rauchs durch die Vorrichtung und in die Atmosphäre sicherstellen. Die wiedergegebene Vorrichtung war.ausgelegt für die Arbeit mit Wassersprühstrahlen und Wasserbädern, die durch ein Umwälzsystem gereinigt wurden, wobei der Wasserbedarf der Vorrichtung auf einem Minimum gehalten werden kann.

Die Draufsicht nach Fig. 2 auf die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt das äußere Stahlgehäuse und den Stahlrahmen zur Versteifung und Verstärkung erkennen, so daß die Vorrichtung leicht transportiert werden kann. Fig. 2 zeigt Winkeleisen 23, die sich längs der Oberkante der Vorrichtung erstrecken. Das Winkeleisen 24- dient zur Versteifung am Oberteil der Endwandung 15. Ferner ist ein Zutrittdeckel 25 vorgesehen, der die vollständige Reinigung der Vorrichtung nach dem Einbau ermöglicht.

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Fig. 3 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 2, aus der man zusätzliche Verstärkungsschienen um das Stahlgehäuse erkennen kann. Die Bodenwinkeleisen 27 befinden sich am Boden der Vorrichtung und die Schienen 28 dienen zur Befestigung der Vorrichtung und gleichzeitig als Kufen beim Transport. Fig. 3 zeigt eine Hülse 29 um den Einlaß 17 zum Anschluß an eine zugeordnete Veraschungsvorrichtung. Ferner ist eine Hülse 30 um den Auslaß 17a vorgesehen, um einen besseren Anschluß an ein äußeres Gebläsesystem zu ermöglichen. Die Zutrittstür 31 ermöglicht das Reinigen und Austragen der gröberen Feststoffteilchen aus dem Boden des Abteils 40, während die Zutrittstür 32 das Reinigen des gemeinsamen Bodens der Abteile 41 und 42 möglich macht. Der Abzug 33 dient zum Entfernen des Wassers vom Boden der Abteile 40, 41 und 42 zur Behandlung einschließlich der Entfernung der Feststoffteilchen, erforderlichenfalls der Belüftung, des Zusatzes erforderlich gewordenen Auffüllwassers und der Rückleitung des Wassers unter Druck zu den Sprühdüsen an der Decke der Vorrichtung.

Fig. 4 ist ein Querschnitt durch die in den Fig. 2 und 3 wiedergegebene Vorrichtung im wesentlichen längs der Linie 4-4 der Fig. 2. Fig. 4 zeigt die Trennwand 20 mit einer bogenförmigen Öffnung 21. Die Innenauskleidung der Vorrichtung nach den Fig.2 bis 5 weist ein Tonnengewölbe auf, wie man aus Fig. 4 erkennen kann. Das Tonnengewölbe unterstützt die Erzeugung, der erwünschten Turbulenz der Gase beim Durchströmen der Vorrichtung und reduziert tote Volumina innerhalb der Kammer. Die Vorrichtung selbst besteht aus einem Grundkörper aus Betonguß und hitzebeständigem Material, wobei die gesamte innere Auskleidung und die Trennwände aus feuerfesten Ziegeln hergestellt sind.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig.2 längs der Linie 5-5· Man erkennt die erste Trennwand 18, die Öffnung 19 und die Sprühdüsen 22 an der Decke des Abteils 40. Jedoch können die Sprühdüsen an verschiedenen Stellen im oberen Teil der Seitenwandungen oder in der Decke der Abteile 40 und 41

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vorgesehen sein. Pig. 5 zeigt ferner Öffnungen 34 im Boden der Trennwand 18 zum Umwälzen des Wassers vom Abteil 40 zu den Abteilen 41 und 42. Diese Öffnungen können mit Einrichtungen zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit versehen sein, um die erwünschten unterschiedlichen Wasserspiegel auf jeder Seite der Trennwand 18 aufrechtzuerhalten.

Während die Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit vollständiger Auskleidung der Innenoberflächen der Vorrichtung mit feuerfesten Materialien für Benutzung bei hohen Temperaturen zeigt, kann dieselbe Vorrichtung natürlich auch für niedrigere Temperaturen mit entsprechenden Metall- oder Kunststoffwänden, beispielsweise glasfaserverstärkten Kunststoffen, zum Einsatz kommen.

Ansprüche t

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Claims

Ansprüche

Vorrichtung zum Ausziehen von Feststoffteilchen und schädien Gasen aus Rauch oder Gas mit einem labyrinthweg für den

oder das Gas, gekennzeichnet durch eine allseitig von Wänden (11,12,13»14,15,16) umgebene Kammer (1) mit einer sich zwischen den Seitenwänden (13,14) vom Boden (12) nach oben erstreckenden ersten Trennwand (18) und einer sich zwischen den Seitenwänden (13,14) von der Decke (11) nach unten erstreckenden Trennwand (20), die beide zwischen ihrer freien Kante und dem gegenüberliegenden Wandungsteil (11 bzw.12) eine Öffnung (19 bzw. 21) belassen, und von denen die erste Trennwand (18) so hoch ist, daß zwischen ihr und der Endwand (16) ein flüssiges Medium aufstaubar ist, in dessen Spiegel die zweite von oben kommende Trennwand (20) mit ihrem freien Ende eintaucht; durch einen Einlaß in der der ersten Trennwand (18) benachbarten Endwand (15) oder im benachbarten Bereich der Seitenwände (13,14) in solcher Höhe, daß sich im Abteil (40) zwischen dieser Endwand (15) und der ersten Trennwand (18) ein Medium zurückhalten läßt; durch einen Auslaß im oberen Teil der anderen Endwand (16) oder im benachbarten Teil der Seitenwände oberhalb des Spiegels, in den die zweite Trennwand (20) eintaucht; und durch Sprühdüsen (-22), die ihre Sprühstrahlen zwischen die erste Trennwand (18) und die zweite Trennwand (20) richten; durch Einrichtungen (33) zum Abziehen des flüssigen Mediums aus der Kammer; sowie durch Einrichtungen zur Versorgung der Sprühdüsen (22).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Trennwand (18) Öffnungen (34) unterhalb des zwischen erster Endwand (15) und erster Trennwand (18) aufweist, deren Abmessungen die Aufrechterhaltung eines unterschiedlichen Flüssigkeitsspiegel beiderseits der ersten Trennwand (18) erlauben.

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"" II*"
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke (11) über ihre ganze Länge als Tonnengewölbe ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und/oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (17) in der ersten Endwandung (15) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Auslaß (.17a) in der zweiten Endwandung (16) sitzt.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Öffnung (21) an der zweiten Trennwand (20) bogenförmig begrenzt ist.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß beide Trennwände (18,20) und die Auskleidung der Kammer (1) aus feuerfestem Material bestehen.
8. Verfahren zum Ausziehen von Peststoffteilchen und schädlichen Gasen aus Rauch oder Gas, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauch oder das Gas nach oben durch einen Druckflüssigkeitsstrahl und dann nach unten mit dem Druckflüssigkeit sstrahl geführt, in eine Flüssigkeit eingedrückt und mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit sowie wenigstens einem Richtungswechsel durch die Flüssigkeit geleitet und dann im wesentlichen frei von Feststoffteilchen und schädlichen Gasen in die Atmosphäre entlassen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die Verwendung von Wasser als Flüssigkeit.

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10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Rauchs oder Gases beim Durchströmen der Sprühstrahlen geändert wird.

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