DE2007547B2 - Vorrichtung zur agglomeration und niederschlagung von schwebestoffen aus gasen und daempfen und/oder zur absorption von gasbestandteilen - Google Patents

Description

Einsprühen von Flüssigkeit unter Einwirkung

einer Zentrifugalbeschleunigung mit mindestens

einer rotorähnlich ausgebildeten, vom Gas radial io

von außen nach innen zum zentralen Gasaustritt Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Agdurchströmten Behandlungskammer mit seitli- glomeration und Niederschlagung von Schwebestoffen chen scheibenförmigen Begrenzungen und quer aus Gasen und Dämpfen und/oder zur Absorption zu diesen angeordneten Wänden nach Patent von Gasbestandteilen auf nassem Wege mittels Dü-1926651, dadurch gekennzeichnet, 15 sen zum Einsprüher. von Flüssigkeit unter Einwirkung daß die Wärde in bekannter Weise zu am äuße- einer Zentrifugalbeschleunigung mit mindestens einer ren Umfang der Behandlungskammer (2) an- rotorähnlich ausgebildeten Behandlungskammer mit geordneten kurzen Schaufeln (12) verkürzt sind, seitlichen scheibenförmigen Begrenzungen und quer die eine Länge von 10 bis 40⁰O der radialen Er- zu diesen angeordneten Wänden, wobei die zu be-Streckung der Behandlungskammer (2) besitzen, 20 handelnden Gase radial von außen nach innen in und daß mindestens eine Düse (10) im zentralen entgegengesetzter Richtung zur Wirkung des Schwere-Gasaustritt (8) angeordnet ist. feldes geleitet werden und die Behnndlungskammei

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- mit einer ein solches Schwerefeld erzeugenden Drehkennzeichnet, daß die kurzen Schaufeln (12) am zahl rotiert wird, daß die Schwebestoffteilchen inäußeren Umfang der Behandlungskammer (2) 25 folge der Zentrifugalbeschleunigung agglomerieren nur eine Länge von etwa 10 bis 60 mm in ra- und entgegen der Stromrichtung des Gases abgedialer Richtur j besitzen und daß der Abstand von schieden werden, nach Patent 1 926 651.

Schaufel zu Schaufel gleich '■'der kleiner ist als Es sind Verfahren und Vorrichtungen zur Reini-

ihre Länge. gung von Gasen bekannt, bei denen in einer Rota-

3. Vorrichtung nach den Ar Sprüchen 1 und 2, 30 tionsmaschine die Schwebestoffe entweder durch dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich am zen- dichtgepackte Filterteilchen oder durch Leitschaufel^ tralen Gasaustritt (8) der Behandlungskammer aus den Gasen und Dämpfen ausgeschlagen werden, (2) kurze Schaufeln (17) vorgesehen sind, die Trotz verschiedenartigster Ausbildungen der Leitvorzugsweise eine Länge von 10 bis 40% der ra- schaufeln, Anordnung der Filterteilchen, Erhöhung dialen Erstreckung der Behandlungskammer be- 35 der Umdrehungszahlen der Maschinen und Verändesitzen. rung anderer technischer Parameter ist es nicht ge-

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, lungen, den Wirkungsgrad der bekannten Vorrichdadurch gekennzeichnet, daß die kurzen Schau- tungen über einen gewissen Grad hinaus zu steigern, fein (17) am zentralen Gasaustritt (8) für die Es ist Gegenstand des Hauptpatentes, die zu reini-Flüssigkeitsverteilung nur eine Länge von etwa 40 genden Gase und Dämpfe unter Einwirkung einer 10 bis 60 mm in radialer Richtung besitzen und Zentrifugalbeschleunigung in sich drehenden, rotorder Abstand von Schaufel zu Schaufel gleich oder ähnlich ausgebildeten, radiale Trennwände aufwei· kleiner ist als ihre Länge. senden Behandlungskammern radial von außen nach

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, innen in entgegengesetzter Richtung zur Wirkung des dadurch gekennzeichnet, daß die kurzen Schau- 4s Schwerefeldes zu leiten und durch hochtourige Dre· fein (17) für die Flüssigkeitsverteilung, auf den hung die Zentrifugalbeschleunigung so groß zu ma-Durchmesser des Gausaustritts (8) bezogen, um chen, daß das entstehende Schwerefeld ausreicht. 10 bis 50 mm nach außen versetzt sind. selbst die feinsten Teilchen mit je nach ihrer Größe

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, verschieden hoher Geschwindigkeit sich in Richtung dadurch gekennzeichnet, daß die inneren und au- 50 des Schwerefeldes bewegen zu lassen. Messungen mil ßeren kurzen Schaufeln (17 und 12) gegeneinan- der nach diesem Vorschlag gebauten Vorrichtung ha· der versetzt angebracht sind. ben gezeigt, daß die Abscheidung von Nebel und

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, Stäuhchen mit höherer Umfangsgeschwindigkeit besdadurch gekennzeichnet, daß die kurzen Schau- ser wird. Die weitere Entwicklung des vorgeschlagefein (12_S 17) am äußeren und inneren Umfang 55 nen Abscheiders hat nun dazu geführt, daß bei An· der Behandlungskammer (2) auf der Seite des wendung von noch höherer Zentrifugalbeschleuni-Gasaustritts (8) an konzentrischen Ringen (18) gungen der Wirkungsgrad der Abscheidung nichi und an der gegenüberliegenden Seite an der mehr weiter so stark gestiegen ist. Es hat sich gezeigt scheibenförmigen Begrenzung (3) der Behänd- daß mit höherer Umdrehungszahl der Behandlungslungskammer (2) angebracht sind. 60 kammer die größeren Tröpfchen in erhöhtem Maße

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, ausgeschlagen werden.

dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungs- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die kammer (2) mit Netzen oder Matten aus Drähten Vorrichtung zur Abscheidung von Nebeln und Stau- oder Fäden in einer Stärke von unter 3 mm ge- ben aus Gasen und Dämpfen nach dem älteren Vor·

füllt ist. 65 schlag so zu verbessern, daß der Wirkungsgrad dej

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, Reinigung mit einfachen Mitteln weiterhin gesteigen dadurch gekennzeichnet, daß ein sich mitdrehen- wird.

des, die Flüssigkeit zur Innenseite der Behänd- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge·

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löst, daß die zu den seitlichen scheibenförmigen Be- sem Falle soll der Abstand von Schaufel zu Schaufel

grenzungen quer angeordneten Wände in bekannter gleich oder kleiner sein als ihre Länge. Man kann

Weise zu am äußeren Umfang der Behandlungskam- diese kurzen Schaufeln, die der Flüssigkeitsbeschleu-

mer angeordneten kurzen Schaufeln verkürzt sind, nigung dienen, ebenfalls gerade oder gekrümmt, ra-

die eine Länge von 10 bis 40 % der radialen Erstrek- 5 dial, vorwärts oder rückwärts in Drehrichtung ge-

kung der Behandlungskammer besitzen, und daß im neigt anordnen. Je nach der Auslegung der Maschine

zentralen Gasaustritt mindestens eine Düse zum Ein- kann hierdurch der Wirkungsgrad noch verbessert

sprühen der Flüssigkeit angeordnet ist. In vorteiP,af- werden.

ter Weise wurde hierdurch die Abscheidung wesent- Die vorgeschlagenen Schaufeln schlagen die durch

lieh verbessert io die feststehenden Flüssigkeitsdüsen eingesprühte

Es ist weiterhin erfindungsgemäß besonders gün- Flüssigkeit wieder aus. Sie nehmen die Flüssigkeit

stig, wenn die kurzen Schaufeln am äußeren Umfang aber mit und beschleunigen sie auf die Umfangsge-

der Behandlungskammer nur eine Länge von etwa 10 schwindigkeit der Behandlungskammer. Sie wird

bis 60 mm in radialer Richtung besitzen und der Ab- durch die große Umfangsgeschwindigkeit radial nach

stand von Schaufel zu Schaufel gleich oder kleiner ist 15 außen abgeschleudert und tritt als feinster Nebel in

als ihre Länge. Dies wirkt sich besonders bei größe- die drehende Behandlungskammer mit :'er gleichen

ren Einheiten aus, bei denen es zum Teil nicht ange- Umfangsgeschwindigkeit ein. Man kann :,ie auch als

bracht ist, Schaufeln einer Länge von 10 bis 40 ^Jo Flüssigkeitsbeschleunigungsschaufeln bezeichnen,

der Länge der radialen Trennwände einzubauen. Er- Durch die hohe Umfangsgeschwindigkeit der Be-

füilt man beide der oben genannten Bedingungen, so ao handlungskammer tritt eme feine Zerstäubung der

ergibt sich auch eine weitere Verbesserung des Wir- eingedüsten Püssigkeit an den kurzen Schaufeln auf,

kungsgrades der Vorrichtung. und durch die nach innen abgesaugte, zu reinigende

Ferner hat es sich als günstig erwiesen, die als Gasmenge kann bei hohen Tourenzahlen unter ge-Sehaufeln ausgeführten gekürzten Trennwände nicht wisser Neigung der Schaufeln eingedüste Flüssigkeit ganz bis zum äußeren Umfang der seitlichen Begren- 25 mit dem Gasstrom abgesaugt werden und geht damit zungsscheiben der Behandlungskammer zu führen. dem eigentlichen Effekt verloren. Dieses Mitreißen Hierdurch wird erreicht, daß die Gase auch bei höhe- der Flüssigkeit durch den zentralen Gasaustritt kann ren Umdrehungszahlen der Kammer fast auf die sehr leicht erfindungsgemäß dadurch verhindert werhohe Umfangsgeschwindigkeit der radialen Trenn- den, daß die kurzen Schaufeln für die Flüssigkeitswande gebracht werden können, bevor sie von den 30 verteilung, auf den Durchmesser des Gasaustritts beSchaufeln erfaßt werden. zogen, um 10 bis 50 mm nach außen versetzt werden.

Man kann die Schaufeln auch gerade oder ge- Durch die hohe Gaszirkulation auch im Gasaustritts-

krümmt ausführen und/oder radial oder vorwärts rohr wird dann eventuell versprühte Flüssigkeit nicht

oder rückwärts in Drehrichtung geneigt anordnen. sofort in den Gausaustritt mit hineingerissen, son-

Durch die große A.izahl der kurzen Schaufeln wird 35 dem wird durch die Zentrifugalkraft wieder nach

jetzt ein gleichmäßiges Einströmen der zu reinigen- außen geschleudert und kann nicht in den Gasaus-

den Gase in die Behandlungskammer erreicht. trittsstutzen gelangen.

Eine weitere merkliche Verbesserung des Verfah- Auf ihrem Weg zum Zentrum der Behandlungsrens wurde nun durch die zusätzliche verstärkte Ver- kammer behalten die auf die Umfangsgeschwindigdüsung einer Flüssigkeit erreicht. Wesentlich ist aber, 40 keit des Rotors gebrachten Gase diese Geschwindigdaß der zusätzlicne Flüssigkeitsnebel auf die hohe keit bei und werden, ähnlich wie bei einer Windhose, Umfangsgeschwindigkeit der Behandlungskammer auf höhere Umdrehungsgeschwindigkeit gebracht, gebracht wird. Die vorstehend genannte Lösung, die weil sich ständig der Durchmesser bei gleich hoher Eindüsung der zusätzlichen Flüssigkeit vom zentra- Umfangsgeschwindigkeit verkleinert,
len Gasaustritt her vorzunehmen, führt zum Erfolg, 45 Es ist erfindungsgemäß besonders günstig, wenn obwohl bekannt ist, daß bei feststehenden Sprühdü- die inneren und äußeren kurzen Schaufeln gegeneinscn sich das Ausschlagen kaum umgehen läßt. ander versetzt angebracht sind. Hierdurch kann die

Bei höheren Umdrehungszahlen der Behandlungs- von den ii.neren Schaufeln abgeschleuderte Flüssigkammer und schneller Gasdurchsaugung durch diese keit durch den von zwei äußeren Schaufeln gebilde-Kammern treten am Gasaustritt derart hohe Umdre- 50 ten Hohlraum hindurchiliegen.
hungsgeschwindigkeiten der Gase auf, daß die vorge- Die scheibenförmige Begrenzung auf beiden Seiten nannten Maßnahmen gemäß der Erfindung eine wei- der Behandlungskammer dient dazu, eine stabile tere Verbesserung des Wirkungsgrades der Vorrich- Ausführungsform der Pehandlungskammer zu erhaltung erbringen. In diesem Falle kann rr.an durch ten. Bei nicht zu großen Maschineneinheiten ist es je-Verwendung feiner Flüssigkeitsdüsen ein Mitreißen 55 doch gemäß der Erfindung besonders günstig, wenn der Flüssigkeit auf die hohe Umfangsgeschwindigkeit die kurzen Schaufeln am äußeren und inneren Umdurch die Gase selbst erreichen. Obwohl die Gase fang der Behandlungskammer auf der Seite des Gasnach innen zum zentralen Gasaustritt hin strömen, austritts an konzentrischen Ringen und an der gegenfliegen die erzeugten Flüisigkeitströpfchen, durch die überliegenden Seite an der scheibenförmigen Begrengroße Zentrifugalkraft bedingt, nach außen durch die 60 zung der Behandlungskammer angebracht sind, und Behandlungskammer hindurch. zwar in Anlehnung an die Bauweise von Desinte-

Eine weitere Verbesserung der Abscheidung wird gratoren. Die scheibenförmige Begrenzung auf der durch Anbringung von zusätzlichen kurzen Schaufeln Gasaustrittsseite wird dann in vorteilhafter Weise am zentralen Gasaustritt erreicht. Die Länge diese·· durch konzentrische Ringe ersetzt, welche die kurzen

Schaufeln soll ebenfalls 10 bis 40 °/o der radialen Er- 65 Schaufeln am inneren und äußeren Durchmesser der Streckung der Behandlungskammer besitzen, oder die Behandlungskammer halten. Für den Fall, daß nur Schaufeln sollen vorzugsweise eine Länge von 10 bis die äußeren Schaufeln zur Anwendung kommen, 60 mm in radialer Richtung aufweisen. Auch in die- würde ein einziger äußerer Ring genügen.

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Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Er- lungskammer selbst. Die durch die feststehenden Dü-

findung besteht darin, daß die Behandlungskammer sen 10 eingedüste Waschflüssigkeit wird durch die

mit Netzen oder Matten aus Drähten oder Fäden in äußerst schnell turbulierenden Gase fein verteilt. Sie

einer Stärke von unter 3 mm gefüllt ist. nimmt an der Rotation der Gase teil und wird durch

Besonders vorteilhaft ist bei der Vorrichtung ge- 5 die Beschleunigung zu feinsten Nebelteilchen zerrismäß der Erfindung, wenn ein sich mitdrehendes sen. Durch die hohe Umfangsgeschwindigkeit dieser Flüssigkeitsflügelrad am Ende der Antriebswelle an- Flüssigkeitstropfen fliegen sie nunmehr radial nach geordnet ist, das mit sich ebenfalls mit der Behänd- außen und unterstützen hierbei die stattfindende lungskammer mitdrehenden Düsen in Verbindung Agglomeration der feinsten Partikel der Aerosole,
steht. Hierdurch wird eine besonders günstige Ver- io Die Antriebswelle 1, an der die Behandlungskamsprühung der Flüssigkeit erreicht. Durch die hohe mer 2 befestigt ist, wird durch einen nicht dargestell-Tourenzahl wird ein verhältnismäßig hoher Flüssig- ten Elektromotor auf die erforderliche hohe Drehkeitsdruck für die Düsen erzeugt. zahl gebracht.

Unter gewissen Bedingungen kommt es vor, daß F i g. 2 zeigt noch besser den Weg der Gase vom Flüssigkeitstropfen mit dem gereinigten Gas durch den 15 Eintritte durch die Behandlungskammer 2 zum Auszentralen Gasaustritt herausgerissen werden. Diese tritt 8 bei Eindüsung von Flüssigkeit.
Flüssigkeit Hißt sich sehr leicht vom Gas trennen, in- Fig. 3 zeigt eine Behandlungskammer2, die mit dem direkt am zentralen Gasaustritt ein an sich bc- einem äußeren Kranz und Mitnahmeschaufeln 12 kannter Flüssigkeitszyklon angeschlossen ist. Die und um den Austritte herum mit einem inneren Gase haben in der Gasaustrittsleitung noch eine sehr ao Kranz von kurzen Schaufeln 17 versehen ist. Die hohe Umfangsgeschwindigkeit, so daß diese Leitung zwei scheibenförmigen seitlichen Begrenzungen sind wie ein Zyklon arbeitet und vorhandene Fliissigkeits- in dem Schnitt der Fig.3 und auch dem der Fig.4 tropfen sofort an die Rohrwand gelangen und von nicht zu ersehen. Die Eindüsung erfolgt durch eine dieser dann durch eine Flüssigkeitsfalle abgeführt fevuchcnde Flüssigkeitsdüse 10. Die Flüssigkeit werden können. 25 wird durch die genannten Schaufeln 17 am zentralen

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungs- Gasaustritt 8 auf die erforderliche Umfangsgeschwin-

möglichkeiten ergeben sich aus der folgenden Be- digkeit gebracht und von diesen Schaufeln 17 am äu-

schreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. ßeren Ende in die Beharidlungskammer2 eingedüst.

Es zeigt Durch die hohe Zentrifugalkraft wird dann die Flüs-

Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch die 30 sigkeit zu feinem Nebel zerrissen und fliegt infolge

Vorrichtung nach der Erfindung, ihrer hohen Zentrifugalkraft durch die Behandlungs-

Fig.2 schematisch einen Querschnitt mit dem kammer 2 nach außen und unterstützt hier die einsct-

zentralen Gasaustritt, zendc Agglomeration de; feinen Teilchen der Aero-

Γ i μ. 3 und 4 schematisch Querschnitte durch Aus- sole,

führungsformen der Behandlungskammer und 35 In F i g. 4 ist ein schematischer Schnitt durch eine

F i g. 5 einen Querschnitt durch eine weitere Aus- andere Ausführungsform der Behandlungskammer 2

führangsform der Erfindung mit Behandlungskam- dargestellt, bei der in radiale Richtung verlaufende

mer und am Gasauslritl angeordnetem Zyklon. äußere Mitnahmescliaufeln 12 für die Gase und Flüs-

Die in den F i g. 1 und 2 im Schnitt dargestellte sigkeitsbeschleunigungsschaufeln 17 am inneren Teil Vorrichtung besteht aus der Antriebswelle 1, auf der 4° der Behandlungskammer angeordnet sind. Man erzentral die rotorähnliche Behandlungskammer 2 be- kennt aus dieser Figur, daß es vorteilhaft ist, die äufestigt ist. Diese Kammer wird durch zwei scheiben- ßeren und inneren Schaufeln versetzt anzuordnen, so förmige Begrenzungen 3 gebildet. Am äußeren Teil daß die von den inneren Schaufeln verdüste Flüssigder Behandlungskammer befinden sich kurze Schau- keit in den freien Raum zwischen den äußeren Miifeln 12, durch die erreicht wird, daß die Gasströ- 45 nahmeschaufeln hineinsprüht.

mung gleichmäßig und ohne Wirbel durch die Be- In Fig. 5 ist ein Querschnitt durch >..ne Vorrich-

handlungskammer 2 verläuft. tung nach einer anderen Ausführungsform der Erfin-

Die Gase treten mit hoher Geschwindigkeit durch dung dargestellt. Es ist hier gezeigt, daß man auf der

den tangential angebrachten Gaseintritt 6 in das Spi- Gasaustrittsseite statt einer scheibenförmigen Be-

ralgehäuse 7 ein, treten radial von außen nach innen 50 grenzung 3 auch konzentrische Ringe 18 für die Be-

durch die Behandlungskammer 2 und verlassen diese festigung und Unterstützung der Mitnahmeschaufeln

durch den zentral angebrachten Gasaustritt 8. Die 12 am äußeren Rand der Behandlungskammer und

Flüssigkeitseinsprühung erfolgt durch Düsen 10. der Flüssigkeitsschaufeln 17 am inneren Rand der

Durch die schnelle Rotation der Behandlungskam- Behandlungskammer vorsehen kann. Am Gasaus-

mer 2 in dem Gehäuse 7 werden die zu reinigenden 55 tritt 8 ist ein Flüssigkeitszyklon 20 angeordnet, an

Gase, die bereits mit höherer Geschwindigkeit durch dessen Boden die abgeschiedenen Nebel und Stäube

den tangentialen Gaseintritt 6 zirkulieren, durch den das Gehäuse durch den Flüssigkeitsstutzen 21 verlas-

Rotor gesaugt und erhalten bei ihrem Eintritt durch sen. Die Eindüsung erfolgt bei dieser Ausfuhrungs-

die kurzen Schaufeln 12 eine weitere Beschleuni- form durch das Flüssigkeitszuführungsrohr 22, des-

gung. 60 sen Austrittsende rechts neben der Lagerbuchse 11

Wie durch die Pfeile dargestellt, werden die Gase angeordnet ist und die Flüssigkeit in das Flügelrad durch das Hineinsaugen zum Zentrum nochmals be- 19 leitet. Von dort wird die Flüssigkeit über Düsen schleunigt, ähnlich wie bei einer Windhose, und er- 14 in das Innere der Behandlungskammer 2 eingehalten damit eine höhere Drehzahl als die Behänd- sprüht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 lungskammer (2) am Gasaustritt (8) leitendes Patentansprüche: Flügelrad (19) am Ende einer Antriebswelle (1) angeordnet ist, das mit sich ebenfalls mit der Be-

1. Vorrichtung zur Agglomeration und Nieder- handlungskammer (2) mitdrehenden Düsen in schlagung von Schwebestoffen aus Gasen und 5 Verbindung steht.

Dämpfen und/oder zur Absorption von Gasbestandteilen auf nassem Wege mittels Düsen zum