DE2061715C3 - Vorrichtung zum Abtrennen giftiger Bestandteile aus Abgasen - Google Patents

Description

Die F.rfindung bc/ieht sich auf eine Vorrichtung /um Abtrennen giftiger Bestandteile wie Schwefeldioxid, Acetylen, Fluor und auch Wasser aus Abgasen.

Die beispielsweise aus Schornsteinen chemischer Werke und Erdölraffinerien in großen Mengen in die Luft gelangenden Abgase enthalten giftige Bestandteile wie Schwefeldioxid und Acetylen, die mit dem Rauch frei in die Atmosphäre strömen und ursächlich bedeutend /ur Erhöhung der Gesundheilsgef.ihren für die Bevölkerung beitragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine geeignete Vorrichtung der eingangs erläuterten Art zj schaffen, um diese Ursachen für die Existenzgefährdung der Menschen zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung, gekennzeichnet durch eine Gasschcidekammer mit einem Abgaseinleitungsrohr, welches zur adiabatischen Druck- und Temperatursenkung in eine Expansionskammer mündet, und durch eine Kühleinrichtung zur Gastemperatursenkung durch ein Kühlmittel, wobei die adiabatische Expansionskammer aus einem Sperrmaterial und einer porösen, luftdurchlässigen Platte besteht. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Temperatur infolge adiabatischcr Entspannung und durch ein Kühlmittel gesenkt, um im Gas enthaltene giftige Bestandteile und Wasser zu kondensieren sowie auszuscheiden bzw. zu beseitigen und harmlose Rückstände freizusetzen. Dadurch werden optimale Temperaturbedingungen zur Kondensation bzw. Ausscheidung des abgesaugten Gases erhalten, so daß der Wirkungsgrad beträchtlich erhöht wird.

Erfindungsgemäß kann also in der adiabatischen Entspannungskammer zur Kondensierung und Trennung der giftigen Bestandteile wie Schwefeldioxid und Acetylen enthaltenden Gases die Wirkung der Kondensationsausscheidung zur Beseitigung der giftigen Bestandteile durch Senkung der Temperatur infolge Wasser- bzw. Luftkühlung und durch Kühlung mit Kühlmitteln wie Freon und Ammoniak wesentlich gesteigert

werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Gasscheidekammer in einem Kasten oder Gefäß auf, die einen Abgaseinlaß, einen Gasauslaß und ein Saugrohr hat. Innerhalb der Gasscheidekammer ist eine adiabatische Expansionskammer zum Abscheiden und Beseitigen giftiger Gasbestandteile angeordnet Zur Herabsetzung der Gastemperatur dient eine innerhalb oder außerhalb des Kastens bzw. Gefäßes befindliche Kühleinrichtung.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben.

Es zeigt

I i z. 1 eine Vordcvschnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

F i si. 2 und 3 Vorderschnittansichten anderer Ausfuhrungsformen einer erfindungsgemäßen Vorriohiun"'

ao Aus ilen Figuren ist ersichtlich, daß bei einer Vorrichtung nach der Erfindung eine Gasscheidekammer .V in einem zylindrischen Kasten oder Gefäß B angeordnet ist. das in seinem äußeren Bereich eine Kühlkam mer C" aufweist, die eine Wasserkammer sein kann. Lm mit einem als Gasverdichier dienenden Schubgebläse 1 versehenes Gaseinlaßrohr 2 ist mit der Einlaßscite des Gasscheider verbunden, während an die das Saubersa^ absaugenden Seite ein mit einem Sauggebläse 3 versehenes Saugrohr 4 angeschlossen ist. Ein poröses !undurchlässiges Material 6 ist nahezu senkrecht am Ende der Öffnung 6 des Gaseinlaßrohres 2 angeordnet, wahrend sich vor dem porösen luftdurchlässigen Material 6 ein schalenförmiges. aus einem wärmebeständigen und chemisch widerstandsfähigen Werkstoff ge

Forintes Sperrmaterial 7 nahezu senkrecht mit einem bestimmten Abstand gegenüber dem porösen Material 6 befindet, so daß eine adiabalische Expansionskammer 8 für die Abgase gebildet ist. In der adiabatischen Expansionskammer 8 entspannt sich durch das Einlaßrohr

2 eingeführtes Gas zur Abscheidung bzw. Kondensation giftiger, im Gas enthaltener Bestandteile wie Schwefeldioxid und Acetylen sowie Wasser. Die Vorrichtung ist so konstruiert, daß die Gasscheidekammer Sim Kasten Bdurch eine Kühlquelle bzw. ein Kühlmitlel in der Kühlkammer Czur Senkung der Temperatur des einzuführenden Gases unter adiabatischer Entspannung auf eine optimale Temperatur gekühlt wird. In dieser Weise wird die Wirkung der adiabatischen Entspannung zum Abscheiden und Beseitigen giftiger Bestandteile wie des im Abgas enthaltenen Schwefeldioxids und Acelylens beträchtlich erhöht.

Das Abgas, das durch Temperatursenkung in der adiabatischen Expansionskammer kondensiert wird, um in flüssiger Form übergeführt zu werden, strömt in Form von wäßrigen Kondensattropfen in einem mit dem unteren Teil des Kastens B verbundenen Absaugrohr herunter, während ein Teil des zwischen dem Sperrmaterial 7 und dem porösen luftdurchlässigen Material 6 in Tröpfchen verwandelten Abgases herunterfließl und durch das Saugrohr 9 durch ein zu diesem hin geöffneten Ablaufrohr 10 ausströmt. Die im Gas enthaltenen giftigen Bestandteile wie Schwefeldioxid und Acetylen werden also durch Kondensation des Gases in Tröpfchen in flüssiger Form übergeführt und strömen im Kasten Bherunter und dann aus, so daß das Gas gereinigt wird. Das gereinigte Gas wird in das mit dem Sauggebläse 3 versehene Saugrohr 4 eingeführt und durch dieses abgelassen. Gleichzeitig kann das aus

dem Saugrohr 4 abströmende gereinigte Gas durch einen Wärmeaustauscher zwecks Erhöhung der Temperatur erhitzt werden, um das Gas wirkungsvoll abzulassen.

Feststoffbcstandteile können durch Filtrierung des aus der Scheidekammer 6 in das Saugrohr 4 eingeführten, gereinigten Gases aufgefangen werden, indem ein Gasfiltcrniaterial 12 bzw. ein Filter vor der öffnung It an der Hinlaßseite des Saugrohres 4 für gereinigtes Gas vorgesehen A-ird.

Im Abgas enthaltenes Fluor kann dadurch entfernt werden, daß eine Düse 13 zum Einspritzen einer Flüssigkeit in dem Luftraum zwischen"dem Spcrrmaierial 7 und dem porösen luftdurchlässigen Material 6 angeordnet ist und daß z. B. kaustisches Natron, Natriumkarbonai oder Natriumhydroxid aus der Düse 13 gesprüht und dem Gas beigegeben wird. Als Kühlquelle für die Scheidekammer 5 ist die Kühlkammer C im äußeren Bereich des Kastens B angeordnet, wobei in die Kammer C kalte Luft oder kaltes Wasser eingeführt und ao bewegt wird.

Wie in F i g. 2 gezeigt, kann die Temperatur des Abgases auch durch eine Kühlrohrschlange P gesenkt werden, die senkrecht in der Mitte der Scheidekammer .S' angeordnet ist, wobei Kühlwasser durch die Schlange »5 /' /um Kühlen der Scheidekammer S durch das Kühlwasser und ein Kühlmittel in die Kühlkammer C geleitel wird. Bei anderen Ausgestaltungen kann die Kühl rohrschlange P als Verdampfer für eine Frcon oder Ammoniak verwendende Kältemaschine oder als Kühler für Luftkühlung zum Senken der Temperatur des abgesaugten Gases in der Scheidekammer S verwendet werden; die Temperatur des Abgases in der Kammer 5 kann jedoch auch mit als Kühlmittel für das Gas verwendetem Trockeneis gesenkt werden.

Wie aus Fig.3 ersichtlich, ist bei dieser Ausführungsform im Gaseinlaßrohr 2 eine Kühleinrichtung, z. B. ein Verdampfer oder Kühler, vor dem als Gasvcrdichter verwendeten Schubgebläse angeordnet. Das durch das Gaseinlaßrohr 2 des Kastens ß eingeführte Hochtemperaturgas wird mithin durch die Kühlwirkung des Kühlers 17 gekühlt und das resultierende Niedertemperaturgas in die adiabat'.sche Expansionskammer 8 zwecks Kondensation und Abscheidung bzw. Beseitigung eingeführt. Obwohl in diesem Fall die Kühlkammer wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen im äußeren Bereich des Kastens B angeordnet sein kann, kann der Kasten zur Vereinfachung auch so konstruiert sein, daß die Außenwand keine Kühlkammer aufweist.

hm Tank 14 zum Sammeln des Wassers und der in flüssiger Form umgewandelten giftigen Bestandteile, die durch das Abflußrohr 9 abgeführt werden, ist unter dem Kasten B angeordnet, während ein Ausschußflüs sigkeitsveiitil 15 unterhalb des Tanks 14 vorgesehen ist. Der Tank 14 kann also erforderlichenfalls von dem Abflußrohr 9 abgenommen werden, wobei auch die Deckplatte 16 am Oberteil zur Entnahme der giftigen Flüs sigkeitsbesu\ndtei!e entlernt wird.

Bei der Abscheidung und Beseitigung der im Abgas enthaltenen giftigen Bestandteile wie Schwefeldioxid und Acetylen durch die adiabatische Entspannung des Gases ist festzustellen, daß, je höher die Temperatur des Abgases ist. desto geringer die Wirkung der Kondensation zur Überführung des Abgases in flüssiger Form durch adiabatischc Entspannung wird, wodurch der Effekt der Abscheidung und Beseitigung der giftigen Bestandteile verringert wird.

Bei der erfindungsgemäßen Abscheidung und Beseitigung der im Gas enthaltenen giftigen Bestandteile durch Einführung und Kondensation des Abgases in einer adiabatischen Expansionskammer können optimale Temperaturverhältnisse für adiabatische Expansion des Abgases durch Kühlung der Scheidekammer (des Inneren des Kastens) mit einem gasfärmigen oder flüssigen Kühlmittel zur zwangläufigcn Senkung der Temperatur aufrechterhalten werden. Die adiabatische Entspannung des Abgases läßt sich somit sehr wirksam durchführen und die Wirkung auf die Abscheidung und Beseitigung im Gas enthaltener giftiger Bestandteile wie Schwefeldioxid und Acetylen durch Überführung in flüssige Form erheblich steigern.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Palentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abtrennen giftiger Bestandteile wie Schwefeldioxid, Acetylen, Fluor und auch Wasser aus Abgasen, gekennzeichne· durch eine Gasscheidekammer (S) mit einem Abgaseinleitungsrohr (2), welches zur adiabatischen Druck- und Temperatursenkung in eine Expansionskammer (8) mündet, und durch eine Kühleinrichtung (C) zur Gastemperatursenkung durch ein Kühlmi'tel. wobei die adiabatische Expansionskammer (8) aus einem Sperrmaterial (7) und einer porösen, luftdurchlässigen Platte (6) besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung eine die Gasscheidekammer (5) umgebende Kühlkammer (C) isi (Fig-1).

3. Vorrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung eine in der Gasscheidekammer (S) angeordnete Kühlschlange (I¹) ist (F ig. 2).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung ein auf dem GaseiniaUrohr (2) angeordneter Kühler (17) ist (F i g. 3).