DE2024423A1 - Method and device for separating solid, liquid and / or gaseous particles from gases or vapors - Google Patents
Method and device for separating solid, liquid and / or gaseous particles from gases or vaporsInfo
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Description
Dr»-Ing· Otto öchmid 16«5»1970Dr »-Ing · Otto öchmid 16« 5 »1970
Stuttgart - 70Stuttgart - 70
Auf dem Haigst 2 a 2024423On the Haigst 2 a 2024423
Patent- und GebrauehsmusterhilfsanmeldungPatent and utility model application
"Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von festen, flüssigen und/oder gasförmigen Teilchen' aus Gasen oder Dämpfen""Method and device for separating solid, liquid and / or gaseous Particles from gases or vapors "
Die Erfindung betrifft elektrostatische Abscheider zum Abscheiden von festen, flüssigen und/oder gasförmigen Teilchen aus Gasen oder Dämpfen.The invention relates to electrostatic precipitators for separating solid, liquid and / or gaseous particles from gases or vapors.
Bei diesen filtern werden die abzuscheidenden festen, flüssigen und/oder gasförmigen Teilchen durch Jonisation elektrisch aufgeladen und die elektrisch geladenen Teilchen an Abscheideelektroden, die ein anderes elektrisches Potential besitzen, abgeschieden.With these filters, the solid, liquid to be separated becomes and / or gaseous particles electrically charged by ionization and the electrically charged particles on separation electrodes, which have a different electrical potential, deposited.
In einer bekannten, weitverbreiteten Ausführungsform werden z.B. die zu reinigenden Gase oder Dämpfe an Sprühelektroden, die unter elektrischer Hochspannung stehen, vorbeigeführt, wobei die abzuscheidenden Teilchen ionisiert, alao elektrisch aufgeladen werden. Anschließend durchströmen die elektrisch geladenen Teilchen einen Raum, in dem sich Abscheideelektroden befinden. Diese stehen unter einem anderen elek-In a known, widespread embodiment, for example, the gases or vapors to be cleaned are applied to spray electrodes, which are under electrical high voltage, passed by, with the particles to be separated ionized, alao electrically to be charged. The electrically charged particles then flow through a space in which there are separation electrodes are located. These are under a different elec-
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triseben Potential und sind S0B0 geerdet«tris-level potential and are S 0 B 0 grounded «
Durch das verschieden© elektrische Potential zwischen Schwebeteilchen und Afeseheiaeelektroden wandern die Schwebeteilchen zu den Abaeheideelektroden und lagern sich unter .ausgleich der Ladungen an den Abscheideelektrode abo Sind z.B. die Abscheideelektroden ge©j?döt? so verlieren die an die Abscheideelektroden angelagerten Schwebeteilehen ihre elektrische Ladung. Due to the different electrical potential between suspended particles and afeseheiae electrodes, the suspended particles migrate to the Abaeheideelectrodes and are deposited under. Balance of the charges on the Separator Electrodes Are, for example, the Separator Electrodes ge © j? Döt ? in this way, the suspended particles attached to the separation electrodes lose their electrical charge.
Da die Wandergeschwindigkeit der elektrisch geladenen Schwebeteilchen sehr gering ist, muß der su reinigende Gasstrom je nach dem gewünschten AbscheideefJüekt mit geringer Gasgeschwindigkeit von z.B. 0,8 m/sec bis 1,8 m/sec durch den Abscheider hindurchgeführt werden» Dadurch ergeben sich für eine bestimmte Gasmenge die bekannten? im Querschnitt großen und langen Gehäuseabmessungen. Der ganze Raum des infolge der geringen Gasgeschwindigkeit großen Gehäuses muß in bekannter Weise mit Abscheideelektroden bestückt sein? um die nötige Oberfläche zur Anlagerung der elektrisch geladenen Schwebeteilchen zu erzielen. Um die benötigte große Abscheideoberfläche zu erreichen, werden in vielen fällen Abseheideplatten verwendet. In einer typischen Ausführung zur Reinigung großer Gasmengen kann z.B. der Abstand der Abscheideplatten 220 bis 320 mm betragen. Diese erstrecken sich in der ganaen Höhe und Länge des großen Abscheideraumes. Es werden also eineBecause the traveling speed of the electrically charged suspended particles is very low, the su purifying gas flow must depending on the desired separation effect with a low gas velocity from e.g. 0.8 m / sec to 1.8 m / sec are passed through the separator »This results in a certain amount of gas the known? large in cross-section and long housing dimensions. The whole space of the result the low gas velocity large housing must be equipped in a known way with separation electrodes? to get the necessary To achieve surface for the accumulation of electrically charged suspended particles. Around the required large separation surface To achieve this, separating plates are used in many cases. In a typical design for cleaning large Gas quantities, for example, the distance between the separation plates can be 220 to 320 mm. These extend in the ganaen height and length of the large separation space. So there will be a
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große Anzahl dieser Platten benötigt. "-Zugein muß durch besondere haßnaLßien eine gleichmäßige Luftgeschwindigkeit in Ein- und Austrittsquerschnitt des Abscheidegehäuses erzielt v/erden. Es ergibt sich daher eine aufwendige und damit auch teure Konstruktion.large numbers of these plates are required. "-Zugein must be through special hated an even air velocity in one and the outlet cross-section of the separator housing is achieved. The result is a complex and therefore also expensive one Construction.
bobald die Staubschicht auf den Abscheideplatten eine gewisse-Schichtdicke erreicht, müssen diese gereinigt werden*, da die Adhäsion der Staubteilchen untereinander gering ist. Andernfalls besteht die Gefahr, daß die oberen Staubschichten auf der Abscheideelektrode vom Luftstrom wieder mitgerissen werden, wodurch sich die Abscheideleistung schnell verringern würde. Das Zeitintervall zur Reinigung der Abscheideplatten beträgt unter üblichen Betriebsverhältnissen ca. 10 bis 15 min.As soon as the dust layer on the separating plates has a certain layer thickness reached, they must be cleaned * because the Adhesion of the dust particles to one another is low. Otherwise there is a risk that the upper layers of dust will rise the separation electrode would be entrained by the air flow again, which would quickly reduce the separation efficiency. The time interval for cleaning the separator plates is approx. 10 to 15 minutes under normal operating conditions.
Die Reinigung der Abeeheideelektroden erfolgt üblicherweise durch Klopf - oder Rüttelvorrichtungen. Um zu vermeiden, daß der dabei aufgewirbelte Staub entweicht, muß während der Reinigungsperiode entweder der Luftstrom der ganzen Abscheidekammer geschlossen und während dieser Zeit über eine parallel geschaltete Kammer geführt werden, oder es müssen ein oder zwei Abscheider der gleichen Art hintereinander naehgesehaltet werden, sodaß der bei der Abreinigung der ersten Kammer entstehende Staub in einem nachgeschalteten Abscheider der gleichen Größe niedergeschlagen werden kann.The Abeeheide electrodes are usually cleaned by knocking or shaking devices. In order to prevent the dust that is thrown up from escaping, must during the Cleaning period either the air flow of the entire separation chamber closed and during this time via a parallel switched chamber, or one or two separators of the same type must be kept in a row so that the dust generated during the cleaning of the first chamber in a downstream separator the same size can be knocked down.
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Es ist ein erster wesentlicher Nachteil des geschilderten Elektrofilter, daß sich hierdurch eine sehr aufwendige und damit teuere Konstruktion ergibt. Gasförmige oder auch klebrige Teilchen können damit nicht abgeschieden werden.It is a first major disadvantage of the described electrostatic precipitator that this results in a very expensive and thus resulting in expensive construction. Gaseous or sticky particles cannot be deposited with it.
Es ist ein zweiter wesentlicher Nachteil, daß von den Elektrofiltern der geschilderten Art elektrisch nichtleitende oder nur ungenügend leitende Stäube nicht oder nur ungenügend abgeschieden werden. Die erste Staubschicht wird zwar an der Abscheideelektrode festgehalten. Bereits die nächsten, auf der ersten Staubschicht anhaftenden Staubschichten werden aber infolge der isolierenden wirkung der darunter befindlichen Staubschicht oder Schichten nicht mehr oder nur schwach entladen, sodaß sich auf der obersten Schicht eine elektrische Ladung ausbildet. Dies bewirkt, daß die nachfolgenden Schwebeteilchen infolge Fehlens eines elektrischen Potentials nicht oder nur ungenügend von der staubbedeckten Abscheideelektrode angezogen werden.A second major disadvantage is that of the electrostatic precipitators Electrically non-conductive or insufficiently conductive dusts of the type described are not or only insufficiently to be deposited. The first layer of dust is held on to the separation electrode. Already the next However, as a result of the insulating effect of the layers underneath, the layers of dust adhering to the first layer of dust become Dust layer or layers no longer or only weakly discharged, so that a electrical charge forms. This causes the subsequent suspended particles due to the lack of an electrical Potential are not attracted or only insufficiently attracted by the dust-covered separation electrode.
Die Reinigung der Abscheideelektroden kann auch durch Abspritzen der Elektroden, mit Presswasser erfolgen. In diesem Falle müssen die Elektroden ebenfalls abgeschaltet werden und der Gasstrom muß während dieser Zeit durch ein parallel geschaltetes Filter gleicher Größe gereinigt werden. Auch hier ergibt sich eine sehr aufwendige und damit teure Konstruktion.The separation electrodes can also be cleaned by spraying the electrodes with press water. In this Trap, the electrodes must also be switched off and the gas flow must be through a parallel during this time switched filter of the same size can be cleaned. Here, too, there is a very complex and therefore expensive one Construction.
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Es sind ferner elektrostatische Abscheider bekannt, bei denen die Abscheideelektroden wasserberieselt sind. Für eine bestimmte zu reinigende Gasmenge ändert sich die Größe der benötigten Abscheideelektroden, an deren Oberfläche die ionisierten Teilchen abgelagert werden, nicht. Handelt es sich um eine grössere zu reinigende Gasmenge, bei der eine große Oberfläche an Abscheideelektroden nötig ist, so ist es technisch schwierig, die großen Abscheideelektroden mit Sicherheit vollständig mit einem Wasserfilm zu benetzen. Der technische Aufwand ist noch erheblich grosser als bei der zunächst beschriebenen Filterart.There are also known electrostatic precipitators in which the separation electrodes are sprinkled with water. For a certain The amount of gas to be cleaned changes the size of the required separation electrodes, on the surface of which the ionized particles are deposited, not. Is it a larger amount of gas to be cleaned, in which a large surface area of separation electrodes is necessary, so it is technically difficult to completely wet the large separation electrodes with a film of water. The technical effort is considerably greater than with the type of filter described first.
Zur Vermeidung der geschilderten Hachteile wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Abscheideelektroden nicht aus festen Wänden sondern aus einer oder mehreren Zonen von feinen Flüssigkeitströpfchen zu bilden, durch die die ionisierten Teilchen hindurchgeführt werden. Dabei sollen die iTüssigkeitströpfchen ein anderes elektrisches Potential als die abzuscheidenden ionisierten Teilchen besitzen. Sind beispielsweise die abzuscheidenden Teilchen elektrisch negativ geladen, so können z.B. die ilüssigkeitströpfchen elektrisch positiv geladen sein oder umgekehrt. Sie können aber auch ohne elektrische Ladung sein, was eine konstruktiv besonders einfache lösung ergibt.In order to avoid the disadvantages described, according to the invention proposed the deposition electrodes not from solid walls but from one or more zones of to form fine droplets of liquid through which the ionized particles are passed through. The liquid droplets should have a different electrical potential than the ionized particles to be deposited. For example, if the particles to be deposited are electrically negative charged, the liquid droplets, for example, can be positively charged or vice versa. But you can too be without electrical charge, which results in a particularly simple solution in terms of design.
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Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß eine sehr große Abscheideoberfläche auf kleinem Eaum geschaffen wird. Wird z.B. 1 ltr vVasser in Tröpfchen zerlegt, so ergeben sich folgende oberflächen;A major advantage is that a very large separation surface is created in a small space. Will E.g. 1 liter of water is broken down into droplets, resulting in the following surfaces;
Der Vorteil ist sinnfällig. Benötigt z.B. ein elektrostatischer Abscheider üblicher Ausführung zur Reinigung einer bestimmten Gasmenge eine Oberfläche der Abscheideelektroden von 600 m2 und werden Abscheideplatten von z.B. 2 m Breite und 5 m Höhe verwendet, so werden insgesamt 30 Abscheideplatten benötigt.The advantage is obvious. Requires, for example, an electrostatic separator of the usual design to clean a a certain amount of gas a surface area of the separation electrodes of 600 m2 and separation plates of e.g. 2 m width and a height of 5 m are used, a total of 30 separation plates are required.
Gemäß der erfindungsgemäßen Lehre wird dieselbe Abscheideoberfläche erzielt, wenn bei einer gewählten Tropfengröße von z.B. 50 MikronAccording to the teaching according to the invention, the same separation surface is achieved if a selected drop size e.g. 50 microns
= 5 ltr Flüssigkeit= 5 liters of liquid
in der Abscheidezone versprüht wirdis sprayed in the separation zone
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Würden die bekannten wasserberieeelten Abscheideelektroden verwendet und würde zu deren sicherer Benetzung eine Schichtdicke dea Wassers von 1 mm gewählt, so könnten mit 5 Itr wasser lediglich 5 m2 Oberfläche benetzt werden.If the known water-covered separating electrodes were used and if a layer thickness of 1 mm of water were selected for their reliable wetting, then only 5 m 2 of surface could be wetted with 5 liters of water.
Die durch Aufnahme der abzuscheidenden Teilchen verschmutzten Flüssigkeitströpfchen, werden anschließend einem Tropfenabscheider zugeführt. Die i'lüssigkeitströpfchen der Abscheidezone müssen also laufend erneuert werden, derart, daß im Dauerbetrieb mindestens die gleiche Tröpichenoberflache vorhanden ist wie die benötigte Abscheideoberfläche üblicher Elektrofilter.The liquid droplets contaminated by taking up the particles to be separated are then put into a droplet separator fed. The droplets of liquid in the separation zone must therefore be constantly renewed in such a way that at least the same droplet surface is present in continuous operation is like the required separation surface of conventional electrostatic precipitators.
Um eine -Größenordnung zu geben, kann gesagt werden, daß pro ein m5/h zu reinigendes Gas ca. 0,2 ltr/h Flüssigkeit versprüht werden sollte, natürlich hängt dieser \7ert stark von der Verweilzeit der-Flüssigkeitströpfchen in der Abscheidezone und von der gewählten Tropfengröße ab, kann also stark nach oben oder unten schwanken.To give an order of magnitude, it can be said that pro a m5 / h gas to be cleaned approx. 0.2 ltr / h liquid should be sprayed, of course this depends heavily on the residence time of the liquid droplets in the separation zone and on the selected drop size, so it can fluctuate greatly upwards or downwards.
Es können wesentlich größere Abscheideoberflächen gebildet und damit wesentlich höhere Abscheidegrade als bei den üblichen Elektrofiltern erzielt werden, da deren Abscheideoberfläche aus Gründen des technischen Aufwandes und damit des Preises üblicherweise beschränkt bleiben muß.Much larger separation surfaces can be formed and thus significantly higher degrees of separation than with the usual ones Electrostatic precipitators can be achieved because of their separation surface for reasons of technical complexity and thus the price usually has to remain limited.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil wird darin gesehen, daß der Abstand zwischen den elektrisch geladenen Teilchen und den als Abscheideelektroden wirkenden ITüssigkeitströpfchen viel geringer ist als bei den bekannten Ausführungen. Die Abscheidung der Teilchen erfolgt daher in viel icürzerer Zeit als bei den bekannten '.Jilterkonstruktionen.Another significant advantage is seen in the fact that the distance between the electrically charged particles and the liquid droplets acting as separation electrodes is much lower than in the known designs. the Separation of the particles is therefore much shorter Time than with the well-known '.Jilter constructions.
Ferner ergibt sich ein wesentlicher Vorteil dadurch, daß die als ^bscheideelektroden wirkenden Plüssigkeitströpfchen beweglich sind, sich also durch die elektrischen Kräfte auf die elektrisch geladenen Teilchen hinbewegen. Unabhängig davon sind die erzeugten ilüssigkeitströpfchen ständig in .Bewegung.Furthermore, there is a significant advantage that the liquid droplets acting as separating electrodes are mobile, i.e. move towards the electrically charged particles due to the electrical forces. Independent of this, the generated droplets of liquid are constantly in .Move.
t,höhere Ss ergeben sich dadurch sehr kurze Abscheidewege und damitf üurchströmgeschwindigkeiten als bei Blektrofiltern üblicher Eauart. Beide Vorteile ergeben kompakte, einfache und damit billige Abscheidegehäuse. Hinzu kommt der geringe Materialaufwand infolge des Fehlens der Abscheideplatten.t , higher Ss result in very short separation paths and thus flow velocities than the usual type of sheet metal filters. Both advantages result in compact, simple and therefore cheap separator housings. In addition, there is the low cost of materials due to the lack of separation plates.
Es können damit stark klebrige Teilchen, wie z.B. tröpfchen aus Farbspritzkabinen abgeschieden werden, bei denen herkömmliche Elektrofilter versagen.It can be used to separate very sticky particles, such as droplets from paint spray booths which conventional electrostatic precipitators fail.
Ferner können elektrisch nicht leitende Stäube hochwertig abgeschieden v/erden.Furthermore, electrically non-conductive dusts can be deposited in a high-quality manner.
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Feste oder flüssige Teilchen werden bei der unter Ausgleich der elektrischen ladung erfolgenden Berührung mit den Flüssigkeitströpfchen an diese gebunden. Auch gasförmige Teilchen z.B. SO2» HF kommen infolge ihrer elektrischen Ladung in Berührung mit den Flüssigkeitströpfchen, um dort ihre Ladung abzugeben und kommen dabei zu chemischen Reaktionen, wenn die Flüssigkeitströpfchen aus Flüssigkeiten bestehen, die mit dem abzuscheidenden Gas chemische Reaktionen eingehen.Solid or liquid particles are under compensation the electrical charge coming into contact with the liquid droplets bound to this. Gaseous particles, e.g. SO2 »HF, also come in due to their electrical charge Touching the liquid droplets to get yours there To give off charge and cause chemical reactions if the liquid droplets consist of liquids, enter into chemical reactions with the gas to be separated.
Die Waschflüssigkeit kann im Kreislauf geführt werden. In diesem Falle werden die im Tropfenabscheider abgeschiedenen Flüssigkeitströpfchen einem Klärbehälter zugeführt. Nach Klärung und Reinigung der Waschflüssigkeit kann diese durch eine Pumpe erneut in dem Abscheidegehäuse versprüht bzw. in der Abscheidezone auf die gewünschte Tropfengröße gebracht werden.The washing liquid can be circulated. In this case they are separated in the droplet separator Liquid droplets fed to a clarifier. After the washing liquid has been clarified and cleaned, it can pass through a pump is sprayed again in the separator housing or brought to the desired droplet size in the separation zone will.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, die Oberfläche der aus Flüssigkeitströpfchen bestehenden Abscheideelektroden entsprechend den Erfordernissen zu vergrößern oder zu verkleinern. Eine Reihe von Gründen kann dies wünschenswert erscheinen lassen. Beispielsweise kann sich in einem konstanten Gasstrom die Anzahl der darin befindlichen Schwebeteilchen, die sogenannte Staubkonzentration stark ändern. Z.B. kann beim Anfahren eines kohlenstaubgefeuerten Kessels die Staubkonzentration höher sein als im nachfolgendenAccording to the invention it is proposed that the surface of the separation electrodes consisting of liquid droplets to enlarge or reduce according to requirements. This can be desirable for a number of reasons appear. For example, the number of gas in a constant gas flow Suspended particles, the so-called dust concentration change strongly. E.g. when starting a pulverized coal-fired Boiler the dust concentration will be higher than in the following
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Dauerbetrieb. In diesem Falle wird beim Anfahren des Kessels ein höherer Abscheidegrad benötigt als beim Dauerbetrieb. In anderen Fällen können Gasmenge und otaubkonzentration laufend Schwankungen unterworfen sein.Continuous operation. In this case, when starting up the boiler, a higher degree of separation is required than with continuous operation. In other cases, the amount of gas and the concentration of dew can be reduced be subject to constant fluctuations.
Die Vergrößerung der Abscheideoberfläche kann erfindungsgemäß durch Erhöhung der Tropfenzahl und/oder durch Verringern der Tropfengröße erfolgen.According to the invention, the increase in the separation surface can be achieved by increasing the number of droplets and / or by reducing it the drop size.
Zur Erzielung eines konstanten, den gesetzlichen Erfordernissen entsprechenden Reinheitsgrades wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, durch Keßgerät (z.B. Selenzelle) am Reingasaustritt, die Tropfenzahl und/oder Tropfengröße in der Abscheidezone auf konstanten Reinheitsgrad zu steuern, wobei ■•'ajich weitere, im Gasstrom daninter liegende Abscheidezonen zugeschaltet werden können.In order to achieve a constant degree of purity corresponding to the legal requirements, the invention is used suggested, by means of a kettle (e.g. selenium cell) at the clean gas outlet, the number of droplets and / or droplet size in the separation zone to be controlled to a constant degree of purity, with additional separation zones in the gas flow next to them can be switched on.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht beispielsweise aus einem sogenannten Jonisator, bestehend aus einem Gehäuse, in dem isoliert aufgehängte, mit Hochspannung geladene Sprühdrähte angeordnet sind, durch das der zu reinigende Gasstrom hindurchgeführt wird, wobei die abzuscheidenden festen, flüssigen und/oder gasförmigen •Teilchen elektrisch geladen werden, ferner einem Abscheidegehäuse zum Hindurchführen des zu reinigenden Gasstromes, in dem Flüssigkeitszerstäuberdüsen angeordnet sind, dieA device for carrying out the method consists, for example, of a so-called ionizer, consisting of a housing in which there are arranged high-voltage charged spray wires, suspended in isolation, through which the gas stream to be cleaned is passed, whereby the solid, liquid and / or gaseous • Particles are electrically charged, furthermore a separation housing for passing the gas stream to be cleaned, in which liquid atomizer nozzles are arranged
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mindestens eine den gesamten G-as(querschnitt tedeckende Zone von IPlüssigkeitströpfchen erzeugen, einem nachgeschalteten Tropfenabscheider, sowie einem auf der Saug - oder Druckseite der Vorrichtung angebrachten Ventilator. Generate at least one zone of liquid droplets covering the entire gas (cross-section), a downstream droplet separator and a fan attached to the suction or pressure side of the device.
Die abzuscheidenden, elektrisch geladenen Seilchen lagern sich an die unter einen anderen elektrischen Potential stehenden ITüssigkeitströpfchen, die z.B. elektrisch ungeladen sein können, an. Die !Flüssigkeitströpfchen werden anschließend in einem Tropfenabscheider abgeschieden. Gegebenenfalls werden diese einem Klärbehälter zugeführt, dort die abzuscheidenden Teilchen ausgeschieden und die gereinigte Waschflüssigkeit mittels einer Flüssigkeitspumpe erneut in der Abscheidezone versprüht. Der Tropfenabscheider kann beispielsweise aus einer 3?üllschicht mit Raschigringen, Kupfer spänen,-Koks, Holzwolle oder dgl. bestehen.The electrically charged ropes to be deposited are deposited on the under a different electrical potential standing droplets of liquid that are, for example, electrically uncharged can be on. The liquid droplets are then separated in a droplet separator. If applicable, be this is fed to a clarification tank, where the particles to be separated out and the cleaned washing liquid again in the separation zone by means of a liquid pump sprayed. The droplet separator can, for example, consist of a 3 oil layer with Raschig rings, copper shavings, coke, Wood wool or the like. Are made.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform sind im Abscheidegehäuse ein oder mehrere Schleuderräder zur Erzeugung einer oder mehrerer Zonen von den gesamten Gasquerschnitt bedeckenden 3?lüssigkeits tröpfchen angebracht. Diese Ausführungsform ist besonders dann von Vorteil, wenn die Anzahl und Größe, der Flüssigkeitströpfchen verändert werden soll. Die Anzahl der erzeugten Plüssigkeitströpfchen kann in einfacher Weise durch Verändern der Flüssigkeitszufuhr zu den Schleuderrädern erzielt werden, die Veränderung der Tropfengröße durch Änderung der Drehzahl der Schleuderräder.In an expedient embodiment, there are in the separator housing one or more centrifugal wheels for generating one or more zones covering the entire gas cross-section 3? Liquid droplets attached. This embodiment is particularly advantageous when the number and size of the liquid droplets are to be changed. The number the generated liquid droplets can be in a simple manner can be achieved by changing the liquid supply to the centrifugal wheels, changing the droplet size by Changing the speed of the centrifugal wheels.
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In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform wird vorgeschlagen, ein motorisch angetriebenes, quer zum Gasstrom umlaufendes Schleuderrad mit radialen, düsehlosen üanälen zu verwenden und mit einer solchen Umfangsgeschwindigkeit anzutreiben, daß die aus den Kanälen ausgeschleuderten großen Tropfen durch die sich aus der Umfangsgeschwindigkeit des Schleuderrades und der Geschwindigkeit des Gasstromes ergebende Helativgeschwindigkeit zwischen flüssigkeit und Gasstrom unter fortschreitender Zerstäubung den freien Abscheidequerschnitt vollständig durchdringen.In a particularly expedient embodiment it is proposed that a motor-driven, transverse to the gas flow To use a rotating impeller with radial, nozzle-less ducts and with such a peripheral speed to drive that the large drops ejected from the channels by the from the peripheral speed of the Centrifugal wheel and the speed of the gas flow resulting helative speed between liquid and Gas flow completely penetrate the free separation cross-section with progressive atomization.
Bei Verwendung von Sprühdüsen kann die Änderung der Tropfenfaahl durch Zu- und Abschalten von Düsen oder Düsenzonen, die Änderung der Tropfengröße durch Ändern des 3?lüssigkeitsdruckes erfolgen.When using spray nozzles, the drop color can change by switching nozzles or nozzle zones on and off, changing the droplet size by changing the fluid pressure take place.
Bei Reinigung von Heißgasen kann es von Vorteil sein, den Schleuderrädern Sprühdüsen vorzuschalten, um die Gase vor Erreichen mindestens eines Schleuderrades soweit abzukühlen, daß keine wesentliche Verdampfung der vom Schleuderrad erzeugten Flüssigkeitströpfchen eintritt, also die Tropfengröße sich nicht oder nur unwesentlich ändert.When cleaning hot gases, it can be advantageous to connect spray nozzles upstream of the centrifugal wheels to prevent the gases Achieve at least one centrifugal wheel to cool down to such an extent that no significant evaporation of the generated by the centrifugal wheel Liquid droplets enter, so the droplet size does not change or only changes insignificantly.
Gemäß der Erfindung kann am Austritt aus der Vorrichtung ein Staubmeßgerät angebracht sein, das die in der Abscheidezone erzeugten Flüssigkeitströpfchen nach Anzahl und/oder GrößeAccording to the invention, a dust measuring device can be attached at the outlet from the device, which is in the separation zone generated liquid droplets according to number and / or size
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so steuert, daß bei unterschiedlicher G-asmenge und Staubkonzentration ein konstanter Reinheitsgrad im Reingas erzielt wird.controls so that with different amounts of gas and dust concentration a constant degree of purity is achieved in the clean gas.
Schließlich wird vorgeschlagen, einen besonders einfachen und wartungsarmen Tropfenabscheider dadurch zu bilden, daß vor oder hinter der aus Flüssigkeitströpfchen gebildeten Abscheidezone der Gasstrom in Rotation gebracht wird, sodaß die verschmutzten Flüssigkeitströpfchen durch die dadurch erzielten Zentrifugalkräfte an die Wand des Abscheidegehäuses getrieben werden. Der entstehende Flüssigkeitsfilm wird dann dem Klärbehälter zugeführt.Finally, it is proposed to form a particularly simple and low-maintenance droplet separator by that before or after the separation zone formed from liquid droplets, the gas flow is brought into rotation, so that the contaminated liquid droplets through the centrifugal forces achieved thereby are driven to the wall of the separator housing. The resulting liquid film is then fed to the clarifier.
Zur Reinigung besonders großer Gasmengen wird vorgeschlagen, die in einer Jonisationseinrichtung elektrisch geladenen Teilchen in mehreren parallel angeordneten Abscheidegehäusen niederzuschlagen.For cleaning particularly large quantities of gas, it is proposed that the gas be electrically charged in an ionization device Precipitate particles in several separator housings arranged in parallel.
In der Zeichnung sind gemäß der Erfindung ausgebildete Vorrichtungen zur Durchführung des neuen Verfahrens
beispielsweise veranschaulicht.
Es zeigen:In the drawing, devices designed according to the invention for carrying out the new method are illustrated, for example.
Show it:
Fig. 1 Abscheider in liegender Ausführung mit SprühdüsenFig. 1 Horizontal separator with spray nozzles
Fig. 2 Abscheider in liegender Ausführung mit 2 SchleuderrädernFig. 2 separator in a horizontal version with 2 centrifugal wheels
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Fig. 3 · Abscheider in stehender Ausführung mit einem Schleuderrad im AufrissFig. 3 · Vertical separator with a centrifugal wheel in elevation
Pig. 4 Abscheider nach Mg. 2 im GrundrissPig. 4 separators according to Mg. 2 in the floor plan
'Fig. 5 Abscheider mit 3 Abscheidegehäusen im Aufriss'Fig. 5 separators with 3 separator housings in elevation
Mg. 6 Abscheider nach Mg. 4 im GrundrissMg. 6 separator according to Mg. 4 in plan
Mg. 1 zeigt eine Abscheidevorrichtung in liegender Ausführung im Längsschnitt. Der Jonisator besteht aus dem Gehäuse 1, in dem isoliert aufgehängte, mit Hochspannung geladene Sprühdrähte 2 angeordnet sind. An das Jonisatorgehäuse schließt sich das Abscheidegehäuse 3 an, an dessen Ende der Ventilator 4 angeordnet ist. Im Innern des Abscheidegehäuses befinden sich die Sprühdüsen 5,6,7,8 und an dessen Aussenumfang die Sprühdüsen 9>10,11,12, die derart angeordnet sind, daß sie mindestens eine den gesamten Gasquerschnitt bedeckende Zone 13 von FlüssigkeitstrSpfchen erzeugen. Die Flüssigkeitszufuhr zu den Spritzdüsen erfolgt über die Rohrleitungen 14. Ein Tropfenfänger aus Raschigringen ist der Zone nachgeschaltet. 16 ist ein Flüssigkeitsauslaßstutzen. Falls die Waschflüssigkeit im Umlauf betrieben werden soll, kann auch ein Klärbehälter 17 und eine Wasserpumpe 18 vorhanden sein.Mg. 1 shows a separating device in a horizontal design in a longitudinal section. The jonizer consists of the Housing 1, in which insulated suspended, high voltage charged spray wires 2 are arranged. To the ionizer housing the separator housing 3 follows, at the end of which the fan 4 is arranged. Inside the separator housing are the spray nozzles 5,6,7,8 and on its outer circumference the spray nozzles 9> 10,11,12, the are arranged in such a way that they have at least one zone 13 of liquid droplets covering the entire gas cross-section produce. The liquid is supplied to the spray nozzles via the pipes 14. A drip catcher from Raschig rings is downstream of the zone. 16 is a liquid discharge port. If the washing liquid in the If circulation is to be operated, a clarification tank 17 and a water pump 18 can also be present.
Die Wirkungsweise ist wie folgt!The way it works is as follows!
Der Ventilator 4 saugt das zu reinigende Gas in Pfeil-The fan 4 sucks the gas to be cleaned in arrow
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richtung durch die Abscheidevorrichtung. Die abzuscheidenden festen, flüssigen und/oder gasförmigen Teilchen strömen durch den Jonisator 1, 2 und werden sort elektrisch geladen. Anschließend strömt das Gas durch das Abscheidegehäuse 3, wobei die abzuscheidenden Teilchen durch die aus Flüssigkeitströpfchen unterschiedlichen Potentials bestehende Zone 13 hindurchgeführt und dabei an die Flüssigkeitströpfchen angelagert werden. In deia Tropfenabscheider 15 werden die Flüssigkeitströpfchen abgeschieden und fließen durch den Auslaßstutzen 16 ab. Der Abscheidevorrichtung kann ein Xlärbehälter 17 nachgeschaltet sein, in dem die abzuscheidenden Teilchen ausgeschieden und die gereinigte Flüssigkeit durch die Flüssigkeitspumpe 18 erneut den Sprühdüsen zugeführt wird.direction through the separation device. The solid, liquid and / or gaseous particles to be separated flow by the ionizer 1, 2 and are electrically charged. The gas then flows through the separator housing 3, the particles to be separated through the liquid droplets different potential existing zone 13 are passed through and thereby deposited on the liquid droplets. In deia mist eliminator 15 the liquid droplets are separated and flow through the outlet port 16. The separator A clarification tank 17 can be connected downstream, in which the particles to be separated out and the cleaned ones Liquid is fed back to the spray nozzles by the liquid pump 18.
Fig. 2 zeigt eine Abscheidevorrichtung im Längsschnitt, die mit 2 Schleuderrädern ausgerüstet ist. Der Jonisator besteht wiederum aus dem Gehäuse 19 und den Sprühdrähten An das Jonisatorgehäuse schließt sich das Abscheidegehäuse 21 an, an dessen Ende der Ventilator 22 angeordnet ist. Im Innern des Abscheidegehäuses befinden sich die beiden Sehleuderräder 23,24, die auf die beiden Wellenenden des Elektromotors 25 aufgezogen sind. Der Elektromotor ist flüssigkeitsgeseliützt in dem Gehäuse 26 untergebracht, das durch die Haltearme 27 am Umfang des Abscheidegehäuses befestigt ist. Die Flüssigkeitszufuhr zum Schleuderrad 23Fig. 2 shows a separation device in longitudinal section, which is equipped with 2 centrifugal wheels. The jonizer again consists of the housing 19 and the spray wires. The separator housing is attached to the ionizer housing 21, at the end of which the fan 22 is arranged. The two are located inside the separator housing Sehleuderräder 23,24, which are drawn onto the two shaft ends of the electric motor 25. The electric motor is Fluid-protected housed in the housing 26, which is supported by the retaining arms 27 on the circumference of the separator housing is attached. The liquid supply to the centrifugal wheel 23
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erfolgt durch die Rohrleitung 28, diejenige zum Schleuder- " rad 24 durch die Rohrleitung 29· Die Schleuderräder sind so angeordnet, daß das Schleuderrad 25 eine den gesamten Gasquerschnitt "bedeckende Zone 30 von Flüssigkeitströpfchen erzeugt und das Schleuderrad 24- die Tröpfchenzone 31. .takes place through the pipe 28, the one to the centrifugal "wheel 24 through the pipe 29. The centrifugal wheels are like this arranged that the centrifugal wheel 25 has a zone 30 of liquid droplets covering the entire gas cross section generated and the centrifugal wheel 24- the droplet zone 31..
32 ist ein feststehender Drallkörper (Schaufelgitter) zur Erzielung einer Drallbewegung für das durchströmende Gas,32 is a fixed swirl body (blade grille) for Achieving a swirl movement for the gas flowing through,
33 ein Flüssigkeitsauslaßstutzen, 34 ein Klärbehälter und 35 eine v/asserpumpe.33 a liquid outlet nozzle, 34 a clarifier and 35 a water pump.
Die 'Wirkungsweise ist wie folgt:The 'mode of action is as follows:
Der Ventilator 22 saugt das zu reinigende Gas in Pfeilrichtung durch die Abscheidevorrichtung. Die abzuscheidenden Teilchen strömen durch den Jonisator 19,20 und werden elektrisch geladen. Anschließend durchströmt das Gas den Drallkörper 32 und wird dadurch in Drehung versetzt. Dann strömt das Gas durch das Abscheidegehäuse 21, wobei die abzuscheidenden Teilchen durch die von den Schleuderrädern 23,24 aus Flüssigkeitströpfchen unterschiedlichen Potentials gebildeten Zonen 30,31 hindurchgeführt und an die Flüssigkeitströpfchen gebunden werden.The fan 22 sucks the gas to be cleaned in the direction of the arrow through the separation device. The ones to be deposited Particles flow through the ionizer 19, 20 and are electrically charged. The gas then flows through the swirl body 32 and is thereby set in rotation. The gas then flows through the separator housing 21, with the particles to be separated being carried by the centrifugal wheels 23, 24 Zones 30,31 formed from liquid droplets of different potentials are passed through and to the liquid droplets be bound.
Durch die Rotationsbewegung des Gases werden in den Flüssigkeitströpfchen Zentrifugalkräfte frei. Diese bewirken, daß die Flüssigkeitströpfchen in dem Raum 36, der sich zwischen dem Schleuderrad 24 und dem Ventilator 22 erstreckt, an dieThe rotational movement of the gas causes the liquid droplets to move Centrifugal forces free. These cause the liquid droplets in the space 36, which is between the impeller 24 and the fan 22 extends to the
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- ι? - 202Λ423- ι? - 202,423
Wände des Abscheidegehäuses 21 wandern und sich dort als Wasserfilm niederschlagen. Der Raum 36 wirkt also als Tropfenabscheider. Die als Wasserfilm abgeschiedenen Flüssigkeitströpfchen fließen durch den Auslaßstutzen in den Klärbehälter 34. Dort wird die gesammelte Waschflüssigkeit gereinigt und anschließend durch die Flüssigkeitspumpe 35 über die leitungen 29 erneut den Schleuderrädern zugeführt.Walls of the separator housing 21 migrate and there as Precipitate the water film. The space 36 thus acts as a droplet separator. Those deposited as a film of water Liquid droplets flow through the outlet port into the clarification tank 34. The collected washing liquid is there cleaned and then again the centrifugal wheels by the liquid pump 35 via the lines 29 fed.
Die Vorrichtung kann noch mit einer automatischen Steuerung für konstante Reinheit der Abluft ausgerüstet sein. 37 ist eine Lichtquelle, 38 eine Selenzelle. Je nach der Lichttrübung steuert die Selenzelle 38 den Flüssigkeitsdurchlass durch das automatische Ventil 39 derart, daß die von den Schleuderrädern erzeugt Anzahl an Flüssig-' keitströpfehen einen konstanten Reinheitsgrad der Abluft aus der Vorrichtung ergibt.The device can also be equipped with an automatic control system for constant purity of the exhaust air be. 37 is a light source, 38 is a selenium cell. Depending on the opacity of the light, the selenium cell 38 controls the passage of liquid by the automatic valve 39 in such a way that the number of liquid ' energy droplets ensure a constant degree of purity of the exhaust air results from the device.
Fig. 3 zeigt eine Abscheidevorrichtung in stehender Ausführung. Der Jonisator besteht aus dem Gehäuse 40, in dem isoliert aufgehängte, mit Hochspannung geladene Sprühdrähte 41 angeordnet sind. Er ist an den tangentialen Gaseintritt des Abscheidegehäuses 43 angeschlossen. Am Ende des Gehäuses 43 ist der Ventilator 44 angebracht. Im Innern des Abscheidegehäuses befindet sich das Schleuderrad, das über die Antriebswelle 46, die Riemenscheiben 47»48 undFig. 3 shows a separating device in an upright version. The ionizer consists of the housing 40 in which insulated suspended, charged with high voltage spray wires 41 are arranged. He is at the tangential gas inlet of the separator housing 43 connected. The fan 44 is attached to the end of the housing 43. Inside the Separator housing is the impeller, which via the drive shaft 46, the pulleys 47 »48 and
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Keilriemen 49 von dem Elektromotor 50 angetrieben wird. Die Antriebswelle 46 ist durch die Kugellager 51,52 in dem Schutzgehäuse 53 gelagert. 54 ist ein Flüssigkeitsauslaßstutzen, 55 ein Klärbehälter, 56 eine FlüssigkeitspumpeV-belt 49 is driven by the electric motor 50. The drive shaft 46 is through the ball bearings 51,52 in the Protective housing 53 stored. 54 is a liquid outlet nozzle, 55 a clarifier, 56 a liquid pump
■. - ι- und 57 ein Flüssigkeitszuführungsrohr für das Schleuderrad 45·■. - ι- and 57 a liquid supply pipe for the centrifugal wheel 45
Die Wirkungsweise ist wie folgt:The mode of action is as follows:
Die vom Jonisator 40,41 elektrisch geladenen Teilchen strömen mit dem Gasstrom über den tangentialen Eintritt in das Abscheidegehäuse 43 ein und werden dadurch im Abscheidegehäuse in Drehung versetzt. Das von dem Elektromotor 50 angetriebene Schleuderrad 45 erhält seine Flüssigkeit über die Rohrleitung 57 von der Flüssigkeitspumpe zugeführt. Das Schleuderrad 45 ist so angeordnet, daß es eine den gesamten Gasquerschnitt bedeckende Zone 58 an Flüssigkeitströpfchen erzeugt. Beim Hindurchströmen der Teilchen durch die Zone 58 werden diese infolge des elektrischen Potentials an die Flüssigkeitströpfchen angelagert. Infolge der Rotationsbewegung des Gases und die dadurch in den Tröpfchen erzeugten Zentrifugalkräfte werden diese im Haum an die Y/and des Gehäuses 43 getrieben und als Wasserfilm abgeschieden. Die verschmutzte Flüssigkeit fließt über den Auslaßstutzen 54 in den Klärbehälter 55 und erneut über die Pumpe 56 zum Schleuderrad 45.The particles electrically charged by the ionizer 40, 41 flow with the gas stream via the tangential inlet into the separator housing 43 and are thereby set in rotation in the separator housing. That from the electric motor 50 driven centrifugal wheel 45 receives its liquid via the pipe 57 from the liquid pump fed. The centrifugal wheel 45 is arranged in such a way that it has a zone 58 covering the entire gas cross-section Liquid droplets generated. When the particles flow through the zone 58, they are, as a result of the electrical Potential attached to the liquid droplets. As a result of the rotational movement of the gas and the resulting Centrifugal forces generated in the droplets are driven in the Haum to the Y / and of the housing 43 and as a film of water deposited. The contaminated liquid flows through the outlet connection 54 into the clarification tank 55 and again via pump 56 to centrifugal wheel 45.
Fig. 4 zeigt einen Grundriss der Abscheidevorrichtung nach Fig.3. 40,41 ist der Jonisator. 42 ist der tangentialeFIG. 4 shows a plan view of the separating device according to FIG. 40.41 is the ionizer. 42 is the tangential
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-.19 --.19 -
Eintritt in das Abscheidegehäuse 43.Entry into the separator housing 43.
5 zeigt eine Abscheidevorrichtung für sehr große Gasmengen mit 3 Abscheidegehäusen im Grundriss und Pig. 6 im .aufriss. 60,61 sind die Gaszuführungsrohrleitungen zum Jonisatorgehäuse 62 mit den darin enthaltenen Sprühdrähten An das Jonisatorgehäuse 62 schließt sich das Sammelgehäuse für die ionisierten Teilchen 64 an, das eine obere Deckplatte 65 und einen unteren Konus 66 besitzt (s.hierzu Pig.6).5 shows a separation device for very large amounts of gas with 3 separator housings in plan and Pig. 6 in elevation. 60,61 are the gas supply pipes to the Ionizer housing 62 with the spray wires contained therein The collecting housing closes on the ionizer housing 62 for the ionized particles 64, which has an upper cover plate 65 and a lower cone 66 (see Sect Pig. 6).
Auf der Deckplatte 65 des Sammelgehäuses 64 sind 3 Abscheidegehäuse 67»68,69 angeordnet. Am Eintritt der Abscheidegehäuse sind 3 Drallicörper 70,71,72 angeordnet, sowie 3 Schleuderräder 73,74,75» deren Antrieb und Flüssigkeitszufuhr nicht besonders gezeichnet ist.(s.Fig»6). 76,77,78 sind die Reingasaustrittsröhre.On the cover plate 65 of the collecting housing 64 there are 3 separating housings 67 »68.69 arranged. At the inlet of the separator housing 3 swirl bodies 70, 71, 72 are arranged, as well as 3 Centrifugal wheels 73,74,75 »their drive and liquid supply is not particularly drawn (see Fig. 6). 76,77,78 are the clean gas outlet pipe.
Die Wirkungsweise ist wie folgt:The mode of action is as follows:
Zwei nicht gezeigte Ventilatoren drücken eine große zu reinigende Gasmenge über die Rohrleitungen 60,61 in den Jonisator 62,63 und in das Sammelgehäuse 64. Die elektrisch geladenen Teilchen gelangen mit dem Gasstrom in die Abscheidegehäuse 67,68,69. Durchixe Drallkörper 70,71,72 in den 3 Abscheidegehäusen wird der.jeweilige Gasstrom in DrehungTwo fans, not shown, press a large amount of gas to be cleaned via the pipes 60,61 into the Ionizer 62,63 and into the collecting housing 64. The electrically charged particles get into the separating housing 67,68,69 with the gas flow. Durchixe swirl body 70,71,72 in the 3 separator housings, the respective gas flow is rotating
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versetzt, durchströmt die von den öchleuderrädern 73 > 74 > gebildeten Zonen von Flüssigkeitströpfchen, an die die Teilchen angelagert werden. Durch die Gasrotation im Innern der Äbscheidegehäuse werden die i'lüssigkeitströpfchen in den Räumen 82,83,84 abgeschieden. Das Gas entweicht gereinigt durch die Reingasrohre 76,77»78. Die Waschflüssigkeit fließt aus dem Auslauf 85 in einen nicht gezeichneten Klärbehälter und wird über eine nicht dargestellte Flüssigkeitspumpe erneut den Schleuderrädern zugeführt.offset, flows through the from the centrifugal wheels 73> 74> formed zones of liquid droplets to which the Particles are deposited. The liquid droplets are created by the gas rotation inside the separator housing deposited in rooms 82,83,84. The cleaned gas escapes through the clean gas pipes 76, 77 »78. The washing liquid flows from the outlet 85 into a clarification tank, not shown, and is not via a Liquid pump shown again supplied to the impellers.
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