DE2015737B2

DE2015737B2 - Vorrichtung zur Agglomeration und Niederschlagung von Schwebestoffen aus Gasen und Dämpfen und/oder zur Absorption von Gasbestandteilen

Info

Publication number: DE2015737B2
Application number: DE19702015737
Authority: DE
Inventors: Gerd Dr.-Ing. 6200 Wiesbaden Petersen
Original assignee: Hugo Petersen Gesellschaft fur Verfahrenstechnischen Anlagenbau Mbh & Co Kg 6200 Wiesbaden
Current assignee: Hugo Petersen Gesellschaft fur Verfahrenstechnischen Anlagenbau Mbh & Co Kg 6200 Wiesbaden
Priority date: 1969-07-05
Filing date: 1970-04-02
Publication date: 1980-09-25
Also published as: DE1934229A1; DE2015737C3; CH536130A; DE1934229B2; DE2015737A1; GB1315539A; FR2056320A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Agglomeration und Niederschlagung von Schwebestoffen aus Gasen und Dämpfen und/oder zur Absorption von Gasbestandteilen auf nassem Wege unter Einwirkung ~>o einer Zentrifugalbeschleunigung in rotorähnlich ausgebildeten Behandlungskammern, die seitliche scheibenförmige Begrenzungen und radiale Trennwände, welche die Gase von innen nach außen fördern und einen inneren Gaseintritt mit mindestens einer feststehenden v> Dü-.e zum Einsprühen einer Flüssigkeit aufweisen.

Es ist bekannt, Gase durch Einwirkung von Fliehkraft zu reinigen. Bei diesen bekannten Vorrichtungen handelt es sich um Desintegratoren, wie auch um Einsprühventilatoren oder ähnliche Vorrichtungen. f>o

Es ist bereits vorgeschlagen worden, unter der Einwirkung einer Zentrifugalbeschleunigung Schwebestoffe aus Gasen zu agglomerieren und niederzuschlagen oder auf nassem Wege Gasbestandteile zu absorbieren, wobei die Strömungsrichtung des Gases M etwa mit der Richtung des Schwerefeldes zusammen fällt. Bei dem genannten Vorschlag sind die Öehandlungskammern mit einem Buried von gespannten

Drähten oder Fäden gefallt.

Ein anderer Vorschlag löst die gestellte Aufgabe, Schwebestoffe, d.h. Nebel und/oder Stäube bis zu feinsten Teilchengrößen von etwa 0,1 μπι Durchmesser hinab mechanisch abzuscheiden, dadurch, daß die zu behandelnden Gase von außen nach innen in entgegengesetzter Richtung zur Wirkung des Schwerefeldes geleitet werden, wobei die Behandlungskammern am zentralen Gasaustritt kurze Schaufeln aufweisen und im zentralen Gasaustritt feststehende Düsen zum Einsprühen der Flüssigkeit angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß sie bei der Herstellung und während des Betriebes durch einen einfacheren Aufbau und eine andere Technik bei Erreichung eines guten Wirkungsgrades wirtschaftlicher arbeitet Man hat bei dem Gedanken, die oben erwähnten beiden Vorschläge zu kombinieren, an sich erwartet, daß die Wirkungen der Maschinen gegeneinander arbeiten, so daß die Agglomeration, die Niederschlagung und auch die Absorption geringer würden. Es ist das Verdienst des Erfinders, dennoch eine Art von Kombination der beiden oben genannten Vorschläge vorzunehmen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß am inneren Gaseintritt in die Behandlungskammern kurze Beschleunigyngsschaufeln angebracht sind, die eine Länge von 10 bis 40% der Länge der Trennwände auf maximal 8, vorzugsweise 3 bis 5, begrenzt wird, die Trennwände eine Länge von 30 bis 60% der radialen Erstreckung der Kammern haben und sie vom äußeren Umfang der Behandlungskammern nur bis in den mittleren Teil der Kammern reichen.

Ein Vorteil dieser neuen Vorrichtung besteht in der wirkungsvollen Abscheidung auch feinster Nebel oder Stäube. Das Ausschlagen der größeren Tröpfchen, d. h. der im Gas vorhandene Anteil an groben Nebel- oder Staubpartikeln, deren Durchmesser etwa 10 μηι beträgt, wird durch die Verminderung der Anzahl der radialen Trennwände erheblich herabgesetzt Hierdurch ermöglicht man das Agglomerieren der Feinstteilchen an den groben Teilchen und damit ein wirkungsvolles Ausscheiden feinster Nebel. Ein weiterer Vorteil besteht in der eigenen Saug- oder Gasförderwirkung der Vorrichtung. Ein zusätzlicher Ventilator, Kompressor odT dergleichen, die das Gas bei den eingangs erwähnten Vorschlägen entgegen der Wirkung des Schwerefeldes durch die Ausscheidungsvorrichtung hindurchpressen mußten, kann entfallen. Hierdurch wird die Anlage in vorteilhafter Weise raumsparend, und sie benötigt insgesamt gesehen eine geringere Betriebsenergie.

Erfindungsgemäß besteht eine weitere bevorzugte Lösung darin, daß der Abstand von Beschleunigungsschaufel zu Beschleunigungsschaufel gleich oder kleiner als ihre Länge ist.

Ferner sieht die Erfindung vor, daß zusätzlich am äußeren Umfang der Behandlungskammern kurze Schaufeln, die eine Länge von 10 bis 40% der Länge der Trennwände in radialer Richtung besitzen, angebracht sind.

Besonders wirkt sich dies Vorteilhaft bei größeren Einheiten aus, bei denen es in der Regel nicht angebracht sein dürfte, Schaufeln einer Länge von 10—40% der Länge der radialen Trennwände einzubauen. Durch die genannten kurzen Schaufeln werden die Gase auf die erforderliche Umfangsgeschwindigkeit der sich drehenden Behandlungskammern gebracht. Der grobe Anteil der Nebel und Stäube wird zwar an diesen

kurzen Beschleunigungsschaufeln ebenfalls niedergeschlagen, sie werden aber durch diese Zusatzschaufeln nach außen geschleudert und zerstäuben mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie das Gas von neuem am Ende dieser kurzen Zusatzschaufeln·

Auch die zusätzliche Eindüsung von Flüssigkeit am Gaseintritt gemäß der Erfindung ist vorteilhaft Wenngleich die Zusatznebel durch die kurzen Beschleunigungsschaufeln aus dem Gas ausgeschlagen werden, so werden sie doch ebenfalls auf die Umfangsgeschwindigkeit beschleunigt und am äußeren Ende der Schaufeln erneut in der gleichen Umfangsgeschwindigkeit der Gase in die Behandlungskammern hinein zerstäubt. Die gewünschte Wirkung ist dann wieder erreicht

Die kurzen Beschleunigungsschaufeln, die bei größeren Vorrichtungen vorzugsweise 10 bis 60 mm lang sind, wie oben ausgeführt, können geradlinig oder gekrümmt geformt sein. Man kann sie radial einbauen, aber auch in Richtung der Umfangsgeschwindigkeit vorwärts geneigt oder gekrümmt anbringen.

Um das nachträgliche Ausschlagen eingedCster Nebel an den radialen Trennwänden zu vermeiden, hat es sich weiterhin gemäß der Erfindung als günstig erwiesen, daß sie eine Länge von etwa 30 bis 60% der radialen Erstreckung der Kammern haben und daß sie vom äußeren Umfang der Behandlungskammern nur bis in den mittleren Teil der Kammern reichen. Es ist auch zweckmäßig, sie rückwärts geneigt verlaufen zu lassen und ihre Länge so zu dimensionieren, daß sie nicht bis zur Mitte an die Zusatzschaufeln heranführen.

Durch die Verminderung der Länge und Zahl der radialen Trennwände ergibt sich mitunter ein gewisser unruhiger Lauf des rotorähnlichen Flügelrandes. Diese Unruhe kann aber sehr leicht gemäß der Erfindung dadurch beseitigt werden, daß zusätzlich am äußeren Umfang der Behandlungskammern kurze Schaufeln, die etwa eine Länge von 10 bis 40% der Länge der radialen Trennwände besitzen, angebracht sind. Dadurch wird auch bei turbulenter Gaszirkulation in der Behandlungskammer selbst ein gerichteter und gleichmäßiger Gasaustritt aus den Behandlungskammern in das umgebende Spiralgehäuse erreicht Bei größeren Vorrichtungen ist es gemäß der Erfindung besonders zweckmäßig, wenn die kurzen Schaufeln am äußeren Umfang dir Behandlungskammern nur eine Länge von ca. 10 bis 60 mm in radialer Richtung besitzen und der Abstand von Schaufel zu Schaufel gleich oder kleiner ist als ihre Länge. Ein anderer günstiger Aufbau der Vorrichtung besteht darin, daß die Behandlungskammern nur aus den beiden seitlichen scheibenförmigen Begrenzungen und den ianeren und äußeren kurzen Schaufeln unter Fortfall der radialen Trennwände bestehen.

Bei vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind die inneren und äußeren Schaufeln gegeneinander versetzt angebracht Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die durch die Beschleunigungsschaufeln am inneren Teil der Behandlungskammern verdüste Flüssigkeit in die leere Behandlungskammer en hineingesprüht und nicht wieder gerade auf eine äußere Schaufel oder auf die radialen Trennwände geführt wird.

Es ist von Vorteil, wenn die kurzen Schaufeln am äußeren und inneren Umfang der Behandlungskammer auf der Seite des Gaseintritts an einem konzentrischen <λ Ring und an der gegenüberliegenden Seite an der scheibenförmigen Begr ;-nzung der Behandlungskammcr anecbracht sind.

Man kann erfindungsgemäß auch die einzudosende Flüssigkeit durch in den Behandlungskammern angebrachte und sich mitdrehende Düsen unter Druck versprühen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch die Vorrichtung der eingangs erwähnten Art,

Fig.2 einen schematischen Querschnitt mit dem zentralen Gaseintritt und

Fig.3 bis 6 verschiedene Ausführungsformen der Behandlungskammern im Schnitt

Die in F i g. 1 im Schnitt dargestellte Vorrichtung besteht aus der Antriebswelle 1, auf der die rotorähnlichen Behandlungskammern 2 befestigt sind. Diese Kammern bestehen aus zwei scheibenartigen Begrenzungen 3 und den radialen Trennwänden 4. Am inneren Teil der Behandlungskammern 2 sin-* die erfindungsgemäßen kurzen Beschleunigungsschaufeln 17 angebracht Vor Eintritt der Gase durch den zentralen Gaseintritt 8 wird zusätzlich eine Flüssigkeit durch eine oder mehrere feststehende Düsen 10 in das Gas eingedost

Die Gase werden durch die Vorrichtung selbsttätig angesaugt Sie werden durch die kurzen Beschleunigungsschaufeln 17 zusammen mit der eingedüsten Flüssigkeit auf die Umfangsgeschwindigkeit der rotorähnlichen Behandlungskammem 2 gebracht Am Ende der Beschleunigungsschaufeln 17 wird die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit in die Behandlungskammem 2 fein verdüst Durch die große Rotation der Behandlungskammem 2 wirkt auf die Gase wie auf die fein verteilten Flüssigkeitströpfchen sowie die niederzuschlagenden Staub- und Nebelpartikel eine sehr hohe Zentrifugalgeschwindigkeit, die zu der erfindungsgemäßen Agglomeration und Niederschlagung der Verunreinigungen und Störstoffe führt. Gleichzeitig tritt hierbei eine Absorption eventueller Verunreinigungen ein.

Die Gase verlassen die rotorähniichen Behandlungskammern 2 an ihrem Umfang mit hoher Geschwindigkeit und treten in das sie umgebende Spiralgehäuse 7 ein, wo die hohe Umfangsgeschwindigkeit der Gase in statische Pressung, ähnlich wie bei einem Gebläse, umgewandelt wird. Hierdurch bedingt, kami diese Vorrichtung auch selbständig die Gasförderung bewerkstelligen.

Aus F i g. 2 lassen sich der Gaseintritt 8 sowie die Flüssigkeitsverteilung durch die feststehende Flüssigkeitsdüse 10 besser erkennen. Der Antrieb der Behandlungskammem 2 erfolgt mit Hilfe eines Elektromotors.

In F i g. 3 ist die rotorähnliche Behandlungskammer 2 a/lein, ohne das sie umgebende Gehäuse 7, dargestellt Sie besteht in diesem Falle aus vier Behaidlungsicammern 2, die aus den scheibenförnvgen seitlichen Begrenzungen und den vier Trennwänden 4 gebildet werden. Am runden, zentralen Gaseintritt 8 sind zwei feststehende Düjjn 10 angebracht Die eingedüste Flüssigkeit wird durch die kurzen Beschleunigungsschaufeln 17 für die Gase und die Flüssigkeit zusammengeschlagen und durch die Zentrifugalkraft mit hoher Strömungsgeschwindigkeit nach außen geschleudert. An der äußeren Kante der kurzen Flüssigkeitsbeschleunigungsschaufeln 17 zerstäubt die Flüssigkeit erneut, nachdem sie mit Hilfe dieser Schaufeln die gleiche Tourenzahl wis die Behandlungskammem 2 aufwsist.

Wie in Fig.3 dargestellt, können gerade Schaufeln genommen werden, die man in Drehrichtung rückwärts oder vorwärts geneigt anbringt. Man kann die Schaufeln aber auch vorwärts oder rückwärts krümmen. In jedem Quadranten ist eine andere Ausführungsform darge- '· stellt.

F i g. 4 und 5 stellen zwei weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gedankens dar. In Fig.4 sind die Trennwände 4 vorgesehen. Sie reichen vom äußeren Umfang der Behandlungskammern 2 bis zur Mitte to derselben. In F i g. 5 sind die Trennwände 4 vollkommen in Fortfall gekommen. Bei beiden Ausführungsformen sind am äußeren Umfang der Behandlungskammern 2 noch kurze Mitnahmeschaufeln 12 vorgesehen, durch die erreicht wird, daß die Gasströmung gleichmäßiger und ohne zu große Wirbel durch die Behandlungskammern 2 und von hier in das Spiralgehäuse 7 erfolgt.

In Fig.6 ist ein schematischer Schnitt durch eine Behandlungskammer 2 dargestellt, die nur aus den scheibenförmigen Begrenzungen 3, den äußeren Mitnahmeschaufeln 12 für die Gase und den Flüssigkeitsbeschleunigungsschaufeln 17 am inneren Teil der Behandlungskammer 2 besteht Aus diesem Bild ist zu ersehen, daß es vorteilhaft ist, die äußeren und inneren Schaufeln versetzt anzuordnen, so daß die von den inneren Schaufeln verdüste Flüssigkeit in den freien Raum zwischen den äußeren Mitnahmeschaufeln hineinsprüht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Agglomeration und Niederschlagung von Schwebestoffen aus Gasen und Dämpfen und/oder zur Absorption von Gasbestand· teilen auf nassem Wege unter Einwirkung einer Zentrifugalbeschleunigung in rotorähnlich ausgebildeten Behandlungskammern, die seitliche scheibenförmige Begrenzungen und radiale Trennwände, welche die Gase von innen nach außen fördern, und einen inneren Gaseintritt mit mindestens einer feststehenden Düse zum Einsprühen einer Flüssigkeit aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß am inneren Gaseintritt (8) in die Behandlungskammern (2) kurze Beschleunigungsschaufeln (17) is angebracht sind, die eine Länge von 10 bis 40% der Länge der Trennwände (4) in radialer Richtung besitzen, die Anzahl der Trennwände (4) auf maximal 8, vorzugsweise 3 bis 5, begrenzt wird, die Trennwände (4) eine Länge von 30 bis 60% der radialen Erstreckung der Kammern (2) haben und sie vom äußeren Umfang der Behandlungskammern (2) nur bis in den mittleren Teil der Kammern (2) reichen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand von Beschleunigungsschaufel (17) zu Beschleunigungsschaufel (17) gleich oder kleiner als ihre Länge ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich am äußeren Umfang der Behandlungskammern (2) kurze Schaufeln (12), die eine Länge von 10 bis 40% der Länge der Trennwände (4) in radial- Richtung besitzen, angebracht sind.

4. Vorrichtung nach einem <i .- Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungs-(17) und äußeren Schaufeln (12) gegeneinander versetzt angebracht sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Beliandlungskammern (2) sich mitdrehende Düsen angebracht sind.